【瑞丰财富峰会】 陈清：水肥一体化未来发展新局面

 中国农业大学资源与环境学院教授 陈清

水肥一体化技术是利用管道灌溉系统，将肥料溶解在水中，同时进行灌溉与施肥，适时、适量地满足农作物对水分和养分的需求，实现水肥同步管理和高效利用的节水农业技术。

水肥一体化在实现农业可持续层面具有重要的发展意义，具体来看，具有以下3大优势：

1. 提高水肥利用效率：减少水分蒸发和流失，提高灌溉水利用效率。同时，根据作物需求和土壤条件，精确施肥可以最大限度地提高肥料利用率，减少养分流失和污染。    

2. 保护环境和水质：降低养分的过剩排放，减少对地下水和河流的污染。同时，通过控制灌溉水的使用量和时机，可以减少农药和化肥的流失，并防止对水体造成进一步的污染。    

3. 提高农作物产量和质量：提高农作物的生长效率和产量。精确的灌溉技术可以避免水分的过度供给或不足供给，保证农作物生长的最佳水分状态。同时，根据作物需求和土壤养分状况进行精准施肥，可以提供适量而平衡的养分供应，促进农作物的健康生长和产量的提高。    

2023年中央一号文件中再次强调推进农业绿色发展，加快农业投入品减量增效技术推广应用，推进水肥一体化。

新型农业经营主体的发展推动水肥一体化技术的发展。2013年，全国家庭农场达87.7万个，农民专业合作社 82.8万个；2022年全国家庭农场达到391.4万家，农民合作社达到222.2万家。

20世纪80年代—90年代传统小农户模式下大水漫灌和盲目施肥模式正在逐渐淡出，但所导致的肥料损失、作物品质下降、环境风险压力和资源浪费问题突出。

传统水肥一体化技术：将可溶肥料溶解到水里，棍棒或机械搅拌，通过田间放水灌溉、喷淋或田间管道均匀的进入田间土壤中，水肥被作物吸收利用。

2000-2010年水肥一体化技术的发展主要是体现在管道灌溉设备和管路系统的安装设计和普及等方面。 

水肥一体化技术的普及推动了灌溉设备的发展，也推动了新功能肥料发展。

水肥一体化技术的新突破：自动精准灌溉施肥设备。近几年国内外正在致力于研发水肥一体化精准灌溉施肥装备、构建智能决策系统；开发基于物联网技术的大田、设施作物精准灌溉施肥控制系统。

当前我国智能水肥一体化系统主要存在设备性能不过硬且不稳定、系统的智能化程度较低、不同企业的软硬平台兼容性差3个方面的突出问题。

现代水肥一体化技术通过实时自动采集作物生长环境参数和作物生育信息参数，通过模型构建耦合作物与环境信息，智能决策作物的水肥需求，通过配套施肥系统，实现水肥一体精准施入，大大提高灌水和肥料的利用效率。

物联网智能化技术日趋成熟，为推广水肥一体化技术、精确调控水肥管理奠定了基础。

灌溉施肥决策系统四大优势：

1. 根据作物生长模型水肥光气温全自动协同控制；

2. 适用于所有基质栽培模式；

3. 设备运行中三级预警机制；

4. AI模式识别追溯系统。

智能水肥一体化系统具有以下3大经济社会效益：

1. 经济效益：降本增资效果明显。可以实现省水60%以上，省肥50%以上。保守计算按照省肥50%，水费忽略不计1/亩/年可节省肥料1500元。

2. 生态效益：实现土地高效利用。可以实现省工30%以上，保守估算，省工20%，50亩种植面积，5人管理降至4人管理，估算1人/年6.6万元工时费，1/亩/年可节省人工1320元。

3.  社会效益：缓解农业种植的人力短缺。可以实现增产10%优选率提高10%，以设施口感番茄为例，1/亩/年产量12000斤，优选率80%，增产增质后每斤批发价6元计算，1/亩/年可提高经济效益7200元。

水肥一体化设备的未来4大发展方向：

1. 智能化：随着人工智能技术和大数据分析的发展，未来的水肥一体化设备能够实现自主调节、自动控制和远程监测等功能，提高农业生产效率和精准度。    

2. 信息化：通过互联网、物联网等技术实现与其他农业数字化设备的联动，从而形成一个闭环的农业数字化生态系统。    

3. 精细化：能够根据不同作物的需求、生长阶段和环境因素等情况，实现精准施肥、精准灌溉和精准管理。   

4. 生态化：更加注重生态环境保护，通过精准施肥、精准灌溉和生态修复等措施，实现农业的可持续发展，同时保护生态环境。

水肥一体化技术的发展为水溶性肥料提出的基本要求：

• 溶液中养分浓度高，田间温度条件下能迅速、完全地溶于灌溉水中；

• 不会阻塞过滤器和滴头，不溶物含量低最小；

• 能与其它肥料混合，与灌溉水的相互作用很小；

• 不会引起灌溉水pH的剧烈变化，对控制中心和灌溉系统的腐蚀性小。

水溶肥是能够完全溶解于水的多元素复合型肥料。水溶肥料的剂型一般多为水剂、粉剂、颗粒、片状颗粒、柱形颗粒。它是一种速效性肥料，水溶性好、无残渣，可以完全溶解于水中，且能被作物的根系和叶面直接吸收利用。

产品增效配方的信息不对称，导致水溶性肥料被神秘化，小包装，用肥价格居高不下！

为什么水溶性肥料产品需要增效？

• 因为传统的肥料、农药行业竞争激烈，经销商对种植户的服务不断提高；

• 消费者对高品质的水果蔬菜有更高的需求，需要更多能保障种植安全的产品；

• 土地不断集约化，专业种植户越来越多，人工成本越来越高的情况下，飞防、新型喷施设备、滴灌等新设施的使用，省工省力；

• 气候变化、恶劣天气越来越多，需要功能性水溶性肥料来提高规避风险的能力；

• 提高养分利用率，减少肥料的施用量；

• 省水。

增效肥料的5大卖点：

1. 对作物生理作用产生影响、提高作物抗逆性（抗盐碱、抗低温、抗高温、抗干旱等）；

2. 肥料产品速效养分长效化，控制养分转化，如硝化抑制剂、脲酶抑制剂；

3. 肥料产品的高效化，功能性的增效物质（腐植酸、海藻酸、氨基酸、微生物菌剂等）；

4. 促进作物养分高效吸收利用的生物活性物质、活化土壤难溶养分，无效养分有效化；对养分在土壤中的运移或者分布产生作用。

功能液体水溶性肥料在加工过程中的活性增效处理：

• 保护剂:琼脂包埋、糖蜜、海藻糖等；

• 增效剂:有机、无机营养等；

• 稳助剂：生长抑制剂等；

• 载体:发酵腐熟有机物料等。

• 绝大多数配方: 移除海藻的干物质，向提取物中添加其它活性成分。

为什么要研究生物活性物质的增效机制？

1. 增加植物抗逆性和抵御非生物因素的胁迫，促进根系发育；

2. 调节和改善植物体内水分，促进营养物质的吸收，运转和使用，避免营养物质的渗出、流失或损失；

3. 提高农产品的质量属性，包括糖度，颜色等。

4. 生物活性物质助于提高土壤的理化性质，促进土壤有益微生物的发展，保护和改善土壤健康，提高土壤保水效果。

目前大家都知道活性物质的功能，但却不清楚其适宜的作用浓度。还有更多活性物质的功能没有被挖掘。

一些液体水溶肥可加入灌溉助剂，有助于养分在土壤剖面中快速分布，减少水肥空间错位对作物养分吸收的影响。提高养分利用效率的关键：增加灌溉湿润区域和提高保水能力。

水溶性肥料的未来3大发展方向：

1. 从土壤改良到提升果实品质，从促生根系到控梢促花等，农户对于肥料功能的多样化需求趋势明显。多元功能的水溶性肥料在特定的种植户基地发挥更大的作用，已经成为企业研发新品的重点方向之一。

2. 肥料产品正在朝着肥料增效化、功能多元化、营养全面化、作物专用化、施用轻简化、药肥一体化、水肥一体化、绿色低碳化的方向。

3. 能够根据不同作物的需求、生长阶段和环境因素等情况，实现精准施肥、精准灌溉和精准管理。

农户需要什么服务？

肯定是根据农户需求，发现针对本地作物生长和逆境下的各种生理需求，设计产品卖点和关键时期解决方案，进行原料和工艺的研发，经过不同地区的田间实地验证和科研院校合作完善解决方案， 有足够的耐心度过产品推广的磨合期。

功能性产品配方需与作物生产需求密切结合，通过农化服务来实现创新型产品的推广销售，通过技术服务来实现种植户的增产增收目标。

水肥一体化未来发展的要求：高效化、标准化、功能化、规模化、自动化、智慧化、生态化。规模化农业对肥料需求的实质是：“专业的产品组合”+“专业的技术服务”，即作物生产完全解决方案。

功能性水溶肥方向：

• 复合化：复合配方；套餐产品；配套设备、集成技术；

• 高效化：有效地满足作物需要，省时、省工，提高工作效率；

• 功能化：改土、促根、抗倒、壮苗、除草、保花、保果；

• 低碳化：绿色生产，减少环境污染。

• 洞悉趋势、把握未来：看到前景坚定决心；

产品：功能性水溶肥的大田化发展；

技术营销专业服务：专业队伍的建设，广泛开展示范推广；

建立合理利益链条，以规模创造效益。