梁斌：智能水肥管控技术将为我国农业绿色发展注入强劲动力
水肥一体化技术在我国发展迅速。截止2022年，我国水肥一体化推广面积达到1.5亿亩。然而，在水肥一体化技术推广应用的过程中，该技术面临水肥管控参数缺乏，限制了其在节水和减肥效果的充分发挥。另外，农业绿色发展要求产量高、品质好、水肥效率高。要同时实现上述目标，需要精准的管理方法。智能技术的进步为实现水肥精准管控提供了有力的工具支持。
一、水肥智能管控装备虽多，但缺少标准，普遍存在监测与决策缺乏的问题
当前滴灌施肥在设施蔬菜栽培中普遍应用。为了进一步省工，施肥机应用也越来越广泛。但当前施肥机以及滴灌工程的应用多以省工为主要目的，未能充分发挥其少量多次、按需供应的节水节肥效果。究其主要原因包括，第一，精准的水肥管控参数落地难。由于精准管控参数缺或参数操作繁琐，导致种植者以经验为主进行管理；第二，施肥机结构简单，多采取定时定量的方式进行管理，仅仅是施肥的机器，尚不具备监测、决策、控制于一体的智能机器人的特性与功能；第三，单家单户的经营模式对成本控制敏感，限制了智能集群管控模式的推广。
二、智能水肥管控的核心在于决策，决策的开发需要植物营养学等具有农学背景的专业人才
种植业的智能化发展不同于工业，农业生产环境复杂、面对的对象是有生命活动的农作物，简单的将工业控制器等产品复制到农业当中势必会失败。种植业的智能化首先要明确作物的需求，结合环境条件来调控灌溉施肥参数，达到有利于作物生长与生态环境健康的目的；其次，工业智能化产品经过集中的几个月的测试迭代即可稳定的应用，但种植业周期长，不受人为控制，智能管控的迭代升级需要经历2年以上的田间生产应用，才能保障装备的稳定性、决策参照的正确性。可见，智能水肥管控决策的开发需要具有植物营养学背景的农业类人才经过长期的田间开发应用来完成。
三、智能水肥管控是一个多学科交叉融合的领域
要实现智能管控，首先需要有原位的精准的数据监测，而后依托已有的决策模型，进行稳定的控制。这个过程需要软硬件的开发人员、决策的制定人员。另外，在决策的过程中不仅仅需要明确施肥时间、数量，还要开发配套的肥料产品。可见，要实现精准的水肥智能管控需要进行智能装备、精准决策、高效肥料产品“三位一体”的高效融合。因此需要软硬件开发类、植物营养学、肥料学等多学科的交叉融合来实现，单一学科很难完成。
四、智能水肥管控保障了农技服务的高效落地
技术+装备+产品的“三位一体”的水肥智能托管模式，一方面将施肥机器转变为具有“决策大脑”的机器人，机器人最大的特点是省工化、精准化与标准化；另一方面，农技服务内容由原来的教种植者“如何灌水施肥”转变为教种植者“如何操作水肥机器人”，把繁琐的技术参数转变为自动的工艺，提高了服务的效率，而且使施肥精准化，标准化，有利于快速的、大面积的进行推广应用。
五、智能水肥管控的增产增效潜力巨大
智能水肥管控能够实现灌溉水、养分数量、养分种类、养分时空的分布等多指标的按需供应，通过高效的水肥耦合与精准的供需匹配，达到增产、提质、增效的目的。以番茄为例，智能水肥管控模式下灌溉水的生产效率达40 kg/方，达到或超过荷兰、以色列等农业发达国家，养分的投入与作物吸收量相当，并且动态规律一致。在保证产量前提下，氮、磷、钾养分回收利用率达90%、50%、80%，是传统方法的2倍以上。
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