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需求背景

我国是农作物生产大国，同时也是水肥消耗大国。传统的自然灌溉，水分利用率只有40%左右。大量未被利用的水把施用的肥料带走，严重浪费资源和能源，引发了农业生态环境的污染。水肥一体化技术在当下我国农发行业发展的新背景下，得到了大力的推广和应用。水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力灌溉系统，将可溶性固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液与灌溉水一起，均匀、准确地输送到作物根部土壤。采用灌溉施肥技术，可按照作物生长需求，进行全生育期需求设计，把水分和养分定量、定时，按比例直接提供给作物。水肥一体化技术不同于传统的施肥与灌溉模式，它作为一项实用技术不仅仅完成了基本的农业任务，更是帮助控水节肥，帮助从业者节约生产成本，增加了实际的工作效率，故而该项技术在当前的农业生产中得到了大范围的推广与应用。应用水肥一体化技术，不仅仅能够将农业生产与设施农业与现代信息技术紧密结合，实现智能化的管理与更为深入的研究，也能够帮助我国的设施农业向智能化、信息化高速发展。

需解决的主要技术难题

需解决的主要技术难题有3条：

1.肥料选择问题，在选择肥料之前，首先应对灌溉水中的化学成分和水的pH有所了解。某些肥料可改变水的pH，如硝酸铵、硫酸铵、磷酸一铵、磷酸二氢钾、磷酸等将降低水的pH,，而磷酸氢二钾则会使水的pH增加。当水源中同时含有碳酸根和钙镁离子时可能使滴灌水的pH增加进而引起碳酸钙、碳酸镁的沉淀，从而使滴头堵塞。

2.肥料注入问题，自压注入、文丘里注肥、压差式施肥、注肥泵等多种方式应该如何选择？

3. 堵塞问题，其中滴头堵塞的主要原因有人为因素、化学因素、物理因素、生物因素；化学因素的堵塞问题主要是由于肥料间的化学反应产生沉淀而形成的，我们将重点瞄准这些问题进行研究解决。

期望实现的主要技术目标

期望实现的主要技术目标有3点：

1.避免引起堵塞：灌水器的堵塞是当前灌溉应用中最主要的问题，严重时会使整个系统无法正常工作，甚至报废。因此，灌溉时水质要求较严，一般均应经过过滤，必要是还需经过沉淀和化学处理。    

2.减少或避免盐分积累：当在含盐量高的土壤上进行滴灌或是利用咸水灌溉时，盐分会积累在湿润区的边缘，如遇到小雨，这些盐分可能会被冲到作物根区而引起盐害，这时应继续进行灌溉。在没有充分冲洗条件下的地方或是秋季无充足降雨的地方，则不要在高含盐量的土壤上进行灌溉或利用咸水灌溉。    

3.避免此方式限制植物根系的发展：由于灌溉只湿润部分土壤，加之作物的根系有向水性，这样就会引起作物根系集中向湿润区生长。另外，在没有灌溉就没有农业的地区，如我国西北干旱地区，应用灌溉时，应正确地布置灌水器。

需求解析

解析单位：“科创中国”现代农业产业科技服务团（中国农业工程学会） 解析时间：2022-10-31

郑以宏

中国农业工程学会

研究员

综合评价

需求描述非常清晰，此项技术属于行业共性问题，我们的技术专家基本可以解决，在疫情允许的前提下，可以到现场指导企业生产。

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处理进度