上個世紀(jì)80年代，北京市順義區(qū)率先在種植大田農(nóng)作物方面推廣噴灌技術(shù)，此舉成為北京市節(jié)水農(nóng)業(yè)的雛形。經(jīng)過30多年的發(fā)展，從單純節(jié)水到水肥一體，北京市節(jié)水農(nóng)業(yè)的科技含量和智能化程度不斷提高，走上了一條資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的都市農(nóng)業(yè)發(fā)展之路。
　　現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京市創(chuàng)新團(tuán)隊糧經(jīng)團(tuán)隊首席專家王俊英說：“水肥一體化是農(nóng)業(yè)節(jié)水和節(jié)肥技術(shù)的有機(jī)融合。在大田作物和設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中大力推廣和應(yīng)用該項技術(shù)，可以達(dá)到省工、省時、省力，節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)地，增產(chǎn)、增收、增效的‘三省’‘三節(jié)’‘三增’效果。”
　　噴灌施肥，種地變得更簡單
　　與往年相比，今年密云區(qū)河南寨鎮(zhèn)平頭村村民王守財種植冬小麥可是夠輕松的。6月8日，看著成熟的小麥，心情大好的王守財嘮叨起往事：“以前，村里每戶都種幾畝小麥，澆水、施肥全靠人工，三天兩頭往地里鉆。一到集中澆水的時期，大伙兒都在井房門口排著隊等著刷卡澆水，一次就得七八個小時，不僅費(fèi)時間，跑冒滴漏浪費(fèi)水的現(xiàn)象也很普遍。”2015年，平頭村3000畝農(nóng)田安裝了中心支軸式噴灌機(jī)和地埋式伸縮噴灌設(shè)備，北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站同步配備了20套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一鍵式噴灌施肥機(jī)，澆水施肥靠設(shè)備自動運(yùn)行，村民種地告別了排隊澆水、人工撒肥的時代。
　　農(nóng)藝師孟范玉告訴記者，中心支軸式噴灌機(jī)根據(jù)作物對水分需求以及土壤墑情實現(xiàn)隨時變量灌溉，一臺中心支軸式噴灌機(jī)可以控制400畝地。但是使用中心支軸式噴灌機(jī)要求地塊平整、呈正方形，且田間無障礙物，對地塊要求較高，而地埋式伸縮噴灌設(shè)備的出現(xiàn)正好彌補(bǔ)了這一缺陷。地埋式伸縮噴灌設(shè)備的特點(diǎn)是灌溉前噴頭埋于耕作層以下，不影響農(nóng)機(jī)耕作；灌溉時噴頭能夠自動頂出地面并進(jìn)行噴水，灌溉結(jié)束后又能回縮至耕作層以下。
　　平頭村大田作物種植正是采用了“中心支軸式噴灌+地埋式伸縮噴灌+一鍵式噴灌施肥機(jī)”的智能化、機(jī)械化的耕作方式。該村黨支部書記王響中有著新想法：利用現(xiàn)有的噴灌施肥設(shè)備，可以再為村民“減負(fù)”。村民每畝地支付200元，由村集體統(tǒng)一播種、打藥、澆水、施肥、收割，村民只管銷售。現(xiàn)在，村集體長期雇用10個人，六七天就能把3000畝地澆一遍，30分鐘就完成10畝地的施肥計劃。從使用噴灌施肥技術(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，與之前大水漫灌和人工撒肥相比，節(jié)水能達(dá)到50%～60%，省肥可達(dá)到50%以上。“水肥一體化的使用，對貧瘠地塊種植小麥的產(chǎn)量增產(chǎn)作用明顯，以前畝產(chǎn)400斤左右的地塊，現(xiàn)在產(chǎn)量可以達(dá)到700斤以上。”王響中說。
　　目前，噴灌施肥技術(shù)在北京已經(jīng)推廣應(yīng)用近3.5萬畝，示范區(qū)畝產(chǎn)較常規(guī)對照田增產(chǎn)6.4%，畝灌溉節(jié)水12.4%，養(yǎng)分生產(chǎn)效率提高12.7%。
　　光照決策，設(shè)施蔬菜更精細(xì)
　　幾天沒露面的張書田來了。在順義區(qū)順沿特菜基地的無土栽培茄子棚室，張書田看看茄秧，一會兒的功夫又走了。對于他來說，干活如此輕松靠的是棚里安裝的依據(jù)光輻射自動運(yùn)行的灌溉施肥系統(tǒng)。“依據(jù)光輻射的灌溉系統(tǒng)操作簡單，參數(shù)都是提前設(shè)定好的，平時不用操作，只需在苗期、花期、果期調(diào)整到相應(yīng)檔位，設(shè)備就可以根據(jù)設(shè)定的參數(shù)自動運(yùn)行，完成自動灌溉施肥。”張書田說。
　　高級農(nóng)藝師程明介紹，依據(jù)光輻射的灌溉施肥系統(tǒng)核心是通過光照傳感器測定的數(shù)據(jù)來決策水肥管理。常見的無土栽培水肥管理決策方法是時序法，即通過定時器，人工設(shè)定什么時間澆水、施肥，一天澆幾次，陰天時作物耗水量低，需要人工關(guān)閉系統(tǒng)或調(diào)整水肥參數(shù)。還有一種方法是根據(jù)土壤墑情來決定灌溉起點(diǎn)，這種方法的局限性是單點(diǎn)測量土壤墑情，代表性較差，且水分傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)有延遲，影響決策。“依據(jù)作物水肥需求與光輻射的相關(guān)性建立數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)了水肥實時調(diào)整和按需供應(yīng)，在滿足作物水肥需求的前提下最大限度地節(jié)水節(jié)肥。”程明說。
　　此外，依據(jù)光輻射的灌溉施肥系統(tǒng)在手機(jī)、電腦可以實時監(jiān)控，同步共享棚室里的數(shù)據(jù)信息，是目前國際上水肥一體化的先進(jìn)技術(shù)之一。
　　作為應(yīng)用依據(jù)光輻射的灌溉施肥系統(tǒng)的示范點(diǎn)，順義區(qū)木林鎮(zhèn)綠富農(nóng)果蔬產(chǎn)銷專業(yè)合作社采集的番茄種植數(shù)據(jù)顯示：與基地常規(guī)水肥管理對照，番茄畝產(chǎn)比常規(guī)增產(chǎn)17%，VC含量提高15.5%，每畝節(jié)水53.3立方米，節(jié)肥28.9%，每畝節(jié)省兩個人工。
　　智能灌溉，草莓生產(chǎn)更高效
　　萬德草莓莊園位于北京市小湯山鎮(zhèn)，是昌平區(qū)草莓水肥一體化示范區(qū)之一，每年可以向市場提供至少500萬株日系草莓原種苗和草莓商品苗，3萬公斤草莓鮮果。讓莊園負(fù)責(zé)人李偉斌最頭疼的事就是用工，他說：“設(shè)施草莓生產(chǎn)是勞動密集型產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)在從事農(nóng)業(yè)一線生產(chǎn)的人員老齡化嚴(yán)重，澆水、施肥工作量非常大。而且草莓生產(chǎn)的水肥管理非常精細(xì)，專業(yè)的技術(shù)工人越來越少，用工越來越貴。”
　　“規(guī)模化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織解決用工問題只能靠智能化、機(jī)械化來實現(xiàn)，這也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢。”李偉斌說。北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站為萬德草莓莊園引進(jìn)的西班牙NUTRITECH全自動灌溉施肥機(jī)，能夠管控38棟草莓育苗棚和生產(chǎn)溫室。該系統(tǒng)包括過濾器、控制器、攪拌器、電磁閥、母液桶等設(shè)備，利用化工原料配制肥液，可在液晶屏幕上設(shè)定所需的pH、EC值和灌溉施肥起始時間及持續(xù)時間。應(yīng)用草莓全自動灌溉施肥系統(tǒng)以后，以前20個棚澆水需要兩個人澆一天，現(xiàn)在一個人兩個小時就能完成，效率提高了12倍。
　　位于昌平區(qū)崔村鎮(zhèn)的北京天潤園草莓專業(yè)合作社的草莓生產(chǎn)示范數(shù)據(jù)顯示，西班牙NUTRITEC全自動灌溉施肥機(jī)控制78棟草莓生產(chǎn)溫室，畝用水量159立方米，較常規(guī)管理畝節(jié)水108立方米。草莓畝產(chǎn)2593公斤，灌水生產(chǎn)效率達(dá)16.3公斤/立方米，較常規(guī)管理提高8.9公斤/立方米。同時，由于應(yīng)用化工原料配制肥液，可較常規(guī)的應(yīng)用全水溶配方滴灌肥節(jié)約肥料成本50%。
　　草莓全自動灌溉施肥系統(tǒng)一次性投入較高，可李偉斌卻說：“對于規(guī)模化草莓生產(chǎn)園區(qū)來說，人為因素對草莓生產(chǎn)影響比較大，精細(xì)化管理是關(guān)鍵，適合大范圍管控的自動化系統(tǒng)應(yīng)用。一個工人年工資支出需要五六萬元，草莓性價比比較高，引進(jìn)智能灌溉施肥系統(tǒng)對于規(guī)模化生產(chǎn)的園區(qū)來說用得起。”