水肥一体化未来发展新局面
俗話說,有收無收在于水,收多收少在于肥。水肥對于莊稼來說,是產量的保證、豐收的保證。
發展新趨勢
為了更好地利用資源,水肥施用方式不斷地迭代更新。傳統小農戶模式下大水漫灌和盲目施肥模式已經逐漸被棄用,傳統水肥一體化技術應運而生,其將可溶肥料溶解到水里,通過田間放水灌溉、噴淋或田間管道均勻地進入土壤中,提高了水肥利用率。隨著科學技術的發展,水肥一體化技術也在不斷變化,從施肥、注肥、噴水帶等設備上都有了改進和完善,能夠更加適時、適量地滿足農作物對水分和養分的需求,水肥利用率更高,在農業可持續發展層面有非常重要的意義。具體包括三方面:
一是提高水肥利用效率。減少水分蒸發和流失,提高灌溉水利用效率。同時,根據作物需求和土壤條件,精確施肥可以最大限度地提高肥料利用率,減少養分流失和污染。
二是保護環境和水質。降低養分的過剩排放,減少對地下水和河流的污染。同時,通過控制灌溉水的使用量和時機,可以減少農藥和化肥的流失,并防止對水體造成進一步的污染。
三是提高農作物產量和質量。精確的灌溉技術可以避免水分的供給過度或供給不足,保證農作物生長的最佳水分狀態。同時,根據作物需求和土壤養分狀況進行精準施肥,可以提供適量而平衡的養分供應,促進農作物的健康生長和產量的提高。
同時,新型農業經營主體的變革在推動水肥一體化技術發展上也起到很大的作用。2013年,全國家庭農場有87.7萬個,農民專業合作社 82.8萬個;2022年全國家庭農場達到391.4萬家,農民合作社達到222.2萬家。這些種植大戶更加專業、有組織、懂技術、會經營,而且對服務要求更高、議價能力更強,種植方面要求機械自動化程度更高,水肥一體化程度要求也更高。
2023年,中共中央、國務院發布中央一號文件《關于做好2023年全面推進鄉村振興重點工作的意見》中第十三條也指出:推進農業綠色發展,應加快農業投入品減量增效技術推廣應用,推進水肥一體化,建立健全秸稈、農膜、農藥包裝廢棄物、畜禽糞污等農業廢棄物收集利用處理體系。這意味著水肥同步管理和高效利用的節水農業技術將會得到更大的推廣、更多的應用。
技術新突破
雖然水肥一體化技術應用已經普及,但是目前存在自動化程度低、施肥均勻度低的缺點,所以研發水肥一體化精準灌溉施肥裝備、構建智能決策系統,開發基于物聯網技術的大田、設施作物精準灌溉施肥控制系統成為新趨勢。
水肥一體化設備的未來四大發展方向:
智能化。隨著人工智能技術和大數據分析的發展,未來的水肥一體化設備能夠實現自主調節、自動控制和遠程監測等功能,提高農業生產效率和精準度。
信息化。通過互聯網、物聯網等技術實現與其他農業數字化設備的聯動,從而形成一個閉環的農業數字化生態系統。
精細化。能夠根據不同作物的需求、生長階段和環境因素等情況,實現精準施肥、精準灌溉和精準管理。
生態化。更加注重生態環境保護,通過精準施肥、精準灌溉和生態修復等措施,實現農業的可持續發展,同時保護生態環境。
目前所推行的現代水肥一體化技術,可以實時自動采集作物生長環境參數和作物生育信息參數,通過模型構建耦合作物與環境信息,智能決策作物的水肥需求,進而通過配套施肥系統,實現水肥一體精準施入,大大提高灌溉水和肥料的利用效率。
智能水肥一體化系統具有以下三大經濟社會效益:
經濟效益。降本增效效果明顯,可以省水60%以上,省肥50%以上。保守計算按照省肥50%、水費忽略不計的情況,每畝每年可節省肥料1500元。
生態效益。實現土地高效利用,可以實現省工30%以上。保守估算省工20%,50畝種植面積5人管理降至4人管理,每人每年6.6萬元工時費,每畝每年可節省人工1320元。
社會效益。緩解農業種植的人力短缺,可以實現增產10%、優選率提高10%。以設施番茄為例,每畝每年產量12000斤,優選率80%,增產增質后每斤批發價6元計算,每畝每年可提高經濟效益7200元。
水肥一體化技術的發展對水溶性肥料提出了基本要求:溶液中養分濃度高,田間溫度條件下能迅速、完全地溶于灌溉水中;不會阻塞過濾器和滴頭,不溶物含量低;能與其他肥料混合,與灌溉水的相互作用很小;不會引起灌溉水pH的劇烈變化,對控制中心和灌溉系統的腐蝕性小。并且一些液體水溶肥可加入灌溉助劑,有助于養分在土壤剖面中快速分布,減少水肥空間錯位對作物養分吸收的影響。
服務新方向
滿足種植戶需求,更新種植戶設備,成為水肥一體化技術的發展方向。
及時滿足種植大戶需求,是肥料生產商、智能化設備企業等服務者的首要任務。在實行水肥一體化技術的過程中,肥料生產商要考慮什么樣的產品既能保證功效,又能適應水肥一體化設備;設備制造商要考慮什么樣的設備既能將智能化達到最大效果,又能將所用肥料產品功效物盡其用。
未來,水肥一體化技術的發展將會要求更加高效化、標準化、功能化、規模化、自動化、智慧化、生態化。服務商在滿足種植大戶需求過程中,可以通過農化服務來實現創新型產品的推廣銷售,也可以通過技術服務來實現種植戶的增產增收目標,從而實現雙贏。
(本文整理自陳清教授于2023年瑞豐生態集團財富峰會上的演講內容)