我国水肥一体化技术发展前景及技术要点

我国非常重视水肥一体化技术的推广、应用，目前，水

肥一体化已被纳入农业发展规划。水肥一体化技术作为将灌

溉与施肥有机结合的一项农业新技术，可大幅提高水资源和

肥料的利用率，促进生态环境保护的建设，具有广阔的发展

前景和空间。基于此，阐述我国水肥一体化技术的发展历程

和发展契机，探讨水肥一体化相关的设备选择、系统布置、

水肥耦合和维修保养等技术要点，讨论了水肥一体化技术在

产品研发、技术模式创新和示范推广等方面的研究重点。

中国用约占世界9% 的耕地和6% 的淡水资源，生产出

了占世界26% 的农产品，养活了世界近20% 的人口，创造

了人类历史伟大奇迹的同时，也付出了很大的代价。我国是

一个干旱缺水严重的国家，淡水资源总量虽居世界第4 位，

但人均水资源量仅占世界平均值的1/4，是全球13 个人均

水资源最贫乏的国家之一。作为农业大国，我国农业用水方

式相对于先进节水型国家而言，仍较为落后。中国水资源公

报显示，我国农田灌溉水有效利用系数为0.523，与发达国

家0.800 - 0.850 的水平相差甚远。我国水分生产率不足1

kg/m3 ，远低于2 kg/m3以上的世界发达国家水平。为进

一步提高土壤肥力和作物产量，我国已成为化肥生产和消费

大国，我国化肥施用量为5912 万t（折纯），居世界首位，

但化肥利用率仅为30% 左右，远低于发达国家50% - 70%

的水平。过量的化肥随降雨、灌溉和农田径流进入水体，严

重污染地表水和地下水，对人体及生态造成了危害。在资源

条件和生态环境的双重压力下，加快转变农业发展方式，大

力发展节水农业，提高资源利用率，实现农业可持续发展，

迫在眉睫、刻不容缓。

水肥一体化技术是根据作物需求，对农田水分和养分进

行综合调控和一体化管理，以水促肥、以肥调水，实现水肥

耦合，全面提升农田水肥利用效率。与传统的灌溉和施肥措

施相比，水肥一体化技术具有节水、省肥、省工、增产、提

高水肥利用效率、提高作物品质及减少环境污染等诸多优势。

因此，水肥一体化技术逐渐成为资源节约、环境友好现代农

业的“一号技术”。

1 我国水肥一体化技术的发展历程与发展契机

水肥一体化技术缘起于无土栽培；进入20 世纪中期后，

世界各国在田间种植中开始进行灌溉施肥；在20 世纪70 年

代，随着微灌等技术的进步，推动了水肥一体化技术在全世

界的迅猛发展。我国水肥一体化技术的研究是自1974 年从

墨西哥引进滴管设备以来，经历了从引进、消化吸收、设备

研制、应用试验和试点推广，到部分引进国外先进工艺技术

及设备生产线与全国推广应用微灌技术，已有40 余年的历

程，水肥一体化技术在我国得到了长足发展，应用范围不断

扩大。然而，与世界其他国家相比，我国的水肥一体化技术

的应用仍十分有限。例如，以色列农业灌溉面积已有90% 的

区域实行了水肥一体化灌溉施肥技术，而我国目前水肥一体

化应用面积不到灌溉面积的8% ，由此可见，我国水肥一体

化技术的推广应用空间很大。

多年来，国家大力支持水肥一体化技术的发展。设立旱

作节水农业项目，开始灌溉施肥试验示范；下发《全国农田

节水示范活动工作方案》，将水肥一体化列为主推技术，强化

技术集成和示范展示；印发《国家农业节水纲要(2012-

2020)~，强调积极发展水肥一体化；下发《水肥一体化技术

指导意见》，提出水肥一体化技术推广总面积达到533.33 万

hm2 以上，新增推广面积333.33 万hm2 以上，实现节水

50% 以上，节肥30% ，粮食作物增产20% ，经济作物节本

增收600 元以上；一号文件再次强调指出“大力推广节水技

术，全面实施区域规模化高效节水灌溉行动”；印发《关于加

快转变农业发展方式的意见》，要求大力发展节水农业，全面

实施区域规模化高效节水灌溉行动，积极推广水肥一体化等

技术，实施化肥和农药零增长行动，坚持化肥减量提效、农

药减量控害，建立健全激励机制，化肥、农药使用量实现零

增长，利用率提高到40% 以上。在国家重视、政策支持、行

业发展亟需等多重推力下，我国水肥一体化产业取得了快速

发展。

2 水肥一体化的技术要点

2.1 选择适宜的灌溉、施肥设备水肥一体化技术将灌溉

和施肥相融合，借助压力灌溉系统，将肥料溶于水中，实现

水肥同步管理和高效利用。目前，常用的形式是微灌与施肥

结合，其中以滴灌、微喷灌与施肥结合的居多。灌溉设备主

要根据作物种类、土壤性质和当地设备供应情况而定。微灌

用施肥装置主要有压差式施肥罐、开敞式施肥罐、文丘里注

入器及注射泵等几种，根据应用作物、系统设备和实施面积

等选择施肥设备。微灌常用的过滤设备从过滤器的结构原理

分为旋流式水砂分离器、砂过滤器、筛网过滤器和叠片式过

滤器，应根据水源条件和水质要求组合选择过滤设备。

2.2 布设合理的系统管线布设合理高效的灌溉系统，不

仅要考虑灌溉所需的各项技术要求，还要充分考虑整个系统

的灌溉、施肥效率和工程投资等指标，系统布置是一个重要

和复杂的系统工程。管线布设时要综合考虑地形、水源条件、

作物种类和灌水器类型等情况。干、支管的布置形式取决于

地形、水源、作物分布和毛管的布置，应力求达到管理方便、

工程费用少的要求。在山丘地区，干管多沿山脊布置，或沿

等高线布置。支管则垂直于等高线向两侧的毛管配水。在水

平地形，干、支管应尽量双向控制，两侧布置下级管道，以

节省管材。毛管和灌水器的布置形式主要取决于作物种类和

所选用灌水器的类型。

2.3 实施高效的水肥耦合管理根据作物需水规律、土壤

水分条件、根系分布、土壤性质、设施条件和技术措施，制

定合理的灌溉制度，内容包括作物全生育期的灌水次数、灌

水时间、灌水定额和灌溉定额；同时，应根据农作物根系状

况确定计划湿润层深度。蔬菜计划湿润层深度宜为0.2 - 0.3

m ，果树因品种、树龄不同，计划湿润层深度宜为0.3 - 0.8

m 。农作物灌溉允许最大含水量上限控制在田间持水量的85%

- 95% ，允许最小含水量下限控制在田间持水量的55% -

65% 。

实施水肥一体化技术时，应选择溶解度高、溶解速度较

快、腐蚀性小以及与灌溉水相互作用小的肥料，避免产生相

互作用，对设备造成堵塞或腐蚀。应按照农作物的需肥规律、

目标产量、土壤养分条件和灌溉制度等，制定合理的施肥制

度。水肥一体化技术应用中，应统筹考虑灌溉制度和施肥制

度的高度结合，力求水肥耦合，提高水分、养分利用效率。

24 进行有效的系统维护保养施肥装置、过滤设备运行前应进

行检查，要求各部件连接牢固，承压部位密封；压力表灵敏，

阀门启闭灵活，接口位置正确。应按需要量投肥，并按使用

说明进行施肥作业；施肥后必须利用清水将系统内的肥液冲

洗干净。同时，为获得良好的过滤效果，要定期检查、及时

维护和保养过滤设备。

3 水肥一体化技术的研究重点

3.1 配套技术产品的研发随着水肥一体化技术的应用，

相关技术产品应不断研发完善。一是应加强各类灌溉设备、

过滤设备、施肥设备等新设备新产品的研发，不断提高其实

用性、耐久性、抗堵性等，降低生产成本。二是制定水肥一

体化技术的水溶性肥料标准，规范和引导水溶肥料行业的发

展。三是加强土壤墒情监测，实现实时自动掌握土壤水分和

作物缺水状况，为农田水分精确化管理，科学制定灌溉、施

肥制度奠定基础。

3.2 适宜技术模式的集成创新应按照因地制宜的原则，

针对作物需水规律、水源条件、设备特点等，集成和创新水

肥一体化技术模式，提高其针对性和实用性。建立覆膜与露

地结合、固定与移动互补、加压与自流配套的多种水肥一体

化模式，形成本区域主要作物水肥一体化技术规程。做好不

同灌溉方式、灌水量、施肥量等的对比试验，探索技术参数，

制定本区域主要作物水肥一体化技术模式下的灌溉制度和

施肥方案。

33 有效示范推广机制的优化将水肥一体化技术作为节

水增粮、防灾减灾的关键技术，强化示范展示和技术推广。

整合行政管理、推广机构、科研教学单位、生产供应企业、

农民专业组织力量，形成五位一体的推广机制。积极争取各

级支持，利用相关项目资金，扶持、引导和推动水肥一体化

技术的推广工作。通过技术推广部门开展技术展示示范与培

训交流驱动推广应用。

4 结语

水肥一体化技术作为世界上公认的可以提高水肥资源

利用率的最佳技术，能够有效提高农业抗旱减灾的能力，在

我国已逐渐成为资源节约、环境友好现代农业的“一号技术”，

得到了各级的高度重视。一号文件提出，大力推广节水技术，

全面实施区域规模化节水灌溉行动。相关政策文件的出台、

技术规程的制定，为一进步推进水肥一体化技术的示范、推

广和应用奠定了坚实的基础，水肥一体化技术在我国也已步

入了快速发展.