摘要：近年来，全球气候变化加剧，干旱、洪涝、高温等极端天气事件频发，给农业生产带来了前所未有的挑战。据联合国粮农组织（FAO）数据显示，过去十年间，全球因极端天气导致的农业损失年均超过 300 亿美元。在中国，2023 年北方地区的持续干旱导致小麦减产约 8%，而南
一、引言：极端天气频发下的农业困局
近年来，全球气候变化加剧，干旱、洪涝、高温等极端天气事件频发，给农业生产带来了前所未有的挑战。据联合国粮农组织（FAO）数据显示，过去十年间，全球因极端天气导致的农业损失年均超过 300 亿美元。在中国，2023 年北方地区的持续干旱导致小麦减产约 8%，而南方洪涝灾害使水稻受灾面积达 1200 万亩。传统农业 “靠天吃饭” 的模式在极端天气面前显得尤为脆弱，如何提升农业抗灾能力、保障粮食安全，成为亟待解决的重大课题。
二、智能水肥一体化：破解困局的核心技术
智能水肥一体化技术通过物联网、传感器、大数据和自动化控制技术的深度融合，实现了对农田水分和养分的精准调控。该系统通过分布在田间的气象监测站、土壤墒情传感器等设备，实时采集温度、湿度、风速、降水、土壤肥力等 10 余项关键数据，经云端分析后生成个性化的灌溉施肥方案。例如，齐河县气象局研发的 “吨半粮” 智慧农业气象服务系统，可根据天气预报和作物生长规律，提前预警干旱风险，并精确计算每块地的需水量和施肥量，真正实现了 “因天因地” 的弹性灌溉。
与传统漫灌相比，智能水肥一体化技术具有显著优势：一是节水节肥效果突出，通过滴灌带将水肥精准输送至作物根部，可节水 30%-50%、节肥 30%-40%，同时减少农药使用量，降低面源污染；二是劳动力成本大幅降低，种植户通过手机 APP 即可远程操控灌溉系统，一人可管理上百亩农田，解决了农村劳动力短缺问题；三是作物产量和品质显著提升，呼伦贝尔农垦的实践表明，采用该技术后小麦亩产增加 258 斤，马铃薯亩产提高 1000 斤，农产品品质也因养分均衡供应得到优化。
三、极端天气下的保农护农机制
1.干旱应对：精准灌溉与墒情预警
在干旱条件下，智能系统通过土壤墒情传感器实时监测土壤水分含量，当数值低于作物需水阈值时，自动启动滴灌系统补充水分。例如，齐河县通过 “数据预判 + 弹性灌溉” 模式，在 2023 年春季降水偏少的情况下，仍保障了小麦返青期的水分需求，实现亩产 1300 斤，同比增产 8%。同时，系统结合气象预报提前调整灌溉计划，如预计未来一周无降雨时，自动增加灌溉频次，避免作物因缺水减产。2.洪涝防控：动态调节与排水联动
针对暴雨或洪涝灾害，智能系统可实时监测降雨量和土壤含水量，当超过警戒值时，自动关闭灌溉阀门，并启动排水系统排出田间积水，防止作物根部缺氧腐烂。重庆云阳县的柑橘园通过智能水肥一体化设备，在 2024 年夏季暴雨期间，及时调整灌溉策略并开启排水，使柑橘受灾面积减少 70%，产量损失降低至 5% 以下。此外，系统还可根据土壤墒情变化，在洪涝过后快速恢复灌溉，帮助作物恢复生长。3.高温与低温防护：微环境调控
面对极端高温，系统通过增加夜间灌溉频率、降低灌溉水温等方式，调节田间小气候，减轻高温对作物的胁迫。在低温寒潮来临前，系统可提前灌溉提高土壤热容量，减缓地温下降速度，保护作物根系。例如，新疆部分棉田在 2023 年夏季高温期间，通过智能系统的微环境调控，使棉花蕾铃脱落率降低 12%，单产提高 10%。4.病虫害协同防治
智能水肥一体化系统不仅能管理水肥，还可同步监测苗情、虫情和病虫害数据。例如，齐河县的 “吨半粮” 系统通过与智慧农业大数据平台对接，实现了病虫害的早期预警和精准防治，2023 年示范区农药使用量减少 20%，病虫害损失率控制在 3% 以内。这种 “水肥管理 + 病虫害防控” 的协同模式，进一步增强了作物在极端天气下的抗逆能力。四、经济效益与社会效益：从试点到推广的价值跃迁
1.成本效益显著
虽然智能水肥一体化的初期投资较高（每亩约 800-1200 元），但长期收益十分可观。以春颖慧农业合作社为例，采用该技术后每亩节水 50%、化肥利用率提升 23%，综合种植成本降低 10%，玉米亩产预计达 2000 斤，每亩年增收约 300 元。哈达图农牧场通过智能系统实现节水 65%，小麦、油菜等作物增产显著，2023 年综合效益增加超过 500 万元。2.政策支持与模式创新
政府通过将智能水肥一体化纳入高标准农田建设项目、提供农机购置补贴（30%）等政策，推动技术普及。例如，齐河县将 2 万亩智能节水农田纳入气象高质量发展试点，年均节水 10 万立方米，相当于一座小型水库的蓄水量。同时，“政府 + 企业 + 银行 + 村集体 + 种植户” 的五位一体运行机制，通过免费安装设备、专项贷款支持等方式，降低了农户的使用门槛，加速了技术推广。3.生态与社会效益双赢
该技术的推广不仅助力粮食安全，还促进了农业绿色转型。全国范围内，智能水肥一体化每年可减少化肥使用量约 100 万吨，节水超过 50 亿立方米，相当于 2000 个西湖的水量。此外，通过 “智慧气象 + 农技” 的联合服务模式，如齐河县的 “气象为农” APP 每周推送定制化灌溉方案，帮助农户科学应对极端天气，提升了农民的科技应用能力和抗风险意识。五、未来展望：构建智慧农业防灾减灾新范式
随着人工智能、卫星遥感等技术的深度融合，智能水肥一体化将向 “全生育期智慧托管” 迈进。例如，齐河县计划引入卫星遥感旱情监测和人工智能生长模型，实现对农作物从播种到收获的全程智能化管理。同时，“气象指数保险” 等金融创新产品的开发，将进一步完善农业风险保障体系，让农户面对极端天气更有底气。
结语
在极端天气常态化的背景下，智能水肥一体化技术以其精准性、高效性和抗逆性，成为保障农业稳产增收的 “新利器”。通过技术创新、政策支持和模式优化，这一技术正从试点示范走向规模化应用，为实现 “藏粮于技”、推动农业高质量发展提供了坚实支撑。推广智能水肥一体化，不仅是应对气候变化的必然选择，更是守护农民 “钱袋子”、筑牢国家粮食安全防线的战略举措。
来源：武汉睿农科技