高效節(jié)能日光溫室水肥一體化應(yīng)用技術(shù)的SWOT分析
——以昌黎縣嘉誠蔬菜種植專業(yè)合作社基地為例

龐福強(qiáng)，宋士清 *，李向麗

（1 河北科技師范學(xué)院園藝科技學(xué)院，河北秦皇島 066600；2 昌黎縣嘉誠蔬菜種植專業(yè)合作社）

水肥一體化技術(shù)是一項可以實現(xiàn)水肥同步灌施的農(nóng)業(yè)新技術(shù)，又稱“水肥耦合”技術(shù)。水肥一體化技術(shù)是借助壓力系統(tǒng)（或地形自然落差），根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況和作物不同生長發(fā)育期的水肥需求規(guī)律科學(xué)地制定水肥灌施方案，將事先混溶好的肥液在水流的帶動下通過管道和滴頭均勻、定時、定量地輸送到作物根系吸收區(qū)[1]。

1974 年，我國從墨西哥引進(jìn)了水肥一體化技術(shù)，經(jīng)過科研人員的辛勤研究，1980 年，我國自主研發(fā)的第一代滴灌設(shè)備研發(fā)成功，隨后國家不斷進(jìn)行試點應(yīng)用與進(jìn)一步研究[2]；2002 年，原農(nóng)業(yè)部開始大力推廣水肥一體化技術(shù)，建立水肥一體化技術(shù)核心示范區(qū)，集中開展試驗示范和技術(shù)集成[3]；2010 年，朱農(nóng)業(yè)部印發(fā)了《全國農(nóng)田節(jié)水示范活動工作方案》，將水肥一體化列為主推技術(shù)，強(qiáng)化技術(shù)集成和示范展示[4]；2012 年，國務(wù)院印發(fā)了《國家農(nóng)業(yè)節(jié)水綱要（2012-2020 年）》，強(qiáng)調(diào)積極發(fā)展水肥一體化[5]；2013 年，原農(nóng)業(yè)部印發(fā)了《水肥一體化技術(shù)指導(dǎo)意見》，強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮水肥一體化技術(shù)優(yōu)勢[6]；2016 年，原農(nóng)業(yè)部印發(fā)了《推進(jìn)水肥一體化實施方案（2016-2020 年）》，推廣普及水肥一體化技術(shù)，提出到2020 年推廣面積要達(dá)到1 萬hm2[7]。水肥一體化技術(shù)已經(jīng)由過去的局部示范發(fā)展到現(xiàn)在的全面推廣應(yīng)用，截至2016 年，應(yīng)用面積達(dá)467 萬hm2，輻射華北、西北、東北和華南地區(qū)，覆蓋設(shè)施栽培、無土栽培、果樹栽培，以及蔬菜、花卉、苗木、大田經(jīng)濟(jì)作物等多種栽培模式和作物，特別是西北地區(qū)膜下滴灌施肥技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平[8-10]。

近幾年，河北省政府高度重視水肥一體化技術(shù)，在全省范圍內(nèi)進(jìn)行大力推廣示范，主要推廣技術(shù)模式有：小麥玉米微灌水肥一體化技術(shù)模式、設(shè)施蔬菜膜下滴灌水肥一體化技術(shù)模式、露地蔬菜膜下滴灌水肥一體化技術(shù)模式、果樹小管出流水肥一體化技術(shù)模式等，截至2014 年，河北省在小麥、玉米糧食作物上推廣應(yīng)用1333 多hm2，在蔬菜上推廣應(yīng)用42 萬hm2[9]。

1 基本情況

以昌黎縣嘉誠蔬菜種植專業(yè)合作社基地（位于昌黎縣新集鎮(zhèn)小營村）為例，對水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了深入調(diào)研。

昌黎縣嘉誠蔬菜種植專業(yè)合作社基地現(xiàn)擁有高效節(jié)能日光溫室120 座。在昌黎縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門的大力推動下，基地自2014 年建成以來就全部應(yīng)用了水肥一體化技術(shù)，截至2018 年，基地完成水肥一體化技術(shù)推廣示范面積66.67hm2，主要應(yīng)用在黃瓜、番茄、西葫蘆、辣椒、茄子等蔬菜作物的生產(chǎn)上，此技術(shù)一經(jīng)推廣，深受廣大農(nóng)戶的歡迎，但同時也存在諸多問題亟待解決。

2 SWOT 分析

2.1 優(yōu)點分析

2.1.1 節(jié)約資源。①節(jié)約水肥，提高利用效率。相比傳統(tǒng)的水肥灌施，水肥一體化技術(shù)是以水運肥，全程封閉運輸、緩慢均勻，減少了水肥的無效蒸發(fā)與滲漏，水肥直接被運送至作物根系吸收區(qū)。研究表明，水資源利用率可提高40%～60%，肥料利用率可提高30%～50%[10]。②節(jié)省人力，提高勞動效率。在實際走訪與調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，農(nóng)戶安裝的水肥一體化系統(tǒng)采用最多的是文丘里施肥器施肥法和泵吸式施肥法2 種。每次施肥時，只需將計算好用量的肥料與水在施肥罐中充分混勻，打開開關(guān)直接吸施，操作簡單、靈活、方便，實現(xiàn)了半自動化水肥管理。相比傳統(tǒng)開溝施肥與畦灌，勞動強(qiáng)度大大降低，勞動效率可提高2～5 倍[11]。

2.1.2 保護(hù)土壤。①防止土壤板結(jié)。運用水肥一體化技術(shù)，肥水一滴滴緩慢勻速下滲，降低了水對土壤的沖刷與壓實，土壤可保持疏松透氣的結(jié)構(gòu)，不易板結(jié)，為土壤微生物提供了良好的濕熱環(huán)境和透氣空間，有利于土壤微生物的活動，從而提高有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)積累，更有利于植物根系生長發(fā)育[12]。②減少土壤鹽漬化。高效節(jié)能日光溫室中水肥一體化技術(shù)往往結(jié)合地膜覆蓋技術(shù)一起應(yīng)用，水分蒸發(fā)量少，而且肥水適時適量供給，根系吸收快，鹽分積累少，有效防止了土壤鹽漬化的發(fā)生[13]。

2.1.3 調(diào)溫控濕。①減少病蟲害發(fā)生。水肥一體化技術(shù)利用管道運輸水肥，不產(chǎn)生地表徑流，可降低室內(nèi)濕度，減少病蟲害發(fā)生與傳播。②抑制雜草生長。由于水肥一體化技術(shù)獨特的水肥局部供應(yīng)特點，作物株間及行間干燥且養(yǎng)分稀缺，從而抑制了雜草的生長。③提高土壤保溫能力。冬季地下水溫比室內(nèi)表層土壤溫度低很多，傳統(tǒng)灌溉方式極易導(dǎo)致室內(nèi)表層土壤溫度快速下降，使用水肥一體化技術(shù)，局部緩慢灌水，不會產(chǎn)生大面積明水覆蓋土壤的表層從而迅速降低土壤溫度的情況，再結(jié)合地表覆膜更能提高土壤升溫和保溫能力。

2.1.4 減少污染。傳統(tǒng)施肥技術(shù)缺乏科學(xué)性，造成肥料大量浪費，而且還污染土壤和地下水源，大量氮肥揮發(fā)還會造成大氣污染。水肥一體化技術(shù)高效的水肥利用效率，避免了肥水深層下漏，解決了傳統(tǒng)施肥方式造成的污染問題；同時，有效地調(diào)溫控濕減少病害發(fā)生率，大大減少了農(nóng)藥的使用，起到保護(hù)環(huán)境的作用。

2.1.5 增加收入。水肥一體化技術(shù)可節(jié)水節(jié)肥減藥，省工省時省力，維持土壤健康，有效調(diào)溫控濕，減少病蟲害的發(fā)生幾率，促進(jìn)作物良好生長發(fā)育，既提升了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，又增加了農(nóng)民收益。

2.2 缺點分析

2.2.1 故障頻率高。實際走訪過程中，農(nóng)戶都反映水肥一體化設(shè)備經(jīng)常發(fā)生滴頭堵塞、接口脫扣、滴灌帶老化破裂等問題。水質(zhì)差、肥料溶解度差、混溶方法不當(dāng)?shù)榷紭O易造成滴頭堵塞。我國從事水肥一體化設(shè)備生產(chǎn)的小廠家有很多，大都存在生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)不完善、生產(chǎn)不規(guī)范的問題，此類小廠家的產(chǎn)品質(zhì)量差、使用年限低[14]。

2.2.2 肥料要求嚴(yán)。水肥一體化技術(shù)體系對肥料的水溶性有較高要求。有農(nóng)戶反映，使用品質(zhì)低劣的水溶肥容易造成滴頭堵塞和管路腐蝕，但市場上的專用水溶肥價格過高，而且質(zhì)量參差不齊，不易選購。

2.2.3 管理技術(shù)強(qiáng)。水肥一體化技術(shù)是一項專業(yè)性較強(qiáng)的水肥管理技術(shù)，強(qiáng)調(diào)的是按需、適時、適量、精準(zhǔn)供水供肥，要求管理者掌握不同作物的生長發(fā)育規(guī)律及肥水需求規(guī)律，再結(jié)合定期的測土配方技術(shù)從而制定科學(xué)合理的水肥制度，管理者要經(jīng)過專業(yè)的水肥一體化技術(shù)培訓(xùn)，掌握一定的肥料混配和專業(yè)檢修知識，這樣才能發(fā)揮出水肥一體化技術(shù)的最佳效益[15]。

2.2.4 投入成本大。標(biāo)準(zhǔn)的水肥一體化技術(shù)，設(shè)備造價高，前期一次性投資較大，每年設(shè)備運行、更新維護(hù)也需要一定費用，而且必須選用高質(zhì)量或?qū)Ｓ玫乃芊?。對于大部分分散?jīng)營的農(nóng)戶來說都是很難負(fù)擔(dān)的，所以有一定的推廣難度。在實際調(diào)查與走訪中了解到，農(nóng)戶為了減少投資，而省去很多重要的設(shè)備，這樣的水肥一體化技術(shù)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)應(yīng)用的要求，技術(shù)效果大大降低。

2.3 機(jī)遇分析

2.3.1 應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大。1974 年墨西哥贈送給我國3套水肥一體化滴灌設(shè)備，自此我國水肥一體化技術(shù)的研究開始起步，2002 年，原農(nóng)業(yè)部組織實施旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)項目，建立多個水肥一體化核心示范區(qū)，我國至此開始了水肥一體化技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用。2012 年以來，昌黎縣農(nóng)業(yè)局以昌黎新集鎮(zhèn)的小營村和昌黎縣靖安鎮(zhèn)的馬芳營村共86.67hm2設(shè)施黃瓜、番茄種植區(qū)為水肥一體化核心示范區(qū)，向周邊輻射666.7hm2大力推廣水肥一體化技術(shù)，有效帶動了昌黎縣水肥一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用，水肥一體化技術(shù)已成為推動昌黎縣設(shè)施農(nóng)業(yè)走向現(xiàn)代化的必要技術(shù)[16]。

2.3.2 技術(shù)模式不斷創(chuàng)新。水肥一體化技術(shù)的研究、推廣與應(yīng)用具有一定的區(qū)域性，我國農(nóng)業(yè)種植情況復(fù)雜，不同地區(qū)自然氣候條件、地理狀況、作物種植種類及種植方式等存在一定差異，所以隨之就會創(chuàng)造出許多符合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)狀況的技術(shù)模式，如壓差施肥罐、移動式灌溉施肥機(jī)、重力自壓施肥系統(tǒng)、泵吸施肥法、膜下滴灌施肥技術(shù)、小白龍噴水帶微噴施肥技術(shù)、覆膜溝灌施肥技術(shù)、痕量灌溉施肥技術(shù)等。多年來昌黎縣農(nóng)業(yè)局以秦皇島嘉誠現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地為載體，結(jié)合本土區(qū)域特點，遵循作物需水規(guī)律和水肥一體化設(shè)備特點，將多種施肥設(shè)備和技術(shù)，包括文丘里施肥器施肥法、泵吸式施肥法、膜下滴灌或微噴施肥法等進(jìn)行試點示范，進(jìn)行技術(shù)熟化和本土化并大力推廣。

2.3.3 投入成本不斷降低。通過科技人員的努力研發(fā)與設(shè)計，水肥一體化相關(guān)配套設(shè)施、設(shè)備和產(chǎn)品不斷完善，基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，降低了對國外產(chǎn)品的依賴，大幅降低了投入成本。設(shè)施設(shè)備投入已從2000～3000 元/667m2大幅降到800～1000 元/667m2，水溶肥料品種不斷涌現(xiàn)，高效水溶肥料從2 萬元/t 降低到1 萬元/t，水肥一體化開始由高端貴族技術(shù)向平民應(yīng)用發(fā)展[17]。

2.3.4 高新技術(shù)不斷應(yīng)用。隨著物聯(lián)網(wǎng)、信息感知等高新技術(shù)的快速發(fā)展，我國水肥一體化技術(shù)逐漸走向智能化道路，實現(xiàn)了環(huán)境參數(shù)自動采集，并可以通過指標(biāo)決策或模型決策控制系統(tǒng)進(jìn)行智能灌溉施肥，通過對土壤水肥的精確監(jiān)測實現(xiàn)水肥一體精準(zhǔn)施入，大大提高灌水和肥料的利用效率。

2.3.5 政策支持力度不斷加大。為推進(jìn)水肥一體化技術(shù)的發(fā)展，近年來國家相繼出臺并印發(fā)了一系列政策與文件：《全國農(nóng)田節(jié)水示范活動工作方案》《關(guān)于實行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》《國家農(nóng)業(yè)節(jié)水綱要（2012-2020 年）》《水肥一體化技術(shù)指導(dǎo)意見》《推進(jìn)水肥一體化實施方案（2016-2020 年）》等，以上這些政策都體現(xiàn)了國家對水肥一體化技術(shù)發(fā)展的大力支持，同時也為水肥一體化技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用帶來很多機(jī)遇[17]。

2.4 挑戰(zhàn)分析

2.4.1 設(shè)備及配套產(chǎn)品質(zhì)量差。1974 年，我國從墨西哥引進(jìn)了水肥一體化技術(shù)，經(jīng)過科研人員的辛勤研究，1980 年，我國自主研發(fā)的第一代滴灌設(shè)備研發(fā)成功，經(jīng)過了近40 年的發(fā)展，很多先進(jìn)的水肥一體化設(shè)備還需進(jìn)口發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)品，我國的水肥一體化設(shè)備及配套產(chǎn)品的質(zhì)量及性能仍然無法滿足實際生產(chǎn)的需求。在實際調(diào)查與走訪過程中了解到，農(nóng)戶安裝的水肥一體化設(shè)備故障頻繁，經(jīng)常出現(xiàn)脫扣漏水、堵塞等問題；水溶肥品牌繁多，質(zhì)量參差不齊，以次充好現(xiàn)象頻發(fā)，真假難辨，且造價過高。

2.4.2 應(yīng)用水平有待升級。目前國內(nèi)先進(jìn)的水肥一體化技術(shù)應(yīng)用在規(guī)模較大的園區(qū)或基地生產(chǎn)中較多，很多都是為了立項而應(yīng)用先進(jìn)的水肥一體化技術(shù)。對于占比較大的分散經(jīng)營小農(nóng)戶來講應(yīng)用高端水肥一體化技術(shù)是可望而不可及的，政府扶持資金有限，加之分散經(jīng)營的小農(nóng)戶無法獨立承擔(dān)建設(shè)水肥一體化技術(shù)的投入，從而導(dǎo)致我國水肥一體化技術(shù)應(yīng)用水平比較低。經(jīng)實際調(diào)查走訪發(fā)現(xiàn)，農(nóng)戶安裝的水肥一體化設(shè)備過于簡化，有的農(nóng)戶為了減少投資，省去過濾器、流量計、壓力表、止逆閥等重要設(shè)備環(huán)節(jié)，導(dǎo)致水肥一體化設(shè)備性能不穩(wěn)定，故障頻繁，無法發(fā)揮水肥一體化技術(shù)應(yīng)有的效益。

2.4.3 農(nóng)民專業(yè)素養(yǎng)差。在實際調(diào)查與走訪過程中發(fā)現(xiàn)，農(nóng)戶年齡偏大，接受新技術(shù)新知識能力有限；雖然安裝了水肥一體化設(shè)備，但仍然沿用傳統(tǒng)大水大肥的經(jīng)驗進(jìn)行水肥管理，科學(xué)的灌溉施肥制度形同虛設(shè)或根本沒有科學(xué)的水肥管理制度；重建設(shè)輕維護(hù)、重形式輕技術(shù)等現(xiàn)象頻繁。

2.4.4 技術(shù)服務(wù)不到位。缺少專業(yè)技術(shù)推廣人員，技術(shù)推廣人員往往身兼多職，對用戶的技術(shù)培訓(xùn)、后期服務(wù)跟不上，造成建設(shè)和使用環(huán)節(jié)脫節(jié)，出現(xiàn)問題無人幫助解決，嚴(yán)重影響了滴灌技術(shù)應(yīng)用效果。

3 SWOT 發(fā)展矩陣及發(fā)展戰(zhàn)略選擇

通過對水肥一體化技術(shù)的SWOT 分析可以發(fā)現(xiàn)，雖然水肥一體化技術(shù)在實際生產(chǎn)中的優(yōu)點明顯，但其自身的缺點也很突出。在面臨機(jī)遇與挑戰(zhàn)時，如何統(tǒng)籌好S、W、O、T 4 個方面的關(guān)系，制定并選擇好推進(jìn)水肥一體化技術(shù)推廣與發(fā)展的戰(zhàn)略顯得尤為重要。根據(jù)水肥一體化技術(shù)SWOT 分析結(jié)果繪制發(fā)展矩陣（如表1），進(jìn)一步制定水肥一體化技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略，明確其發(fā)展重點及方向。

3.1 水肥一體化技術(shù)SWOT 發(fā)展矩陣

根據(jù)水肥一體化技術(shù)SWOT 分析結(jié)果，做出水肥一體化技術(shù)SWOT 發(fā)展矩陣圖，如表1。

3.2 水肥一體化技術(shù)SWOT 發(fā)展戰(zhàn)略選擇

根據(jù)水肥一體化技術(shù)SWOT 分析結(jié)果，列舉水肥一體化技術(shù)的優(yōu)點、缺點、機(jī)遇、挑戰(zhàn)，并進(jìn)行交叉做出矩陣，得出4 種戰(zhàn)略：SO（優(yōu)點-機(jī)遇戰(zhàn)略），指發(fā)揮好水肥一體化技術(shù)在實際生產(chǎn)中的優(yōu)點，同時抓住機(jī)遇進(jìn)行迅速發(fā)展的擴(kuò)張型戰(zhàn)略；WO（缺點-機(jī)遇戰(zhàn)略），指明確水肥一體化技術(shù)自身的缺點，利用機(jī)遇消除其自身的缺點的防守型戰(zhàn)略；ST（優(yōu)點-挑戰(zhàn)戰(zhàn)略），指發(fā)揮好水肥一體化技術(shù)自身優(yōu)點，迎接挑戰(zhàn)面臨的挑戰(zhàn)，主動出擊的進(jìn)攻型戰(zhàn)略；WT（缺點-挑戰(zhàn)戰(zhàn)略）明確水肥一體化技術(shù)自身缺點，規(guī)避挑戰(zhàn)，以整體大局為重、著眼存活問題，屬于求生型戰(zhàn)略。

表1 水肥一體化技術(shù)的SWOT 發(fā)展矩陣

綜上所述，水肥一體化技術(shù)自身的確定及外部挑戰(zhàn)是其發(fā)展戰(zhàn)略選擇的著眼點，因此，應(yīng)著重考慮WO、WT 戰(zhàn)略，利用機(jī)遇消除水肥一體化技術(shù)的缺點，充分發(fā)揮其優(yōu)點，提高農(nóng)戶積極性。

4 對策及建議

4.1 加強(qiáng)基地示范，推進(jìn)水肥一體化技術(shù)全面升級

依靠政府引導(dǎo)，充分發(fā)揮示范基地標(biāo)準(zhǔn)示范作用，積極引進(jìn)并優(yōu)化適合當(dāng)?shù)氐乃室惑w化技術(shù)模型，總結(jié)科學(xué)合理的管理制度及操作規(guī)程，將其大力推廣；示范基地還要承擔(dān)技術(shù)培訓(xùn)工作，通過理論培訓(xùn)+現(xiàn)場觀摩的方式，提高農(nóng)民專業(yè)水平，激發(fā)農(nóng)戶應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)水肥一體化技術(shù)的積極性，引導(dǎo)農(nóng)戶對低水平水肥一體化技術(shù)進(jìn)行改造升級；建立專業(yè)的服務(wù)隊伍，做好技術(shù)跟蹤服務(wù)，幫助農(nóng)戶解決實際生產(chǎn)中的困難，促進(jìn)水肥一體化技術(shù)健康持續(xù)發(fā)展。

4.2 拓寬技術(shù)培訓(xùn)，助力水肥一體化技術(shù)持續(xù)發(fā)展

政府技術(shù)推廣部門應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)推廣人員的專業(yè)化培養(yǎng)，全面提高技術(shù)推廣人員的專業(yè)水平，讓其成為水肥一體化技術(shù)深入農(nóng)戶的橋梁；組織專業(yè)技能培訓(xùn)班和知識講座，努力提高農(nóng)戶的專業(yè)知識水平和認(rèn)知，教會或幫助農(nóng)民制定科學(xué)合理的水肥施灌方案，多下基層進(jìn)行現(xiàn)場考察與指導(dǎo)；聯(lián)合水肥一體化設(shè)備廠商，對農(nóng)戶進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，要求廠家做好后期技術(shù)跟蹤服務(wù)。

4.3 加深科學(xué)研究，支撐水肥一體化技術(shù)高效應(yīng)用

加強(qiáng)水肥一體化基礎(chǔ)機(jī)理的研究，聯(lián)合科研單位、高等院校的相關(guān)部門對水肥一體化技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)理進(jìn)行深入研究，根據(jù)當(dāng)?shù)匚餁夂颦h(huán)境、土壤條件等制定適合的灌溉施肥制度、設(shè)備管理制度及配套栽培管理方案；提高企業(yè)水肥一體化設(shè)備的生產(chǎn)工藝與自主研發(fā)水平，提高水肥一體化技術(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量與性能的穩(wěn)定性，加大水溶肥的研發(fā)，增加水溶肥的種類，尤其是功能性肥料，降低成本；將物聯(lián)網(wǎng)、信息感知、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)與水肥一體化相結(jié)合，實現(xiàn)自動采集分析環(huán)境數(shù)據(jù)，自動決策精準(zhǔn)灌溉施肥，提高水肥一體化技術(shù)的智能化水平。

4.4 增強(qiáng)資金扶持，促進(jìn)水肥一體化技術(shù)廣泛推廣

標(biāo)準(zhǔn)的水肥一體化技術(shù)，一次性投入較大，而且部分設(shè)備需要每年維修更換、水溶性肥料較普通肥料投入大，普通農(nóng)戶負(fù)擔(dān)大，為了降低成本，往往過分簡化設(shè)備，購買低劣水溶肥，造成不良后果，挫傷了積極性，對水肥一體化推廣極其不利，所以政府應(yīng)放寬補(bǔ)貼政策，將小農(nóng)戶自購水肥一體化設(shè)備納入補(bǔ)貼范圍，加大對小農(nóng)戶扶持力度，建立長效水肥一體化政策性補(bǔ)助機(jī)制，這樣才能促進(jìn)水肥一體化技術(shù)快速推廣與深入發(fā)展。