蘭麗光+唐愛莉+齊長紅

隨著中國設施園藝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及規(guī)?；鞯膶崿F(xiàn)，先進的水肥一體化關鍵技術裝備在得到了廣泛應用，種植者在種植過程中也得到了實惠。設施水肥一體化關鍵技術裝備的應用使肥料與水的利用率大幅度提高，起到節(jié)水節(jié)肥的作用，大大降低了設施蔬菜在生產(chǎn)中因過量施肥而造成的土壤、地下水污染。通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對水肥一體化系統(tǒng)的智能管控，合理地對作物進行給水施肥，水肥均勻度得到有效保障，實現(xiàn)作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。

但在設施園藝種植過程中，個別企業(yè)、種植戶對水肥一體化關鍵技術裝備的型號及應用原理的認知存在偏差，誤以為只要選用進口的施肥機，水肥一體化系統(tǒng)就可以無障礙運行，實現(xiàn)水肥一體精準施用。其實，設施園藝種植對肥水的需求是精準配肥、準確供應、快速檢測、少量多次控制。若沒有將施肥機、原液桶、管路及水源配置正確得當，會對設施園藝種植帶來嚴重的負面影響，導致有的種植企業(yè)甚至放棄使用水肥一體化系統(tǒng)。

筆者通過多年來從事水肥一體化系統(tǒng)設備的研發(fā)、生產(chǎn)、配套、安裝、調(diào)試及應用等工作，積累了豐富的經(jīng)驗，同時考察各地設施園藝種植無土栽培項目，認為目前部分設施園藝種植企業(yè)在選用水肥一體化系統(tǒng)時需注意以下幾點。

施肥機的選擇

部分設施園藝種植企業(yè)選擇旁路式施肥機（圖1）作為水肥一體化的核心裝備，其肥、水不通過混合，直接注入主供水管路，影響配肥結(jié)果的精準度，使肥水的EC/pH檢測結(jié)果為脈沖式。水肥通過管路輸送到植株，會出現(xiàn)時而是清水、時而是肥水的現(xiàn)象，造成植株燒根或缺肥。

肥料原液桶及攪拌器的選用

部分企業(yè)在選擇肥料原液桶時存在誤區(qū)，認為透光原液桶（圖2）既美觀又可以觀察肥料原液的液位，可以實時把握肥料原液是否欠缺，但光線透過透光原液桶照到肥料原液液體，容易滋生藻類，藻類的大量繁殖會導致吸肥通道阻塞，造成水肥一體化系統(tǒng)吸肥比例不正確，配制出的肥水肥料成分比例失真，達不到自動調(diào)配肥水的目的，還易造成末端滴頭阻塞。也有部分企業(yè)為了節(jié)約成本，不給肥料原液桶配備肥料攪拌裝置，或其配套的攪拌裝置在施肥機工作時沒有得到正確使用。而肥料原液由于長期處于高濃度狀態(tài)，易出現(xiàn)肥料析出結(jié)晶的現(xiàn)象，阻塞吸肥通道，同樣會造成施肥機的吸肥比例不正確。

設施園藝種植管路設計

部分企業(yè)現(xiàn)有的水肥一體化系統(tǒng)大多設計成清水、肥水統(tǒng)一管路輸送，可以節(jié)約投入成本，但在設施園藝種植中需求的是肥、水少量多次控制，從而導致需給遠端植株配送清水時，卻配送了肥水，需配送肥水時，反而配送了清水，實際水肥供給情況與種植者意愿相悖。以永清新苑陽光基地巖棉定植番茄為例，每次配送水、肥的時長為50～60 s（即20～25 mL），單個灌溉區(qū)植株為4560株，配送總量約91～114 L。由于主管路約為70 m，管徑尺寸為DN50，管路實時液體存儲量約為137 L，大于單次配送量。每個灌溉區(qū)每天需要灌溉清水1～2次，因此總有1～2次在配送清水時實際供給的是前次的肥水，配送肥水時實際供給的是清水。

自動配肥管理控制

設施園藝種植要求施肥機配肥效率高，即在很短的時間內(nèi)實現(xiàn)其吸肥比例及水肥的EC/pH達到施肥的目標值。實踐中很多現(xiàn)有水肥一體化設施均存在開始配肥到配肥穩(wěn)定時間過長的問題，穩(wěn)定時間約為1～2 min，有的甚至長達4 min，也就是說系統(tǒng)還沒有穩(wěn)定，施肥就已經(jīng)完成了（圖3），因此設施園藝種植實現(xiàn)水肥一體化就失去了意義。

為此，在實踐水肥一體化的實踐過程中，逐步明確對施肥機在不同種植模式下的選型，肥料桶及配套的選擇。根據(jù)不同種植結(jié)構(gòu)管路及管理控制軟件的設計，開發(fā)合理的水肥一體化系統(tǒng)，有效克服原有系統(tǒng)存在的問題（圖4）。

施肥機、肥料桶配置要求

施肥機配置要求

（1）施肥機（圖5）選擇混肥桶直注型，混肥均勻，進出肥水一致，并根據(jù)種植面積及種植結(jié)構(gòu)配置好流量。

（2）配肥速度快，在短時間（10～15s）內(nèi)，輸出肥水EC/pH達到目標值。

（3）配置采集速度快且漂移量小的EC/pH傳感器，并方便校驗。

（4）配置肥料通道可視調(diào)節(jié)流量計，確保通道暢通且吸肥比例一致。

（5）系統(tǒng)人機界面簡潔易懂，讓使用者能快速入手使用。

（6）易損件更換及維修簡單方便。

肥料桶配置要求

（1）根據(jù)用肥量，選配相應容積肥料原液桶（圖6），建議選用能貯存1周用量的原液桶。

（2）肥料原液桶選擇不透光容器，且配置清洗排污裝置。

（3）肥料原液桶配置攪拌器，并配置與系統(tǒng)同步工作的控制確保肥料原液均勻度，避免肥料析出。

（4）設計肥料原液液位傳感及可視窗，實時查看液位。

獨特雙管路設計

根據(jù)種植面積及種植結(jié)構(gòu)對肥水的需求來設計管路大小，盡量縮小主管路的通徑來減少管路中肥水存留，同時把清水與肥水主管路分開，到末端匯合。這樣既不影響肥水輸送，也不影響清水灌溉。保證管路內(nèi)溶液適時為作物提供清水或肥水，真正實現(xiàn)水肥一體化系統(tǒng)的應用（圖7）。

系統(tǒng)管理管控實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在線控制

根據(jù)中國用戶使用習慣，北京藍洋益海科技有限公司把復雜配肥編程工作后置，出廠的系統(tǒng)在后臺完成設置和調(diào)整，客戶只需進行簡單便捷的人機交互，便可使用。而且還能實現(xiàn)遠程實時管控，將所得數(shù)據(jù)實時與管理的人員手機在線連接，對水肥一體化系統(tǒng)工作狀態(tài)進行實時調(diào)控。

隨著國家設施農(nóng)業(yè)發(fā)展進程的加速，水肥一體化系統(tǒng)不斷豐富系統(tǒng)功能，明確系統(tǒng)選配關鍵設備，實現(xiàn)用戶對系統(tǒng)的可操作性。設備制造開發(fā)企業(yè)做好整套系統(tǒng)，可以給種植者帶來的實實在在的生產(chǎn)效益。