一台移动配肥检测车正在呼和浩特市托克托县的玉米大田检测采集土壤养分、作物指标等信息。 资料图
2025年,我国粮食生产再获丰收,连续两年站上1.4万亿斤台阶。这一年,全国粮食单产达到798.2斤/亩,单产提升对粮食增产的贡献率超过90%。在耕地资源约束日益趋紧的背景下,单产提升正成为粮食增产的关键支撑。而在单产提升的技术版图中,水肥一体化被摆到了前所未有的位置:全国应用面积已超1.8亿亩,“十五五”目标提高到2.4亿亩以上。
近日,第二十七届全国肥料信息交流暨产品交易会(简称“肥料双交会”)在内蒙古呼和浩特举行。会议期间,农业农村部种植业管理司发布“十五五”肥料节水重大信息,内蒙古、山东、吉林三省(区)开出水肥需求清单,多家企业、科研团队推介产品方案、发布最新成果,需求方、供给方、科研方同台对话,解答了一个关键问题:单产提升的水肥解法,究竟走到了哪一步?
需求在改变:从“有没有”转向“缺什么”
水肥一体化推广多年,技术普及已经形成了规模。农业农村部种植业管理司副司长李增裕给出了一组基础数据:我国农用化肥施用量连续10年下降,三大粮食作物化肥利用率达到43.3%,10年间提高8.1个百分点;旱作节水农业技术年推广应用面积超过6亿亩次,灌溉水有效利用系数从2014年的0.53提高到现在的0.583。
随着我国农业现代化进程加快以及单产提升的紧迫要求,水肥一体化需求端关注的焦点也逐渐从前些年的“有没有”,转向了“缺什么”。展会上,三个粮食大省交出了各自的“区域清单”。
内蒙古自治区作为全国水肥一体化的先行者,全区应用面积已达3818万亩,占高效节水灌溉面积的73%,但水少、地差的先天约束也最硬——亩均水资源量仅为全国平均水平的20%,盐碱化耕地2446万亩。山东省2025年发展高效节水灌溉面积5385万亩,占高标准农田面积的69%,同年全省粮油作物水肥一体化应用面积达630万亩。吉林省水肥一体化推广面积正加速扩张,从2022年的300余万亩跨越式发展到2025年的1138万亩,预计2026年技术应用面积可达2000万亩以上。
三省(区)发展阶段不同、约束条件各异,需求清单却出现了共同的变化。最突出的是肥料从通用走向专用。“万金油”式的通用复合肥不再占据主导,适合水肥一体化应用,能满足不同作物、不同生育期、不同土壤需要的专用配方大量元素、中微量元素水溶肥需求激增。与此同时,微生物肥、增值肥、缓控释肥、土壤调理剂等新型投入品需求集中释放。
此外,装备需求从单一设备转向智能系统。内蒙古亟需大规模推广具备土壤墒情实时监测与远程自控功能的智能灌溉设备;山东在水肥一体化基础设施的细致需求之外,还需要智能决策模型、田间执行装备的标准化接口与产品协同平台等农业智能化装备。能够覆盖感知、决策、远程控制的智能精准调控方案,在水肥一体化推广中愈发受到青睐。
供给在作答:智能方案与肥料创新并进
需求端的变化信号已经足够清晰。而在供给端,智能装备与肥料企业也都给出了各自的方案。
内蒙古小草数字农业生态股份有限公司的“数沃水肥+移动农服+智地AI”种植方案,把传统水肥一体化从“凭经验判断、靠人工执行”变成了“AI判断、人作选择”。在这套“端到端”的方案中,田间传感器和监测站采集土壤、气象、作物生长数据,AI大模型生成水肥方案并直接推送到农户手机端,农户确认后智能水肥装备自动执行。公司副总经理杨柳介绍,智地AI能作出精准判断,靠的是公司深耕玉米大数据图谱:170多万份土壤数据、100多个品种和5万多组测产数据积累,在真实应用场景中不断迭代生长。
在呼和浩特市托克托县,种粮大户高俊喜的8000亩玉米地已经用了这套方案一年。过去用传统滴灌,浇水施肥全凭经验和眼力判断;现在每一块地的墒情现状、灌溉、施肥建议都在手机上一目了然。高俊喜告诉记者,今年肥料用量减少了10%至15%,玉米长势反而更好,预计亩产能增加200斤左右。
浙江托普云农科技股份有限公司从智能系统的“感知”环节切入,以无人机低空巡检结合物联网监测,用AI生成施肥灌溉“处方图”,驱动无人机按长势分区变量作业,化肥节约可达15%~30%。这套技术是托普云农“数智大田综合解决方案”的模块之一,在浙江江山市峰田家庭农场,该方案覆盖7000余亩水稻,整合卫星遥感、无人机、物联网和AI算法模型,实现从育秧到收获的全流程精准管理。2024年实现亩均增产12.6%,化肥用量减少18%,节水23%,人力成本降低60%。
装备回答的是“怎么给”,肥料回答的是“给什么”。新型肥料创制方面,肥企从“通用”走向“增效”。
沃稞生物科技股份有限公司立足根系营养研究,以独创技术打造生根型功能肥产品矩阵,为水肥一体化落地提供功能肥料解决方案。系列产品不靠外源激素即可实现作物持续生根120天、长效供给营养120天,增强作物根系对水肥的吸收利用能力,已在全国100多种作物上实现大面积推广应用,有效实现节肥增效,在盐碱、土壤板结等逆境地块表现尤为突出。产品适配滴灌、喷灌等水肥一体化设施,能够有效破解水肥吸收利用率偏低的痛点。
安徽六国化工股份有限公司与中国农业科学院资源区划研究所联合研制新型增值肥料,其增效成分并非固定配方,而是根据不同区域的土壤、作物和气候条件,以及生产工艺和肥料配方进行针对性调配,实现农田应用端和肥料生产端的协调匹配。据了解,该系列增值肥料新产品具备控氮、活磷、调土、促根、抗逆五大功能,已在河南、山东、内蒙古等多地小麦、玉米田开展试验示范,从苗期到收获的全生育期表现均显著优于常规肥料。
河南安利绿色防控科技有限公司研发的水溶性液体微生物菌剂,在促进作物生长、调节土壤生态方面效果突出。公司首席专家、产品发明人胡鉴博士介绍,菌剂中的活菌代谢物在拌种时能在种子表面形成保护层,激发休眠种子、提高出苗率,进入土壤后能分解盐渍化物质、逐步降低土壤pH值,同时激活作物自身的生长和防御机制,达到增产提质的效果。
科研在探路:技术升级走向田头
企业把成熟的产品与方案推向市场,但水肥一体化要进一步提升单产,还面临几个“绕不开的坎儿”需要科研成果来探路。
精准施肥的前提是精准测土。传统测土需要采样、送检、等报告,周期长、成本高,很难支撑大规模水肥一体化的动态决策。沈阳巍图农业科技有限公司与全国农业技术推广服务中心联合研发土壤原位有效态养分速测仪,把传感器直接插进土里,就能当场读出养分含量。在多种不同类型土壤的田间试验中,该仪器的监测结果均与实验室标准方法测得的数据高度一致。原来是把土样送回实验室,现在可以把实验室带到田间。
土壤数据有了,装备让水肥精准施到位。中国农业大学水利与智能工程学院严海军教授团队研发的中心支轴式喷灌机地角臂系统,解决了一个看似简单却长期没被攻克的问题:大型喷灌机能覆盖圆形地块,但在方形田块里,四个角始终浇不到。
严海军团队从机械结构、定位控制和变量灌溉三个层面攻关,给喷灌机末端加装了一个可灵活摆动的机械臂,走到田角时自动展开喷水,走过了就收回来;同时用北斗定位替代机械导航,行走误差控制在5厘米以内。设备配合水肥一体化系统同步作业,让水肥供给更均匀、覆盖更全面,不再有边角地块“吃不到、喝不到”的遗憾。目前,该地角臂系统已在北京、河北、河南、安徽、内蒙古等地安装12台套,多项核心指标实现从与国际先进水平“跟跑”到“并跑”跨越。
测土和装备解决“精准”问题,而盐碱地则是决定“能不能种”的硬约束。清华大学王忠静教授团队的研究显示,宁蒙河套灌区盐碱地占比高达83%至87%,大水漫灌淋盐洗盐的传统模式已难以为继。团队研究提出了“步步高”地力提升体系,以“降盐消障—增养扩库—沃土培肥—健土增效”的先后顺序逐级推进,让盐碱地一步一个台阶地从“种不活”恢复到“能稳产”。团队在中试验证的基础上熟化推广,示范区盐分下降50%以上、作物产量提升38%以上、水效提升40%以上,目前已辐射推广95.84万亩。
展会上,全国农业技术推广服务中心正式发布了18套小麦玉米水肥一体化提单产技术模式。模式针对水肥一体化推广应用中系统设计和设备选型不合理、技术模式属地化精细化不够、场景匹配度不足等突出问题,按照“抓基础作物、抓主要区域、抓关键问题”的思路编制,为大规模推广应用提供了标准化、实用化、全流程的操作规范。技术模式以图示的形式,将复杂的专业技术转化为简洁明了的“操作说明书”,让基层技术人员和农民拿到图能看懂、照着图能操作、使用起来有效果。
据全国农业技术推广服务中心相关负责人介绍,下一步将指导各地用好技术模式,广泛开展培训指导,全力服务大面积单产提升。制作通俗易懂、覆盖广、易传播的短视频,通过农技推广新媒体矩阵积极开展“云推广”;组建水肥一体化专家指导服务队,深入田间地头开展技术指导,提高技术到位率。
从1.8亿亩到2.4亿亩,不仅是要增加6000万亩水肥一体化应用面积,更是要建立一套需求有清单、供给有产品、科研有方向、田间能落地的完整推广链条。在肥料双交会上,当政策、需求、供给、科研同台对话,这条链条也正逐步成型。
农民日报全媒体记者 黄中钜