北京市水资源匮乏，属于严重缺水的特大型城市，人均水资源量不足全国平均水平的10%，2019年北京市农业用水为3.69亿立方米，占全市用水总量的比例为9%，农业用水中设施农业用水占比超过30%，为第一用水大户。新形势下，设施蔬菜年用水量限制在500方/亩以内，农用化肥利用率提高到40%，要实现以上目标，灌溉施肥精准调控是必不可少的技术措施。

作物灌溉施肥受到温度、湿度、光照、土壤墒情等较多因素影响，其中，光照是影响作物蒸腾蒸发的关键因素之一。前人研究结果表明，光照与作物耗水呈线性关系，可以利用光照指导灌溉，实现精准水肥调控。国内的相关研究起步较晚，水肥一体机研发“重硬件轻决策”：硬件设备仿照国外，操作复杂；软件方面缺乏配套的精准灌溉施肥决策系统。因此亟需简单易操作，技术门槛低的施肥设备。在此背景下，北京市农业技术推广站研发了“光智能”水肥一体机。

在位于北京昌平区的金六环农业园蔬菜大棚里，一个约1米高的白色铁皮柜子，延伸的几根黑色管道连接着三个水肥桶。北京市农业技术推广站农艺师岳焕芳介绍，这个原理不复杂，操作也很简单，“光智能”水肥一体机建立了作物耗水量与光辐射模型，将实时获取的光照数据与作物耗水量进行拟合，机器内部嵌入了茄果类、西甜瓜和草莓等主要经济作物的依据光照智能灌溉模型参数。生产人员只需要根据设施生产基本情况、设置作物类型和生育时期等参数，就能根据光照情况实现精准智能灌溉。机器可以根据不同季节、天气的光照数据对灌溉启动门槛进行自动校正。使用人员只需要输入当前阶段作物晴天一天需要灌溉几次，一次几分钟这种简单的数值，机器就可以根据系统自动计算出的灌溉启动门槛值，依据当天光照情况进行精准智能水肥管理。

“节约了水肥，也节省了人工。”这是园区技术负责人祝宁使用“光智能”水肥一体机最大的感受。同往年草莓的种植管理相比，使用水肥一体机用水量降低了51.1%，用肥量节约了40%，一亩灌溉能够节省1个人工。据介绍，应用“光智能”水肥一体机管理的草莓，实现对营养液浓度的精准调节，水肥的智能管理，果实可溶性糖提高了10.3%，糖酸比提高了23.1%，水分生产效率提高了81.4%。颗粒饱满，草莓汁水充足、味道也很甜美。

目前，“光智能”水肥一体机已经在昌平区、大兴区和密云区番茄、草莓等经济作物上建立了7个示范点，该技术成果示范覆盖面积近三年示范面积累计1500亩，累计节水10万余方，每亩年节本增收1089元。据了解，北京市农业技术推广站下一步将“光智能”水肥一体机广泛推广应用在蔬菜生产上，进一步降低设施农业用水量，提高水肥生产效率。