滴灌水肥一体化技术（水肥一体化智能灌溉技术在油橄榄上的应用）

油橄榄 （Olea europ aea L ．）属于木犀科 、木犀 榄属常绿小乔木 ，原产于地中海沿岸国家 ，是世界著 名的木本食用油料树种［１-２ ］ ，橄榄油就是将其鲜果采 用离心冷榨的纯物理工艺制成的果汁油 ，长期食用 能增强消化系统功能 ，减少心血管疾病的发生 ，促进 骨骼发育 ，是食用油脂中最有益于人体健康的植物油 。 橄榄油不但 是欧美人的主要食用油 ，其工业用 途也十分广泛 ，是酿酒 、饮料 、医药 、日用化工 、纺织 印染 、电子仪表等行业的重要原料 、添加剂或润滑 剂 ，被誉为“液体黄金” 。 我国大规模引种栽培油橄 榄始于 ２０ 世纪 ６０ 年代 ，目前以甘肃 、四川 、云南种 植面积最大 ，并逐步发展到重庆 、陕西 、湖北 、湖南 、浙江 、江苏 、广东 、贵州 、安徽等省部分地区 ，全国现 已发展油橄榄 ８ 万 hm２ ［３ ］ 。

我国是水资源严重紧缺的国家之一 ，油橄榄主产 区水资源普遍短缺 ，尤其是白龙江干热河谷区和金沙 江流域 ，这一区域气候干燥 ，降雨量小 、时空分布不 均 ，大部分油橄榄栽在半山丘陵地带 ，加上灌溉设施 和方法落后 ，造成水分利用率低 ，水分供需矛盾突出 ， 严重制约油橄榄产业的高产 、高效发展 ，如何合理高 效利用有限的水资源 ，降低管理成本 ，对保证油橄榄 持续健康发展有着十分重要的意义 ，而应用水肥一体 化智能灌溉技术是解决这一问题的有效途径 。

水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农 业新技术 ，是现代农业生产中最重要的一项综合管 理技术措施 ，具有显著地节水 、节肥 、节能 、省工 、高 效 、环保等诸多特点和优点 。 它起源于无土栽培的 发展 。 随着滴灌技术的发展 ，水肥一体化技术在世 界范围内得到快速推广应用 。 目前 ，在一些水肥一 体化技术发达的国家（如以色列 、美国 、澳大利亚 、西 班牙 、荷兰等） ，已形成了完善的设备生产 、肥料配 制 、推广和服务的技术体系 。 其中以色列在水肥一 体化技术领域处于全球领先地位 。 国家“十二五”规 划明确提出发展节水农业 ，节水农业的核心是水肥 一体化 ，而水肥一体化的核心是滴灌 ，滴灌作为最理 想的节水灌溉方式 ，可直接作用于植株根部 ，再配以 首部控制系统可达到精确施肥和灌水 ，能显著提高 肥料和水分的利用率 ，大量节省劳力 ，施肥速度快 ， 效率高 。 显著地增加产量和提高品质［４］ 。

随着水肥一体化技术的不断发展 ，在地中海沿 岸国家的油橄榄园中水肥一体化技术被全面应用 ， 并成初始建园的必配 。 滴灌是以色列人所发明 ，以 色列也是滴灌技术最发达的国家［５］ ，他们每年都在 推出新的滴灌技术与设备 ，已形成世界瞩目的灌溉 与施肥一体化 、精准化的成功运行模式 ，其油橄榄种 植也广泛使用水肥一体化技术 。 现由以色列 NETAFIM 公司生产的不同流量的滴灌设备可满足不 同作物安全可靠地精准化灌溉 。

我国水肥一体化技术水平相对较低 ，普及程度也 不高 ，而在油橄榄园中的应用 ，尚处于起步阶段 ，只在 个别企业的油橄榄园中得到应用 ，且水平不高 。 由于 我国油橄榄园大多地处山坡 ，灌水 、施肥极为不便 。 推广水肥一体化技术是解决这一问题的有效途径 。

２ １． 水肥一体化智能灌溉系统

水肥一体化智能灌溉系统以智能自动控制系统 为中心 ，包含施肥系统 ，供水首部系统 ，过滤系统 ，管 道系统 ，压力保护系统 ，田间首部系统 ，滴灌系统 ，智 能自动控制系统 。 通过执行 PC 端人为设定程序 ， 各系统在智能控制器的协调下共同运作 ，完成水源 增压 ，过滤 ，调压 ，计量 ，注肥 ，输送 ，灌溉等过程 。 该 系统的核心部件是自动施肥机和滴灌系统 ，它们是 保证精准灌溉的关键 。

２ ２． 工作原理

水肥一体化智能灌溉系统是利用可编程控制器 连接田间灌区的电磁阀 ，来分别控制各灌区的施肥 和灌水 ，电磁阀的控制连接分无线和有线两种方式 。 施肥时施肥机上的吸肥通道 ，将肥料罐中配好的营 养液用肥料泵注入灌溉管道 ，连同灌溉水一起适时 适量地施给作物 。 工作原理为在一定压力下 ，注肥 泵产生的吸力 ，使文丘里管道产生虹吸效果将肥料 桶内的液体肥料吸入混肥管道中 ，根据水表的流量 按照设定的母液倍数进行混肥 ，各种肥液在调节流 速下按比例吸入 ，控制系统检测注肥口下游的 EC／ pH 值 ，通过控制文丘里管道泵（电磁头）的开启关 闭频率 ，调节混合的均匀度 ，再输送至灌溉主管道 内 ，直至通过灌水器抵达作物根部或叶面 。 施肥过 程实际上是一个正弦曲线图 ，控制器通过设置的 EC 值来调节吸肥量 ，管道中营养液的 EC 值超过设 定值文丘里管道泵（电磁头）则关闭 ，反之则开启 ，这 样最终的施肥量就能无限接近设定值 ，实现自动精 准施肥的目的 。

实现精准施肥和灌水的另一个关键因素就是选 择适宜的灌水器 。 由以色列 NETAFIM 公司生产 的 PCJ 压力补偿型管上式滴头（流量 ４ L ／h）和 PC 压力补偿滴灌管（间距为 ０ ４． m 、流量为 ２ ０． L ／h）最 适宜油橄榄的灌溉 。 管上式滴头适合山地传统橄榄 园的灌溉 ，滴灌管适合平地集约化栽培橄榄园的灌 溉 。 滴头采用迷宫流道 ，增加了抗堵性能 ；滴头内装 有压力补偿硅胶片 ，当管道内水压达到滴头工作压 力时 ，内置压力补偿硅胶片则开启 ，即使在较大的压 力偏差范围内依然可以保持流量精准均衡 。 具有压 力差分专利技术的压力补偿系统 ，能够实现在不同 的进口压力（在建议的工作压力范围内）条件下的均 一流量 ，保证了水 、肥的精确分布 。 这样的设计能够满足水肥一体化灌溉的精准性 ，管上式滴头可以按 照需求设定安装位置 ，在毛管上打孔进行安装 。 油 橄榄可按照每颗树 ２ 个滴头 ，前后各一个滴头进行 安装 ，滴头装好后将毛管直接铺设在树下地面上 。 滴灌管按照树行进行铺设 ，在树的两边各一条 。 灌 水时 ，智能控制器通过执行 PC 端计算机人为设置 的灌水程序 ，通过控制田间电磁阀在各系统的相互 协作下共同完成灌水过程 。

以陇南市油橄榄研究所大堡油橄榄试验园为例 分析水肥一体化智能灌溉技术在油橄榄上的应用效 果 。 该试验园面积是 １ ７．３ hm２ ，传统灌溉方式一般 为人工管灌 ，施肥方式为人工撒施 。 引进水肥一体 化自动灌溉系统后 ，效果显著 ，具有明显的节水 、节 肥 、省工 、增产等优点 。 下面分别就应用水肥一体化 自动灌溉技术后在省工 、节水 、节肥 、增产等方面的 效果进行对比分析 。

３ １． 节省劳力

大堡油橄榄试验园在安装水肥一体化智能灌溉 系统前 ，每年施肥至少 ２ 次 ，施肥工价 ５ 元／株 ；灌水 通过人工管灌 ，全年需灌水 ６ 次 ，工价 １ 元／株 · 次 ； 全园核心区域 ２６ 亩 ，共 １６００ 株树 ，灌水和施肥人工 费为 １７６００ 元 ，每亩需人工费 ６７７ 元 。 应用水肥一 体化系统后全园施肥和灌水一个人即可轻松完成 ， 全园只需人工费 ４０００ 元（其中施肥 ３０００ 元 、灌水 １０００ 元） ，每亩只需 １５４ 元 。 由此每亩可节约人工 费 ５２３ 元 。 节约人工达 ７７％ 。 运用水肥一体化技 术一个人可管理 ５００ 亩橄榄园 ，如果面积足够大 ，则 节省劳力更加显著 。 在施肥灌溉困难的丘陵山地 ， 还可大幅度减轻劳动强度 。

３ ２． 节水

传统灌溉方式为人工管灌 ，大堡橄榄园在本项 目实施前采用 １ ２． 寸塑料管逐株浇灌 ，每颗树浇足 浇透需用时 ５ min ，经测试管道流量为 ６００ L／h ，则 每颗树需灌水 １８０ kg ，要把全园 １６００ 株树全部浇灌 一遍至少需要 １６ 天 。

大堡油橄榄试验园水肥一体化自动灌溉系统管 上式滴头灌水定额 ７２ kg ／株 ，比传统管灌减少灌水 １０８ kg ，每亩节水 ３２４０ kg ，节水达 ６０％ ，按 ２ 元／ m３ ，全年灌水 ６ 次计 ，每亩全年节约水费 ３８ ．９ 元 。 滴灌属精细化灌溉 ，只灌到有效区域 ，相比传统灌溉水分流失小 ，水分利用率更高 。

３ ３． 节肥

大堡油橄榄试验园传统施肥方式为人工撒施 ， 每年施肥量为磷肥 １ ．５ kg ／株 ，油橄榄专用肥 １ ．０ kg ／株 ，共需化肥 ２ ．５ kg ／株 ，全园 １６００ 株需化肥 ４０００ kg 。 应用水肥一体化技术后 ，施用的是水溶性 肥料 ，按照油橄榄关键期需肥规律 ，全年共施肥 ５ 次 ，施肥量 １ ０．８ kg ／株 ，全园只需 １７２８ kg 。 经对比 用水肥一体化灌溉系统进行施肥比传统施肥方法减 少施肥量 １ ４．２ kg ／株 ，全园减少施肥量 ２２７２ kg ，节 肥 ５６ ８．％ 。 灌溉施肥可直接将养分输送到根部 ，肥 料是水溶性肥料 ，吸收率利用高 。 而传统施肥方式 施肥量大 ，吸收利用率低 ，会造成土壤富营养化和土 壤污染 ，不利于环保 。

３ ４． 增产

经对大堡油橄榄试验园进入盛果期的成年树进 行产量测定 ，在安装水肥一体化自动灌溉系统之前 ， 平均亩产为 ２８９ ９． kg （２０１２ ～ ２０１５ 年） ，安装水肥一 体化自动灌溉系统之后亩产达到 ３８７ ．７ kg （２０１６ 年） ，增产 。 由此应用水肥一体化自动灌溉系统后增 产效果明显 ，投入使用后增产 ３３ ７．４％ 。

综合来看 ，应用水肥一体化自动灌溉系统后 ，节 约人工 ７７％ ，节水 ６０％ ，节肥 ５６ ８．％ ，增产 ３３ ７．４％ （如图 １） 。 由此则节约人工最明显 ，该套系统可满 足 ６６ ７． hm２ 橄榄园的灌溉 ，如面积足够大 ，则节约 人工成本将更加显著 。

国产水肥一体化智能灌溉系统普遍设计不够精 密 ，关键器件的规格不够全面 、普适性差 、设备精度 较低 、水肥施用量难以控制 ，无法达到水肥浓度精确 配置和控制的目的 。 进口设备虽设计精密 ，运行安 全可靠 ，设备精度高 ，但价格昂贵 、操作复杂 ，需专业 的技术人员才能操作 。 现水肥一体化自动灌溉系统严重依赖进口 ，应加快高质量水肥一体化自动灌溉 设备国产化的研制步伐 ，降低成本 。

在推广应用方面，水肥一体化智能灌溉技术适合于规模化种植 ，只有种植规模足够大才能降低单 位面积的成本投入 ，且面积越大经济效益越显著 。 当前我国油橄榄主产区种植模式大多是家庭种植为 主 ，推广该项技术有较大难度 。 只有通过资源整合 ， 土地流转 ，连片集中管理 ，才适于推广 。 而水肥一体 化智能灌溉系统一次性投资大，需政策扶持才能大 范围推广 。

在使用过程中 ，应加强油橄榄不同生长时期的 需肥需水规律的研究 ，结合气象数据 ，制定科学合理的灌溉制度 ，施肥时应按照油橄榄叶片营养诊断技 术来施肥 ，按照缺啥补啥的原则 ，进行科学精准施肥 ，减少化肥的施用量 ，科学高效地灌溉 。

水肥一体化智能灌溉技术作为一项先进的农业管理技术 ，由于其诸多优点已成农业发展的趋势 。 我国油橄榄一级适生区普遍存在干旱少雨 、水资源 缺乏的问题 ，产业发展需投入大量劳动力 ，是造成产业效益低的主要原因 ，大力发展水肥一体化自动灌溉技术是解决这一问题的有效途径 。 传统种植模式 需耗费大量劳力 ，而该项技术在节约人工方面效果最明显 ，如面积足够大 ，节约人工可达 ９０％ 以上 ，在 目前劳动力成本日益紧缺的情况下 ，推广水肥一体化自动灌溉技术能够极大地解放劳动力 ，降低人工成本 。 有专家认为 ：水肥一体化技术的大面积推广 ,将推动中国农业从传统农业向现代化农业转变 。 国 家“十三五”规划提出化肥零增长 ，倡导水肥一体化 技术的推广 。 中央一号文件多次提出 ：大力推广节 水技术 ，全面实施节水灌溉行动 。 要抓住机遇 ，积极 发展水肥一体化智能灌溉技术 ，尽快实现油橄榄种 植的现代化变革 ，实现我国油橄榄可持续发展 。

作者：张海平 ，邓煜

来源：中国林福特产

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