山东省临朐县城关街道办事处 山东潍坊 262600
摘要：在农业生产中，水资源和肥料是最关键的因素，直接关系到农作物的质量与产量。整体上看，现阶段我国农业生产中还存在着水资源以及肥料利用率较低的问题。为了提升水肥利用率，要在实践中加强对水肥使用技术的研究分析，将其作为关键的课题深入研究，才可以合理利用水肥一体化技术，达到提升农业产量、推动农业发展的目的。
关键词：水肥一体化；技术；设施农业
1水肥一体化技术在农业生产中的运用价值与作用
1.1水肥一体化技术影响植株的生长形态
植株生长初期，普通种植方式与水肥一体化技术的形态指标并没有显著的差异性。中后期，通过水肥一体化技术的株高、叶面积指标更显著。整体上，水肥一体化技术对于植株生长具有积极作用，灌溉效果更佳。
1.2影响植物生长结果
对比分析普通种植和应用水肥一体化技术种植的农作物，分析单果质量、单位面积产量等指标可以发现，水肥一体化技术虽然无法改变单株果数，但是可以增加单果质量，提高单位面积的产量，具有显著的增产、节水、节肥效果。
1.3生物量分析
对普通种植和应用水肥一体化技术种植的农作物的根茎进行分析可以发现，水肥一体化技术可以提升植株鲜物质和干物质的积累。
1.4果实品质分析
应用水肥一体化技术灌溉的植株，果实维生素C、可溶性糖以及可溶性蛋白质含量显著增加，证明水肥一体化技术可以有效提升果实的营养品质，同时含水量降低有利于果实的保鲜和运输管理。
1.5经济性分析
分析灌溉以及水肥一体化技术，其中水肥一体化技术可以有效降低管理费用、电费以及相关肥料费用，具有较为显著的经济效益。
2水肥一体化技术构成
水肥一体化技术的构成从工程实施方式包括水源工程、供水系统、水处理系统、水肥控制系统、田间输配水管网系统、数据收集控制系统6大部分。
2.1水源工程
只要水质符合灌溉要求，均可作为灌溉的水源。包括江河、渠道、湖泊、井、水库等，为了充分利用各种水源进行灌溉，并使水质达到灌溉要求，往往需要修建引水、蓄水和提水工程，以及相应的输配电工程，这些统称为水源工程。
2.2供水系统
该系统主要包括供水水泵、变频、压力传感器(或远传压力表)、配电系统等，其功能主要是根据水肥一体化系统的需要，将1台或多台水泵串联起来，利用变频技术，将灌溉水加压到所需要的压力范围内，通过各级管道输送到田间灌水器。供水系统是整个水肥一体化系统动力的主要来源，调节并控制系统的供水压力和水量，以满足灌溉的要求。
2.3水处理系统
是对水质进行初步的过滤、酸碱度调节，或根据种植需求调节水的硬度等。对于以江河水、湖水等作为灌溉水源的，由于水中杂质含量较多，水质较差，对其处理较为复杂，通常会做一些水净化、过滤等；对于井水而言，则相对简单一些，只做一些过滤即可。当然，对于无土栽培的还应当对灌溉水进行更严格的处理，使其达到无土栽培对水质的要求。通常情况下，考虑到滴灌、微喷对于水质要求较高，水肥一体化系统普遍配置过滤装置，包括离心过滤器、砂石过滤器、叠片过滤器等。
2.4水肥控制系统
水肥控制系统可以说是水肥一体化技术的核心部分，控制着整个水和肥的运行方式。常用设备是灌溉施肥机，通过有线或无线的方式控制灌溉单元电磁阀的启闭，实现手自动控制。虽然市场上的灌溉施肥机型号多样，样式也不同，但功能比较相似。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆灌溉施肥机分为现场和远传操作2种控制方式，通常配有手动或自动2种模式。在手动模式下可直接控制施肥泵和电磁阀的开闭；自动模式下可设置灌溉程序、灌溉日期、灌溉时间段、施肥时间或施肥量、EC或PE值等，设备将按照设置好的参数进行灌溉和施肥。
2.5田间输配水管网系统
田间输配水管网系统一般由干管、支管、田间首部、毛管及灌水器组成。干管一般采用PVC管材，支管一般采用PE管材或PVC管材，管径根据流量进行配置，田间首部根据种植需求安装有过滤器、文丘里和电磁阀等，毛管目前多选用小管径PE管或内镶式滴灌带、边缝迷宫式滴灌带等。干管或分干管进水口设闸阀，支管和辅管进水口处设球阀。输配水管网的作用是将处理过的水或肥，按照要求输送到灌水单元和灌水器，毛管是微灌系统的末一级管道，在滴灌系统中即为滴灌管，在微喷系统中，毛管上安装微喷头。
2.6数据收集控制系统
数据收集控制系统涉及数据收集、传输、反馈及存储4个方面。数据收集主要是通过各种传感器采集包括土壤、空气、植物等各种环境或生物体的各种数据，以供控制系统使用。传输主要是数据的通讯方式，分为有线和无线传输2种方式，数据通过传输上传到上位机或者云平台上。反馈主要是计算、分析各种运行数据，对各设备或电磁阀等输出点进行控制，达到所设定的参数，实现控制效果。存储是将采集的数据保存在本地服务器或云平台上，不仅可以利用保存的数据对现场设备进行控制，还可以随时查看运行记录和历史数据。数据收集控制系统可以通过电脑软件或手机APP对其进行操作，控制整个水肥一体化系统的运行，进行远程水肥管理。
3我国设施农业中水肥一体化技术的发展建议
3.1设施农业水肥一体化机理研究
设施农业要实现水肥一体化控制，需要根据水肥对作物生长作用的机理进行深入研究，确定作物的合理施肥量、合理配置养分比例等，根据作物关键生育阶段的需水需肥规律，建立作物的灌溉施肥制度。我国水肥一体化技术的研究起步较晚，特别是针对设施农业当地的技术参数（如土壤墒情参数、滴灌施肥参数）的机理研究还相对缺乏，因此，对设施农业水肥一体化机理研究将成为今后研究的一个重要方向。
3.2设施农业水肥一体化智能管理系统研究
随着农业物联网技术的发展和环境监控、专家决策系统等在农业生产中的应用，农业现代化进程得到了加速和推进。水肥一体化智能管理系统是未来设施农业管理和农业物联网的一个重要发展方向，除可用于灌溉施肥的决策和作物种植管理外，还可在数据管理、数据分析、作物生产管理、病虫害诊断以及安全技术等方面作进一步扩展研究。
3.3设施农业水肥一体化设备的研制
设施农业作物品种多、栽培方式各异、配套设备条件不同，设施农业生产过程的开展主要依靠水肥一体化的设备，而目前我国生产的设备运行成本高、效率低，从国外引进的设备不能完全适应当地的特点。因此，无论从国家政策要求，还是国内市场需求，研制适合我国国情的设施农业水肥一体化设备及配套系统非常必要。
3.4设施农业园区或基地水肥一体化管理模式的探索
探索设施农业园区或基地高效节能的水肥一体化管理模式，建立水肥一体化的综合多层次管理网络，实现生产基地内所有控制系统的管理，从而对作物生长的精细化管理、设施成本的降低、基地生产率的提高以及环境保护等问题起到促进作用，推进设施农业信息化、一体化、智能化发展。
4结语
水肥一体化技术作为一种现代化的技术手段，可以有效节省水肥资源，达到提升水肥利用率的目的。在农业生态化发展中合理应用水肥一体化技术，解决水肥一体化技术存在的问题，分析问题本质，强化科研分析，充分解决其存在的实际问题，强化技术推广，可以为现代农业持续发展奠定基础。
参考文献：
[1]冯广平,蒲胜海,李磐.水肥一体化技术及农业生产应用[J].农村科技,2017(10):24-25.
[2]红金.水肥一体化技术的研究探讨[J].现代农业,2017(04):36-37.
[3]张小峰,朱宗梅,吴光洪.水肥一体化技术应用中的问题及对策[J].农技服务,2017,34(05):78.
论文作者:张世俊
论文发表刊物:《防护工程》2019年20期
论文发表时间:2020/3/7
标签：水肥论文; 技术论文; 农业论文; 设施论文; 系统论文; 控制系统论文; 数据论文; 《防护工程》2019年20期论文;