水肥一体化是以灌溉施肥为主要技术手段，将灌溉与施肥相结合，通过管道向作物根系层输送水、肥，实现水肥利用率高、节约肥料等目的。作物根系对水肥需求是植物生长发育必须满足的基本条件之一。因此灌水施肥技术不仅能为作物提供水分供应，而且能有效缓解肥料利用率低、作物不适应、肥料污染等问题。在确保作物产量、品质、抗逆性同时节约了肥料和水资源。
1、控制作物需水量。
水是生命之源，在植物生长发育中起着不可替代的作用。植物从播种到结果，各个时期对水的需求量大小也不一样，当水分供应不足时，会引起植物生长缓慢或停滞;当水分供应充足时，又会引起植物生长旺盛，从而导致需水量增加或耗水量减少。如小麦和油菜一般一年可灌水3次，第一次灌水在5月中旬前后，第二次在7月中旬前后，第三次在9月中旬前后。对不耐旱的作物如甘蔗和苹果来说，每次灌溉后土壤中水分的持水量会减少40%-50%。对易干旱的作物如小麦、油菜和棉花等来说，每次灌溉后土壤水分蒸发快，一次灌溉所含的水分几乎全部蒸发完毕后便不能再补水了，这就造成土壤中水分供应不足对作物生长发育造成不利影响，直接影响到作物产量。
2、提高肥料利用率。
施用尿素时，将尿素溶解在水中，需约30分钟，经2次冲施，肥效可达80%左右。此外，在滴灌施肥过程中，仅靠灌水施肥设备需要向外输送的养分就可达到50%左右，而向灌溉设备内输送的养分则不需要向外输送。因此应用滴灌施肥设备进行滴灌施肥的作物在施肥前，只需将肥料溶解在水中施入作物根部即可。一般尿素在作物体内有一定的运输和分解能力，可从作物根系向下输送到作物下部，减少对根系造成的损失，从而提高肥料利用率(在常规施肥基础上每公顷可节水20%-30%)。
3、减少土壤污染。
土壤污染是全球面临的共同问题，我国土壤污染问题更为严重，我国农业面源污染较为严重。耕地土壤重金属污染具有一定的危害性。在水肥一体化灌溉模式下，因地表水、地下水直接灌溉或施肥，地表水中重金属进入土壤，随着地下水径流，进入土壤微生物和土壤中的重金属被生物富集，使土壤重金属污染加剧，破坏土壤理化性状，对土壤造成污染。水肥一体化灌溉施肥技术与滴灌施肥技术相比，减少了农药的施用量，土壤中的农药减少到了较低水平。根据试验：一亩作物的农田灌溉用肥指标为：尿素1.5 kg/亩、磷酸二氢钾1.25 kg/亩。滴灌施肥能使农田农药使用量减少约80%,而滴灌施肥能使农田农药利用率提高10%-20%。同时，通过水肥一体化技术，可使水资源有效利用率提高30%-40%,施肥量也可以提高30%-50%。
化肥的过量使用对农田等生态环境也会造成一系列的影响，像常见的板结成一大块等，而氮肥使用过量造成的问题更严重，会造成农作物贪青，也就是成熟晚于同期作物，有数据显示：化肥利用率不到40%。资源都被浪费掉了!正是由于传统施肥方式的不足，才出现了水肥一体控制系统，提升农业施肥灌溉的科学化，在满足农作物生长需求的前提下，尽量节约水肥等资源。
水肥一体控制系统的运行原理也并不复杂，通过土壤PH值、土壤氮磷钾、土壤电导率等传感器监测土壤肥力，实时监测并根据具体肥力来调控施肥，若是监测到土壤中钾肥含量过于设置的参数，则自动打开水肥一体化设备施加钾肥，以精准数据为支撑科学施肥，提升肥料使用率。
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