水肥一體化技術(shù)中常用到的施肥設(shè)備主要有：壓差施肥罐、文丘里施肥器、泵吸肥法、泵注肥法、自壓重力施肥法、施肥機(jī)等。

一、壓差施肥罐

1.基本原理

壓差式施肥罐，由兩根細(xì)管（旁通管）與主管道相接，在主管道上兩條細(xì)管接點(diǎn)之間設(shè)置一個(gè)節(jié)制閥（球閥或閘閥）以產(chǎn)生一個(gè)較小的壓力差（1～2米水壓），使一部分水流流入施肥罐，進(jìn)水管直達(dá)罐底，水溶解罐中肥料后，肥料溶液由另一根細(xì)管進(jìn)入主管道，將肥料帶以作物根區(qū)（圖1-1～圖1-3）。圖1-1　壓差施肥罐示意圖圖1-2　立式金屬施肥罐圖1-3　立式塑料施肥罐肥料罐是用抗腐蝕的陶瓷襯底或鍍鋅鑄鐵、不銹鋼或纖維玻璃做成，以確保經(jīng)得住系統(tǒng)的工作壓力和抗肥料腐蝕。在低壓滴灌系統(tǒng)中，由于壓力低（約10米水壓），也可用塑料罐，固體可溶肥料在肥料罐里逐漸溶解，液體肥料則與水快速混合。隨灌溉進(jìn)行，肥料不斷被帶走，肥料溶液不斷被稀釋，養(yǎng)分越來(lái)越低，后肥料罐里的固體肥料都流走了（圖1-4）。該系統(tǒng)較簡(jiǎn)單、便宜，不需要用外部動(dòng)力就可以達(dá)到較高的稀釋倍數(shù)。5厘米為宜，這樣有利于覆蓋薄膜后薄膜與滴管不緊貼、泥沙不堵塞滴管出水孔，后覆蓋地膜。然而，該系統(tǒng)也存在一些缺陷，如無(wú)法控制灌溉水中的肥料注入速率和養(yǎng)分濃度，每次灌溉之前都得重新將肥料裝入施肥罐內(nèi)。節(jié)流閥增加了壓力的損失，而且該系統(tǒng)不能用于自動(dòng)化操作。肥料罐常做成10～300升的規(guī)格。一般溫室果樹大棚小面積地塊用體積小的施肥罐，露地果樹輪灌區(qū)面積較大的地塊用體積大的施肥罐。

金秋十月，北京房山區(qū)石樓鎮(zhèn)襄駙馬莊村弘科農(nóng)場(chǎng)的大棚里瓜果飄香。自2018年開(kāi)始，這里就應(yīng)用了由北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站引進(jìn)和自主研發(fā)的兩款水肥一體化智能控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了智能、精準(zhǔn)灌溉施肥，不僅提高了作物產(chǎn)量和品質(zhì)，而且實(shí)現(xiàn)了節(jié)水、節(jié)肥、省工。據(jù)了解，智能化是水肥一體化技術(shù)的“3.0”版本，是目前該領(lǐng)域的技術(shù)水準(zhǔn)。由于引進(jìn)的國(guó)外智能設(shè)備技術(shù)門檻較高，操作復(fù)雜，同時(shí)成本也相對(duì)較高，主要應(yīng)用對(duì)象為生產(chǎn)規(guī)模較大的園區(qū)，為了適應(yīng)本市目前生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)現(xiàn)狀，北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站自主研發(fā)了一款輕簡(jiǎn)式智能施肥機(jī)，低成本、易操作，受到農(nóng)戶歡迎。如今，全市超過(guò)半數(shù)的規(guī)?；r(nóng)業(yè)園區(qū)實(shí)現(xiàn)了智能化、精準(zhǔn)化水肥灌溉，北京已邁入水肥一體化技術(shù)的“3.0”時(shí)代。

據(jù)北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站節(jié)水農(nóng)業(yè)科農(nóng)藝師孟范玉介紹，從2000年開(kāi)始到現(xiàn)在，北京水肥一體化技術(shù)大致經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：階段是2000—2008年左右，將肥料溶化隨水施用，實(shí)現(xiàn)了水肥一體化，但缺乏精準(zhǔn)的灌溉施肥制度、灌溉系統(tǒng)、施肥設(shè)備和專用水溶肥料等；第二階段是2009—2014年左右，灌溉施肥產(chǎn)品有了較大改進(jìn)，如可調(diào)比例文丘里施肥器、全水溶滴灌專用肥等，開(kāi)展了固定茬口設(shè)施蔬菜的灌溉施肥制度研究，但以人工操作和決策為主，缺乏智能的灌溉決策系統(tǒng)；第三階段是2015年至今，水肥一體化技術(shù)朝著智能化、精準(zhǔn)化方向發(fā)展。該站目前已在昌平、順義、房山等區(qū)陸續(xù)推廣使用智能水肥一體化技術(shù)，累計(jì)推廣應(yīng)用近10萬(wàn)畝次。該技術(shù)主要應(yīng)用于西甜瓜、草莓和番茄等高經(jīng)濟(jì)價(jià)值作物，節(jié)水、節(jié)肥效果明顯，果實(shí)品質(zhì)更好，推動(dòng)了本市節(jié)水型農(nóng)業(yè)和智慧型農(nóng)業(yè)的發(fā)展。目前，北京在這方面處于國(guó)內(nèi)水平。金秋十月，黌塘嶺昊霖生態(tài)園的“巨型”水晶梨、黃金梨成熟了，吸引了大批市民前來(lái)采摘。

水肥一體化是一項(xiàng)農(nóng)業(yè)新技術(shù)，對(duì)我市節(jié)水節(jié)肥節(jié)支、增產(chǎn)提質(zhì)增效起到了顯著的推動(dòng)作用，水肥一體化應(yīng)用可緩解旱情，可以解旱情之危、解因缺水而造成的施肥之困，可有效解決丘陵地區(qū)施肥的難題，同時(shí)極大提升我市耕地綜合生產(chǎn)能力，給現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)建設(shè)帶來(lái)了新的活力。由傳統(tǒng)的充分灌溉向非充分灌溉發(fā)展，該水肥一體化系統(tǒng)主要面向農(nóng)田，園林，溫室農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的日常灌溉控制和管理而設(shè)計(jì)，并通過(guò)現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)手段，達(dá)到降低人力成本，提高自動(dòng)化生產(chǎn)效率，節(jié)約水資源的目的。

近年來(lái)，水肥一體化技術(shù)已成為推動(dòng)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興、發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)、加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的主推技術(shù)，通過(guò)送政策、送技術(shù)、送信息、送服務(wù)“四送”行動(dòng)，達(dá)到了政策運(yùn)用、技術(shù)水平、信息化程度、服務(wù)能力“四提升”的顯著效果。截至2019年9月底，全市水肥一體化應(yīng)用面積已達(dá)到42.96萬(wàn)畝，近三年全市累計(jì)推廣水肥一體化面積30萬(wàn)畝，推廣范圍包括設(shè)施蔬菜、果樹、苗木、花卉、中藥材、糧食等經(jīng)濟(jì)作物和大田作物。液體肥料特點(diǎn)①溶液養(yǎng)分濃度高②可溶性高田間溫度下能夠完全、迅速地溶解于灌溉水中③不會(huì)阻塞過(guò)濾器、滴頭和噴頭不溶物含量低調(diào)理劑含量2。