农业生产中过量灌溉施肥导致水肥资源浪费、土壤酸化和水体环境污染问题突出，对农业可持续发展和粮食安全生产带来严峻挑战。推广水肥一体化技术是实现农业可持续发展的关键。

本期嘉宾：国家农业智能装备工程技术研究中心 郭文忠

研究现状

国际：荷兰、以色列和日本等发达国家自20世纪60年代开始推广应用水肥一体化技术，如今技术已相当成熟。

国内：我国水肥一体化技术自1974年由墨西哥引进滴灌设备算起，已有近40年发展历史。我国现代化设施栽培中采用的先进灌溉设备几乎都引自农业发达国家，我国也自主开发了一些自动化灌溉与施肥控制系统。例如，国家节水灌溉北京工程技术研究中心开发的田间闸管灌溉系统，北京农业信息技术研究中心基于Geen-AM可编程控制器研发的肥能达施肥装备等均对我国的水肥一体化设备开发及推广发挥积极作用。

存在问题

目前国内应用的众多灌溉施肥装备缺乏水肥的智能决策及配套系统技术，且基于时间控制策略与作物环境相关性不强、水肥决策的智能水平低、普及性并不乐观，尤其针对规模化生产区的水肥管理，尚缺少大型园区或基地水肥综合管理系统。

设备分类

根据认识分类：传统水肥一体化技术，就是将可溶肥料溶解到水里，棍棒或机械搅拌，通过田间放水灌溉或田间管道，进一步通过添加的滴灌或微喷灌等装置均匀的进入田间土壤中，被作物吸收利用的技术。现代水肥一体化技术，通过实时自动采集作物生长环境参数和作物生育信息参数，通过模型构建耦合作物与环境信息，智能决策作物的水肥需求，通过配套施肥系统，实现水肥一体精准施入，极大提高灌水和肥料利用率。

根据设备施肥通道分类：单通道水肥一体化设备，主要针对作物需肥简单，用于单一肥料来源设计开发的小型自动或智能灌溉施肥机。多通道水肥一体化设备，针对作物在不同生育期需肥不同能够及时调整肥料成分而开发的大中型灌溉施肥机。

根据回液是否处理分类：开放式水肥一体化设备，这种设备多用于土壤栽培或不做回收系统的基质栽培，无回收系统和过滤消毒净化系统。封闭式水肥一体化设备，这种设备多用于水培、雾培或有回收系统的基质栽培，需要做回收系统和过滤消毒净化系统。

根据灌溉施肥机的控制决策来分类：经验决策法，完全凭借生产者/管理者在长期工作中积累的经验以及解决问题所形成的惯性思维方式，对具体作物生产过程中水肥施用时间和用量的决策判断。时序控制法，一般根据当地的土壤类型、气候及作物的生长状况等实际情况，由管理者/用户对灌溉和施肥的启动及关闭时间进行提前设定，从时间尺度上控制水肥用量。环境参数法，通过采集环境信息，主要在控制程序中设定阈值，也有将多个关键环境参数进行耦合而实现水肥控制的方法。

发展方向

通过物联网+水肥综合管理系统，通过指标决策或模型决策控制系统进行智能灌溉施肥；探索大型园区或基地高效节约低耗的水肥管理模式，最终实现作物生产基地的水肥管理的互联互通，管理所有的“物联网”精准灌溉控制系统；建立区域性或全国性水肥管理网络，促进我国农业的信息化、智能化发展。

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