水肥一體化技術是將灌溉與施肥融為一體的農業新技術。水肥一體化是藉助壓力系統（或地形自然落差），將可溶性固體或液體肥料，按土壤養分含量和作物種類的需肥規律和特點，配兌成的肥液與灌溉水一起，通過管道系統供水供肥，均勻準確地輸送至作物根部區域。
通過可控管道系統供水、供肥，使水肥相融後，通過管道和滴頭形成滴灌、均勻、定時、定量，浸潤作物根系發育生長區域，使主要根系土壤始終保持疏鬆和適宜的含水量，同時根據不同的作物的需肥特點，土壤環境和養分含量狀況；作物不同生長期需水，需肥規律情況進行不同生育期的需求設計，把水分、養分定時定量，按比例直接提供給作物。
水肥一體化多年來一直是國家重點倡導和推廣的農藝技術。我國水肥一體化最先從華北、東北、西北等資源性嚴重缺水地區開始推廣，在果園、蔬菜和經濟作物上應用較多。2010年至2016年，水肥一體化應用面積從無到有，7年時間推廣面積達7000萬畝。
近年來，山東和內蒙古不斷轉變農業用水方式，積極嘗試和推廣水肥一體化應用，並逐漸形成規模，從科研、示範向產業化過渡。
這段時間，山東省德州市齊河縣農民孫樂斌家的5000畝地，長勢喜人。他的地裡安上“田園大腦”，澆地、施肥、噴藥全都可以在手機上操作。
“田園大腦”就安裝在孫樂斌家地頭上，小房子裡安裝了用來精準配藥、過濾水質的裝置，設備管理人員早就根據孫樂斌家玉米的情況，把每個階段需求的水、肥、藥的用量和比例都設置好，輸入到了系統裡。孫樂斌只需要在手機上點一點，玉米所需的“營養餐”和“對症藥”就自動噴施到了地裡，而且精確度比孫樂斌這個種地老把式高很多。
之前，孫樂斌種玉米生產都是採用“一炮轟”的施肥方式，基本不追肥。播種時一次性施肥，導致前期肥料隨雨水或灌溉水流失嚴重，後期基本靠天等雨，養分、水分供應不足，影響籽粒灌漿。
今年，政府補貼建起了水肥藥一體化設施，一個人、一部手機，就能輕輕鬆鬆給玉米精準追肥，而且還讓他少用水60%到80%、少用肥30%到50%、產量卻能增加15%左右。
中國農業技術推廣協會理事長張天輝：農藥誤差0.3‰到0.5‰，肥料的誤差1%到5%，節水60%到80%，節肥30%到50%。節地5%到8%。省工，一個APP實現萬畝田的灌溉施肥噴藥，節本增效。
張天輝說，大水漫灌不僅會把營養及大、中、微肥淋溶至地下，造成肥料浪費、汙染地下水源，造成土壤板結，影響植物的新陳代謝，肥料中的氨態氮蒸發，還會汙染環境。而水肥藥一體化，根據玉米不同時期不同需求，精準配比肥和藥，而且是直接作用在玉米根系。除此之外，還有病蟲害監測的功能。
張天輝：遙感衛星監測，當病蟲害還是卵蟲的時候，就能監測到，給手機遠程控制一個預警，不同作物不同病蟲，進行各種藥劑的配比。
與此同時，內蒙古通遼市科爾沁區也在轉變農業用水方式，從今年起計劃用三年時間實施210萬畝智能灌溉項目，這種技術不僅能減少覆膜汙染，還能在種植過程中實現水肥一體化管理，比大水漫灌節水60%。
今年通遼市匯民盛豐農民專業合作社在13000畝節水示範區搭建起了水肥一體化智慧灌溉平臺，可以隨時監測種植區的溫度溼度，作物的生長狀況，各項指標參數一目瞭然，讓作物種植更加精準科學。
合作社理事長馬忠臣：淺埋滴灌一小時50噸水，專家指導後，一小時25噸水就夠用了。
通遼市科爾沁區是全國重要的商品糧生產基地，為了減少地下水消耗，當地轉變農業用水方式，從2018年開始，利用三年時間，實施210萬畝淺埋滴灌高效節水項目，項目區同步搭建水肥一體化智能滴灌系統，打造智慧種植灌溉雲平臺，實施這一項目後，農田灌溉水的利用率由53%提高到84%以上。
科爾沁區水務局局長秦嶺：通過對土壤墒情、土壤肥力進行大數據分析，實現全自動化的灌溉系統，讓工程能夠長久地發揮作用，實現既節水，又增產的效果。
智慧設施應用，精準給藥、給肥、給水，渠道輸水向管道輸水轉變、土壤施肥向作物有效區施肥轉變、由數量農業向品質農業轉變，示範基地積聚起現代農業發展的新動能，華南農業大學教授駱世明說，這樣大數據的存儲為智慧農業發展生產提供了科學的、合理的管理和生產依據。
駱世明：大農業發展很重要是往生態化方向轉變，不僅僅要高產，還要保護環境、保護資源，達到食品安全的目標，齊河做的工作注意到了這幾方面，對大面積推廣生態農業技術提供了更好的依據。
水肥一體化設備價格並不便宜，想要大面積推廣應用就必須在降成本上下功夫。中國農業大學李光勇教授從上個世紀80年代初就致力於節水灌溉和水肥一體化技術的研究。
李光勇：我國大面積種植的都是糧食作物，我們必須想辦法降低農民的投入，提高產量，並且少用農藥化肥，提高農產品品質。
按照2016年農業部辦公廳發佈的《推進水肥一體化實施方案（2016-2020年）》的規劃：到2020年水肥一體化技術推廣面積將達到1.5億畝。要完成這一目標，意味著年均推廣速度要達到2000萬到3000萬畝，李光勇說，未來還要在研發出適合中國國情的水肥一體化設備上多發力：
李光勇：以色列的成本是一畝地1500到2500塊錢，我們降低到了500到700塊錢。這樣水肥一體化技術就可以在大田上使用了
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