温室大棚中水肥一体化技术的应用分析

王茂林 马德新

（青岛农业大学，山东 青岛 266109）

水肥一体化技术是一种现代农业技术，做到了节水灌溉技术与高效施肥技术的结合。从狭义上讲，水肥一体化技术是将肥料按比例溶解于水中，通过田间供水系统将肥料和水均匀地输送到作物的根部区域［1］。从广义上讲，就是将水和肥料同时供应给农作物。

1 水肥一体化技术的主要特点

1.1 节约水资源

在温室大棚中使用水肥一体化技术可以有效减少水分的流失和蒸发，从而提高水资源利用率。采用传统的灌溉方式，水资源利用率为45%左右，浪费了大部分水资源。在水肥一体化技术在的滴灌方式，水资源利用率为95%左右［2］，节水效果非常明显，有利于缓解我国水资源稀缺现状。

1.2 提高肥料的利用率

在温室大棚中使用水肥一体化技术便于控制各种肥料的比例、肥液的浓度和灌溉时间。使用滴灌的方式进行灌溉施肥，肥料可直接作用于作物的根区，加速作物对营养物质的吸收。传统的肥料利用率约为35%，而滴灌的肥料利用率在75%以上，节肥效果明显［3］，提高了肥料利用率。采用水肥一体化技术可以有效避免人工施肥对肥料的滥用，从而保护环境。

1.3 节约时间和生产成本

水肥一体化设备操作简便，利用温室大棚中铺设的管网供水，可以做到自动化灌溉施肥，免去了人工挖沟、人工撒肥等过程，节约了人工施肥时间，同时节省了生产成本。

2 水肥一体化系统简介

温室大棚中的水肥一体化系统主要由灌溉用水源、首部枢纽工程、输水管网及灌水器4部分构成［4］。

2.1 灌溉用水源

温室大棚水肥一体化系统中常用的灌溉水源有池塘水、井水、水库和河水等水源，也可以根据实际需要在温室大棚周围建设人工蓄水工程，灌溉用水源在蓄水量和水质方面要满足灌溉要求。水源要充足，水质要洁净，没有受到污染［5］。

2.2 首部枢纽工程

温室大棚中的首部枢纽工程（见图1）是灌溉系统的重要一环，主要包括为整个系统提供动力的水泵、过滤设备、肥料罐、吸肥装置、控制设备及量测装置等。首部枢纽的作用是对输送过来的水进行过滤、加压。在控制设备的控制下按农户提前预设的比例和浓度进行混肥，最后把混合好的肥液输送到输水管网中，量测装置可以监测设备的运行情况并记录相关流量。

图1 水肥一体化首部枢纽工程

2.3 输水管网

输水管网在温室大棚中的作用是将首部枢纽输送过来的水按照作物的需要输送到每个灌水器中。温室大棚的输水管网由干管、支管和毛管3级管道构成。具体的铺设需要根据温室大棚中作物的种植情况而定，毛管作为整个输水管网的末级管道直接连接灌水器。

2.4 灌水器

灌水器的作用是对输水管网里的水减压，最后以水滴的形式施入作物根部区域。温室大棚的灌水器主要是滴头、滴管带等。

3 水肥一体化技术在农业大棚中的应用

3.1 应用的必要性

虽然中国水资源总量居世界第六位，但水资源分布不均，中国许多地区水资源稀缺，人均拥有量低。传统的灌溉和施肥技术水资源浪费严重，化肥的不合理使用污染了环境。因此，非常有必要推广节水节肥技术，水肥一体化技术的应用实现了节水和节肥的目的，非常值得推广。

3.2 应用存在的问题

水肥一体化技术在温室大棚中的推广和应用效果良好，但也存在一些不可忽视的问题。首先，我国水肥一体化技术的推广和应用还处于起步阶段，相关的配套设施不完善，如水源和供电等基础设施不健全。水肥一体化设备需要一定的空间，传统的温室大棚在建设之初没考虑这一问题，所以可能需要改造或重建。其次，与水肥一体化设备配套的肥料较为缺乏，我国液体肥的研发还处于发展阶段，液体肥在国内的市场份额较小，市面上仍以传统的肥料为主。最后，农业收入相对较低，加之人们只关注短期效益，而水肥综合设备的一次性投资相对较高。因此，农民对实施新技术缺乏积极性。

3.3 应用前景

在温室大棚中应用水肥一体化技术可以实现节水和节肥，有利于我国农业的发展。随着国家政策的不断出台，水肥一体化设备会逐渐普及，相关的配套设施也会更加完善。随着国家有关标准的制定，水肥一体化也会越来越规范。

物联网技术和传感器技术的不断成熟，融合了物联网技术的水肥一体化系统会越来越智能。水肥一体化系统可以根据传感器收集到的数据，为农户提供更加科学的施肥建议。农户可以利用手机等终端得到水肥一体化设备的运行状态以及温室大棚中实时的环境数据，并远程操作水肥一体化设备，融合了信息化的水肥一体化系统会越来越受欢迎。水肥一体化技术的不断发展，可加速我国从传统农业向现代农业的转变。