農(nóng)諺有云：“有收無收在于水，收多收少在于肥。”作為一項能實現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)灌溉和高效施肥的技術(shù)，滴灌水肥一體化在一些農(nóng)業(yè)發(fā)達國家已相當(dāng)成熟，但在國內(nèi)仍處于起步發(fā)展階段。榮獲2014 年度國家科技進步二等獎的滴灌水肥一體化專用肥料及配套技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用項目改變了這一現(xiàn)狀。記者采訪時了解到，該技術(shù)由新疆農(nóng)墾科學(xué)院開發(fā)，節(jié)水節(jié)肥增產(chǎn)效果明顯，農(nóng)田實驗結(jié)果表明，使用后可節(jié)水30%～50%，節(jié)肥30%左右，增產(chǎn)20%以上。

水肥亟須合理利用

我國淡水資源僅占世界總量的6%，是淡水資源嚴(yán)重緊缺的13 個國家之一。同時，我國耕地面積不到全世界總量的10%，但化肥施用量占全球1/3 以上，肥料利用率僅有33%。而且，由過度施肥造成的土壤板結(jié)、通透性變差、養(yǎng)分失調(diào)、鹽漬化嚴(yán)重、水體富營養(yǎng)和環(huán)境污染等問題，已經(jīng)威脅到我國的土壤健康和農(nóng)業(yè)發(fā)展。我國農(nóng)業(yè)發(fā)展方向亟須從大水大肥粗放型生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)楹侠砝觅Y源的集約型生產(chǎn)。

滴灌水肥一體化技術(shù)是按照作物需水需肥要求，通過低壓管道系統(tǒng)與安裝在毛管上的滴頭，將水肥溶液均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)土壤。灌溉水以水滴的形式進入土壤，延長灌溉時間，更好地控制灌水量。滴灌施肥不會破壞土壤結(jié)構(gòu)，土壤內(nèi)部水肥氣熱保持適宜作物生長的狀態(tài)，滲漏損失小。因此可以達到保護土壤、節(jié)水節(jié)肥的效果。

新技術(shù)節(jié)水節(jié)肥增產(chǎn)

滴灌水肥一體化是近年來我國農(nóng)業(yè)重點扶植項目，但也存在著成本高，基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、節(jié)水灌溉系統(tǒng)與用肥不匹配、水肥一體化系統(tǒng)不適應(yīng)當(dāng)?shù)厍闆r等一系列問題，這些問題的解決都有賴于自有技術(shù)的創(chuàng)新和改善。

據(jù)新疆農(nóng)墾科學(xué)院研究員尹飛虎介紹，項目組以解決困擾肥料水溶性的關(guān)鍵———磷的水溶性及元素間的防拮抗等問題為切入點，歷經(jīng)16 年研究，率先在國內(nèi)攻克了技術(shù)難題。在此基礎(chǔ)上，項目組還先后開發(fā)出無機、有機-無機、生物-有機、復(fù)合微量元素等4 類80余種配方的滴灌專用系列肥及生產(chǎn)工藝，創(chuàng)建了主要大田作物水肥一體化高效利用技術(shù)體系。

尹飛虎告訴記者，在滴灌水肥一體化技術(shù)中，高水溶性磷的制備和固體滴灌專用肥中元素間的拮抗作用是兩個技術(shù)難點。經(jīng)過反復(fù)的思路創(chuàng)新和實驗分析，研發(fā)人員開創(chuàng)性地用熱法磷酸工藝替代傳統(tǒng)磷肥生產(chǎn)的濕法磷酸工藝，使磷肥產(chǎn)品中水溶性磷由70%左右提高到99.5%以上;并結(jié)合自主研發(fā)的貧泥磷回收和液氨原料兼做冷媒的冷卻結(jié)晶技術(shù)，提高了磷資源利用率和生產(chǎn)效率， 使產(chǎn)品成本降低20%。經(jīng)32P同位素示蹤和放射性自顯影研究驗證， 該技術(shù)產(chǎn)品中的磷在土壤中的運移范圍比傳統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)品高出19.1%，磷元素的利用率提高24.7%，從根本上解決了傳統(tǒng)磷肥產(chǎn)品中雜質(zhì)多、水溶性差、成本高、利用率低等問題。

另外，針對肥料中元素間的拮抗作用，他們發(fā)明了一種新型農(nóng)用微量元素復(fù)合型絡(luò)合劑及相應(yīng)的共體———分步絡(luò)合技術(shù)， 解決了固體滴灌專用肥生產(chǎn)中磷與多種金屬微量元素結(jié)合時易形成沉淀的難題。經(jīng)權(quán)威部門測試， 該技術(shù)絡(luò)合的微量元素Fe、Cu、Zn、B、Mn、Mo 總含量不小于26%，絡(luò)合值比常用絡(luò)合劑高出35%～160%，產(chǎn)品價格還降低了17%～46%。　

  他們在實驗積累中還開發(fā)出了適應(yīng)于不同條件的滴灌水肥一體化灌水施肥裝置。研制出適應(yīng)于大田作物滴灌施肥的敞口式施肥器，克服了壓差式施肥器加肥不便、肥料進入管道濃度不均勻的問題; 開發(fā)出適應(yīng)設(shè)施園藝作物的全自動灌溉施肥過濾一體化機，實現(xiàn)了水肥信息自動采集、自動灌溉與精確施肥; 發(fā)明了滴灌輸水穩(wěn)流裝置，提高水肥施入均勻度5%以上，設(shè)備造價比同類進口產(chǎn)品低20%～40%。　　

  尹飛虎表示，針對我國西北、華北、東北地區(qū)不同生態(tài)特點和多年來對滴灌條件下主要作物灌溉、施肥制度等方面的研究，他們已經(jīng)創(chuàng)建起水肥一體化高效利用技術(shù)模式，制訂了標(biāo)準(zhǔn)化田間管理技術(shù)規(guī)程，開發(fā)出精準(zhǔn)灌溉、施肥、管理專家決策系統(tǒng)。實驗效果表明，眾多的科研成果應(yīng)用后對農(nóng)作物的節(jié)水節(jié)肥、增產(chǎn)效果顯著，其中較普通的農(nóng)田灌溉可節(jié)水30%～50%，節(jié)肥30%左右，增產(chǎn)20%以上。

成果惠及13 省區(qū)

據(jù)了解，目前該項目已獲國家授權(quán)專利32 件，其中發(fā)明專利6 件; 獲國家重點新產(chǎn)品2 項、軟件著作權(quán)5 項;發(fā)表論文83 篇，其中SCI/EI 20 篇;出版專著3 部;制訂國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2 項。在國內(nèi)建滴灌肥廠5 家，年生產(chǎn)規(guī)模30 萬噸，并輻射帶動一批滴灌肥生產(chǎn)廠，生產(chǎn)總規(guī)模200 余萬噸;建水肥一體化設(shè)備廠2 家，年生產(chǎn)能力40 萬件。技術(shù)成果已在國內(nèi)新疆、河北、內(nèi)蒙古、廣東等13 省(區(qū))大面積推廣應(yīng)用，2011～2013 年在滴灌棉花、滴灌小麥、滴灌玉米、滴灌番茄等作物上應(yīng)用面積6471.27 萬畝，新增效益58.05 億元;并輻射哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦和安哥拉等國。

新疆農(nóng)墾科學(xué)院多年研究的成果將助力我國節(jié)水綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展，肥料和塑料行業(yè)同樣有可能受益。如果滴灌水肥一體化項目在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到大面積推廣應(yīng)用，那么勢必會帶動相應(yīng)肥料和PVC 管材的市場需求，對化解產(chǎn)能過剩，加速行業(yè)轉(zhuǎn)型升級大有裨益。

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