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水肥一体化是农业可持续发展的关键和基础。新疆在建设农业强区方面具有特殊优势和巨大潜力，但是新疆水肥一体化的发展进程面临着诸多困难与阻力。农林卫视《中国农资秀》记者关继康专访到新疆农科院土壤肥料与农业技术研究所研究员马兴旺。马兴旺就新疆水肥一体化进程中涉及的阻力困难、发展现状、整体趋势及发展意义等方面为记者进行逐一讲解。接下来本片将用六分钟的时间为您揭示新疆迈向智慧农业的不易之路。新疆农科院土壤肥料与农业技术研究所研究员 马兴旺记者：首先请您介绍一下自己。马兴旺：我叫马兴旺，是新疆农科院土壤肥料与农业技术研究所的研究员。从工作以来，我一直从事棉花水肥一体化技术的研究和推广工作。记者：新疆在推行水肥一体化的过程中，有没有遇到过什么阻力或者困难？马兴旺：新疆的水肥一体化工作是从1996年开始大面积地推广应用，在其应用过程中解决了一些最主要的技术难题。技术难题包括硬件和软件两个方面。硬件方面的技术突破主要就是设计了不同的滴灌带。因为滴灌带涉及灌水是否均匀，是否及时，通过设计不同的滴灌带使得工作能够顺利地推开。第二个硬件方面就是设计了不同的滴灌系统。新疆根据不同的水源、作物、地形设计出不同的滴灌首部系统使工作得以继续开展。第三个硬件方面就是水源的过滤装置。新疆的灌溉水大部分是河水，只有一部分为井水。但是河水的泥沙含量很大。为了解决河水泥沙堵塞问题，新疆的科技工作者研究出很多不同类型的过滤装置使其比较顺利地工作。第四个硬件方面就是肥料。在肥料应用方面，前期主要用的是固体肥。固体肥溶解在水中通过管道运送到植物的根部。但是施用固体肥存在某些肥料的性质不适合溶于水以及部分固体肥营养不全面的问题。为解决这些问题，农科院经过很多的研究，研究出了一些作物的专用肥以及它们的配方肥，并且在肥料发展的过程中研究出了一些液体肥。这些研究使肥料的营养更加全面。水溶性好的肥料不会堵塞管道，整个灌溉系统运行的时间也更长。从软件方面来讲，农科院解决了很多与水肥一体化相配套的技术难题。以棉花为例，农科院研究出了矮、密、早、膜的种植模式。首先研究出了它的覆膜、播种、滴灌一体的联合作业，使水肥一体化有了基础，同时还研究出高密度种植的技术。现在新疆的棉花亩均播种株数在17000株。实际上收获株数可以达到12000~15000株，这样不仅保证了高产，还保证了水肥的利用效率。另外还研发了一系列作物控制的技术，比如缩节化控的技术、化学打顶的技术、跟机采相适宜的化学脱叶技术，同时研究出国产的采棉机。这些软硬件技术的解决使水肥一体化技术从以前所谓的贵族技术发展成了平民化的技术。软硬件技术的解决使农民更容易掌握，成本也更低，效益也更高。新疆的水肥一体化发展的速度越来越快，面积覆盖也越来越大。记者：新疆水肥一体化发展到今天是一个什么状态？马兴旺：总体来讲，经过几十年的发展，新疆水肥一体化的技术取得了很大的成就。应用面积越来越大，4000多万亩的棉花，基本上都应用了水肥一体化的技术。应用作物也越来越多，除了棉花，还有小麦、玉米、果树、各种蔬菜，甚至新疆的植树造林，也都应用了水肥一体化技术。整个水肥一体化系统的管理更容易，效率也更高。水肥一体化技术从手动进入到机械自动化的阶段。但是水肥一体化的发展也存在一些问题。第一点，水肥一体化的设计标准不规范，各个地方在设计的时候没有按照统一的标准。整个系统运行的效率和成本不完全一致。第二点，水肥一体化的某些硬件设施依然存在一些问题。尽管在滴灌带、过滤器、系统的首部都取得了很大的成就，但还是存在寿命不长、容易堵塞、成本高的问题。第三点，尽管相关机构已经研究出很多肥料，但是现在的肥料仍然不能够完全满足不同作物在不同时期的需求。第四点，水肥一体化的技术推广还没有完全适应农民的需要。农业技术的培训和农业生产的需求还是不相适应。总体来讲，新疆的水肥一体化技术取得了很大的进步，但是想要进一步发展，依然还有很多的问题需要去解决。记者：未来新疆水肥一体化发展是什么趋势？或者说新疆水肥一体化将发展成什么样子？马兴旺：随着物联网技术的发展。尤其是现代工业制造技术的提高，新疆的水肥一体化技术正逐渐向智慧农业方面迈进。农业逐渐向自动化、智能化、智慧化方面发展。
具体表现在以下几个方面：一方面是物联网技术应用以后灌溉的控制、土壤墒情的监测、作物长势的监测、作物营养的判断、水肥施用的控制，用物联网技术把它们连接起来，增加自动化程度，使其整个运行成本降低，运行效能更快；另外一方面表现在一些模型的应用，比如要判断作物缺水缺肥的情况。我们通过各类传感器的应用，把它跟相应的作物模型结合起来，把数据迅速地传回到首部，实现智慧农业。第三个表现是农业的发展过程中存在一些难以解决的问题，比如现在膜下滴灌最主要也是最难解决的问题就是滴灌的周期很短，一般是5～10天要滴灌一次，在这5～10天滴灌的过程中我们要精确判断追肥种类和追肥总量，很多时候农民依靠经验施肥灌水。但是现在的新的技术，特别是一些光谱技术的应用，可以让我们研究出诊断推荐施肥技术和快速灌溉决策技术。让农业全面向智慧农业过渡。现在新疆已经出现了一些示范性的智慧农场，但是整个阶段还没有完全进入到我们所想象的智慧农业水平。这些技术问题解决以后农业能够进入全面的智慧农业阶段。记者：水肥一体化技术的应用对新疆当地具有什么样的意义？马兴旺：水肥一体化应用几十年来，在很多方面体现出了它的优越性。第一方面是节水。原来在地面灌溉的时候，一亩地棉花的用水量大概在400~500方，运用水肥一体化技术后，同样的一亩地棉花只需320~340方，所以水肥一体化技术对于节水的作用很明显。 第二个方面是节肥。水肥一体化技术应用前，氮肥的利用率在40%左右。水肥一体化技术应用以后，平均的肥料利用率都比原来提高了10%～20%，氮肥的利用率现在最高达到60%。所以节肥的作用非常明显。第三个方面就是节地。水肥一体化技术运用管道灌溉的方式，所以田埂占用的土地可以被节约出来。有些地方把排水渠也废掉不用，把田埂、灌溉渠和排水渠的地全部腾出来用来灌溉，所以它的节地作用很明显。第四个方面是水肥一体化技术的效益非常高，增产增效的作用非常明显。模型滴灌技术应用以后，增产率最起码在5%～10%，增产也意味着全程机械化的应用。比如新疆棉花的模型滴灌机械化率是90%以上，机械化滴灌大量地节省了人力，提高了效率，使其能够大规模地进行生产，农民的整体收入也能随之提高。另外一个很重要的作用就是水肥一体化技术应用以后，水和肥料的用量减少，水肥的管理更加精准，水对肥的淋洗作用减少，肥的淋洗作用的减少也意味着对地下水或者地面水的污染减轻。同时水肥一体化的研究使农业生产的环境发生变化以后，农田里面释放温室气体的总量就会减少，温室气体排放减少，就意味着固碳减排的作用的增加。整体来看，水肥一体化对新疆的农业和农民具有极大的积极意义。它不但促进了农业高水平发展，还促进了农民增收，给农业绿色发展奠定了良好的基础。记者：您对未来新疆水肥一体化发展有哪些展望？马兴旺：水肥一体化发展的先决条件之一就是整个滴灌系统的规模需要建得大一些，运行成本才会降低。从新疆来看，之所以北疆水肥一体化发展速度高于南疆，重要的原因就是土地经营的规模不同。如果水肥一体化想要有更大的发展，就必须扩大农民经营的土地规模。土地的规模要增加，高标准农田的建设要跟上。只有整个高原农田的建设跟上，土地规模增大，水肥一体化才能够得到进一步的发展。
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