细密的滴灌管道在田间延伸,水流与肥料精准直达作物根部,传统“大水漫灌”的农耕场景正被数字化的智能灌溉系统所取代。
一场由水肥一体化技术引领的农业变革正在高标准农田建设中悄然发生。随着“土壤墒情和养分自动监测+智能决策+精准水肥管理+终端智能控制”模式的推广应用,农业生产正从“经验种植”向“数据种植”转变。这项技术通过管道灌溉系统,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。
01 技术赋能,水肥一体化重塑农业生产模式
水肥一体化技术的核心在于将灌溉与施肥融为一体,借助压力灌溉系统,把液体肥料或可溶性固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。这项技术不仅改变了传统的灌溉方式,更重新定义了现代农业的生产逻辑。与传统灌溉相比,水肥一体化技术使水的利用率提高40%-60%,肥料利用率提高30%-50%。这种精准的水肥管理方式,可根据气候、作物需水肥规律及根系特征进行精准灌溉,实现水肥同步施用,显著提升水肥利用效率。智能水肥一体化系统集成了土壤环境感知、智慧配方施肥、灌溉与施肥于一体的精准农业技术应用。基于实时监测的数据,系统能够根据农作物生长周期、土壤类型和气候条件等因素,自动调整灌溉时间、灌溉量、水肥比例等参数。随着物联网、大数据等数字技术的深度应用,水肥一体化技术正从简单的自动化控制向智能化决策升级。一些先进系统已经能够集成AI模型,作为设施的“智慧大脑”,实现精准灌溉的核心技术支撑。
02 多重效益,数字动能推动农业可持续发展
水肥一体化技术为高标准农田带来的最直接效益是水资源和肥料的高效利用。测算数据显示,应用水肥一体化技术后,农田灌溉亩均用水量大幅降低,节水率普遍达到30%以上,甚至有些地区实现了节水40%以上的显著效果。经济效益同样显著。水肥一体化技术实现了省工省时,有利于规模种植。以往需要大量人力进行的灌溉施肥工作,现在只需少量人员通过智能系统就能完成大面积农田的管理,大大降低了人工成本。作物品质提升是另一大亮点。通过精准的水肥供应,作物能够获得更加均衡的营养,外观和口感都得到改善。同时,由于实现了局部精准施肥,减少了肥料土壤固定和环境损失,提高了肥效。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,提高了农产品安全性。
03 智慧升级,数字技术引领水肥一体化新趋势
随着新一代信息技术的快速发展,水肥一体化技术正与5G、物联网、大数据等数字技术深度融合,向更加智能化的方向升级。在智慧农业云平台控制室里,电子屏幕上可以实时显示农田地理信息、智能灌溉控制、农业植保和气象监测等数据。基于大数据的智能决策系统正在成为水肥一体化的“数字大脑”。这些系统能够感知植物生长和环境数据,构建植物生长模型,预测物候期和产量,反馈计算当下作物对光照、温度、水分、营养等需求。数字技术的加持让水肥管理更加精细化。传统的分段管理模式正在被基于实时数据的精准管理所取代。智能水肥一体化系统可以根据每日天气变化随机应变,实现“看天种地”的即时管理。水肥一体化系统还成为大数据采集的重要节点。智能水肥一体化平台可以联网管理大量智能控制设备和环境采集设备,收集的海量数据帮助研究人员进一步校验、训练水肥智能管控系统的适用性,使其更加智能。
04 建管并重,完善高标准农田水肥一体化体系
高标准农田水肥一体化系统的可持续运行,需要建立完善的建后管护机制。“三分建、七分管”,建后管护工作是决定各项工程能否持续发挥效能的关键。目前,部分地方政府根据当地现状,出台了“高标准农田工程设施建后管护制度”,对高标准农田的管理做出了一系列要求,如签订高标准农田移交手续,落实管护主体和责任,健全管护制度。政府在高标准农田水肥一体化实施技术上给予支撑,可降低水肥一体化技术壁垒。政府应加强与水肥一体化相关的种植和施肥管理等技术标准制定和监管工作,确保技术应用的科学性和安全性。加大技术服务力度也是确保水肥一体化技术成功推广的关键。高标准农田灌溉与排水工程承建企业应建立健全水肥工程售后服务团队,做好对水肥一体化灌溉施肥设施操作培训,定期定点对水肥一体化设施进行保养及维护。建立技术托管服务团队是打破水肥一体化技术应用壁垒的有效措施。技术托管服务团队通过整合各类农业生产要素和资源,开展全托管、半托管及菜单式服务等农业社会化服务。
随着水肥一体化技术的不断升级和普及,农业生产正从“靠天吃饭”向“靠技管天”转变,从“汗水农业”迈向“智慧农业”。在高标准农田建设中,水肥一体化技术作为“数字动能”的重要载体,不仅提高了水肥利用效率,更推动农业生产方式向集约化、专业化、标准化和精准化方向发展。当每一滴水、每一克肥都能被精准利用,农业可持续发展的未来图景正变得愈发清晰。

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