水肥藥一體化在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用與發(fā)展策略

摘 要：水肥藥一體化是近年來在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)技術(shù)，其核心理念是整合和協(xié)同水肥藥的施用，優(yōu)化施肥，減少資源浪費(fèi)，以提高作物的產(chǎn)量、品質(zhì)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境為目標(biāo)。只有緊密圍繞技術(shù)創(chuàng)新、人才隊(duì)伍建設(shè)、產(chǎn)學(xué)研合作、宣傳普及和政策支持等方面創(chuàng)新發(fā)展，才能推動(dòng)水肥藥一體化技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用與發(fā)展，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。分析6種重要營(yíng)養(yǎng)元素在作物生長(zhǎng)中的生理功能、作物病蟲草害的防治方法和水肥藥一體化技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的作用，以及對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量、質(zhì)量和生態(tài)的影響等開展論述，提出了一些未來發(fā)展思路。

關(guān)鍵詞：水肥藥一體化；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

中圖分類號(hào)：S365 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）05–00-03

水肥藥一體化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要手段之一，是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，將灌溉水、肥料和農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素有機(jī)結(jié)合起來，合理配比、統(tǒng)一施用、調(diào)控和管理，形成高效、智能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式[1-2]。結(jié)合植物生長(zhǎng)的實(shí)際需求，綜合運(yùn)用水肥藥等資源，實(shí)現(xiàn)資源最大化利用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的提升。

1 作物生長(zhǎng)6種重要營(yíng)養(yǎng)元素的作用及生理功能

1.1 碳元素

碳元素是作物生長(zhǎng)過程中至關(guān)重要的元素之一，通過光合作用在作物體內(nèi)合成有機(jī)物質(zhì)，為作物生長(zhǎng)提供能量和營(yíng)養(yǎng)。作物從二氧化碳中吸收碳元素，通過光合作用將二氧化碳還原成有機(jī)物，為作物生長(zhǎng)和代謝提供基礎(chǔ)物質(zhì)和能量來源。

1.2 氫元素

氫元素在作物生長(zhǎng)中扮演著重要的角色，是有機(jī)物質(zhì)的組成成分之一。作物在合成碳水化合物和其他有機(jī)化合物時(shí)都需要?dú)湓亍Ｋ肿樱℉2O）中的氫原子參與作物光合作用和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成。氫離子的濃度直接影響土壤pH值和作物養(yǎng)分吸收利用。

1.3 氧元素

氧元素是作物生長(zhǎng)過程中不可缺少的元素，參與作物體內(nèi)的呼吸作用及氧化還原反應(yīng)。作物通過呼吸作用吸收氧氣并釋放二氧化碳，提供能量使有機(jī)物質(zhì)得以分解和合成。氧元素在作物體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)中，促進(jìn)細(xì)胞代謝和能量轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)光合作用和呼吸作用的平衡，保障作物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的能量供給及物質(zhì)代謝。

1.4 氮元素

氮元素是作物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸和葉綠素等生物大分子化合物的重要成分，對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育起著重要的作用[3]。作物通過根系吸收土壤中的氮元素，將其轉(zhuǎn)化為氨基酸等有機(jī)氮化合物，為生物大分子的合成提供物質(zhì)基礎(chǔ)。作物中的硝酸還原酶、谷氨酸合成酶等酶類物質(zhì)對(duì)氮的轉(zhuǎn)化和利用起著重要的調(diào)節(jié)作用。氮元素的供應(yīng)充足與否，直接影響作物的生長(zhǎng)速度、產(chǎn)量和質(zhì)量。

1.5 磷元素

磷元素是作物生長(zhǎng)過程中必需的無機(jī)元素之一，參與作物的能量轉(zhuǎn)化和遺傳物質(zhì)的合成，以及ATP和DNA等分子的合成。作物通過根系吸收土壤中的磷元素，將其轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷酸鹽。磷元素的供應(yīng)程度直接影響作物的生長(zhǎng)速度、根系發(fā)育和花果實(shí)的形成，以及作物的抗病性和抗逆性，調(diào)節(jié)作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收和利用。

1.6 鉀元素

鉀元素是作物生長(zhǎng)過程中必需的離子元素之一，參與作物細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)和代謝活性的調(diào)控。作物通過根系吸收土壤中的鉀元素，在體內(nèi)形成高濃度的離子態(tài)鉀，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓和電荷平衡，保持細(xì)胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。鉀元素在作物體內(nèi)的光合作用和呼吸作用中，調(diào)節(jié)酶活性和代謝產(chǎn)物的轉(zhuǎn)運(yùn)。鉀元素的供應(yīng)充足與否直接影響作物的抗逆性和產(chǎn)量。

通過分析碳、氫、氧、氮、磷和鉀這6種作物必需的元素在作物生長(zhǎng)中的作用及生理功能，可以更好地理解作物營(yíng)養(yǎng)生理和生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)理，為作物種植和生產(chǎn)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

2 作物病蟲草害的防治方法

2.1 生物防治方法

生物防治是利用天敵、寄生性真菌、病毒或者細(xì)菌等天然生物資源，對(duì)作物病蟲草害進(jìn)行防治的一種方法。其特點(diǎn)在于對(duì)環(huán)境友好，不會(huì)造成農(nóng)產(chǎn)品污染，對(duì)人體健康和生態(tài)平衡沒有危害。如利用天敵昆蟲對(duì)害蟲進(jìn)行控制，利用寄生性真菌來抑制植物病原菌的生長(zhǎng)。通過增加害蟲天敵的種類和數(shù)量，以蟲治蟲，更加有效地維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

2.2 化學(xué)防治方法

化學(xué)防治是利用農(nóng)藥和化學(xué)藥劑來進(jìn)行作物病蟲草害的防治，其特點(diǎn)在于防治見效快、廣譜性強(qiáng)，容易大面積施用。其缺點(diǎn)是會(huì)對(duì)環(huán)境、土壤、水源等造成污染，容易導(dǎo)致害蟲、病原體產(chǎn)生抗藥性。合理使用化學(xué)防治方法，最大限度地減少化學(xué)農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，保障人體健康，必須準(zhǔn)確掌握使用劑量和頻次，以及嚴(yán)格遵循施藥時(shí)間等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，還要注重農(nóng)藥使用的科學(xué)性和合理性，避免盲目或過量使用，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的安全和可持續(xù)性。

2.3 物理防治方法

物理防治是利用物理手段，如溫度、濕度、光照、機(jī)械攔截等對(duì)作物病蟲草害進(jìn)行防治的方法。其特點(diǎn)在于對(duì)環(huán)境無污染，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全，不易產(chǎn)生抗性。例如，通過高溫?zé)崽幚矸N子、土壤消毒等方式來消滅病原體、蟲卵或蟲害等。物理防治方法作為其他防治方法的補(bǔ)充，在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中具有一定的優(yōu)勢(shì)。

2.4 文化防治方法

文化防治是指通過改變作物生長(zhǎng)地的環(huán)境、種植方式、種植時(shí)間等，降低作物病蟲草害發(fā)生概率的方法。其特點(diǎn)在于對(duì)環(huán)境友好，不需要額外投入成本，長(zhǎng)期使用效果較好。例如，選擇抗病性強(qiáng)、抗蟲性強(qiáng)的品種種植，采用輪作、間作、混作等方式來防止病蟲害的發(fā)生。

2.5 綜合防治方法

綜合防治是指綜合運(yùn)用多種方法，包括生物、化學(xué)、物理、文化等手段，進(jìn)行聯(lián)合防治的方法。其特點(diǎn)在于能夠充分發(fā)揮各種防治方法的優(yōu)勢(shì)，形成協(xié)同效應(yīng)，增強(qiáng)防治效果。綜合防治方法需要根據(jù)作物、蟲害、病害的差異情況，進(jìn)行綜合調(diào)配，因地制宜，才能取得事半功倍的防治效果。

作物病蟲草害生物、化學(xué)、物理、文化和綜合的防治方法各具特點(diǎn)，在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，需要根據(jù)具體情況選擇合適的防治方法，綜合運(yùn)用各種手段，以達(dá)到高效、低成本、環(huán)保的防治效果[4]。

3 水肥藥一體化技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的作用

3.1 有利于保持和改良土壤

通過合理施用水肥藥，能夠減少化肥和農(nóng)藥過度使用對(duì)土壤造成的負(fù)面影響，有助于改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤養(yǎng)分含量，增強(qiáng)土壤的保肥保墑能力，保護(hù)土壤資源，為農(nóng)田長(zhǎng)期可持續(xù)利用提供良好的土壤環(huán)境[5]。

3.2 有利于提升耕地的持續(xù)利用能力

通過合理施用水肥藥，能夠?qū)崿F(xiàn)均衡的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，降低耕地的退化速度，延長(zhǎng)土地的使用壽命，確保農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。水肥藥一體化的有效應(yīng)用，有助于保護(hù)土壤生態(tài)環(huán)境，減少土壤侵蝕和荒漠化的風(fēng)險(xiǎn)，有利于提升耕地的可持續(xù)利用水平，為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的發(fā)展環(huán)境。

3.3 有利于確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性

通過減少化肥和農(nóng)藥的使用量，避免過度施肥、施藥對(duì)土壤和環(huán)境造成的污染，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的資源利用率。水肥藥一體化能夠避免農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)自然資源的侵蝕和耗竭，為農(nóng)田長(zhǎng)期可持續(xù)利用提供良好的土壤環(huán)境條件，保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。

4 水肥藥一體化技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量、品質(zhì)和生態(tài)的影響

4.1 有利于提高產(chǎn)量

通過合理配比，統(tǒng)一施用水肥藥，作物能夠獲得均衡的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)。均衡的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)能夠加快作物的生長(zhǎng)速度，提高養(yǎng)分利用率和農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。營(yíng)養(yǎng)均衡供應(yīng)能夠提高作物的抗逆性，進(jìn)一步提高農(nóng)作物產(chǎn)量水平。合理的營(yíng)養(yǎng)配比對(duì)于作物生長(zhǎng)至關(guān)重要，精準(zhǔn)的水肥藥管理是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵手段，科學(xué)的灌溉和施肥技術(shù)能有效提高水分和養(yǎng)分的利用率，促進(jìn)作物健康生長(zhǎng)和增產(chǎn)，提升作物產(chǎn)能。

4.2 有利于提高品質(zhì)

水肥藥一體化技術(shù)有助于提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，合理施肥和施藥能夠提高農(nóng)產(chǎn)品的安全性，降低農(nóng)產(chǎn)品殘留物質(zhì)的含量，使農(nóng)產(chǎn)品更加健康、無公害，滿足人們對(duì)于綠色食品的需求。精準(zhǔn)施用適量的肥料和農(nóng)藥，有效減少環(huán)境污染，保護(hù)生態(tài)平衡，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)、高效。這有助于提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值，增強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，更好地滿足市場(chǎng)需求[6]。

4.3 有利于保護(hù)生態(tài)

水肥藥一體化技術(shù)不但能提高農(nóng)產(chǎn)品稅務(wù)產(chǎn)量和品質(zhì)，而且在環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約方面表現(xiàn)更為突出。通過合理施用水肥藥，減少化肥和農(nóng)藥的使用量，能夠避免過度施肥、施藥對(duì)土壤和環(huán)境造成污染和傷害，提高農(nóng)民的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，助力鄉(xiāng)村振興，促使現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)健康、可持續(xù)發(fā)展。

5 水肥藥一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的不斷優(yōu)化，水肥藥一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，水肥藥一體化呈現(xiàn)出多層次、多領(lǐng)域和多渠道的發(fā)展特點(diǎn)，成為推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提質(zhì)增效和實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要支撐[7]。未來隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)品質(zhì)、效益和環(huán)境的要求不斷提高，水肥藥一體化技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展，成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主流技術(shù)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式由“規(guī)?；?、化肥農(nóng)藥依賴型”向“綠色、生態(tài)、智能型”轉(zhuǎn)變。

6 水肥藥一體化應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展策略與挑戰(zhàn)

水肥藥一體化技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中發(fā)展迅猛，但面臨一系列的挑戰(zhàn)。針對(duì)水肥藥一體化，要制定相應(yīng)的發(fā)展策略，促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用和推廣?？朔夹g(shù)開發(fā)和應(yīng)用過程中的挑戰(zhàn)，確保水肥藥一體化技術(shù)更好地為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)服務(wù)。

6.1 優(yōu)化環(huán)境

針對(duì)水肥藥一體化技術(shù)的開發(fā)，需要加強(qiáng)科研力量，加大對(duì)該技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究力度，推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的不斷創(chuàng)新。制定相關(guān)政策，鼓勵(lì)企業(yè)加大對(duì)水肥藥一體化技術(shù)研究的投入，推動(dòng)技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)應(yīng)密切合作，建立有利于技術(shù)研發(fā)與推廣的良好環(huán)境。

6.2 加強(qiáng)人才培養(yǎng)

推動(dòng)水肥藥一體化技術(shù)的應(yīng)用，需要解決一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)，如技術(shù)整合不到位、專業(yè)人才匱乏、設(shè)施條件不完善等問題都會(huì)制約技術(shù)的推廣應(yīng)用。加強(qiáng)對(duì)相關(guān)工作人員的培養(yǎng)，組建既懂農(nóng)業(yè)又懂技術(shù)的復(fù)合型人才隊(duì)伍，推動(dòng)技術(shù)與管理結(jié)合；加大對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)投入，提高現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)設(shè)施的智能化水平，以適應(yīng)水肥藥一體化技術(shù)的應(yīng)用需求。

6.3 加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)防范

水肥藥一體化技術(shù)的推廣面臨市場(chǎng)認(rèn)知度不高、成本較高以及技術(shù)應(yīng)用的質(zhì)量控制等挑戰(zhàn)。需要加強(qiáng)對(duì)農(nóng)民和農(nóng)業(yè)從業(yè)者的宣傳教育，提高他們對(duì)水肥藥一體化技術(shù)的認(rèn)識(shí)，促使其更好地應(yīng)用該技術(shù)；降低技術(shù)應(yīng)用的成本，提高技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益，以吸引更多的農(nóng)民參與水肥藥一體化技術(shù)應(yīng)用；建立嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量監(jiān)管體系，確保技術(shù)應(yīng)用的質(zhì)量和安全[8]。

只有充分發(fā)揮政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等各方合力，加大對(duì)技術(shù)的開發(fā)和推廣力度，克服技術(shù)應(yīng)用中遇到的各種問題，才能更好地推動(dòng)水肥藥一體化技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展[9]。

7 水肥藥一體化應(yīng)用技術(shù)的未來發(fā)展思路

隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，水肥藥一體化技術(shù)在未來將繼續(xù)發(fā)揮重要作用。

（1）聚焦于技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)投入。通過加大科研力量和資金投入，推動(dòng)水肥藥一體化技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)的深度融合，深化農(nóng)業(yè)科技體制改革，優(yōu)化科研資源配置，激發(fā)創(chuàng)新活力，加速科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全程智能化管理，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)性和高效性。

（2）側(cè)重于加強(qiáng)農(nóng)業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)。培養(yǎng)一批懂農(nóng)業(yè)又懂技術(shù)的復(fù)合型人才，提高農(nóng)業(yè)從業(yè)者的水肥藥一體化技術(shù)應(yīng)用能力，推動(dòng)技術(shù)與管理的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的優(yōu)化升級(jí)。

（3）注重產(chǎn)學(xué)研深度合作。政府要出臺(tái)相應(yīng)政策，鼓勵(lì)企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)、高等院校建立長(zhǎng)期的、穩(wěn)定的合作關(guān)系，共同設(shè)立研發(fā)基金，建立技術(shù)研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化的有效機(jī)制，推動(dòng)科研成果快速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，促進(jìn)水肥藥一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用和推廣。

（4）關(guān)注普及宣傳和政策支持。加強(qiáng)對(duì)農(nóng)民和農(nóng)業(yè)從業(yè)者的宣傳教育，增強(qiáng)他們的水肥藥一體化技術(shù)應(yīng)用意識(shí)，引導(dǎo)他們積極參與技術(shù)推廣和應(yīng)用。同時(shí)，相關(guān)政府部門應(yīng)出臺(tái)支持政策，鼓勵(lì)企業(yè)加大對(duì)水肥藥一體化技術(shù)的投入，推動(dòng)技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。

水肥藥一體化技術(shù)的未來發(fā)展思路包括技術(shù)創(chuàng)新、人才隊(duì)伍建設(shè)、產(chǎn)學(xué)研合作及宣傳普及和政策支持等方面。只有緊密圍繞這些思路，才能不斷推動(dòng)水肥藥一體化技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供支持。

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作者簡(jiǎn)介：高應(yīng)洪（1976—），男，貴州遵義人，農(nóng)藝師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。