国内外水肥一体化技术发展现状与趋势
浅析设施农业水肥一体化系统建设与应用前景
浅析设施农业水肥一体化系统建设与应用前景1. 引言1.1 水肥一体化系统的概念水肥一体化系统是指将水资源和肥料资源有机结合起来，通过系统化的管理和技术手段，实现水肥资源的高效利用和循环利用。
这一概念源于对传统农业生产模式的反思和改进，旨在解决传统农业生产中存在的水肥资源浪费、土壤污染和农产品质量安全等问题。
水肥一体化系统的提出，标志着农业生产模式的转变和现代农业发展的必然趋势。
水肥一体化系统的提出为设施农业生产带来了新的发展机遇和挑战，为农业现代化进程提供了重要的技术支撑和保障。
随着现代农业技术的不断进步和社会经济的持续发展，水肥一体化系统将在未来发展中发挥更加重要的作用，推动农业生产向着更加智能、高效和可持续的方向发展。
1.2 设施农业水肥一体化系统的重要性设施农业水肥一体化系统能够有效提高农业生产效率。
通过科学合理地配置水肥资源，可以最大限度地促进农作物的生长发育，提高作物的产量和品质。
由于水肥一体化系统可以实现精准施肥和灌溉，减少了养分和水资源的浪费，降低了农业生产成本。
设施农业水肥一体化系统有利于保护环境和资源。
传统农业生产中存在着水资源过度利用、农药残留和土壤污染等问题，而水肥一体化系统可以通过提高养分利用率和水资源利用效率，减少化肥和农药的使用量，降低农业对环境的负面影响，保护土壤和水资源。
设施农业水肥一体化系统也有助于提升农产品的市场竞争力。
随着人们对农产品质量要求的不断提高，采用水肥一体化系统生产的农产品往往更加绿色、安全、健康，具有明显的品质优势，在市场上更具竞争力，有利于农民增加收入。
设施农业水肥一体化系统的重要性不言而喻。
通过构建完善的水肥管理体系，推广先进的水肥一体化技术，加快设施农业水肥一体化系统的建设和应用，将对农业生产效率、环境保护和农产品质量提升起到重要的推动作用。
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1.3 本文的研究目的和意义本文旨在通过对设施农业水肥一体化系统的建设与应用进行深入分析，探讨其在农业生产中的作用和影响。
农作物水肥一体化技术应用现状与发展分析
农作物水肥一体化技术应用现状与发展分析1. 引言1.1 研究背景随着人口的不断增加和资源的有限性，农业生产面临着越来越大的挑战。
传统的农业生产方式往往存在着水资源的浪费和肥料的过量施用等问题，导致了土壤质量的下降和环境污染的加剧。
开展农作物水肥一体化技术的研究和应用具有重要的现实意义和紧迫性。
当前，我国在农作物水肥一体化技术的研究和应用方面取得了一些进展，但仍然存在着诸多问题和挑战。
有必要深入开展农作物水肥一体化技术的研究，探索适合我国国情的技术模式，促进农业生产的可持续发展。
1.2 研究意义农作物水肥一体化技术的研究意义主要体现在以下几个方面：1. 提高农作物产量和质量：农作物水肥一体化技术能够有效地调节土壤水分和养分的供应，提高作物的生长效率，进而提高产量和品质。
2. 降低农业生产成本：通过合理施肥和灌溉管理，可以有效节约水肥资源的使用，减少因过量施肥和浪费水资源而导致的成本浪费。
3. 保护环境和减少污染：农作物水肥一体化技术可以减少因农业活动而导致的土壤污染和地下水污染，降低农业对环境的负面影响。
4. 推动农业可持续发展：农作物水肥一体化技术的推广应用有利于提高农业生产的稳定性和持续性，推动农业由传统向现代、高效、可持续的发展方向转变。
2. 正文2.1 农作物水肥一体化技术的定义农作物水肥一体化技术是指在农业生产中综合运用水肥资源，通过科学合理的管理和技术手段，实现水肥的最优配置，以提高农作物的产量和质量，减少资源浪费和环境污染的一种农业生产模式。
水肥一体化技术旨在实现水资源和肥料的高效利用，促进农业可持续发展，是当前农业生产中的重要技术之一。
农作物水肥一体化技术的定义涵盖了对水肥资源的充分利用和合理管理，包括对水肥施用量、施肥施水时机、施肥施水方式等方面的科学调控。
通过精准施肥、灌溉与施肥的配套措施、优化施水管理等手段，实现水肥资源的协同利用，提高农作物的效益和品质。
2.2 农作物水肥一体化技术的主要内容1. 水肥一体化技术的基本理念：农作物水肥一体化技术是指在农业生产中，通过合理的用水用肥管理，实现水肥资源的协调利用和高效利用，达到节水、增产、减排的目的。
水肥一体自动化种植解决方案
水肥一体自动化种植解决方案第1章绪论 (3)1.1 水肥一体自动化种植概述 (3)1.2 水肥一体化技术的发展现状与趋势 (4)1.3 水肥一体自动化种植解决方案的意义 (4)第2章水肥一体自动化种植技术原理 (4)2.1 水肥一体化技术原理 (4)2.1.1 肥料选择与配比 (5)2.1.2 溶肥设备 (5)2.1.3 灌溉系统 (5)2.1.4 控制系统 (5)2.2 自动化控制技术原理 (5)2.2.1 传感器监测 (5)2.2.2 控制策略 (5)2.2.3 执行机构 (5)2.2.4 控制系统 (5)2.3 水肥一体自动化种植系统设计 (5)2.3.1 系统总体布局 (6)2.3.2 传感器布局 (6)2.3.3 控制系统设计 (6)2.3.4 执行机构选型与布局 (6)2.3.5 系统集成与调试 (6)第3章水肥一体自动化种植系统硬件设计 (6)3.1 系统硬件架构 (6)3.2 水肥控制器设计 (6)3.3 传感器及其接口设计 (7)3.4 执行器及其接口设计 (7)第4章水肥一体自动化种植系统软件设计 (7)4.1 系统软件架构 (7)4.1.1 整体架构 (7)4.1.2 数据采集层 (7)4.1.3 数据处理层 (7)4.1.4 控制策略层 (8)4.1.5 用户界面层 (8)4.2 数据处理与分析 (8)4.2.1 数据预处理 (8)4.2.2 数据存储与管理 (8)4.2.3 数据分析 (8)4.3 控制策略与算法 (8)4.3.1 水肥一体化控制策略 (8)4.3.2 智能优化算法 (8)4.3.3 参数自适应调整 (8)4.4.1 实时数据显示 (8)4.4.2 历史数据查询 (8)4.4.3 参数设置 (9)4.4.4 异常报警 (9)4.4.5 系统日志 (9)第5章水肥一体自动化种植关键技术研究 (9)5.1 水肥配比技术 (9)5.1.1 配比原则与依据 (9)5.1.2 配比算法与优化 (9)5.1.3 配比设备与调控 (9)5.2 灌溉控制技术 (9)5.2.1 灌溉模式选择 (9)5.2.2 灌溉制度制定 (9)5.2.3 灌溉控制系统设计 (9)5.3 肥料溶解与输送技术 (10)5.3.1 肥料溶解原理 (10)5.3.2 肥料输送与分配 (10)5.3.3 肥料溶解与输送设备的优化 (10)5.4 数据采集与传输技术 (10)5.4.1 数据采集 (10)5.4.2 数据传输 (10)5.4.3 数据处理与分析 (10)5.4.4 数据安全与隐私保护 (10)第6章水肥一体自动化种植系统应用实例 (10)6.1 系统在蔬菜种植中的应用 (10)6.1.1 系统配置 (10)6.1.2 应用效果 (11)6.2 系统在果树种植中的应用 (11)6.2.1 系统配置 (11)6.2.2 应用效果 (11)6.3 系统在粮食作物种植中的应用 (12)6.3.1 系统配置 (12)6.3.2 应用效果 (12)6.4 系统在其他作物种植中的应用 (12)6.4.1 系统配置 (12)6.4.2 应用效果 (12)第7章水肥一体自动化种植系统的安装与调试 (13)7.1 系统安装要求与步骤 (13)7.1.1 安装要求 (13)7.1.2 安装步骤 (13)7.2 系统调试与优化 (13)7.2.1 调试方法 (13)7.2.2 优化措施 (13)7.3.1 定期检查 (14)7.3.2 保养措施 (14)7.4 系统故障排除与解决方案 (14)7.4.1 常见故障及原因 (14)7.4.2 解决方案 (14)第8章水肥一体自动化种植效益分析 (14)8.1 产量与品质提升 (14)8.2 水肥资源利用效率 (14)8.3 经济效益分析 (15)8.4 社会与生态效益 (15)第9章水肥一体自动化种植技术的发展前景与挑战 (15)9.1 技术发展趋势 (15)9.1.1 智能化与精准化 (15)9.1.2 集成化与模块化 (15)9.1.3 绿色环保与可持续发展 (16)9.2 政策与产业环境分析 (16)9.2.1 政策支持 (16)9.2.2 产业环境 (16)9.3 技术推广与应用挑战 (16)9.3.1 技术成熟度 (16)9.3.2 成本与投资回报 (16)9.3.3 技术培训与人才储备 (16)9.4 未来研究方向与建议 (16)9.4.1 技术研发 (16)9.4.2 产业应用 (16)9.4.3 政策支持 (17)第10章结论与展望 (17)10.1 研究成果总结 (17)10.2 水肥一体自动化种植技术在我国的推广与应用 (17)10.3 水肥一体自动化种植技术在国际市场的竞争力分析 (17)10.4 水肥一体自动化种植技术的未来发展展望 (17)第1章绪论1.1 水肥一体自动化种植概述水肥一体自动化种植技术是将灌溉与施肥有机结合的一种现代农业技术。
水肥一体化技术的发展现状分析及优化应用策略
水肥一体化技术的发展现状分析及优化应用策略作者：王宁宁马德新来源：《乡村科技》 2018年第15期1 我国农业用水与水肥一体化技术背景1.1 我国农业生产用水现状农业是我国的重要产业，农业的发展至关重要。
结合我国实际情况，实现农业可持续发展、农作物增产，需要将科学灌溉、高效节约地使用水资源和科学施肥等有效结合起来。
我国是一个严重缺水的国家。
虽然拥有全球6%的水资源，位居世界第四位，但人均拥有量仅为2 300 m3，是世界平均水平的1/4，在全球位列121 位［1］，仅高于埃及、阿曼、阿联酋、佛得角、布隆迪、沙特阿拉伯、巴巴多斯、阿尔及利亚、约旦、科威特、科比亚、马耳他、巴林和也门等国家。
据报告，我国的农业灌溉施肥和喷洒农药等用水约为3 900 亿m3，约为我国用水量的70%。
在农业领域中，灌溉用水约占全部用水的90%以上，占全国所有用水量的63%左右。
长期以来，因我国农业灌溉技术落后，水土管理方法不科学，农业用水浪费较多，大大降低了水肥资源的利用率。
据报道，我国年农业浇灌用水利用系数平均约为0.43，而先进国家约0.70～0.80［2］。
按照年水利用系数的水平计算，若灌溉用水的利用率提高，那么节省水量可近百亿立方米。
1.2 水肥一体化技术的产生背景目前，农业领域用水持续增多加剧了整体水资源的匮乏程度；化肥过度使用，导致土壤贫瘠和环境污染日益严重。
在这种情况下，国家加大了对农业生产的智慧化和精细化管理，推动并产生了水肥一体化技术。
2 国外水肥一体化技术发展现状2.1 水肥一体化技术的基本概念水肥一体化指的是让灌溉和施肥一起作业，同时供给植物水分和营养。
从狭义上讲，是将肥料溶解于水中，利用微灌系统进行灌溉，同时达到灌溉与施肥目的，可均匀地满足植物对水分和营养的需求，以此减少重复劳动作业，实现高效率水分和养肥同步化管理的农业技术。
2.2 世界水肥一体化的发展历程分析1790 年左右，欧洲的John Woodward 用土壤提取液进行植物种植，此为水肥一体化的初始记录。
水肥一体化发展现状与展望
然而，水肥一体化发展也面临着一些问题和挑战。首先，水肥一体化设备的 投入成本较高，很多农民难以承担。其次，目前水肥一体化技术的应用还不够广 泛，尤其是在一些贫困地区和山区，受地形、水资源等因素的限制，应用难度较 大。此外，水肥一体化技术需要专业的技术指导和支持，缺乏专业人才的地区在 应用上存在一定的困难。
四、项目预期成果
1、提高水肥利用效率30%以上。 2、降低农业生产成本10%以上。 3、提高农产品产量和品质10%以上。
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三、项目实施方案
1、设备购置与安装
根据项目需求，购置水肥一体化设备，包括灌溉设备和施肥设备。在设备安 装过程中，要确保设备的稳定性和可靠性，同时要考虑到设备的维护和保养方便。
2、技术培训与指导
对农民进行水肥一体化技术培训和指导，包括灌溉技术、施肥技术、设备操 作等方面。通过培训和指导，使农民掌握水肥一体化技术，能够正确操作设备， 提高水肥利用效率。
结论
水肥一体化技术是现代农业发展的重要趋势之一。本次演示介绍了水肥一体 化发展的现状和展望，探讨了水肥一体化发展的技术途径和方法以及带来的效益。 针对水肥一体化发展面临的挑战和问题，提出了相应的政策建议和措施。随着科 技的不断发展和社会进步，相信水肥一体化技术在未来的农业生产中将会发挥更 加重要的作用，为保障全球粮食安全和实现农业可持续发展做出更大的贡献。
当前水肥一体化发展的现状
水肥一体化技术在全球范围内得到了广泛的应用。根据国际灌溉排水委员会 （ICID）的数据，截止到2020年，全球水肥一体化面积已经超过了1.2亿公顷。 在我国，水肥一体化技术也得到了迅速发展，应用范围不断扩大。尤其是在水资 源短缺的地区，水肥一体化技术已经成为农业节水的重要手段。
水肥一体化发展的技术探讨
水肥一体化技术的应用现状与发展前景
水肥一体化技术的应用现状与发展前景摘要：水肥一体化技术是一种灌溉与施肥相结合的新型农业技术。
它可以大大提高水资源和肥料的利用，促进生态环境保护建设，提高农作物的质量和品质，促进工业的健康发展。
发展前景广阔，发展空间广阔。
关键词：水肥一体化；技术；应用我国是农业大国，长期以来我们总是以占世界7%的耕地，6%的水资源，养育着占世界22%的人口为荣。
新中国成立之前我们农业发展相当缓慢，生产水平落后，直到新中国成立以后，我国农业才开启了全面快速发展的新局面。
其中，很重要的一个原因是肥料的大量使用，我们的肥料使用量占到了世界的35%，而且不合理施肥现象普遍存在。
有效施肥能够提高作物产量，提升农业产值，但是过度满目施肥不仅造成肥料资源浪费，也会增加农业成本，降低农产品品质和一定程度的环境污染。
随着国家对现代农业发展的高度重视，提高肥料资源利用率，科学施肥，大力推广水肥一体化是农业发展必然要求。
1、实施水肥一体化现状水肥一体化技术是一项集灌溉与施肥于一体的新型农业技术。
水肥一体化技术是建立在压力系统（或自然地形）的基础上的。
根据作物土壤养分含量、肥料要求及作物的特性，采用可溶性固体肥料或液体肥混合使用。
混合肥料液体由灌溉用水控制。
管道系统的供水量和供肥量，经水肥混合后，通过管道和滴灌管形成滴灌。
根系生长发育区渗透作物的规律和均匀性得到控制，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量。
2、水肥一体化技术显著特点2.1施肥及时，具速效性水肥一体化技术由于肥和水结合，肥随水走，非常有利于作物快速吸收养分，避免了传统施肥等天下雨的窘境。
2.2肥料利用率高，具高效性传统施肥肥料利用率很低，据调查，传统施肥，氮肥利用率只有26.9%，钾肥利用率只有43.6%，磷肥利用率只有5.9%，是由于肥料经过挥发、淋溶、径流以及被土壤固定，在土壤中待的时间比较长。
而采用水肥一体化技术追肥，肥水直供根区，减少了浪费，有效提高肥料的利用率，肥水利用率可达到70%左右。
智能水肥一体化技术与装备的研究现状与发展趋势
智能水肥一体化技术与装备的研究现状与发展趋势摘要: 针对目前我国农业生产中存在的水肥投入量大、产出低，各类要素综合利用效率低的现状，本文论述了水肥一体化技术在节水、节肥、提高农产品产量和质量、减少病虫害发生并降低农业污染等方面所具有的突出优势，并被认为是目前改变农业生产现状的重要关键技术之一。
智能水肥一体化技术的开发、应用和推广更是一项加速升级传统农业管理模式、促进我国现代农业发展的新的模式和技术途径，可有力支撑现代农业的快速发展。
本文综述了现有水肥一体化技术的发展研究与应用现状、存在的缺憾和不足，并指出了该技术与装备的发展方向及关键技术。
1. 引言截止到2019年的年底，我国人口已突破14亿人，随着城镇化率的提高和城镇化速度的不断加快，人均耕地占有面积逐步呈现越发紧张的态势。
同时，随着经济的发展和人民群众生活水平的不断提升，大众对物质生活提出了更高的要求，亟需农业领域提供门类差异、质优价廉、层次多样的农产品。
因此，我国农业生产面临着单位面积产量与农产品质量双重加速升级的严峻挑战。
同时，随着农业人口向城镇的不断聚集，直接从事农业劳动的总量人数，尤其是青壮年人数出现大幅下降，因此农业生产面临规模化生产趋势尤其紧迫，农业生产必须依托机械化、自动化和智能化的技术和手段来替代传统的作业与运营模式，以不断提升农业产业的生产效率和效益。
众所周知，支撑农业生产发展的最为关键的资源为水资源，而我国水资源严重缺乏，人均淡水量仅占世界人均淡水量的1/4。
据统计，目前农业领域每年灌溉用水的缺口就达300亿立方米以上，而且在我国的很多地区农业用水方式极不合理，存在大量浪费现象。
据统计分析，目前我国农业用水有效利用率平均不到40%左右，与发达国家(如美国、日本、西欧等)农业用水有效利用率80%的状况差距较大，我国农业生产在节水方面还有很大的提升空间。
同时，我国作为一个肥料生产和消费大国。
每年使用的肥料约占世界总施肥量的1/3，达到6000多万吨，但肥料的有效利用率逐年降低，自1980年至2014年，我国化肥施用总量增长4.5倍左右，而同期我国各类粮食产量的总量仅增长了82.8%，化肥消耗量增速远超过粮食产量的增速，目前平均仅有30%左右被作物生长所吸收，很多地区的农户为了追求高产量，而一味增加化肥的施肥量，这种不根据农作物自身生长发育营养元素的需求，盲目增加施肥的方式，不仅造成了大量的肥料浪费，还带来土壤板结、酸化等一系列隐患，非常不利于我国农业生产的可持续发展。
【可编辑全文】水肥一体化技术应用现状及对策
可编辑修改精选全文完整版水肥一体化技术应用现状及对策随着绿色节水农业的兴起，水肥一体化技术越来越得到国家和各地的重视，国务院先后出台了《国家农业节水纲要》和《全国农业可持续发展规划》，明确提出要大力发展节水农业和水肥一体化技术。
农业农村部先后印发了《水肥一体化技术指导意见》《推进水肥一体化实施方案》等政策性文件，有力推动了全国水肥一体化技术的迅猛发展和广泛应用。
为突破干旱地区缺水对农业的制约，启动实施了蔬菜水肥一体化项目，水肥一体化技术在蔬菜上推广面积达到了1900 hm2，主要应用在番茄、黄瓜、辣椒、硒砂瓜、茄子等经济作物。
水肥一体化技术省水、省力、省工，不仅有效破解了水资源短缺、水肥利用率低的农业生产技术难题，提高了作物水肥管理水平，改变了传统的耕作习俗，实现了精准化、科学灌溉]，而且由于其使用方便，有利于蔬菜机械化生产，对于促进蔬菜产业现代化发展具有十分重要的意义。
1 水肥一体化技术推广应用的成效1.1 节本增收效果明显通过对番茄、辣椒、茄子、黄瓜等作物开展试验研究，水肥一体化技术能够有效提高水肥利用率，节省劳动用工，达到节本增效的目的]。
与传统灌溉和施肥技术相比，水肥一体化技术水利用率提高30%-70%，肥利用率提高20-30%（详见表1）；亩用工节省10-15个；平均亩产增加20%-28%，亩节本增效1000-5000元（详见表2），节本增效效果显著。
1.2 应用范围逐步拓宽随着水肥一体化技术的日渐成熟和不断完善，其应用范围不断优化、扩大，从最初的设施温室走向露地蔬菜，从粮食作物（水稻、小麦等作物）发展到经济作物（如番茄、黄瓜、辣椒等）、设施果树等；应用范围也从大规模生产基地扩展到小规模、小基地；使用主体也从规模经营的新型经营大农户、大公司，扩展到一家一户；技术装备也从大型水肥一体化设备扩展到单棚单户的简易精量水肥一体机。
1.3 绿色环保安全作用凸显在推广应用水肥一体化技术中，通过在农田铺设主支管网，作物所需水肥在水压推动下通过毛细管道，直接将水肥流到作物根部，能够保证作物及时得到所需的水肥，做到了缺什么补什么，满足了作物生长期对水肥的不同需要，使作物生长处于适宜状态。
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第56卷 第6期Vol. 56 No. 62018年6月June 2018农业装备与车辆工程AGRICULTURAL EQUIPMENT & VEHICLE ENGINEERINGdoi:10.3969/j.issn.1673-3142.2018.06.004国内外水肥一体化技术发展现状与趋势李寒松1,贾振超1, 张锋2，赵峰1,贺晓东1,慈文亮1,李青1,李震3(1. 250100 山东省 济南市 山东省农业机械科学研究院；2. 250200 山东省 济南市章丘区农业机械管理局；3. 250100 山东省 济南市 山东农业工程学院)[摘要] 水肥一体化技术是解决我国当前灌溉水肥利用率低、消耗大、污染严重等问题的有效手段，是一种新型的农业高新实用技术。
文章介绍了水肥一体化技术的国内外现状和相关应用装备，分析了现今国内技术发展的主要问题，并总结了解决途径和发展方向。
[关键词] 水肥一体化技术；现状；趋势[中图分类号] S365 [文献标识码] A [文章编号] 1673-3142(2018)06-0013-04Current Development Status and Trend of Fertigation Technology at Home and AbroadLi Hansong1, Jia Zhenchao1, Zhang Feng2, Zhao Feng1, He Xiaodong1, Ci Wenliang1, Li Qing1, Li Zhen3(1. Shandong Academy of Agricultural Machinery Sciences，Jinan City，Shandong Province 250100, China2. Zhangqiu District Agricultural Machinery Authority, Jinan City，Shandong Province 250200, China3. Shandong Agriculture and Engineering University, Jinan City, Shandong Province 250100, China) [Abstract] Fertigation technology is an effective means to solve the current problems of low utilization of irrigation water and fertilizer, large consumption and serious pollution. It is a new type of agricultural high-tech practical technology. This paper introduces the current situation of fertigation technology and related application equipment, analyzes the main problems of domestic technology development, and summarizes the solutions and development direction.[Key words] fertigation technology; current status; trend0 引言我国是一个严重缺水的国家，水资源总量仅为世界的6%，我国耕地面积占世界的9%，每年生产占世界26%的农产品，属于水资源严重紧缺的国家。
每年灌溉用水缺口300亿 m3以上，同时我国的灌溉水利用系数平均仅为0.3~0.4，仅为发达国家的1/2左右。
我国化肥使用量却是世界之最，化肥年用量超 6 000万t，占世界总量的1/3，然而化肥利用率仅为30%，比发达国家低20%。
目前这种水肥高消耗、低效率的生产方式已经造成了土壤性状恶化、资源浪费、环境污染、生态破坏等一系列问题，严重制约了我国农业的可持续发展[1]。
针对当前问题，水肥一体化技术的进一步发展和推广势在必行。
水肥一体化技术将灌溉和施肥融为一体，根据植物所需养分含量和土壤墒情，将可溶性固体肥料或液态肥与灌溉水融合，借助灌溉压力系统控制灌溉强度和灌溉深度，将根据作物要求和土壤养分需求所确定的水肥溶液准确直接输送到作物根系发育生长区域，使作物土壤始终保持作物所需的水分和养分，避免水肥的深层渗漏和超量棵间蒸发，从而达到节水、节肥的目的，改变田间气候，是一种新型的农业高新实用技术。
相比一般的水肥施用方法，水的利用率可提高40%~60%，肥料利用率可提高30%~50%，在节水、节肥方面优势明显，是现代化农业发展的必然趋势[2]。
为了提升我国水肥一体化的发展水平，本文总结了国内外现状和当前应用装备情况，分析现有问题，并提出问题的解决途径和未来发展趋势。
1 国内外发展现状1.1 国外发展现状国外发展水肥一体化技术起步较早，自20世纪30年代就开始研究运用喷灌技术，用于庭院花卉和草坪的灌溉。
到20世纪三四十年代，随着金基金项目:山东省农机装备研发创新计划项目（2017YH004）收稿日期: 2017-08-16 修回日期: 2017-08-2514农业装备与车辆工程 2018年属冶炼和轧制技术的发展，薄壁金属管道逐渐被选取用于制作移动输水管，替换原有的地埋式固定管。
20世纪50年代以后，由于塑料工业的快速发展，价格低廉、质量较轻的塑料管制品逐渐代替金属管，促进了微、喷灌技术的发展[3]。
作为干旱的发达国家，以色列在20世纪60年代就开始运用水肥一体化技术，1964年建立全国输水系统用于灌溉施肥，全国一半以上的耕地都采用加压灌溉施肥系统，包括温室蔬菜、花卉、育苗、果树、大田作物等。
20世纪80年代开始，以色列开发自动推进机械灌溉系统，实现肥料罐、文丘里真空泵和水压驱动肥料注射器等多种形式并存，并且加入计算机控制技术，提高养分分布均匀度，水肥效率大幅度提高。
美国是目前微灌面积最大的国家，农业中25%的玉米、60%的马铃薯、33%的果树均采用水肥一体化技术。
美国对水溶性肥料的研究较早，具有多项水溶性肥料专利技术，用于水肥一体化的专用型肥料占肥料总量的38%，并开发水肥注入控制装置，实现精细化灌溉[4]。
此外，英国、德国、日本、法国等国家的水肥一体化技术发展也较快，已经形成设备生产、肥料配制、推广和服务的完善技术体系。
目前国外发达国家的水肥控制系统优势较为明显，多采用传感器技术、互联网技术、EC/ pH综合控制、气候控制系统、自动排水反冲洗系统等高新技术，依据作物类型和生育期不同的施肥灌溉特征，采集环境数据信息，实时检测水肥浓度，经数据处理后指令控制系统执行相关操作，实现智能化施肥。
代表产品有以色列Eldar-shany公司的Frtimix、Fertigal、Fertijet自动灌溉施肥器以及耐特菲姆(Netfim)公司的NETAJET、FERTIKIT等。
1.2 国内发展现状国内水肥一体化技术起步较晚，自20世纪70年代由墨西哥引进滴灌设备，建立5.3 hm2试验田，开始研究滴灌设备与农艺栽培技术的结合。
在1980年自主研制了第一代成套滴灌设备，之后在引进国外先进技术的基础上逐渐实现灌溉设备规模化生产。
随着节水灌溉的推广，水肥一体化灌溉的研究也开始同步进行，到20世纪90年代中期，灌溉施肥技术理论及应用日益受到重视，国内针对水肥一体化技术开展大量培训和研讨工作。
2002年，农业部组织实施旱作节水农业项目，建立多个水肥一体化核心示范区，由小范围试验示范向大面积推广应用转变，涉及20多种农作物，包括棉花、果树、蔬菜等经济作物以及小麦、玉米、大豆等粮食作物。
随着多年的技术研究与积累，相关企业、高校与科研单位开发了大量水肥一体化设备和灌溉技术，如压差施肥罐、移动式灌溉施肥机、重力自压施肥系统、泵吸施肥法、膜下滴灌施肥技术、小白龙喷水带微喷施肥技术、覆膜沟灌施肥技术、痕量灌溉施肥技术等，其中，在新疆地区应用的棉花膜下滴灌施肥技术已达到国际领先水平[5]。
国内水肥一体化技术多通过喷灌、滴灌、微喷灌等灌溉模式进行，其设备主要由控制系统、压力管道系统和施肥系统所组成。
施肥系统中的主要部分是施肥器，向压力管道内注入可溶性肥料，常用的施肥器多采用自压式、压差式、文丘里式、比例式注肥泵等。
自压式施肥装置结构较为简单，主要是利用肥料源头和灌溉田地的高度差实现随水施肥，如图1所示，通过开关调节肥料控制阀和水量控制阀，肥料会依靠重力作用自动随水流进入灌溉管路。
由于自压式施肥方式技术难度较低，国内农户便于操作，施肥时无需动力，多被用在山区、高地等具有自压条件优势的地区。
但由于是定量化施肥，随着施肥过程的进行，肥液浓度不均匀，容易受水压差变化的影响。
压差式施肥装置主要以压差式施肥罐为主，一般由肥料罐、进出水管、调节阀等组成。
压差式施肥罐工作时通过调节阀使前后进出口形成一定压力差，借助压差使水流进入施肥灌，将充分混合的肥液压入灌溉管路[6]。
如图2所示。
压差式施肥罐操作简单，加工制作方便，成本较低，在我国普遍应用，尤其是温室大棚、大田种植。
但由于施肥罐体积受限，大面积使用时需多次添加肥料，且不易控制肥液浓度变化。
图1 自压式施肥装置Fig.1 Self-pressure fertilization device15第56卷 第6期李寒松 等：国内外水肥一体化技术发展现状与趋势文丘里式施肥装置中的水流经过一个由大渐小然后由小渐大的管道，在最窄出水流速加大，压力减小，在喉部产生负压，将肥液经小口径吸管吸入灌溉系统。
如图3所示。
文丘里施肥器构造简单，价格低廉，随着节水农业的发展，其在园林、园艺和设施农业等方面的应用越来越广,但国内产品质量同国外相比差距较大，部分产品稳定性难以保证，吸肥量容易受到运行压力环境的影响，易出现倒吸现象[7]。
注肥泵是借助管道自身水动力或者外部动力实现肥液注入灌溉管道。
其中借助水动力的注肥泵直接安装在水管中，管路中水流驱动注肥泵工作，按设定比例定量将较高浓度的肥液吸入，与主管中的水充分混合后被输送到下游，如图4所示。
且无论管路中的水压及水量如何变化，吸入的药剂量始终同进入比例加药泵中水的体积成比例，确保混合液中的比例恒定，是目前注肥泵的主要形式[8]。
水动力比例注肥泵在我国尚停留在研制阶段，产品性能不够稳定，国外产品占据了我国市场多数份额。
除此之外，还有通过电力驱动机械注肥的装置，如柱塞式注肥泵等[9]，而此类需要额外消耗电能，且价格较高。
多种施肥装置中，自压式施肥和压差式施肥属于总量施肥，施肥过程中，养分浓度会逐渐降低，文丘里式施肥装置和注肥泵则属于比例施肥，其施肥过程中供肥比率一定，能够较好地实现精确控制，避免肥液灌溉不均匀等问题。