水肥是农业生产中最重要的两项因素。长久以来,由于水资源紧缺和肥料的不合理施用,约束了我国农业的持续发展。大力发展节水农业,开展化肥用量零增长行动,推广水肥一体化技术,提升农田水生产效率和化肥利用率有利于缓解水资源紧缺,促进粮食作物增产,保障国家粮食安全是转变农业发展方式和发展现代节水农业的关键举措。正如农业专家所说,水肥一体化是发展现代农业的重大技术,更是建设资源节约、环境友好现代农业的“一号技术”,堪称“农业生产方式的革命”。
一、水肥一体化建设发展历程及相关政策
水肥一体化技术起源于无土栽培,以色列、约旦、澳大利亚、美国等国家推广和应用水肥一体化技术较早。我国的水肥一体化技术则是从1974年开始,可以分为四个阶段:
第一阶段(1975-1980):
引进墨西哥滴灌设备,开展应用试验。并进行国产设备研发制造生产。1980年,我国第一代成套滴灌设备研制成功;
第二阶段(1981-1996):
国产设备的规模化生产基础逐步形成,在温室大棚开展滴灌试验。微灌试验得到较好成果。逐渐开展灌溉施肥的研究;
第三阶段(1996-2005):
逐渐在大田作物上开展水肥一体化试验,新疆和干旱区的棉花膜下滴灌技术取得成功;
第四阶段(2006年至今):
灌溉施肥理论和技术日趋被重视,水肥一体化技术大面积推广。到如今,水肥一体化技术已经从试点小区发展成为大规模推广应用,并根据区域重点推广相适应的农作物灌溉施肥技术。
国家近年来出台了一系列政策,推进了水肥一体化技术的发展。其中,中央一号文件在2017年首次提到水肥一体化,此后2022年和2023年分层面提出要推进水肥一体化发展,中间几年即使是没有直接提到,但提到的节水、减少化肥使用量以及推进畜禽粪污资源化利用等方面都对水肥一体化的推广有重要作用。具体详见下表:

二、水肥一体化的主要模式
根据《水肥一体化技术规范总则》,水肥一体化主要有地膜覆盖一次性施肥、垄膜沟灌一次性施肥、地面浇灌施肥、水田覆膜一次性施肥、趁雨施肥、灌溉施肥、膜下滴灌水肥一体化、淋灌水肥一体化、喷灌水肥一体化、沟灌冲肥、座水施肥、注射施肥和底肥施肥。
我国根据不同区域的气候特点、水资源现状以及农业种植方式等主要形成了4种水肥一体化模式。
(1)棉花、玉米、马铃薯膜下滴灌水肥一体化技术模式。适用于北方(东北、西北)等水资源紧缺,但有相应灌溉条件的地区,是集地膜覆盖、微灌、施肥为一体的灌溉施肥模式。
(2)小麦玉米微喷水肥一体化技术模式。适用于华北、长江中下游等水资源短缺等地区,采用管道输水和微喷带进行灌溉。
(3)设施农业、果蔬滴灌水肥一体化技术模式。适用于全国范围的设施农业,以机井水或地表水为水源,借助滴灌进行灌溉和施肥。
(4)果园滴灌、微喷灌水肥一体化技术。适用于全国有水源条件的果园,集微灌和施肥为一体的灌溉施肥模式,每行果树沿树行布置一条灌溉支管,借助微灌系统进行灌溉。