图为调配好的营养液在循环式水肥一体化技术模式下被循环利用。
◆高启臣
北京市房山区琉璃河镇周庄村的蔬菜种植大户王雷打开电脑，进入北京市土肥信息网，点击页面上“测土配方施肥”栏目，每家农户田地的信息便一目了然。
王雷很快找到了自家地块，按照施肥专家推荐系统的提示，将他家300亩菜田的土壤养分含量以及番茄等蔬菜目标产量输入到相应的表格内确认后，电脑屏幕上随即显示出这些蔬菜的测土配方施肥技术。同时，他还在线“网签”了区土肥站技术服务，整个过程不到3分钟。
除了建设这样一个土肥数据库，近年来，北京市土肥工作站按照都市型现代农业发展的需要，提出了“用智慧土肥创造农业未来”的策略，随之以数字化、智能化、信息化为主要内容的“智慧土肥”科技创新活动在北京土肥系统迅速兴起，形成了一大批高效、生态、安全型技术，并在京津冀地区迅速推广应用。
■ 建立数据库
精准施肥不再迷茫
早在1979年，被列入国家“六五”重点科学技术发展规划项目的全国第二次土壤普查工作在北京如期启动，为期5年，共取得土壤养分状况、土壤改良利用和土壤障碍因素等各项成果和资料多达12148份。
然而，这些资料却一度被闲置在资料室内。实际上，被闲置的资源还有30多年的北京耕地土壤质量监测过程中取得的600多万个数据，以及测土配方施肥、有机肥培肥地力等大型项目实施过程中取得的海量资料，如耕地质量、土壤肥力、肥料利用等。
为将这些闲置的资源管起来、用起来，2003年，北京市土肥站与中国农业大学合作攻关，对这些资源进行开发和利用，历时6年建成北京土肥数据库。
“土肥数据库是智慧土肥中很重要的一个组成部分。”北京市农业局土肥工作站站长赵永志介绍说。
所谓智慧土肥，实际上就是集互联网、移动互联网、云计算和物联网技术于一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点和无线通信网络实现土肥生产环境的智能感知、智能预警、智能分析、专家在线指导，为土肥生产提供精准化服务、可视化管理以及智能化决策，从而达到减少化肥用量，提高作物产量，改善农产品品质及保持土壤生态健康和可持续利用的目的。
赵永志介绍说，数据库主要包括北京市土壤空间分布的规律、类型和面积等海量信息，以及土壤的有机质、pH值、全氮、全磷、全钾等各种土壤属性数据。
“研究人员参照相关标准，以50亩地块为土壤单元，将全北京周边的耕地和土壤进行编码，每一块土壤单元的相关数据自然生成。”他介绍说。
用户只需输入一个土壤单元的编码或行政村的名称就会了解到相应的耕地土壤信息，并且这些信息和数据都是动态更新的。
同时，数据库还储存着北京郊区土壤边界、土壤类型、地形地貌、排灌水系统、30多年的土壤测试结果、化肥使用情况以及历年产量结果。
那么如何根据这些内容来指导农民施肥呢？
这个数据模型能将土壤养分含量及供应能力、不同作物需肥规律、目标产量所需氮、磷、钾及中微量元素等养分数量等数据进行分析，从而筛选出某一地块或地区种植的某一作物施肥技术，实现土壤缺什么元素就补充什么元素，作物需要多少补多少，将肥料投入控制在科学合理的范围内，并实现各种养分平衡供应，满足作物的需要。
“土肥专家通过研究历年产量图分析的田间产量变异情况找出作物不同产量区域，然后再通过产量图与其他相关因素图层的比较分析，计算出影响作物生长的主要限制因素，在此基础上，通过建模提供这一地块所种植作物的精准施肥技术。”相关技术人员介绍说。“利用这一数据库，科学精准地施肥，既是经济、安全的，也是最生态环保的。”赵永志说。
■ 推广新技术
土肥专家在线指导
如果说土肥数据库体现的是现代农业的智能化，那么循环水肥一体化栽培技术则充分体现了现代农业的绿色和经济。
北京昌平区兴寿镇鑫城缘果品专业合作社理事长崔维国，站在温室内的循环式水肥一体化栽培技术模式试验区内，仔细地查看着田间试验记录。
“这种循环式水肥一体化栽培技术，比以前滴灌式的栽培技术每亩地少用了将近80方（立方米）水、肥少用了10多公斤。”崔维国欣喜地发现。
据他介绍，草莓每年整个生长期产果期长达9个多月，是个“能吃能喝”的“大肚汉”。在2008年，草莓追肥用的是传统“水压肥”的方法，即将化肥撒在田间，然后浇水，使化肥溶解在水中并随之渗入地下。而浇水时采取的是微喷技术，每亩草莓一个生长季下来用水量高达200多立方米、化肥用量近百公斤。
“其实，草莓生长根本用不了这么多的水和肥，但是也没有更好的办法了。”崔维国说。
北京市农业局土肥工作站站长赵永志介绍说，传统的“水压肥”方法，施肥时不管草莓是否缺水都要浇水，费水又费肥；微喷技术只是将传统的大水漫灌改变为喷水漫灌，并没有对灌溉方式产生质的改变。这样的施水施肥方式不能实现真正的节约资源。而循环式水肥一体化就不一样了，这个技术的最大特点在于循环。
据介绍，循环式水肥一体化技术模式由控制系统、浇灌系统、栽植系统3部分组成。栽植系统由PVC管道和固定架等构成，PVC管道卧式固定在固定架上。PVC管道的上方，钻出等距离的圆孔，用于栽植草莓秧苗。浇灌系统由营养液存储装置、循环装置等部分组成。
存储罐内存放的营养液体，是根据草莓生长发育不同阶段所需营养元素及比例专门配制而成的，可以完全满足草莓不同生长发育时期对各种养分的需要。草莓秧苗栽植后，控制系统会按照设定的时间段，启动、关闭浇灌系统。浇灌系统启动后，在一定的时间段内营养液体在循环装置的控制下，不间断地从PVC管的前端流向末端，再流回到存储装置内。草莓也在营养液体循环过程中，吸收到了水分和养分。
“用户只需在大棚外的控制室里就可以完成一切操作过程，并且可以通过实时监控观看作物的生长状况。遇到问题还有土肥专家在线全程指导，彻底改变了以往单纯依靠经验进行农业生产的模式。”昌平区土肥站副站长徐明泽告诉记者。
据测算，循环式水肥一体化栽培技术模式栽培草莓，每亩用水仅为40.9立方米，用肥45.5公斤；与水压肥栽培技术模式相比，每亩节水近160多立方米，节省化肥一半多。