本篇訪談文章，將從水肥一體化的重要性、水肥一體化的初步發(fā)展、發(fā)展中的陣痛、我國水肥一體化發(fā)展可行性以及未來水肥一體化發(fā)展重點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)全面地講述。
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陳清：我們國家最早在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，首先認(rèn)識(shí)到肥料供應(yīng)不足的問題。所以在上個(gè)世紀(jì) 50 -60 年代，開始大力發(fā)展氮肥，后來隨著工業(yè)技術(shù)發(fā)展，尿素生產(chǎn)也提上日程。上個(gè)世紀(jì) 80 年代初期的時(shí)候，開始關(guān)注磷肥生產(chǎn)，90 年代鉀肥生產(chǎn)也有了一個(gè)很大進(jìn)步。而在滿足了肥料供應(yīng)的同時(shí)，也意識(shí)到灌溉對(duì)于保障整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)糧食安全是非常重要的。
在水資源供應(yīng)不足的地方應(yīng)該說都是雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)，我國西北一些干旱地區(qū)是靠天吃飯，靠天吃飯的實(shí)質(zhì)就是無法進(jìn)行灌溉，所以肥料效果不能完全呈現(xiàn)出來。有一句農(nóng)諺：有收無收在于水，收多收少在于肥，在這些地區(qū)，水反而比肥顯得更為重要和關(guān)鍵。
2002年農(nóng)業(yè)部發(fā)文，第一次提出了要做節(jié)水技術(shù)推廣示范。在過程中提到了節(jié)水農(nóng)業(yè)的時(shí)候，所配套的肥料也在悄然地走向市場(chǎng)。
談到了節(jié)水農(nóng)業(yè)，我們不得不說最早的節(jié)水灌溉設(shè)施是 1974年墨西哥援助我國，提供的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，可以說有記錄以來首次在我國運(yùn)行的灌溉系統(tǒng)。
在1979年前后，以色列援助我國農(nóng)業(yè)技術(shù)，建立了中乙農(nóng)場(chǎng)，隨著我國改革開放和中以農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷交流，很多農(nóng)業(yè)技術(shù)人員都認(rèn)識(shí)到，管道灌溉方式是非常重要。
陳清：設(shè)備應(yīng)用效果還是很好的，而且很新奇，當(dāng)時(shí)人們看到后覺得省水，畢竟以往都是大水漫灌的方式。這次也引發(fā)了許多業(yè)內(nèi)人士的興趣，于是很多做先進(jìn)農(nóng)業(yè)的專家也紛紛到以色列、美國、歐洲考察交流。
記者：我們從以色列引進(jìn)水肥一體化設(shè)備的時(shí)候，它能完全符合中國的這種國情嗎？
陳清：從以色列引進(jìn)的這些設(shè)備，在應(yīng)用方面來講的話倒沒出現(xiàn)什么太大的問題，但是我們整個(gè)灌溉設(shè)備，包括滴灌系統(tǒng)以及管材國產(chǎn)化過程中的確是走了一些彎路。特別是在選用肥料的時(shí)候，對(duì)水溶性肥料認(rèn)識(shí)不足，在使用普通肥料溶解后，通過滴灌系統(tǒng)下去，出現(xiàn)堵塞滴頭問題，導(dǎo)致滴灌施肥系統(tǒng)的發(fā)揮，但它也催生了后來水溶性肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2009年，我國水肥一體化所需水溶性肥料登記標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)。有大量元素、中微量元素等水溶肥登記標(biāo)準(zhǔn)。在2015年后出現(xiàn)了智能化、信息化等配套智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，專用水溶性肥料市場(chǎng)開始快速發(fā)展，特別是對(duì)于功能性有機(jī)水溶性肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在市場(chǎng)上來講，其目前競爭也是比較激烈的。
記者：您能不能結(jié)合自身實(shí)際情況，從您第一次接觸水肥，到最后從事水肥研究和技術(shù)推廣，經(jīng)歷了一個(gè)什么過程？
陳清：我大學(xué)三年級(jí)的時(shí)候參加了一次活動(dòng)，當(dāng)時(shí)北京市農(nóng)林科學(xué)院海淀農(nóng)科所，有一位做大白菜施肥試驗(yàn)的老先生，在做報(bào)告的時(shí)候談到了一個(gè)諺語：“種菜要學(xué)會(huì)糞大水勤、不用問人”，就是勤施勤澆、少施少澆。勤施勤澆，意味著你施肥次數(shù)、灌水次數(shù)要多；少施少澆，每次用量要少，也就是少量多次的概念。如果在種植規(guī)模小，農(nóng)村勞動(dòng)力足的情況下能夠支撐下去。所以在當(dāng)時(shí)還沒有體現(xiàn)出水肥一體化的優(yōu)勢(shì)。
水肥一體化的發(fā)展更多的是在省力化方面得到認(rèn)可，我博士論文選題就是跟水肥耦合是有關(guān)系，這里面主要是來選用一個(gè)精準(zhǔn)的氮素供應(yīng)專家系統(tǒng)，根據(jù)作物養(yǎng)分吸收累積規(guī)律，實(shí)施少量多次理念構(gòu)建的施肥模型，模型就是要根據(jù)作物的養(yǎng)分吸收累積規(guī)律，考慮到環(huán)境和土壤養(yǎng)分的供應(yīng)特征計(jì)算差值，在施肥時(shí)隨著水把差值補(bǔ)充進(jìn)去，另外一個(gè)是要同時(shí)考慮到整個(gè)作物生長過程中，每天水分蒸發(fā)或蒸騰的損失，階段性把水分補(bǔ)充到根層里去，實(shí)質(zhì)上過程里面就實(shí)現(xiàn)了水肥耦合供應(yīng)問題。
陳清：其實(shí)遇到很多困惑。比如我們始終認(rèn)為在開始的時(shí)候，必須要用大水漫灌的方式，要把蔬菜苗完全濕潤，后續(xù)才能夠選用滴灌施肥方式，但實(shí)質(zhì)上從現(xiàn)在更加智能化、精準(zhǔn)化灌溉設(shè)備效果來看，我們當(dāng)時(shí)對(duì)問題理解還是過于膚淺。
第二個(gè)就是看到很多滴頭堵塞問題。當(dāng)時(shí)在烏蘭察布的情況下，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)張承林教授帶我走了幾個(gè)地點(diǎn)，他告訴我有一些農(nóng)戶選肥不慎，出現(xiàn)了滴頭堵塞，堵塞滴頭后農(nóng)戶就一點(diǎn)一點(diǎn)去換管道，影響整個(gè)馬鈴薯的灌溉施肥，給我很深的印象。
這也帶給我們一個(gè)思考，那就你在為滴灌施肥系統(tǒng)提供專用的水溶性肥料時(shí)，在里面是如何要保障水溶性肥料質(zhì)量的，特別是水不溶物一定不能超標(biāo)，其實(shí)可能產(chǎn)品中水不溶物是不超標(biāo)的，可是對(duì)于馬鈴薯種植區(qū)，像烏蘭察布這些地方，它水中鈣的含量很高，這種情況下可能會(huì)出現(xiàn)鈣絮凝堵塞滴頭。類似于以上問題，讓我們對(duì)于水肥一體化質(zhì)量控制的認(rèn)識(shí)有了比較深刻印象。
記者：水肥一體化在實(shí)際應(yīng)用或試驗(yàn)過程中，還遇見過什么樣的問題？
陳清：我們實(shí)質(zhì)上在最早期的時(shí)候并沒有非常深刻地意識(shí)到水肥一體化的理念，水肥一體化一般人的認(rèn)識(shí)會(huì)覺得肥料融在水里面，然后到地里面去的一個(gè)過程，其實(shí)真正從科學(xué)角度來講遠(yuǎn)不是樣子，它實(shí)質(zhì)上是要通過肥料施入到灌溉水里面，而形成有濃度的肥液，在作物根區(qū)的地方恰好能滿足作物需要，既不多也不少。
如果肥液濃度太高它可能會(huì)造成肥害，就是鹽害的問題，但是如果在根區(qū)濃度如果是太低，可能滿足不了階段性的作物需要，所以說這里面有個(gè)量的過程。但是我們?cè)缙谧鏊室惑w化的時(shí)候，并沒有關(guān)注到灌溉水的量。
我們認(rèn)為肥料隨著管道下去以后，就應(yīng)該能夠提高肥料的利用效率，但實(shí)際情況是肥液滴到了根區(qū)，只有滴頭下面地方是濕潤的，而滴頭外面的地方土還是干的，所以不清楚究竟滴了多少水。
于是就放很多水進(jìn)來，這種情況下會(huì)產(chǎn)生養(yǎng)分淋洗，養(yǎng)分淋洗后會(huì)造成脫肥問題，而脫肥會(huì)增加后期肥料投入。從這方面看早期我們雖然生產(chǎn)上采用了水肥一體化設(shè)施，可并沒有真正做到節(jié)水、節(jié)肥，有時(shí)反而還出現(xiàn)脫肥問題。
陳清：對(duì)，有時(shí)候甚至能灌上二十四小時(shí)，但我們都知道，在少量多次灌溉施肥過程中，每次灌溉的數(shù)量也就是每畝十幾方水。
記者：所以說對(duì)于種植戶來說，它是沒有數(shù)據(jù)的支撐的。
陳清：對(duì)，因?yàn)闆]有一個(gè)很好的灌溉施肥標(biāo)準(zhǔn)或是參考數(shù)據(jù)缺乏。每個(gè)地區(qū)不同作物以及是否覆膜，對(duì)于作物整個(gè)生育期水分消耗數(shù)量是不一樣的。我們?nèi)狈︶槍?duì)不同區(qū)域、不同作物，甚至同一作物不同階段水分需求量化的一個(gè)參考，那就意味著什么呢？意味著大多數(shù)農(nóng)戶和種植園區(qū)雖然采用滴灌施肥或者是微噴施肥設(shè)施設(shè)備，但并沒有真正做到科學(xué)、高效地施肥。
記者：您能不能結(jié)合自己的一些工作內(nèi)容給我們講一講？
陳清：我博士論文期間做的是陸地菜田灌溉施肥中的水氮調(diào)控機(jī)制和調(diào)控技術(shù)。通常來講不一定能拿到技術(shù)模式，或者是標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)范。但在一個(gè)田塊里面做出來結(jié)果，其他不同地塊不同環(huán)境條件下，參數(shù)是不能直接用的，是應(yīng)該進(jìn)行反饋調(diào)控，反饋調(diào)控步驟非常重要。
我從事了關(guān)于桃園灌溉施肥的工作，蔬菜和果樹是有區(qū)別的，果樹是有儲(chǔ)藏營養(yǎng)的過程，所以它對(duì)水分、養(yǎng)分的需求肯定和一年生的蔬菜是完全不一樣的。對(duì)于新課題我又花了幾年時(shí)間，慢慢認(rèn)真去琢磨北方溫帶果樹水肥一體化的養(yǎng)分吸收累積規(guī)律，還有整個(gè)土壤養(yǎng)分供應(yīng)規(guī)律，以及水肥耦合供應(yīng)特點(diǎn)等，這樣才能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化的水肥管理。
記者：目前我國水平一體化推廣情況是怎么樣的？
陳清：目前來看，大家普遍認(rèn)識(shí)到水肥一體化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中不可缺少的環(huán)節(jié)，尤其是當(dāng)下我們農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐漸呈現(xiàn)規(guī)�；⒓s化。而且種植戶越來越年輕，他們更容易接受新技術(shù)和產(chǎn)品。第二就是農(nóng)村勞動(dòng)力數(shù)量在減少，這種情況下省力化栽培是比較引人關(guān)注。
陳清：第一個(gè)原因就是前期投入太大。在當(dāng)時(shí)條件下一畝設(shè)施菜田，至少要投入兩千元；第二就是沒有合適配套的肥料，市場(chǎng)上肥料不是能拿過來就用的；第三是它的省力化可以，但效果不是非常突出，因?yàn)楫?dāng)時(shí)勞動(dòng)力供應(yīng)還是比較充足且成本不高，并沒有成為一個(gè)矛盾；第四是當(dāng)時(shí)規(guī)�；a(chǎn)比重非常小，更多還是一家一戶生產(chǎn)方式，農(nóng)戶能夠掌控所有生產(chǎn)主導(dǎo)權(quán)。
你勸農(nóng)戶用新技術(shù)，他們剛開始一看投入這么大，總是一種排斥的態(tài)度。再加上沒有配套的肥料和適合的灌溉施肥指標(biāo)等等，所以推廣效果不是非常明顯。
記者：那時(shí)候內(nèi)心是不是也感覺到一些失落。
陳清：實(shí)話說有一點(diǎn)，我們?cè)趬酃庥袀�(gè)長期定位實(shí)驗(yàn)，有一個(gè)蔬菜大棚水氮調(diào)控實(shí)驗(yàn)。那個(gè)實(shí)驗(yàn)我們做了十多年，但是灌溉方式一直沒變，始終采用大水漫灌，因?yàn)楦覀兒献鞯姆N植戶李師傅他不愿意采用管道灌溉。
他提出了好幾個(gè)理由，讓我感覺好像也是合理的，比如說作為滴灌的情況下，他滴頭只是濕潤了滴頭附近的這一個(gè)地方，蔬菜的根系很多都是淺根系，是橫向布局的，如果滴頭滴得很小，它不能夠完全把所有的根系都能濕潤了，那產(chǎn)量就沒有大水漫灌的高。當(dāng)時(shí)的技術(shù)的確在增產(chǎn)方面比不過農(nóng)戶采用大水漫灌施肥的方式，尤其是在夏季地溫比較高，它采用大水漫灌的方式，它以非�？斓貪駶櫟乇韥斫禍�。而滴灌施肥就沒有作用，所以土溫相對(duì)比較高，產(chǎn)量受到一定影響。
陳清：一直是關(guān)注著產(chǎn)量和品質(zhì)。所以對(duì)于新的滴灌施肥技術(shù)也是感覺到比較苦惱，就是不知道如何告訴農(nóng)戶你直接去用我的技術(shù)。
記者：雖然說那時(shí)候種植戶可能不是這么快接受，但是我們能明確知道這是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展方向，您當(dāng)時(shí)也是堅(jiān)定的嗎？
陳清：能夠給我們信心的，是我們考察過像美國、法國，還有荷蘭以及以色列發(fā)達(dá)國家，在大規(guī)�，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況下，無一例外都采用了滴灌施肥技術(shù)或是水肥一體化技術(shù)。
我講三個(gè)故事，1998 年我第一次去德國讀書的時(shí)候到德國蔬菜研究所，他們有非常完善非常漂亮的聯(lián)動(dòng)溫室，而且里面有七個(gè)施肥罐，整體采用無土栽培方式。所以我第一次看到還有如此精細(xì)的這種水肥耦合調(diào)控的滴灌施肥系統(tǒng)，感覺到非常驚訝、非常震撼，而那個(gè)時(shí)候我們國家是沒有的。
記者：那個(gè)時(shí)候是不是想農(nóng)業(yè)應(yīng)該是這樣？
陳清：農(nóng)業(yè)是應(yīng)該是這樣的，但是第一個(gè)念頭是投入太大了。我一看施肥罐居然有七個(gè)，當(dāng)時(shí)腦子里面嗡一下，當(dāng)時(shí)第一個(gè)反應(yīng)就是說這也太奢侈了，就感覺到這種設(shè)備劑量控制是非常精準(zhǔn)的。
第二個(gè)故事是在以色列，2013年訪問了以色列的一個(gè)農(nóng)場(chǎng)。印象比較深刻的是，他們采用的是液體肥料，而且他們整個(gè)灌溉施肥的控制是由操控面板遠(yuǎn)程遙控。以色列一家肥料公司的銷售人員在他們那里不叫市場(chǎng)銷售人員，而叫農(nóng)藝師，農(nóng)藝師定期巡視農(nóng)戶的施肥數(shù)據(jù)庫，或者作物長勢(shì)等，如果是缺乏肥料的時(shí)候，他會(huì)和農(nóng)場(chǎng)主溝通，根據(jù)此時(shí)土壤環(huán)境和作物養(yǎng)分需求，在工廠定制肥料，定制配完肥料后連夜就運(yùn)到了。
給我當(dāng)時(shí)的震撼還是很大的，他們的這種方式顛覆我兩個(gè)認(rèn)知：一個(gè)是渠道的認(rèn)知，直接從工廠到田間。第二銷售肥料人員都是農(nóng)藝師，而且他銷售的是液體肥料，是跟水肥一體化密切聯(lián)系起來的。
第三個(gè)故事是在美國，他們作物生產(chǎn)服務(wù)公司有一些服務(wù)站，這種服務(wù)站主要是以提供技術(shù)服務(wù)為目的。他們所服務(wù)的是加利福尼亞番茄種植戶，他們這個(gè)平臺(tái)有實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)藝師以及十幾位工人，一種新型的水肥一體化托管模式，提供的是服務(wù)方式。
當(dāng)時(shí)給我們印象也很深，服務(wù)平臺(tái)根據(jù)當(dāng)?shù)胤焉a(chǎn)所需要養(yǎng)分以及肥料種類，在全球范圍內(nèi)以比較優(yōu)惠的價(jià)格去采購，通過測(cè)土給農(nóng)戶提供更好產(chǎn)品解決方案并且?guī)娃r(nóng)戶施肥。那個(gè)時(shí)候是 2015 年，到現(xiàn)在也將近十年了，這種托管模式在我國一些規(guī)�；N植區(qū)里面，也在逐漸成型。
陳清：隨著土地流轉(zhuǎn)規(guī)模不斷地?cái)U(kuò)大，農(nóng)戶或大農(nóng)場(chǎng)主年齡結(jié)構(gòu)年輕化，在這種情況下他們都無一例外采用了水肥一體化。在 2010 年前后的那一段時(shí)間，有一些年齡比較大的農(nóng)戶還是不愿意采用水肥一體化的方式，但是有另外一部分農(nóng)戶，特別是年輕農(nóng)戶，新園區(qū)基地等等，絕大多數(shù)都是采用了水肥一體化方式。
第二是在缺水地方，采用水肥一體化的熱情非常高，特別是規(guī)模化種植區(qū)。在 2010年后，農(nóng)業(yè)部開始全方位推進(jìn)水肥一體化技術(shù)，像內(nèi)蒙古、新疆等地區(qū)，水肥一體化發(fā)展非常迅速，這些地方已經(jīng)得到了人們普遍認(rèn)可。
目前來講，絕大多數(shù)經(jīng)濟(jì)作物和在西北缺水以及南方干旱地區(qū)廣泛采用水肥一體化已成為普遍場(chǎng)景，沒有人來懷疑為什么要用水肥一體化，因?yàn)榇蠹乙庾R(shí)到水肥一體化在省力化、高效化方面，對(duì)于整個(gè)規(guī)�；r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是非常必需的。
還有就是在水肥一體化設(shè)備產(chǎn)品和相關(guān)配套服務(wù)方面做得越來越好，包括各種功能性水溶性肥料產(chǎn)品，以及整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這是非常好的一些方面。
但從另外一個(gè)方面講，如何有效結(jié)合當(dāng)?shù)赝寥�、氣候及作物特點(diǎn)，做到精準(zhǔn)水肥耦合以及在水分平衡供應(yīng)、肥料選擇、肥料數(shù)量等方面，可能還不夠完善，特別是對(duì)于水肥一體化所選用的肥料，在發(fā)達(dá)國家更多的是采用原料肥。
比如以色列更多采用的是液體肥料，磷肥更多是用磷酸，美國的氮肥基本上是用尿素、硝銨溶液等單質(zhì)肥。
所以這也給了我們一個(gè)思考：當(dāng)我們硬件設(shè)施發(fā)展一定程度情況下，我們是否還要追求功能各異、花樣繁多的水溶性肥料。當(dāng)然有一些的確是有必要，但更多的還是推薦用戶用一些單質(zhì)型或者是原料型肥料，會(huì)更好地減少園區(qū)生產(chǎn)成本。
陳清：我覺得對(duì)于水肥一體化發(fā)展，應(yīng)該從幾個(gè)方面來看，一個(gè)是大家已經(jīng)非常堅(jiān)定認(rèn)為在省力化上所具有的優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)之上，能做到更加精準(zhǔn)，更加自動(dòng)化，這是對(duì)未來水肥一體化提出的要求。
第二個(gè)在產(chǎn)品選擇方面，如何有效減少肥料用量，提高肥料利用效率，減少污染以及減少肥料投入成本，達(dá)到一個(gè)較好的投入產(chǎn)出比，對(duì)于未來水肥一體化發(fā)展來講是一個(gè)挑戰(zhàn)。
對(duì)于我們國家目前所面臨的種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，特別是從小種植面積擴(kuò)大到規(guī)�；N植經(jīng)營方面，如何適應(yīng)這種形式上的變化，包括規(guī)�；N植如何與機(jī)械化相結(jié)合等等，都是水肥一體化在未來發(fā)展過程中所面臨的挑戰(zhàn)，相信我們?cè)耘鄬＜疫�有水肥專家們能夠妥善解決好這些問題。
