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第一章 水肥一体化技术简介
一、水肥一体化技术的基本概念
作物生产的目标是用更低的生产成本去获得更高的产量、更好的品质和更高的经济效益。从作物的生长要素来看，其基本生长要素包括光照、温度、空气、水分和养分。在自然生长条件下，前三个因素是人为难以调控的，而水分和养分因素则可人为调控。因此，要实现作物的最大生产潜力，合理调节水肥的平衡供应非常重要。
在水肥的供给过程中，最有效的供应方式就是如何实现水肥的同步供给，充分发挥两者的相互作用，在给作物提供水分的同时最大限度地发挥肥料的作用，实现水肥的同步供应，即水肥一体化技术。那么，什么是水肥一体化技术呢？狭义讲，就是把肥料溶解在灌溉水中，由灌溉管道带到田间每一株作物，以满足作物生长发育的需要。如通过喷灌及滴灌管道施肥。
图1-1 雷州半岛的香蕉园通过滴灌施用硫酸钾镁肥
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图1-2 山地砂糖桔果园通过滴灌系统施用氯化钾
图1-3 内蒙古马铃薯种植区通过滴灌系统施肥的场面
广义讲，就是水肥同时供应以满足作物生长发育需要，根系在吸收水分的同时吸收养分。除通过灌溉管道施肥外，如淋水肥、冲施肥等都属于水肥一体化的简单形式。
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图1-4 广东冬种马铃薯地区拖管淋水肥的场景
图1-5 菜农挑担淋水肥的场景
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图1-6 海南西瓜种植户通过膜下水带施液体肥的场景
水肥一体化技术是现代种植业生产的一项综合水肥管理措施，具有显著的节水、节肥、省工、优质、高效、环保等优点。水肥一体化技术在国外有一特定词描述，叫“FERTIGATION”，即“FERTILIZATION（施肥）”和“IRRIGATION（灌溉）”各拿半个字组合而成，意为灌溉和施肥结合的一种技术。国内根据英文字意翻译成“水肥一体化”、“灌溉施肥”、“加肥灌溉”、“水肥耦合”、 “随水施肥”、“管道施肥”、“肥水灌溉”、“肥水同灌”等多种叫法。“水肥一体化”这个称谓目前被广泛接受，而“管道施肥”笔者认为更加形象贴切，肥料自身不会从管道流动，必须要溶解于水才能随管道流动。这很容易区别于传统的施肥。针对于具体的灌溉形式，又可称为“滴灌施肥”、“喷灌施肥”、“微喷灌施肥”等。
灌溉的理论基础是植物的蒸腾失水及土面蒸发失水，必须要源源不断补充土壤水分作物才能正常生长。而水肥一体化的理论基础是什么呢？这要从植物是如何吸收养分说起。植物有两张“嘴巴”，根系是它的大嘴巴，叶片是小嘴巴。大量的营养元素是通过根系吸收的。叶面喷肥只能起补充作用。施到土壤的肥料怎样才能到达植物的嘴边呢？通常有三个过程。一个叫扩散过程。肥料溶解后进入土壤溶液，靠近根表的养分被吸收，浓度降低，远离根表的土壤溶液浓度相对较高，结果产生扩散，养分向低浓度的根表移动，最后被根系吸收。第二个过程叫质流。植物在有阳光的情况下叶片气孔张开，进行蒸腾作用（这是植物的生理现象），导致水分损失。根系必须源源不断地吸收水分供叶片蒸腾耗水。靠近根系的水分被吸收了，远处的水就会流向根表，溶解于水中的养分也跟着到达根表，从而被根系吸收。第三个过程叫截获，即养分正好就在根系表面而被吸收。扩散和质流是最重要的养分迁移到根表的过程。这两个过程都离不开水做媒介。因此，肥料一定要溶解才能被吸收，不溶
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解的肥料植物“吃不到”，是无效的。在实践中就要求灌溉和施肥同时进行（或叫水肥一体化管理），这样施入土壤的肥料被充分吸收，肥料利用率大幅度提高。
质 流
扩 散
图1-7 质流过程示意图 图 1-8 扩散过程示意图
从对肥料浓度的控制条件看，通过灌溉系统施肥可以按下面两种方式进行。 1、按数量施肥
在施肥时只考虑每次施入的肥料总量。如对大田作物要求每公顷施多少公斤肥料，而对木本果树则要求每株施多少公斤肥料。在施肥过程中，随着施肥时间的延长，被灌溉水带走的肥料浓度越来越低，最后趋于零，这种施肥方法称为按数量施肥（图1-9）。传统的肥料撒施即是按数量施肥。
肥 料
浓 浓度曲线 度
施肥时间
图1－9 肥料浓度随施肥时间的变化
2、按比例施肥（固定浓度施肥）
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第一章 水肥一体化技术基本原理
