許慶廣

（北京中農(nóng)天陸微納米氣泡水科技有限公司 北京 通州 101149）

水肥一體化技術(shù)是將灌溉與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)新技術(shù)，被譽(yù)為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的“一號(hào)技術(shù)”。水肥一體化是借助壓力灌溉系統(tǒng)，將可溶性固體或液體肥料，按作物的需肥規(guī)律和特點(diǎn)，通過管道和滴頭適時(shí)適量地輸送到作物根部，滿足作物生長(zhǎng)所需的水分和養(yǎng)分供給。如滴灌、噴灌和無土栽培均屬于水肥一體化中的一類技術(shù)[1]。

近幾年水肥一體化技術(shù)得到了快速發(fā)展，但由于思想理念、技術(shù)培訓(xùn)、售后服務(wù)等方面存在問題，導(dǎo)致其在使用過程中產(chǎn)生了很多問題，嚴(yán)重影響到人們對(duì)水肥一體化技術(shù)的認(rèn)知和接受程度，阻礙了水肥一體化技術(shù)更廣泛、更深入的發(fā)展。

1 水肥一體化技術(shù)構(gòu)成

水肥一體化技術(shù)的構(gòu)成從工程實(shí)施方式包括水源工程、供水系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、水肥控制系統(tǒng)、田間輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收集控制系統(tǒng)6大部分。

1.1 水源工程。只要水質(zhì)符合灌溉要求，均可作為灌溉的水源。包括江河、渠道、湖泊、井、水庫等，為了充分利用各種水源進(jìn)行灌溉，并使水質(zhì)達(dá)到灌溉要求，往往需要修建引水、蓄水和提水工程，以及相應(yīng)的輸配電工程，這些統(tǒng)稱為水源工程。

1.2 供水系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括供水水泵、變頻、壓力傳感器(或遠(yuǎn)傳壓力表)、配電系統(tǒng)等，其功能主要是根據(jù)水肥一體化系統(tǒng)的需要，將1臺(tái)或多臺(tái)水泵串聯(lián)起來，利用變頻技術(shù)，將灌溉水加壓到所需要的壓力范圍內(nèi)，通過各級(jí)管道輸送到田間灌水器。供水系統(tǒng)是整個(gè)水肥一體化系統(tǒng)動(dòng)力的主要來源，調(diào)節(jié)并控制系統(tǒng)的供水壓力和水量，以滿足灌溉的要求。

1.3 水處理系統(tǒng)。是對(duì)水質(zhì)進(jìn)行初步的過濾、酸堿度調(diào)節(jié)，或根據(jù)種植需求調(diào)節(jié)水的硬度等。對(duì)于以江河水、湖水等作為灌溉水源的，由于水中雜質(zhì)含量較多，水質(zhì)較差，對(duì)其處理較為復(fù)雜，通常會(huì)做一些水凈化、過濾等；對(duì)于井水而言，則相對(duì)簡(jiǎn)單一些，只做一些過濾即可。當(dāng)然，對(duì)于無土栽培的還應(yīng)當(dāng)對(duì)灌溉水進(jìn)行更嚴(yán)格的處理，使其達(dá)到無土栽培對(duì)水質(zhì)的要求。通常情況下，考慮到滴灌、微噴對(duì)于水質(zhì)要求較高，水肥一體化系統(tǒng)普遍配置過濾裝置，包括離心過濾器、砂石過濾器、疊片過濾器等。

1.4 水肥控制系統(tǒng)。水肥控制系統(tǒng)可以說是水肥一體化技術(shù)的核心部分，控制著整個(gè)水和肥的運(yùn)行方式。常用設(shè)備是灌溉施肥機(jī)，通過有線或無線的方式控制灌溉單元電磁閥的啟閉，實(shí)現(xiàn)手自動(dòng)控制。雖然市場(chǎng)上的灌溉施肥機(jī)型號(hào)多樣，樣式也不同，但功能比較相似。灌溉施肥機(jī)分為現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)傳操作2種控制方式，通常配有手動(dòng)或自動(dòng)2種模式。在手動(dòng)模式下可直接控制施肥泵和電磁閥的開閉；自動(dòng)模式下可設(shè)置灌溉程序、灌溉日期、灌溉時(shí)間段、施肥時(shí)間或施肥量、EC或PE值等，設(shè)備將按照設(shè)置好的參數(shù)進(jìn)行灌溉和施肥。

1.5 田間輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)。田間輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)一般由干管、支管、田間首部、毛管及灌水器組成。干管一般采用PVC管材，支管一般采用PE管材或PVC管材，管徑根據(jù)流量進(jìn)行配置，田間首部根據(jù)種植需求安裝有過濾器、文丘里和電磁閥等，毛管目前多選用小管徑PE管或內(nèi)鑲式滴灌帶、邊縫迷宮式滴灌帶等。干管或分干管進(jìn)水口設(shè)閘閥，支管和輔管進(jìn)水口處設(shè)球閥。輸配水管網(wǎng)的作用是將處理過的水或肥，按照要求輸送到灌水單元和灌水器，毛管是微灌系統(tǒng)的末一級(jí)管道，在滴灌系統(tǒng)中即為滴灌管，在微噴系統(tǒng)中，毛管上安裝微噴頭。

1.6 數(shù)據(jù)收集控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)收集控制系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)收集、傳輸、反饋及存儲(chǔ)4個(gè)方面。數(shù)據(jù)收集主要是通過各種傳感器采集包括土壤、空氣、植物等各種環(huán)境或生物體的各種數(shù)據(jù)，以供控制系統(tǒng)使用。傳輸主要是數(shù)據(jù)的通訊方式，分為有線和無線傳輸2種方式，數(shù)據(jù)通過傳輸上傳到上位機(jī)或者云平臺(tái)上。反饋主要是計(jì)算、分析各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)各設(shè)備或電磁閥等輸出點(diǎn)進(jìn)行控制，達(dá)到所設(shè)定的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)控制效果。存儲(chǔ)是將采集的數(shù)據(jù)保存在本地服務(wù)器或云平臺(tái)上，不僅可以利用保存的數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，還可以隨時(shí)查看運(yùn)行記錄和歷史數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)收集控制系統(tǒng)可以通過電腦軟件或手機(jī)APP對(duì)其進(jìn)行操作，控制整個(gè)水肥一體化系統(tǒng)的運(yùn)行，進(jìn)行遠(yuǎn)程水肥管理。

2 存在的問題

2.1 前期設(shè)計(jì)存在缺陷。水肥一體化是系統(tǒng)工程，規(guī)劃設(shè)計(jì)是水肥一體化技術(shù)合理應(yīng)用的前提。然而很多園區(qū)對(duì)于水肥一體化工程規(guī)劃設(shè)計(jì)重視不足，輕設(shè)計(jì)，重工程實(shí)施，導(dǎo)致工程建成后，在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)各種不足或重大缺陷，甚至需要對(duì)工程進(jìn)行修理或返工，嚴(yán)重影響水肥一體化技術(shù)的使用，造成投入成本大幅上升。

2.2 管理者和操作人員認(rèn)可程度低。由于管理者對(duì)該技術(shù)接觸較少、理念比較落后，僅了解比較簡(jiǎn)單的灌溉和施肥設(shè)備，特別是一線操作人員，年齡一般偏大，知識(shí)水平較低，對(duì)新技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用操作學(xué)習(xí)慢，普遍存在抵觸心理，寧愿按照原先的方式進(jìn)行灌溉施肥，也不愿意使用先進(jìn)的水肥一體化技術(shù)[2]。以北京地區(qū)為例，很多農(nóng)業(yè)園區(qū)在水肥一體化方面投入大量的資金和精力，甚至從國外進(jìn)口設(shè)備，但由于管理人員的認(rèn)知和操作人員能力有限，導(dǎo)致水肥一體化設(shè)備未能充分發(fā)揮其作用，有的園區(qū)設(shè)備已經(jīng)閑置，銹跡斑斑。水肥管理依然按照原有的方式操作，導(dǎo)致資源和技術(shù)雙重浪費(fèi)，更加深了對(duì)水肥一體化技術(shù)的不認(rèn)可。

2.3 對(duì)設(shè)備操作維護(hù)保養(yǎng)不重視。水肥一體化設(shè)備投入運(yùn)行后，很多設(shè)備需要分階段按時(shí)維護(hù)保養(yǎng)，但由于管理者或操作人員對(duì)其重視程度不高，責(zé)任心缺乏，對(duì)設(shè)備操作說明書、操作規(guī)范不認(rèn)真閱讀查看，未對(duì)設(shè)備進(jìn)行定時(shí)保養(yǎng)，導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)各種問題。諸如水壓不足、管道漏水、過濾器不按照說明書或操作規(guī)程進(jìn)行清理、冬季防凍措施不規(guī)范甚至缺失、使用復(fù)合肥等溶解度較低的肥料、田間管道防護(hù)不足、設(shè)備未按照規(guī)程進(jìn)行保養(yǎng)等，嚴(yán)重影響水肥一體化設(shè)備的運(yùn)行，更造成管理者和使用者對(duì)水肥一體化技術(shù)的進(jìn)一步的不信任、不認(rèn)可。

2.4 未持續(xù)對(duì)水肥一體化技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。水肥一體化技術(shù)作為一項(xiàng)先進(jìn)的農(nóng)業(yè)灌溉施肥技術(shù)，已在世界范圍內(nèi)得到認(rèn)可和接受。水肥一體化技術(shù)是否可以發(fā)揮其最大作用，主要取決于管理者或使用者對(duì)水肥一體化技術(shù)的掌握程度。很多園區(qū)管理者和使用者本來對(duì)水肥一體化技術(shù)的認(rèn)知就低，知識(shí)相對(duì)匱乏，在水肥一體化技術(shù)應(yīng)用過程中不注重知識(shí)的持續(xù)學(xué)習(xí)和技能的提升，致使水肥一體化技術(shù)未能充分被利用，體現(xiàn)不出其使用效果，反而認(rèn)為水肥一體化技術(shù)或設(shè)備不好用，對(duì)其產(chǎn)生抵觸心理。

2.5 缺乏對(duì)水肥管理的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃。對(duì)水肥管理長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃是水肥一體化技術(shù)應(yīng)用中不可缺少的一環(huán)。很多應(yīng)用水肥一體技術(shù)的園區(qū)或農(nóng)場(chǎng)，在水肥一體化工程建設(shè)完成后，并未對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)、長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃，特別是在水肥管理、人員安排、培訓(xùn)學(xué)習(xí)、技能提升、規(guī)范制定等方面，未形成合理的規(guī)范、制度，散亂管理、臨時(shí)安排、隨意操作時(shí)有發(fā)生，不注重水肥管理分析、總結(jié)，使水肥一體化技術(shù)流于形式，疏于管理，最終導(dǎo)致水肥一體化技術(shù)和設(shè)備閑置、廢棄。

3 對(duì)策及建議

3.1 重視水肥一體化工程規(guī)劃設(shè)計(jì)。首先需要找到專業(yè)的企業(yè)，專業(yè)的水肥一體化工程建設(shè)企業(yè)會(huì)對(duì)園區(qū)或農(nóng)場(chǎng)的各個(gè)方面進(jìn)行充分考慮，勘查各種數(shù)據(jù)，通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析，給出專業(yè)的建議，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和長(zhǎng)遠(yuǎn)種植需求，對(duì)水肥一體化工程進(jìn)行全面、富有邏輯的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。把問題從規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候給予解決，預(yù)防水肥一體化在應(yīng)用過程中因規(guī)劃設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)產(chǎn)生問題。

3.2 加強(qiáng)水肥一體化技術(shù)培訓(xùn)。技術(shù)培訓(xùn)是水肥一體化技術(shù)應(yīng)用過程中必不可少的管理內(nèi)容。技術(shù)培訓(xùn)需要制定計(jì)劃，定時(shí)培訓(xùn)。技術(shù)培訓(xùn)需要由專業(yè)的單位或人員組織和實(shí)施，應(yīng)涉及對(duì)水肥一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、水肥一體化技術(shù)在世界農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用、水肥一體化技術(shù)原理及應(yīng)用等內(nèi)容，并針對(duì)本園區(qū)或農(nóng)場(chǎng)的水肥一體化系統(tǒng)進(jìn)行操作培訓(xùn)，包括水肥一體化技術(shù)應(yīng)用過程中對(duì)設(shè)備、管道等的維護(hù)保養(yǎng)，以及水肥管理等。

3.3 持續(xù)進(jìn)行水肥一體化技術(shù)學(xué)習(xí)。水肥一體化技術(shù)培訓(xùn)是學(xué)習(xí)的一方面，同時(shí)還需要管理者和使用者從自身出發(fā)，制定持續(xù)的水肥一體化技術(shù)學(xué)習(xí)計(jì)劃，通過專業(yè)的書籍、新媒體、技術(shù)講座等渠道，在水肥一體化技術(shù)原理、操作及使用方面進(jìn)行不間斷的學(xué)習(xí)，加深對(duì)水肥一體化技術(shù)的認(rèn)知程度，提升對(duì)水肥一體化技術(shù)和設(shè)備的操作技能。同時(shí)，管理人員和使用人員要多走出去，考察先進(jìn)的水肥一體化技術(shù)，了解不同的水肥一體化設(shè)備，多學(xué)習(xí)其它園區(qū)成功的水肥一體化技術(shù)應(yīng)用和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

3.4 做好水肥管理長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃。水肥管理規(guī)劃是水肥一體化技術(shù)應(yīng)用的前提。在水肥管理方面，主要針對(duì)操作人員管理、培訓(xùn)學(xué)習(xí)、技能提升、操作規(guī)程、規(guī)章制度等幾個(gè)方面進(jìn)行規(guī)劃，合理安排操作人員通過長(zhǎng)期可持續(xù)的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，提升管理者或操作人員的技能，結(jié)合園區(qū)或農(nóng)場(chǎng)的要求和特點(diǎn)，制定合理的水肥一體化操作規(guī)程，使水肥一體化技術(shù)應(yīng)用的各個(gè)方面形成規(guī)范的制度，真正的讓水肥管理落到實(shí)處，使水肥一體化技術(shù)應(yīng)用可持續(xù)、可發(fā)展。