贵州果园水肥一体化技术应用现状与发展对策

朱存洲, 王 虎, 韩 威, 邹 玮, 陈维榕, 李莉婕, 赵泽英

（贵州省农业科技信息研究所，贵州 贵阳 550006）

水肥一体化是利用管道灌溉系统，将肥料溶解在水中，同时进行灌溉与施肥，适时、适量地满足农作物对水分和养分的需求，实现水肥同步管理和高效利用的节水农业技术。水肥一体化技术可将养分和水分在作物需求时期浸润特定耕层，达到少量高效供给，在满足作物营养需要的前提下，能给予作物最经济有效的调控，做到节约水肥、高产高效的目的［1］，以实现资源节约、环境友好型农业。随着农业发展对环保和可持续发展的重视，水肥一体化技术将成为农业发展的重要方向之一。

国外对水肥一体化技术的研究与应用较早，自20 世纪70 年代以来，国外着重发展集约化高效农业以及水肥一体化技术，用于提高农田用水的效率。目前，一些发达国家依靠完善的基础设施体系、精准的管理控制系统以及现代化的节水灌溉设备，已实现较为精准高效的节水节肥灌溉。如以色列，其60%的土地属于干旱或半干旱地区，耕地面积仅占其国土总面积的20%，同时人均淡水资源占有量不足370 m3［2］，在耕地和水资源严重缺乏的情况下，通过对水肥一体化技术的长期研究，目前以色列利用水肥一体化技术灌溉的土地覆盖率已达80%，水肥利用率可达95%，高效利用了有限的土地资源与淡水资源。又如美国，其淡水资源总量达2.97亿m3，人均水资源占有量居世界前列，但水资源呈现分布不均的特点［3］；为合理配置水资源，美国建立了完备的水肥一体化基础设施和服务体系，成为世界上微灌技术推广应用面积最大的国家［4］。此外，荷兰、英国、德国等发达国家通过结合物联网技术和无线传感网络，也通过对水肥一体化技术展开深入研究，并运用先进控制算法实现了对农作物的精确和高效节水灌溉［5］。国外的水肥一体化技术应用广泛、发展迅速，且其商业模式应用已非常成熟，对我国水肥一体化技术的研究与推广具有较大的借鉴意义。

我国淡水资源占世界总量的6%，居世界第四位，但农业用水占全国总用水量的60%左右，农田灌溉水利用率平均仅为0.565［6］，远低于0.7～0.8 的世界先进水平。同时，我国以年施用量5 191.3 万t 的化肥总量，成为全世界化肥使用量最多的国家，但化肥利用率仅30%～35%，远低于发达国家［7］。20 世纪70年代，我国从墨西哥首次引入滴灌，但初步应用则始于20 世纪80 年代，且主要应用于果树栽培。由于我国中、西部地区的淡水资源分布较少，为保证对苹果、猕猴桃等果村进行高效的水肥管理，主要应用滴灌和微喷对果园进行灌溉施肥。目前国内的水肥一体化系统可根据水肥比例及EC/pH 值控制精准灌溉施肥，并结合物联网、智能控制、无线传输等技术，实现监测作物生长环境、协助果农决策、精准灌溉施肥等功能。

贵州省属于亚热带湿润季风气候区，大部分地区年均温度高于15 ℃，有效积温约为5 000 ℃，年日照时数在1 100℃以上，年降雨量超过1 000 mm，同时山地、丘陵占其国土总面积的92.5%，具有发展水果产业的生态、气候、资源优势，水果种植历史悠久。近年来，随着贵州省农作物种植结构的调整，贵州水果种植面积增长迅猛，全省水果种植面积由2000 年的7.55 万hm2增加至2010 年的15.35万hm2，2020年末进一步增至65.67万hm2，果园面积从2015 年的全国第18 位迅速跃升至2020 年的第7 位，水果产业已成为贵州省十二大农业特色优势产业之一，在助力山区产业结构调整和农民增收方面发挥重要作用。随着种植规模的连年扩大，传统零星种植已向规模化、集约化和标准化种植模式发展，但传统的粗放管理模式成为制约果园优质高产和标准化生产的主要瓶颈。目前果农仍依靠传统经验进行种植，自动化与智能化程度低，果树生长环境缺乏有效的监测监管，水肥投放缺乏合理的量化指标，致使劳动力投入大，易造成资源浪费和环境污染。因此，在贵州果园推广应用水肥一体化技术，实现水肥同步管理和高效利用，对解决果园粗放管理问题，提升果园管理水平，进而促进水果产业发展具有积极意义。为加强贵州果园水肥一体化技术的推广应用提供参考，通过问卷调查结合实地考察、半结构访谈等方式，对贵州果树种植基地及采用水肥一体化技术果农进行调研，分析贵州果园水肥一体化技术应用现状及其影响因素，并提出发展对策。

1 贵州果园水肥一体化技术推广应用现状

通过对贵州省果树种植基地灌溉设施现状和采用水肥一体化技术的果农进行调研发现，绝大多数猕猴桃种植基地都修建有水池，其中，仅修建水池的猕猴桃生产主体占比65.81%，安装有管道设施的猕猴桃生产主体占比30.97%，仅修建水沟的猕猴桃生产主体占比0.32%，安装有水肥一体化系统的猕猴桃生产主体占比2.90%，水肥一体化系统在猕猴桃种植上应用较少。在火龙果种植基地，未修建任何灌溉设施的生产主体占比48.36%，仅修建水池的火龙果生产主体占比18.03%，安装有管道设施的火龙果生产主体占比22.95%，安装有水肥一体化系统的火龙果生产主体占比10.66%，水肥一体化系统在火龙果种植上应用较少。未修建任何灌溉设施的百香果种植基地面积约532.71 hm2，占调查总面积的11.63%，仅修建水池的百香果生产主体占比3.10%，仅修建水沟的百香果生产主体占比0.10%，安装有管道设施的百香果生产主体占比58.69%，安装有水肥一体化系统的百香果生产主体占比26.47%，水肥一体化系统在百香果种植上应用较少。未修建任何灌溉设施的蓝莓生产基地占比50.79%，仅修建水池的蓝莓生产主体占比8.59%；安装有管道设施的蓝莓生产主体占比35.14%；安装有其他灌溉设施的蓝莓生产主体占比1.10%；安装有水肥一体化系统的蓝莓生产主体占比4.39%，水肥一体化系统在蓝莓种植上的应用较少。综合来看，水肥一体化技术在贵州省果园中的应用较少，仍需在全省大力推广，并通过不断完善其技术模式，更好发挥其经济、社会和生态效益。

2 贵州果园水肥一体化技术推广应用的影响因素

调研结果显示，果农采用水肥一体化技术的意愿受年龄、受教育程度、家庭劳动力人口、技术改造面积、农业合作经济组织参与情况等因素的影响。

2.1 年龄

受访果农的年龄集中在35～55 岁，占受访果农总人数的78%。随着果农年龄增大，采用水肥一体化技术的意愿逐渐降低。原因可能是年龄较大的农户观念相对保守，对新技术接受能力较弱，更倾向于依赖自身多年生产经验进行生产，而相对年轻的果农更关注新技术对提高农业生产效益所发挥的作用，选择采用水肥一体化技术的意愿相对更高。

2.2 受教育程度

受教育程度在很大程度上反映了个人对事物的认知水平。受教育程度越高的果农能更全面把握农业生产的整体状况，能够考虑农业经营的长期收益及对土地和环境的影响，并较早准确地选择适合的技术，且更有能力应对新技术可能带来的风险。大部分受访果农的学历为初中水平，对其采用水肥一体化技术的意愿存在一定影响。

2.3 家庭劳动力人口

受访果农主要利用家庭劳动力进行农业生产，并依靠农业收入满足家庭成员生活需求和教育投资。其家庭劳动力人口数与水肥一体化技术接受度呈负相关关系，即家庭劳动力人口数越多，采用该技术的倾向越低。原因是水肥一体化生产是一种技术密集型生产方式，需要知识与资金的投入，且水肥一体化技术前期设备的投资要求过高，对具备充足家庭人力资源的果农而言，应用水肥一体化技术在经济上的比较优势不强，因而不太愿意采用该技术。

2.4 技术改造面积

生产规模对农户的生产管理决策具有较大影响。大面积种植条件下，为保证产量和效益，果农会更加注重管理，因而会更加关注水肥一体化技术的应用。另外，随着种植规模的增大，单位生产成本降低，有利于激励果农采用水肥一体化技术。因此，技术改造面积对果农采用水肥一体化技术具有一定影响。

2.5 农业合作经济组织参与情况

对果农个体而言，参加农业合作经济组织可获取更多的生产资源支持。在农业合作经济组织中，果农可及时有效地获取市场信息、技术和资金渠道等方面的支持和帮助，统一的组织管理可提升整体质量管控能力，同时经营的组织化程度越高，对产品的议价能力也相应提升。因此，参加农业合作经济组织（如合作社）的果农更倾向于采用水肥一体化技术。

3 水肥一体化技术推广应用的发展对策

3.1 加强政策引导

提高对水肥一体化技术模式的重视程度，做好水肥一体化新增面积调度统计，加大推广力度。在积极介绍并宣传该技术的同时，制定出台扶持水肥一体化发展的相关政策，如设备资金补贴、购买优惠等。继续争取在部分农业项目设立时增加水肥一体化内容，引导各地建立多种模式集成的示范基地，做好技术模式筛选和集成创新，发挥示范带动作用。另外，加大农业保险创新，丰富地方特色农业保险品种，探索新型生产责任保险机制，提高对新技术应用的风险保障，促进农民接受并实际应用水肥一体化技术。

3.2 加强科技创新

水肥一体化技术涉及多个领域，是控制技术、智能监测技术等多项技术的结合，对设备规格与性能具有一定要求。为实现更好的技术应用效果，针对水肥一体化作业中存在的施水量、施肥量监测不足、水肥比率控制不达标、水肥使用过剩或不足、设备部件寿命短等问题，加强科技创新，增强水肥一体化技术的设备性能，提高应用效果，促进水肥一体化技术的推广应用。

3.3 强化技术培训与示范带动

充分发挥农业部门技术优势和主体作用，开展以水肥一体化技术为重点的资源节约型生态农业发展技术培训与推广应用工作，组织专家和技术人员深入基层一线，对各级农业技术人员及广大农民进行面对面的现场技术指导，及时解决水肥一体化技术推广中出现的问题。优先对种植大户、家庭农场、专业合作社和农业龙头企业等新型农业经营主体进行全程指导。同时，在培育和推动新型农业经营主体发展过程中，可在果园标准化建园体系中设立水肥一体化示范试点，展示水肥一体化作业模式及其应用效果，引导农民进一步了解并接受水肥一体化作业模式。

4 小结

贵州省73%的国土面积为典型的喀斯特地貌区，山地较多而平地较少，果园主要分布在无灌溉条件的旱坡地上，土壤保水保肥能力较差。受配套灌溉设施条件的制约，果树灌溉用水仍依赖自然降水。尽管贵州每年降雨量较多，但降雨集中，分布不均，季节性、区域性干旱和工程性缺水较为明显，不利于果树生长，影响果实品质。同时，贵州山地果园的管理水平相对较低，很多果农缺乏科学的管理技术，在灌溉和施肥等环节上多凭经验进行操作，盲目施肥、不平衡施肥诱发土壤板结、酸化等问题，不仅影响果实的品质和产量，也增加果园管理的成本，灌溉和施肥技术的不足，共同制约贵州水果产业的健康发展。为解决水果生产在灌溉和施肥环节存在的突出问题，贵州已在猕猴桃、火龙果、百香果、蓝莓种植中推广应用水肥一体化技术，但选择采用的生产主体数量和覆盖的果园面积仍较小，整体效益发挥有限，推广应用空间仍较大。未来，在推进水肥一体化技术应用过程中，需通过加强科技创新提高水肥一体化技术的实用性，同时加大扶持力度，加强政策引导、资金和技术支持，增强果农应用水肥一体化技术的积极性，并为其应用水肥一体化技术提供有力保障。通过多方面措施促进贵州果园水肥一体化技术的应用，进而推动贵州水果产业提质增效。