万 伦，张志成，崔增团，郭世乾，葛承轩，贾蕊红

（甘肃省耕地质量建设保护总站，甘肃 兰州 730030）

甘肃省地貌类型复杂多样，优势特色农业产业发展突出，但农业生产基础条件差，水资源缺乏，水资源空间分布不均，因粮食产量的逐年增加和农业结构不断调整，水肥使用总量特别是使用强度也逐年攀升，突出表现为水肥使用总量过大，水肥生产力较低，生态环境压力不断加大，农业投入不断增加，农产品产量和品质不高，农业比较效益降低。因此，合理利用水肥资源、提高水肥利用率是实现甘肃省绿色农业高质量发展亟待解决的问题。近几年甘肃省将水肥一体化技术作为新时期现代农业的发展重点，开展水肥一体化的节水减肥技术应用，对保障粮食安全、促进农业提质增效、加快经济社会可持续发展、保护生态环境等方面产生了积极影响。

1 甘肃省水肥一体化发展现状

水肥一体化技术是利用灌溉管道，根据作物的需水规律和需肥特点，将肥料溶解在灌溉水里，实现水肥精准管理和水肥耦合，满足作物对水分和养分需要的一种现代节水农业新技术。水肥一体化技术是农业农村部重点推广的现代节水农业新技术，实现了农业生产由传统农业的大水漫灌、施肥随意化向管道输水、精准灌溉、定点施肥、水肥耦合、多技术应用的现代农业生产方式的根本性转变，促进了我国农业产业的高质量发展。随着甘肃省农业节水技术的不断深化，水肥一体化技术得到了快速发展，形成了膜下滴灌、微喷灌、渗灌等应用模式，在解决甘肃省水资源不足、提升水肥资源高效利用、促进农业提质增效、确保农民增收、保护生态环境、促进社会经济发展等方面作出了贡献。截至2014年，水肥一体化技术应用面积10.67万hm2[1]，实现节水33.2%～49.5%，节肥20%以上，增产8.7%～57.0%[2]。

1.1 确定了水肥一体化的发展思路、发展重点与主要模式

灌溉农业区重点推进以马铃薯、制种玉米、蔬菜等优势特色产业的膜下滴灌水肥一体化技术，逐步引入智能物联网水肥一体化技术，实现手机移动管理互联互通，提升水肥一体化技术的自动化、标准化、信息化管理水平；旱作农业区推进马铃薯、蔬菜、果园、茶园等优势特色产业的集雨补灌水肥一体化技术，重点推广小流域软体水窖集雨补灌水肥一体化、山地小水集流补灌移动式滴灌水肥一体化技术，在作物生育的关键期实施补充灌溉和定量定点施肥技术，提升山地特色农业高质量发展，促进区域生态环境的改善；日光温室种植区重点推广日光温室膜面集雨物联网水肥一体化技术，在作物生育的关键期实施节水减肥技术，促进温室产业的可持续发展；果园区推广软体水窖集雨补灌滴灌、微喷灌、渗灌等水肥一体化技术，在果树生育的关键期实施补充灌溉和精准施肥技术，促进果品的提质增效，打造“甘味”农产品品牌。

1.2 开展水肥一体化应用技术研究

一是开展土壤墒情和养分监测，为制定水肥一体化的灌溉施肥制度提供理论依据[3]。利用全省近30个国家级土壤墒情监测站和5707个耕地质量调查点数据，摸清旱作区马铃薯、玉米、苹果集雨补灌水肥一体化及灌区玉米、马铃薯等作物膜下滴灌水肥一体化土壤墒情变化特征及耕地土壤养分演变及盈亏变化、主要作物养分回收率、偏生产力、肥料利用率等施肥参数，为灌溉施肥制度提供了数据支撑。二是从2011年开始，累计完成各类水肥一体化应用技术试验示范350项（次），探索不同区域灌溉水量、灌溉时间、水溶性肥料施用量、施用时间、施肥浓度等水肥一体化应用技术参数，为灌溉施肥的制定、水肥耦合机制的建立创造了有利条件[4-6]。

1.3 强化核心示范区建设

围绕甘肃省确定的产业发展目标，重点打造地域特色鲜明、亮点突出的水肥一体化核心示范区。酒泉市肃州区、张掖市甘州区打造大田蔬菜、制种玉米智能物联网水肥一体化示范区；民乐县打造马铃薯智能物联网水肥一体化示范区；甘肃省农垦集团农场重点打造马铃薯、青贮玉米滴灌水肥一体化替代地膜示范区；定西市安定区打造马铃薯、蔬菜软体水窖水肥一体化示范区；榆中县、永靖县、靖远县打造日光温室软体水窖集雨补灌水肥一体化应用核心示范区；天水市秦州区、天水市麦积区、秦安县、静宁县、庄浪县打造果园软体水窖集雨补灌渗灌水肥一体化核心示范区，在实践中取得良好的示范作用，也为甘肃省大规模应用水肥一体化技术提供了基础条件。

1.4 加强智能控制水肥一体化硬件设施建设

将智能物联网水肥一体化技术作为现代农业的重要抓手，促进了水肥一体化技术与现代高新技术装备的融合发展，先后在张掖市甘州区、武威市凉州区、金昌市金川区神农示范园区、条山农场、敦煌市莫高镇现代高效农业节水示范园、天水国家农业科技园、武山县蔬菜示范园区等地建设“土壤墒情自动监测+智能决策+精准水肥管理+终端智能控制”的物联网水肥一体化应用示范区，有力地提升了区域水肥一体化自动化、标准化、信息化管理水平，在实践中取得了较好的应用效果。

1.5 加强技术标准化管理，制定相关技术规范

一是针对甘肃省灌溉农业区膜下滴灌水肥一体化、旱作农业区软体水窖集雨补灌水肥一体化存在的技术不规范等重大技术问题，构建了玉米、马铃薯、蔬菜（含日光温室）、苹果等水肥一体化技术灌溉施肥技术推荐方案，规范了灌溉、施肥的主要技术参数，为水肥一体化的标准化提供了依据。二是加强对水肥一体化全程标准化管理，根据相关试验示范结果，构建了膜下滴灌水肥一体化棉花、温室蔬菜、蜜瓜、制种玉米、葡萄、灰枣等作物9项应用技术规范，为水肥一体化技术标准化提供了技术支撑，也为大规模推广水肥一体化技术提供了依据。

1.6 构建水肥一体化产业应用体系

一是加强产学研对接，构建区域水肥一体化应用技术体系。近几年通过系统研发构建了适合大型灌区应用的智能化控制水肥一体化物联网体系；适合中小型灌区或旱作农区应用的半自动化控制、手动控制水肥一体化应用体系，实现了对不同用户按不同需求配套不同应用模式，丰富了水肥一体化的建设内容。二是加强与相关生产企业合作，构建水化一体化连接机制，形成以华维、托普等水肥一体化硬件设备配套企业以及甘肃星硕、甘肃新大弓、施可丰等水溶性肥料配套企业的技术应用支撑体系，为水肥一体化技术推进发展产生了重要影响。三是加强与政府、农资服务企业的对接，做好水肥一体化技术的最后“零公里”服务。张掖市甘州区实施的政府托管模式及“谷丰源”公司提出全程社会化托管技术服务模式试点，实现从种到收的全程水、肥、药技术社会化托管服务，在实践中取得了较好的应用效果。

2 存在的主要问题

2.1 认识不足依然是制约技术发展的关键

一是水肥一体化属高技术应用领域，涉及政府、推广单位、企业、生产主体等多方面的因素，目前技术推广仍以政府推动为主导，下达指令性计划推广任务，企业只是被动性服务，社会各阶层对其认识还相当有限，特别是对水肥一体化在转变农业生产方式、提升农业综合效益等方面的认识不足，还未形成整合社会资源加快推广的效应。二是因技术要求高、技术建设内容复杂多样，对生产主体产生了较大影响，加之技术培训不够深入，造成技术普及度还不高。因此，加强技术培训，建立以政府推动、推广单位深入研发、生产与服务企业与农户互动的推广机制，对促进技术标准化，提升水肥一体化技术的应用效益具有重要意义。

2.2 水肥一体化应用还存在较大的发展空间

在世界范围内，以色列、美国等发达国家都将水肥一体化技术作为新时期现代农业的建设内容。以色列90%耕地，美国微灌面积中60%的马铃薯、25%玉米、33%果树都应用了水肥一体化技术[7]。2012年我国水肥一体化技术推广面积已接近266.7万hm2[8]，且在新疆、山西、宁夏、内蒙古等省（区）广泛应用，而甘肃省应用还相对滞后。同时，甘肃省中低产田面积占80%以上，人均水资源占有量仅为全国的1/2，亩均水资源占有仅为全国的1/4；肥料利用率仅为35%左右[9]，水肥资源综合利用效益还有待进一步提升。这就为水肥一体化技术应用提供了难得的发展机遇与发展空间。因此，加快甘肃省水肥一体化技术应用，对促进甘肃省农业可持续发展具有重大的现实意义。

2.3 资金投入不足成为制约发展的重要因素

一是资金投入不足制约推广与发展。水肥一体化因技术复杂、投入资金量较大，一直是技术推进缓慢的主要原因。虽然近几年在农业农村部的支持下，甘肃省也开展了水肥一体化技术推广工作，但甘肃省贫困区占比大，中央和地方用于水肥一体化的研发和推广经费还相当有限，应用模式主要以小型示范区建设模式为主，从建设规模、技术标准化、应用效益等方面还不能适应甘肃省现代农业发展的需要，一定程度上制约着水肥一体化技术在全省的推进。二是对水肥一体化的认识不足，社会资金的参与度还较低。现阶段投入到水肥一体化的社会化资金还相当有限，虽然有部分合作社及经营大户想开展水肥一体化的应用工作，但因投入资金不足在一定程度上也制约着水肥一体化的应用推广。因此，急需制定相关规划，加快资金投入，特别是整合社会资金，加快技术推广步伐。

2.4 急待加强水肥一体化应用技术的研发

一是水肥一体化技术标准化有待深化。虽然甘肃省建立了多作物、不同应用模式的水肥一体化应用标准，但因全省地域类型特殊，作物种类多样，加之布设的灌溉施肥等水肥一体化试验示范数量有限，而现行的水肥一体化技术应用模式还是多以习惯性传统生产方式估算水分、养分的需求，造成灌溉时间、灌溉定额、施肥时间、施肥量、肥料施用浓度等关键技术参数和实际生产需求还有差距。二是水肥一体化和现行常规技术应用间衔接还不紧密。水肥一体化技术还未能建立精准化农田灌溉和施肥技术制度，特别是与现行的土壤耕作、农田灌溉制度、施肥管理等还没有形成有效紧密结合，制约着高新技术的应用。三是水溶肥肥料应用还未普及。水肥一体化技术以多次滴灌水溶性肥料实行追肥为主，但水溶肥因价格较高，农户以应用自配型水溶性肥料为主，配方与浓度比例难以保证肥料质量，一定程度上也制约了水肥一体化全面推进。

2.5 水肥一体化的应用推广也面临一些问题

一是水肥一体化集约化规模还有待提高。水肥一体化要求实行集约化生产、标准化种植才能产生一定的产业聚焦效应。而甘肃省目前农村土地承包制度模式造成土地碎片化，不利于集约化生产、规模标准化种植，一定程度上影响到水肥一体化的推广。二是现行的水肥一体化推广机制还存在一定问题。技术研发单位以技术研究与设备开发为主，灌溉工程企业负责田间工程施工管理，肥料生产企业负责配方型水溶性肥料，而在农户服务端口间还未能形成合力，未能形成无缝链接。三是虽然甘肃省结合膜下滴灌技术研发了配套机械设备，但这些机械在实际应用时不够稳定，急需研发适合甘肃省不同区域、不同生产条件的水肥一体化应用机械，提升水肥一体化机械化作业水平。

3 发展对策

3.1 进一步提高对甘肃省发展水肥一体化的认识

水肥一体化是世界性的发展潮流，成为支撑世界农业可持续发展的重点，农业农村部制定了水肥一体化的指导意见等政策性支持文件，支持水肥一体化技术发展，且新疆、内蒙古等省（区）棉花、马铃薯水肥一体化技术应用规模逐年扩大，建立了适应本区域特点、形式多样、各具特点的发展模式，如新疆的棉花膜下滴灌水肥一体化技术在应用模式、建设规模、建设内容、技术标准等方面为西北地区发展水肥一体化事业提供了良好的应用模板。但相对而言，甘肃省水肥一体化技术发展还相对滞后，与全国先进省区相比还有一定的差距。因此，应从全省生态安全战略高度重新认识水肥一体化技术，加强对水肥一体化事业的关心与支持，制定长期的水肥一体化规划，提升水肥一体化技术在确保粮食生产安全、促进优势特色农业提质增效等方面的作用，促进甘肃省农业可持续发展。

3.2 提升水肥一体化技术的科技含量

一是强化相关水肥一体化试验、示范研究。根据甘肃省产业发展特点，按不同生态区域布设制种玉米、马铃薯、蔬菜、葡萄、瓜类、果园等作物的水肥一体化技术试验示范，重点研究不同区域、不同作物的灌溉制度、施肥制度、水肥耦合等系统性参数，优化水肥一体化应用系统，提升水肥一体化效益。二是制定和完善适合甘肃省实际的水肥一体化应用标准，通过试验示范研究数据，在现有标准的基础上，进一步修订或增加不同生态区、不同作物的水肥一体化应用标准，提升水肥一体化科技含量，为大规模普及水肥一体化技术提供科技支撑。

3.3 构建适合甘肃省实际的水肥一体化推广体系

一是构建以产学研相结合，以技术示范与推广相结合，以企业社会化服务为纽带的水肥一体化应用技术体系，合力解决水肥一体化技术在实际生产中存在的主要问题，确保水肥一体化应用全产业链的无缝对接，提升水肥一体化产业在甘肃省农业高质量发展中的作用。二是加强水肥一体化系统设施与设备建设，重点研发具有自主知识产权、适应甘肃省环境条件的物联网智能控制水肥一体化应用系统，并引入手机管理系统，实现移动互联互通，加强无人机、移动机器人、无人自走式耕作机械等现代高新技术与系统对接，提升水肥一体化技术含量。三是加强水溶性肥料运筹管理，联合水溶性肥料生产厂家开展攻关，解决水溶性肥料生产和应用中存在的问题，制定或完善相关水溶性应用配方及生产管理，为水肥一体化技术推广创造有利条件。四是建立水肥一体化推广应用机制建设，结合省上推进的高标准农田建设、丝路寒旱农业等一批重点建设项目，构建适用甘肃省区域特点、不同应用主体、不同应用模式、规模化种植、产业化经营的水肥一体化技术集成应用体系，为水肥一体化技术推广提供基础保障。

3.4 加强节水技术培训，提升新型职业农民技能

针对水肥一体化起点高、技术应用较为复杂、涉及行业内容多的特点，加强对水肥一体化技术的宣传与培训，进一步提高广大农民群众的节水技术意识，将现代节水技术，特别是水肥一体化技术作为新型职业农民培训的重点内容，引导农民掌握发展高效节水农业所需技能。