“水肥一体化”实现化肥减量

农业农村部12月1日消息，为加快推进化肥农药减量增效，健全化肥农药减量化机制，农业农村部制定了《到2025年化肥减量化行动方案》《到2025年化学农药减量化行动方案》并于近日印发。其中，《到2025年化肥减量化行动方案》提出，进一步提高有机肥资源还田量。大力推进绿色种养循环农业试点，有机肥资源得到有效合理还田利用，到2025年有机肥施用面积占比增加5个百分点以上，推广新的施肥技术，进一步提高化肥利用效率，科学施肥，减少农用化肥施用量。

我国现有耕地1.28亿公顷，人均不足1.5亩，近十年减少了1.13亿亩。为了面对越来越紧迫的粮食安全问题，保障14人口的口粮安全，在农业生产中施用了大量的化学肥料。高投入的确实现了农作物的增产、稳产，但也同样带来了越来越严重的环境问题。不合理地使用化肥，造成了土壤板结硬化，地力下降，环境污染等等问题，最后反而影响了农作物的产量与品质。

早在2015年开始，农业农村部就提出“化肥使用零增长行动”，推动农作物化肥施用量不断下降，利用率不断提高。经过多年的努力我国化肥施用量从2016年的6022.60万吨下降到2021年的5250.25万吨，6年间减少了13.8%。水稻、玉米、小麦三大主要粮食作物化肥利用率达到40.2%，比2015年提升5个百分点。测土配方施肥技术覆盖率保持在90%以上，配方肥占三大粮食作物施肥总量60%以上；推广秸秆还田、机械深施、水肥一体化等技术在降低化肥施用量的同时，也降低了对土壤环境的破坏。

虽然我国农用化肥减量化行动取得了可观的成绩，但与世界发达国家相比仍有较大差距。拥有1.58亿公顷耕地的美国，化肥施用量仅有我国的37.4%。我国仍然是世界上化肥使用量最大的国家，全球3/1的化肥使用在中国。

我国位于大陆性季风气候地带，旱灾频繁, 降水分布不均，灌溉在农业生产中作用巨大。全国灌溉农田面积5466.7万公顷，占耕地总面积的 43%，其余57%为雨养农田。正常年份农业缺水300多亿立方米，约 667万公顷灌溉农田得不到灌溉保障。近10年来，每年旱灾面积约2466.7万公顷，减产粮食约3000万吨，水资源短缺已成为我国农业发展的首要制约因素。据预测，到2030年我国粮食需求量为7亿吨，农业缺水500 亿~700 亿立方米。我国也是世界上最大的肥料生产国和消费国，农用化肥年消费量超5000万吨，居世界首位。受人口和耕地的限制, 在未来相当长的一段时间内，我国肥料消费量仍将继续维持在一个较高的水平。灌溉施肥技术的科学应用将有效减少农业生产水肥的投入，有力保障粮食安全。

灌溉施肥技术在我国称为水肥一体化。由最初的向灌溉水中加入少量肥料而发展起来的,近年来由于符合节水灌溉,提高肥效的农业生产发展需求,越来越得到人们的重视。相比传统施肥，水分和养分可直接供给到作物的根系活动区更易吸收，供给更加均匀，减少了水肥的施用量，提高了水肥利用效率的同时，减少了能源、人力、时间上的投入。

表面灌溉施肥（surface fertigation）是在常规的无压灌溉条件下，将肥料溶于灌溉水中直接施入田间的方法。很多农民为了节省施肥时的劳动力投入常常采用这种方式施肥。这种方法虽然方便省事，但也存在较多的弊端。肥料下渗受土壤粗糙度影响严重，施肥均匀度受灌溉方式、沟畦形状、弥散效应等诸多因素影响，肥料是否有效利用有待考证。

滴灌施肥（dripfertigation）是将肥料注入滴灌系统中，通过滴灌管道进行施肥。根据灌溉系统的差异可以分为地表滴灌施肥与地下滴灌施肥。以色列在农业滴灌系统的研发上处于领先地位，早在上世纪60年代就开始了滴灌技术的实验。如何保障管道系统运行的稳定、田间水肥的均匀分布，对灌溉系统的材料、生产工艺、滴头设计等提出了源源不断的要求。利用滴灌系统，以色列Hatzerim基布兹的荷荷巴沙漠集团在沙漠地区成功种植荷荷巴，并在30年的时间里成为了全球最大的，针对化妆品和辅助医疗行业的高质量、纯荷荷巴油的供应商和批发分销商。Hatzerim基布兹荷荷巴产业的成功是一个沙漠条件下作物和农业管理实现良好融合的典范。第一批地下灌溉系统于1990年在荷荷巴果园安装，至今32年仍然可以正常使用。如今，滴灌系统已在全球大范围应用，灌溉作物也从高附加值的经济作物应用到了大田作物。应用该技术可以节水40%，节肥20%以上，省去90%的人工，减少6%土地利用，增产幅度高达30%-50%的同时有效保护生态环境。结合现代智慧农业的大背景，可实现水分——养分精准管理的自动化、智能化。

微喷施肥（sprinkler fertigation）通过微喷灌系统将肥料带入田间的一种施肥方式。这也是最早进行研究的一种施肥技术，现在逐渐被滴灌施肥所取代，在温室，大棚等场景中依然有应用。与滴灌施肥相比最大的区别是肥料可以直接被喷施在植物叶面上，可以快速补充植物营养，尤其在微量元素方面有着其他施肥方式难以比拟的优势。虽然叶面施肥的方式只能作为一种补充，无法代替土壤施肥，但在作物生长的后期由于根系活力衰退，吸肥能力降低；或者当土壤环境水分过多、干旱、土壤过酸、过碱，造成作物根系吸收受阻；根施法不能及时满足作物需要时采取叶面喷施，能迅速补充营养，满足作物生长发育的需要。某些肥料如磷、铁、锰、铜、锌肥等，如果作根施，易被土壤固定，影响施用效果，而采用叶面喷施就不会受土壤条件的限制。又如，一些果树和其他深根系作物某些营养元素吸收量比较少，如果采用传统的施肥方法难以施到根系吸收部位，也不能充分发挥其肥效，而叶面喷施则可取得较好的效果。再则，通过微喷灌系统还可将肥料以外的其他农用化学品如杀虫剂、杀菌剂等喷洒到作物上，也就是目前应用更广泛的化学灌溉。