圖為調配好的營養(yǎng)液在循環(huán)式水肥一體化技術模式下被循環(huán)利用。

北京市房山區(qū)琉璃河鎮(zhèn)周莊村的蔬菜種植大戶王雷打開電腦，進入北京市土肥信息網(wǎng)，點擊頁面上“測土配方施肥”欄目，每家農(nóng)戶田地的信息便一目了然。

王雷很快找到了自家地塊，按照施肥專家推薦系統(tǒng)的提示，將他家300畝菜田的土壤養(yǎng)分含量以及番茄等蔬菜目標產(chǎn)量輸入到相應的表格內(nèi)確認后，電腦屏幕上隨即顯示出這些蔬菜的測土配方施肥技術。同時，他還在線“網(wǎng)簽”了區(qū)土肥站技術服務，整個過程不到3分鐘。

除了建設這樣一個土肥數(shù)據(jù)庫，近年來，北京市土肥工作站按照都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，提出了“用智慧土肥創(chuàng)造農(nóng)業(yè)未來”的策略，隨之以數(shù)字化、智能化、信息化為主要內(nèi)容的“智慧土肥”科技創(chuàng)新活動在北京土肥系統(tǒng)迅速興起，形成了一大批高效、生態(tài)、安全型技術，并在京津冀地區(qū)迅速推廣應用。

建立數(shù)據(jù)庫

精準施肥不再迷茫

早在1979年，被列入國家“六五”重點科學技術發(fā)展規(guī)劃項目的全國第二次土壤普查工作在北京如期啟動，為期5年，共取得土壤養(yǎng)分狀況、土壤改良利用和土壤障礙因素等各項成果和資料多達12148份。

然而，這些資料卻一度被閑置在資料室內(nèi)。實際上，被閑置的資源還有30多年的北京耕地土壤質量監(jiān)測過程中取得的600多萬個數(shù)據(jù)，以及測土配方施肥、有機肥培肥地力等大型項目實施過程中取得的海量資料，如耕地質量、土壤肥力、肥料利用等。

為將這些閑置的資源管起來、用起來，2003年，北京市土肥站與中國農(nóng)業(yè)大學合作攻關，對這些資源進行開發(fā)和利用，歷時6年建成北京土肥數(shù)據(jù)庫。

“土肥數(shù)據(jù)庫是智慧土肥中很重要的一個組成部分。”北京市農(nóng)業(yè)局土肥工作站站長趙永志介紹說。

所謂智慧土肥，實際上就是集互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術于一體，依托部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的各種傳感節(jié)點和無線通信網(wǎng)絡實現(xiàn)土肥生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預警、智能分析、專家在線指導，為土肥生產(chǎn)提供精準化服務、可視化管理以及智能化決策，從而達到減少化肥用量，提高作物產(chǎn)量，改善農(nóng)產(chǎn)品品質及保持土壤生態(tài)健康和可持續(xù)利用的目的。

趙永志介紹說，數(shù)據(jù)庫主要包括北京市土壤空間分布的規(guī)律、類型和面積等海量信息，以及土壤的有機質、pH值、全氮、全磷、全鉀等各種土壤屬性數(shù)據(jù)。

“研究人員參照相關標準，以50畝地塊為土壤單元，將全北京周邊的耕地和土壤進行編碼，每一塊土壤單元的相關數(shù)據(jù)自然生成。”他介紹說。

用戶只需輸入一個土壤單元的編碼或行政村的名稱就會了解到相應的耕地土壤信息，并且這些信息和數(shù)據(jù)都是動態(tài)更新的。

同時，數(shù)據(jù)庫還儲存著北京郊區(qū)土壤邊界、土壤類型、地形地貌、排灌水系統(tǒng)、30多年的土壤測試結果、化肥使用情況以及歷年產(chǎn)量結果。

那么如何根據(jù)這些內(nèi)容來指導農(nóng)民施肥呢?

這個數(shù)據(jù)模型能將土壤養(yǎng)分含量及供應能力、不同作物需肥規(guī)律、目標產(chǎn)量所需氮、磷、鉀及中微量元素等養(yǎng)分數(shù)量等數(shù)據(jù)進行分析，從而篩選出某一地塊或地區(qū)種植的某一作物施肥技術，實現(xiàn)土壤缺什么元素就補充什么元素，作物需要多少補多少，將肥料投入控制在科學合理的范圍內(nèi)，并實現(xiàn)各種養(yǎng)分平衡供應，滿足作物的需要。

“土肥專家通過研究歷年產(chǎn)量圖分析的田間產(chǎn)量變異情況找出作物不同產(chǎn)量區(qū)域，然后再通過產(chǎn)量圖與其他相關因素圖層的比較分析，計算出影響作物生長的主要限制因素，在此基礎上，通過建模提供這一地塊所種植作物的精準施肥技術。”相關技術人員介紹說。“利用這一數(shù)據(jù)庫，科學精準地施肥，既是經(jīng)濟、安全的，也是最生態(tài)環(huán)保的。”趙永志說。

推廣新技術

土肥專家在線指導

如果說土肥數(shù)據(jù)庫體現(xiàn)的是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的智能化，那么循環(huán)水肥一體化栽培技術則充分體現(xiàn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的綠色和經(jīng)濟。

北京昌平區(qū)興壽鎮(zhèn)鑫城緣果品專業(yè)合作社理事長崔維國，站在溫室內(nèi)的循環(huán)式水肥一體化栽培技術模式試驗區(qū)內(nèi)，仔細地查看著田間試驗記錄。

“這種循環(huán)式水肥一體化栽培技術，比以前滴灌式的栽培技術每畝地少用了將近80方(立方米)水、肥少用了10多公斤。”崔維國欣喜地發(fā)現(xiàn)。

據(jù)他介紹，草莓每年整個生長期產(chǎn)果期長達9個多月，是個“能吃能喝”的“大肚漢”。在2008年，草莓追肥用的是傳統(tǒng)“水壓肥”的方法，即將化肥撒在田間，然后澆水，使化肥溶解在水中并隨之滲入地下。而澆水時采取的是微噴技術，每畝草莓一個生長季下來用水量高達200多立方米、化肥用量近百公斤。

“其實，草莓生長根本用不了這么多的水和肥，但是也沒有更好的辦法了。”崔維國說。

北京市農(nóng)業(yè)局土肥工作站站長趙永志介紹說，傳統(tǒng)的“水壓肥”方法，施肥時不管草莓是否缺水都要澆水，費水又費肥;微噴技術只是將傳統(tǒng)的大水漫灌改變?yōu)閲娝?，并沒有對灌溉方式產(chǎn)生質的改變。這樣的施水施肥方式不能實現(xiàn)真正的節(jié)約資源。而循環(huán)式水肥一體化就不一樣了，這個技術的最大特點在于循環(huán)。

據(jù)介紹，循環(huán)式水肥一體化技術模式由控制系統(tǒng)、澆灌系統(tǒng)、栽植系統(tǒng)3部分組成。栽植系統(tǒng)由PVC管道和固定架等構成，PVC管道臥式固定在固定架上。PVC管道的上方，鉆出等距離的圓孔，用于栽植草莓秧苗。澆灌系統(tǒng)由營養(yǎng)液存儲裝置、循環(huán)裝置等部分組成。

存儲罐內(nèi)存放的營養(yǎng)液體，是根據(jù)草莓生長發(fā)育不同階段所需營養(yǎng)元素及比例專門配制而成的，可以完全滿足草莓不同生長發(fā)育時期對各種養(yǎng)分的需要。草莓秧苗栽植后，控制系統(tǒng)會按照設定的時間段，啟動、關閉澆灌系統(tǒng)。澆灌系統(tǒng)啟動后，在一定的時間段內(nèi)營養(yǎng)液體在循環(huán)裝置的控制下，不間斷地從PVC管的前端流向末端，再流回到存儲裝置內(nèi)。草莓也在營養(yǎng)液體循環(huán)過程中，吸收到了水分和養(yǎng)分。

“用戶只需在大棚外的控制室里就可以完成一切操作過程，并且可以通過實時監(jiān)控觀看作物的生長狀況。遇到問題還有土肥專家在線全程指導，徹底改變了以往單純依靠經(jīng)驗進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的模式。”昌平區(qū)土肥站副站長徐明澤告訴記者。

據(jù)測算，循環(huán)式水肥一體化栽培技術模式栽培草莓，每畝用水僅為40.9立方米，用肥45.5公斤;與水壓肥栽培技術模式相比，每畝節(jié)水近160多立方米，節(jié)省化肥一半多。