水肥一体化，又称“施肥灌溉”或“肥水灌溉”技术，这种技术是根据果树的需水需肥特点，在压力作用下将肥料溶液注入灌溉输水管道而实现，使肥料和水分准确均匀地滴入果树根区，适时、适量地供给果树，实现了水肥同步管理和高效利用的一种节水灌溉施肥技术。具有显著的节水、节肥、省工的效果。在吸收国内外水肥一体化先进经验的基础上，结合苹果产业技术体系各地的研究成果，提出了4种模式的苹果园水肥一体化技术规范。

1、技术概述随着整形修剪等树上管理技术的普及和提高，肥水管理逐渐成为许多果园增产增收的瓶颈。特别是近年来，农村劳动力减少，劳动成本提高，导致果园开沟施肥成本逐年增加。水肥一体化技术是当今世界果园施肥灌溉技术发展的方向和潮流，它不但能大幅度地提高水肥利用效率，减低化肥使用量，而且可以节省劳动成本，实现规模化经营。根据果园面积、水源、动力和资金投入等情况，推荐在农户果园水平实施重力自压式简易灌溉施肥系统、加压追肥枪注射施肥系统；在公司和合作社规模化果园水平，实施小型简易动力滴灌施肥系统、大型自动化滴灌施肥系统等水肥一体化模式。

水肥一体化可以确保苹果树高效、速效、精准吸收养分水分。传统施肥，肥料施入土壤后，等天下雨，失去可控性，往往造成肥效滞后，与果树生长节奏不符，造成果树生长紊乱。由于肥和水结合，非常有利于树体对肥料的快速吸收，避免了传统施肥等天下雨窘境。在土壤溶液中，根系可以直接吸收利用，快速补充养分。少量多次施肥可在时间、肥料种类以及数量上与果树需肥达到完美的吻合，符合果树生长规律和节奏，减少土壤养分的淋溶等损失。

2、水肥一体化模式

（1）重力自压式简易灌溉施肥系统是利用果园自然高差或者三轮车车厢贮水罐的高差，采用重力自压式方式，将配好的肥水混合物溶液，通过铺设在果园的简易滴灌带系统滴入果树根系密集区域的一种供水施肥模式。

①适用范围适宜果园面积为1~10亩。水源来自自来水、水窖或池塘水沟中密集的雨水等。

②需要设备三轮车、贮肥水罐（最好可存1000kg水）、主管用PVC管或N80地埋管，毛管用硬质PE迷宫式滴灌管或侧翼贴片式滴灌带等。采用农用三轮车机械拉水。

③设备的组装及准备∶系统安装时水源与滴灌管高差1.5米左右。主管带一般选用N80型（直径80mm，或50mm）的水带。滴灌带单根长度一般40-50米，实际使用时如果土地长度超过60m，可将主管带引到地中间向两边进行铺设，保证灌水均匀。在主管带上打孔安装滴灌带时，尽量打小一点，将螺丝从主管带一端滴入主管带，用手换至开孔处，用力顶出螺丝，加上橡胶垫，拧上螺母，再将滴灌带套上，用卡子卡紧即可。对于冠幅较小（冠径小于1.5m）的宽行密植果园，每行果树滴灌带可以在树干附近铺设一条即可；对于冠幅较大的果树，则需要在树行两边树冠投影外缘向树干方向30~50cm的位置铺设两条滴灌带。

④用水用肥量在亩用水量上，自压式滴灌用水5~8方/次，可根据土壤水分状况和果园情况灵活掌握。全年5~6次，根据土壤含水量灵活掌握，每年每亩施肥水30~50方以上。肥料采用液态水溶肥或固体水溶肥料，使用浓度为0.5%~1%。

⑤使用方法在配肥时，采用2次稀释法进行，首先用小桶将复合肥和其他水溶有机肥化开，然后再加入贮肥罐，注意，在加入大罐时一定要用80~100目滤网进行过滤，防止滴灌带滴孔堵塞。对于少量水不溶物，不要加入大罐。贮肥罐和果园的高差在1~3m左右即可，不宜过大。

我国灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。目前，全国灌溉水利用率约为40%，大大低于发达国家灌溉水利用率80%，通过采用现代节水灌溉技术改造传统园林灌溉，实现适时适量的“精细灌溉”，具有重要的现代意义和深远的历史意义。在灌溉系统合理地推广智能化控制，不仅可以提高资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以降低运行使用成本。

智能自动控制灌溉系统将灌水开始时间、灌水延续时间和灌水周期作为控制参量，实现整个系统的自动灌水。其基本组成包括∶控制器、电磁阀，还可选配土壤水分传感器、降雨传感器及霜冻传感器等设备。其中控制器是系统的核心。灌溉管理人员可根据需要将灌水开始时间、灌水延续时间、灌水周期等设置到控制器的程序当中，控制器既通过电缆向电磁阀发出信号，开启或关闭灌溉系统。

控制器的种类很多，可分为机电式和混合电路式，交流电源式和直流电池操作式等。其容量有大有小，最小的控制器只控制单个电磁阀，而最大的控制器可控制上百个电磁阀。

电磁阀一般为交流24伏隔膜阀，通过电缆与控制器相连。电磁阀启闭时有一定时间的延迟，这一特性可有效防止管网中的水击现象，保护系统安全。

智能灌溉系统有如下优势∶

自动根据现场实时的气候、植物和土壤情况进行适时、适量地灌溉。2、通过智能控制技术的应用，更加节水节能，降低灌溉成本，提高灌溉质量。3、将使灌溉更加科学，方便、提高管理水平。

柑橘的水肥一体化施肥技术适宜的设施灌溉方式有微喷灌和滴灌。由于微喷灌系统对压力的调节比较复杂，对于地形复杂的果园，用压力补偿滴灌可以解决灌溉的均匀问题。

对柑橘类果树应用灌溉系统施肥，可以根据植株的长势和叶片特征（如大小、光泽、厚度、数量等）、梢的质量、果实生长情况以及往年的施肥经验，采用“少量多次”，有机肥、化肥和叶面肥结合施用的原则，制订较为合理的施肥计划。

如广东省梅州市平远县八尺镇九香果业合作社枫树湾脐橙基地采用水肥一体化施肥技术，运用压力补偿滴灌系统，可以保证田间每株树滴头出水和施肥均匀，一年运行后效果良好，使用满意，没有发生过堵塞和爆管漏水现象，系统设计和安装科学合理。

采用自压重力施肥模式，施肥浓度均衡，系统耐用；采用沼液过滤模式，可通过滴灌系统施用有机肥料，操作简单可行，两种模式均适合于山地果园推广。

实施“水肥一体化”的示范区增产效果显著，示范区脐橙每亩平均产量为2063千克，果实商品率为96%，果实可溶性固形物为12.4%，分别比对照区增产25%，提高果实商品率5个百分点，增加果实可溶性固形物0.9个百分点。

示范区比对照区每亩节水80米，节省化肥成本150元，节省劳动力成本280元，总节本增效达1906元。脐橙水肥一体化施肥技术成熟、实用、可行，节本增效显著，有很好的推广应用价值。

随着“菜篮子”工程的实施，近年来我国的蔬菜产业发展迅猛，在中国经济发展特别是在农业结构调整过程中有重要的地位。目前，我国年人均蔬菜占有量已达311.10kg，大大超过世界人均105.00kg的水平。施肥和灌溉是蔬菜生产中两项重要的田间作业，肥料成本是生产成本的重要组成，灌溉水资源的利用与保护，关系到农业的可持续发展和生态保护。长期以来，蔬菜灌溉施肥模式的落后与肥料的过度滥用，不仅制约了我国蔬菜生产的长期健康发展，也导致食品安全危机、环境污染等一系列严重问题的产生。

广义的水肥一体化是指根据作物需求，对农田水分和养分进行综合调控和一体化管理，以水促肥、以肥调水，实现水肥耦合，全面提升农田水肥利用效率。狭义的水肥一体化是将肥料溶解在水中，借助管道灌溉系统，使灌溉与施肥同时进行，适时适量地满足作物对水分和养分的需求，实现水肥一体化管理和高效利用。研究表明，地表灌溉的利用率仅为45%，喷灌为75%，而滴灌高达95%，还可节约60%以上的肥料，节省80%以上的用工。随着农业部对水肥一体化应用范围以及重视程度不断加大，蔬菜水肥一体化进程得到了有效推广。推广水肥一体化技术就是将灌溉施肥效益最大化。

1、蔬菜高效灌溉的主要模式

一套典型的高效灌溉系统通常由首部枢纽、控制系统、供水管网及灌水器等组成。首部枢纽一般包括取水口、提水增压泵、过滤系统、施肥系统；控制系统包括电器控制柜或程序控制器、电磁阀或闸阀、传感器、控制线路等；供水管网包括总管、干管、支管和毛管；灌水器是整个系统末端的灌水装置，分为滴灌、微喷和喷灌系列。

（1）滴灌

滴灌是按照作物的需水要求，通过整体式的滴灌带、滴灌管，将安装在毛管上的滴箭、滴头或者其它孔口式灌水器把水或者肥料均匀而又精准地滴入作物根系区附件土壤中的灌水方法。滴灌不会破坏土壤结构，可以使土壤内部水、肥、气、热等经常保持在适宜作物生产的良好状况，蒸发损失小，不产生地面径流及深层渗漏。由于具有精准、微量、可控等特点，滴灌系统是高效水肥一体化灌溉中应用最多的载体。

（2）微喷

微喷是利用折射、旋转或辐射式等微型喷头，或微喷带等灌水器，将水或肥料均匀喷洒到作物表面或根区的灌水形式，微喷的工作压力低、流量小，与滴灌一起均属于微灌范畴。按用途不同分为以灌溉和调节小气候为目的2种，适用于所有适合叶面灌溉的蔬菜。

（3）喷灌

喷灌是借助专业的喷头将具有一定压力的水喷洒到空中，散成细密均匀的水滴后降落到地面或作物叶面的灌水方法。因材质不同，喷灌喷头通常有塑料、合金和全铜等类型；从喷洒角度上来分，有全圆和可控角喷头；从安装形式上通常分为移动式、半固定式和固定式喷灌系统。常用的摇臂式喷头喷洒半径可从几米到数十米。喷灌具有覆盖范围大、投资较低、安装使用方便等特点，广泛用于大面积种植的露天蔬菜基地。

（4）潮汐灌溉

潮汐灌溉是一种针对盆栽植物的营养液栽培和为容器育苗所设计的底部给水的先进灌溉方式。潮汐灌溉系统由营养液循环系统、控制系统、栽培床、栽培容器组成。该方式利用落差原理，实现定时给水与施肥。将种植盆置于营养种植槽内，营养液定期循环流动，需定期检测和调节营养液。

2、主要蔬菜适宜的高效灌溉模式

水为蔬菜的生长提供必要条件，水、肥、气、热等基本要素中，水最为活跃。蔬菜是需水量较大的作物，与其他农作物相比，蔬菜对水分尤为敏感。蔬菜生长期间灌水较为频繁，灌水及时与否对产量的高低和质量好坏有明显影响。

1、根际微生物的影响

许多研究结果表明，连作条件下土壤生态环境对植物生长有很大的影响，尤以植物残体与病原微生物的分解产物，对植物有致毒作用，并影响植物根系分泌物正常代谢。土壤微生物和酶是土壤生态系统的重要动力，土壤中所进行的一切生物学和化学过程都要由微生物和酶作用才能完成。研究表明，大棚蔬菜连作土壤随着连作年限的增加而减少，真菌的种类和数量减少，但有害真菌的种类和数量增加；细菌的种类和数量随着连作年限的增加而减少。研究了日光温室栽培蔬菜条件下土壤微生物的变化，发现日光温室土壤中氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量比露地都有所增加，真菌表现为腐霉数量增加，木霉数量降低，放线菌数量随温室使用年限增加而降低。研究发现∶花生种植年限对土壤微生物区系的变化有显著的影响，真菌数量随连作年限的增加呈上升趋势，细菌数量随连作年限的增加呈下降趋势。连作3年后根际土壤中细菌数量减少了73%；土壤中细菌的变化直接影响着速效磷和速效钾的变化，二者呈显著正相关关系。发现，采用营养基质栽培黄瓜，连作第5茬黄瓜产量显著高于其他茬次，微生物碳代谢能力、微生物多样性各项指标及对单一碳源的高利用碳源数均在各茬中最高；在连作第11茬后微生物碳代谢能力显著下降，微生物多样性水平显著降低。综上所述，微生物对根分泌作用的影响，包括4个方面∶1、影响根细胞渗透性；2、影响根的代谢能力；3、对根分泌的某些化合物吸收与转化；4、改变根际营养物质对植物的有效性。

水肥一体化技术是将灌溉与施肥为一体的新农业技术。水肥一体化是借助压力系统，将可溶性固体或液体肥料与灌溉水一起,通过可控管道系统供水、供肥,使水肥相融后,通过管道和滴头形成滴灌,均匀、定时、定量喷施作物根系区域,使根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量。

一、节约用水

水肥一体化技术可以减少水分的下渗和蒸发,提高水分利用率。在露天条件下,水肥一体化比大水漫灌相比可以节水达50%。保护地栽培条件下,水肥一体化与畦灌相比每亩大棚节水30%~40%。

二、节省肥料

水肥一体化技术能够平衡施肥和集中施肥,减少了肥料挥发流失和养分过剩造成浪费,这样施肥简单方便、供肥及时提高肥料利用。水肥一体化与传统技术施肥相比节省化肥40%左右。

三、改善生态环境

采用水肥一体化技术,能明显降低了大棚内空气的湿度。滴灌施肥与常规畦灌施肥相比空气湿度可降低15%左右。滴灌施肥比常规畦灌施肥减少了大棚通风降湿的次数,棚内温度一般高3~4℃,有利于作物生长。

滴灌施肥与常规畦灌施肥技术相比地温可提高3℃左右,有利于增强土壤微生物活性,促进作物对养分的吸收。滴灌施肥克服了因灌溉造成的土壤板结,减少土壤养分下渗。

四、减轻病虫害发生

空气湿度的降低在很大程度上抑制了作物病害的发生,减少了防治成本,微灌施肥每亩农药用量可减少25%左右,节省劳动力。

五、增加产量,改善品质

水肥一体化技术可促进作物产量提高和产品质量的改善,设施栽培增产17%~28%。滴灌施肥比常规畦灌施肥减少畸形瓜20%,增产效果明显。

六、提高经济效益

水肥一体化技术经济效益包括增产、改善品质获得效益和节省投入的效益。设施蔬菜栽培一般亩节省投入500元左右,增产增收每亩1000~2000元。