都市现代农业区可率先实现水肥一体化

赵永志

（北京市土肥工作站，北京 100029）

1 发展现代节水农业亟需破解缺水难题

据专业统计显示，农业是我国的用水大户，用水总量4000亿m3，占全国总用水量的70%，其中农田灌溉用水量3600亿～3800亿m3，占农业用水量的90%～95%，农业用水中的浪费现象相当严重。首先是农田灌溉水的利用率低，灌溉水的利用率只有30%～40%，而先进发达国家达到70%～80%；其次是农田对自然降水的利用率低，仅达到56%；再者是农业用水的效率不高，其中农田灌溉单方水的粮食产出仅为1kg左右，而先进发达国家则为2kg，以色列达到2.35kg。据测算，在不增加现有农田灌溉用水量的情况下，2030年全国缺水高达1300亿～2600亿m3，其中农业缺水500亿～700亿m3。若将农田灌溉水的利用率由目前的45%提高到发达国家的水平70%，则可节水900亿～950亿m3，如同时提高水的利用效率，农业节水后不仅可以满足7亿t左右的食物生产用水，还能节约出400亿～500亿m3的水量，二者总节约量可达1/3。

2 水肥一体化是实现农业大幅节水高效途径

水肥一体化技术是一种将灌溉与施肥融为一体的农业技术，其借助灌溉系统，将可溶性固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液与灌溉水一起，均匀、准确地输送到作物根部土壤。水肥一体化技术应用具有多重优势，为现代农业发展的关键技术成就。

首先，具有 “三节、一省、四提”优势。 “三节”即可实现节水、节肥和节药，可谓低碳农业技术。该项技术可由管道及时定量地向作物根层供水，可根据作物需要对局部进行定量灌溉与施肥，大大提高水的利用效率，实现农业水资源大幅节约。以北京为例，粗略估算大田应用该技术，年公顷可减少用水量900m3，与传统大水漫灌相比，可节水30%以上。同时，由于实现局部精准施肥，减少了肥料土壤固定和环境损失，提高了肥效，因此可以减少肥料用量，节约肥料投入。另外，在温室大棚中实施水肥一体化技术与常规的沟灌施肥技术相比，棚室的温度、湿度明显降低，在很大程度上抑制了作物病害的发生，从而显著减少了农药的投入。 “一省”是指省工，由于采用灌溉设备实现自动施肥浇水，可以大量减少以往灌水施肥的劳动投入和劳动强度。 “四提”是指该技术可提高水资源利用效率，提高肥料利用效率，同时由于水肥适时合理供给，可显著增加作物产量，提高单位耕地的产出效率，因此也提高了耕地资源利用效率。

此外，该技术有利于面源污染控制，发展清洁生产。由于水肥一体化技术应用可以实现肥料利用效率的提高，因此，可以减轻甚至避免农业施肥对土壤、水体面源污染的风险。同时，由于水肥的合理使用可以减少病虫害的发生，减少农药使用，提高农产品生产安全水平和农业生态水平，减轻农药残留对环境污染和对人体的危害。

同时，水肥一体化技术可以防止耕地土壤质量退化。过量施用化肥往往造成土壤板结，同时由于过量养分不断在耕层富集，容易导致土壤盐渍化，造成土壤质量不断退化。而水肥一体化技术由于提高了肥料利用效率，可以降低化肥使用，能有效避免土壤退化，有效改变土壤生态环境，有利于土壤健康。

3 水肥一体化亟待解决的问题

我国近些年来十分重视水肥一体化技术的推广应用，有关政策措施不断出台，各级政府投入和扶持的力度逐年加大。但总体上处于起步阶段，存在多方面的推广应用障碍问题。

3.1 对水肥一体化的认识不足，研究不够

采用大水漫灌是中国农民成百上千年来的传统，灌水不用付费或水费很低，导致灌溉用水随意，广大农民节水省水意识淡薄，发展节水灌溉设施投入积极性不高，阻碍了以灌溉设施为主要依托的水肥一体化技术推广应用。同时，不少农民在施肥管理上习惯于传统的凭个人经验施肥，没有将施肥和灌水合理搭配结合的意识，一般仅单一考虑作物对水或肥的需要而进行水肥管理，没有充分认识到水肥配合使用所带来的各种好处。另一方面，水肥一体化技术在国内尚处于起步阶段，针对不同区域、不同作物的水肥搭配技术方法研究还比较缺乏，或者不够深入，技术产品也不够成熟。今后亟待加强水肥一体化技术产品的研究与开发，为水肥一体化技术广泛推广应用打下坚实基础。

3.2 设备成本高是水肥一体化技术应用的重要障碍

水肥一体化技术主要依靠灌溉设备来实现，首次设备投入成本仍较高，多数农户接受起来都有一定困难。因此亟待重视相关技术产品的研发，研发应特别注重简单实用、成本低廉、易于技术维护配套。

3.3 技术不配套，缺少高效运行的社会化服务体系

目前绝大多数地区还没有专业的部门提供水肥一体化知识培训和技术指导服务，掌握水肥一体化技术的人才也十分缺乏，水肥一体化的技术相关的社会化服务体系尚未建立，不同机构、部门和企业服务内容较为单一，缺乏系统性整合，与施肥质量密切的水溶肥料产品也因为标准不严谨，导致各种品牌肥料鱼龙混杂，市场混乱，高质量针对性的水溶肥料相对较少，针对不同地区和作物开发的水溶肥品种可选择空间也较小。此外，由于灌溉设施企业与肥料行业沟通渠道少、理念存在差异、衔接问题多，导致当前二者结合程度仍较低，灌溉系统和施肥一时难以很好融合，这些都造成了水肥一体融合的困难。

3.4 示范推广力度不够，总体投资不足

根据报道2010年中国化肥年度销售金额在5000亿元以上，其中水溶性肥料的市场规模仅为300亿元左右。与传统大水漫灌比，水肥一体化技术虽然经济实惠，但初始投资太大，一般农民和生产企业实在用不起，零散发展，工程建设困难，因此这一领域的投资必须依靠政府投入。但是地方财政资金不足，而中央财政资金落实困难，使国内水肥一体化技术发展应用一直无法获得突破性发展。

3.5 缺少有效的节水制度，亟待建立针对性的激励机制

制度和机制是确保技术效果长效发挥的根本保证，尽管政府、企业、个人也开展了大量工作，采取了各种措施，但目前尚未建立起有效的农业节水制度，亟待研究建立符合当地实际的农业用水限额目标，科学设计不同用量的水价政策。对于积极开展农业节水的个人、企业应予以相应的优惠政策甚至经济补贴，通过类似的激励机制，推动更大范围采用节水技术措施，形成常态化的社会节水政策与机制。

4 水肥一体化加速农业节水，可先行

尽管在推广上尚存在诸多困难，但有条件地区，如都市农业区可全面推行应先行先试，探索模式、方法和长效机制，为更大范围的普及推广积累经验。以北京市为例，伴随着北京城市快速发展，水资源短缺已经成为北京发展的最大瓶颈。北京市从1999年以来连续经历枯水期，由于遭遇连续干旱，北京市平均降水量475mm，仅为多年平均的81%，而同期北京城市人口快速增加，二者共同作用导致北京市人均水资源量减少到不足100m3，不到全国的1/20，世界人均水量的1/80，远低于国际人均1000m3的缺水下限。因此，充分认识北京水资源紧缺的严峻形势，开源节流是必然选项。

首先，北京农业必须加快转型发展。水资源极为紧张的北京，必须转型产业和用水发展方式，培育适应北京水资源特点的生产生活方式，调整产业结构和用水结构，要特别限制高耗水产业，关停高耗水企业。京郊农业作为首都城市的菜篮子、休闲空间、多元文化载体，必须加强其空间的科学合理布局，促进其生态循环、低碳环保水平，不断增强发展活力和可持续力，特别应按照习总书记对现代农业的 “三个导向”以及北京都市型现代农业必须加强节水和生态建设的最新要求，加快向集约化、精准化、标准化现代农业发展方式转变，走高端精品化、品牌化发展道路。

其次，北京农业应在全国做出表率引领。北京拥有较强的水资源危机意识，同时其在水资源节约利用所需资金条件、政策探索能力和可持续发展迫切意愿等方面具有相对较强的优势。北京有条件有能力在全国率先实现经济发展方式转型，发展理念和机制的创新，积极构建水肥一体化技术研究、推广与应用体系，全面推行普及水肥一体化技术，并通过建立国家级示范展示区，引领华北地区技术推广应用，并逐步推向全国。

实践证明，北京农业完全可以实现高效节水。近些年北京市积极推行该项技术，逐步在蔬菜、瓜果种植上已实践探索出运用精量滴灌施肥、环绕滴灌施肥、微喷灌溉施肥、覆膜沟灌施肥和膜面集雨滴灌施肥等多种水肥一体化技术模式，大田作物上推行雨养旱作技术，并推行随机灌溉管理、墒情自动监测等管理节水技术，取得了良好的推广应用效果。如北京市昌平区鑫城缘草莓基地通过滴灌施肥技术的应用，由之前大水漫灌300m3减少到120m3，节水幅度高达60%。

针对北京实际，特提出几点建议。一要强化意识。应强化节水意识宣传，使节水成为普通市民的一种文化和一种生活方式。二要合理布局作物种植。应规划做好农作物的合理空间布局，优化不同耗水类型作物的空间分布，将有限耕地和水资源集中在打造高端精品上。三要加大科技投资力度。重视对水肥一体化技术的研究，加大在软硬件产品和服务上的研发资金投入。四应推行综合措施。应重视包括工程节水、农艺节水、管理节水等多元化的农业节水方式和方法的整合集成应用，实现农业综合节水效果。五须加强政策引导。重视农业节水政策、节水制度的研究与推行，探索长效化激励模式，逐步培育社会自觉性的节水机制。