智能水肥一体化技术工作原理说明图。
智能灌溉水肥一体化控制系统平台。
灌溉水过滤设备。
隆冬时节，三晋大地万物蓄势。在这片传统的干旱半干旱的土地上，一场农业技术变革正在悄然发生。面对水资源短缺的长期制约，山西正积极探寻一条资源节约、生态友好的现代农业发展新路。
近年来，由山西农云信息科技有限公司与山西农业大学资源环境学院联合研发、推广的智能水肥一体化技术，以其精准节水、高效节肥的特性，为传统农业注入了智慧动能，成为山西探索农业现代化进程中一个生动的技术注脚。
应对挑战：智慧灌溉破解资源困局
山西，这片黄土高原上的重要农业区，人均水资源占有量远低于全国平均水平。长期以来，农业用水紧张与利用效率不高并存，成为制约农业可持续发展的突出瓶颈。传统的大水漫灌方式，不仅消耗了大量宝贵的水资源，也容易造成土壤板结和肥料流失。改变粗放的用水方式，提高每一滴水的利用效率，是山西农业必须面对的现实课题。
在临猗县国家现代农业产业园的冬小麦田里，变化悄然发生。昔日的灌溉沟渠被埋入地下的黑色滴灌带所替代。园区中央控制室的屏幕上，土壤湿度、温度、电导率以及氮磷钾含量等数据实时更新，构成一幅动态的农田“生命图谱”。当系统监测到某区域土壤含水量低于作物生长最佳阈值时，指令会自动发出，灌溉阀门随即开启，将精确配比的水肥混合液直接输送至作物根部。
这套智能水肥一体化系统的核心研发者之一，山西农业大学资源环境学院冯悦晨副研究员指出：“我们技术的出发点，是基于山西农业的实际资源禀赋，将信息感知、智能决策与精准执行相结合，目标是实现水肥资源利用的最大化。”系统通过部署在田间的多种传感器网络，持续采集土壤、作物及小气候数据，再通过内置的作物生长模型和算法进行智能分析，最终生成并执行个性化的灌溉施肥方案，将传统的“浇地”转变为“浇作物”。
在忻府区高标准农田建设项目区，这种转变的意义更为凸显。项目覆盖的大量耕地中，有相当一部分过去属于“望天收”的旱地。智能灌溉系统的引入，配合完善的水利基础设施，使这些耕地具备了主动应对干旱的能力，稳定了粮食生产基础。
精准落地：数据赋能农业生产变革
智能水肥一体化技术的根本优势，在于其彻底改变了传统农业“肥撒施、水漫灌”的粗放模式，构建起“肥按需、水协同”的精准管理体系。这一转变的核心，是依托“感知-决策-执行”的智能闭环，让实时数据成为驱动农业管理的核心力量。
走进晋中市绿亿农牧业开发有限公司省级设施蔬菜标准化生产示范园的日光温室，会发现这里的西红柿、黄瓜植株都与一套精细的滴灌系统相连。技术人员手持智能终端，轻触屏幕即可查看每个栽培畦的实时土壤墒情分布图。“红色区域代表需水，绿色代表适宜，系统会根据这些颜色提示自动调控不同区域的灌溉。”技术员介绍道。更重要的是，系统能依据作物种类及其所处的开花、坐果、膨大等不同生育阶段，自动调用预设的专家配方，调节水肥供给的配比与频率，实现了真正意义上的“按需供给”。
这种精准管理在应对极端气候时展现出强大优势。洪洞县小麦整建制单产提升项目在实施期间曾遭遇严重春旱。在传统麦田因缺水而生长受阻时，项目区内安装智能灌溉系统的示范田却通过在水肥需求关键期——拔节孕穗期和灌浆期进行数次精准补充灌溉，有效缓解了旱情影响，最终实现了小麦单产的稳步提升。项目对比数据显示，采用智能灌溉技术的地块，在节水高达百分之六十以上的同时，亩产仍有可观增加。
这项技术之所以能实现如此高效的资源利用，离不开其背后一套集成的硬件系统与软件平台。山西农云信息科技有限公司董事长王毅力介绍说：“我们联合打造的‘农夫管家’系统，涵盖了从水源加压过滤、肥液自动混合、管网压力变频调控到田间精准灌溉的完整链条。其中，自动反冲洗过滤器防止了滴头堵塞，恒压变频装置确保了整个管网系统压力稳定、能耗最优，而云平台则负责处理海量数据并下发控制指令。”
因地制宜：科技适配多元农业场景
山西地形复杂多样，山地丘陵广布。智能灌溉技术能否适应千差万别的田间地头，是其能否广泛推广的关键。研发与推广团队始终坚持的原则是：因地制宜，分类施策。
在黄土丘陵沟壑区的交城县西营镇项目，农业生产的自然条件挑战较大：田块零星分散、坡度起伏明显、灌溉水源匮乏。智能灌溉系统在这里的部署方案颇具巧思。工程人员依据地形高程，将地块划分为若干独立灌溉单元，利用山顶修建的蓄水池或压力罐提供势能，采用压力补偿式滴灌管，确保不同海拔田块的出水均匀一致。水源则综合开发利用了收集的雨水、深井水和经过处理的符合农灌标准的回用水。“现在管理山坡上的果园方便多了，手机上操作，水肥就能送到每一棵树下，再也不用肩挑手提了。”当地一位果农如是说。技术的应用，使得过去难以发展灌溉的坡耕地，得以种植经济价值更高的林果作物，有效拓宽了农民的增收渠道。
而在土地规模化经营程度较高的临猗县国家现代农业产业园，挑战则在于如何对集中连片的大面积耕地进行高效且差异化的管理。园区构建了“物联网+云计算”的智慧农业管理系统。在总控中心的大屏幕上，全区数万亩耕地的作物长势、土壤状况、设备运行状态一目了然。系统平台能够整合气象预报、遥感监测、田间传感等多源数据，为不同作物田块制定周期性的水肥管理计划，并自动执行，实现了统一平台下的精细化、个性化管理。
冯悦晨副研究员特别强调：“这项技术带来的不仅是资源的节约，更深层次的是农业生产管理模式的转型升级。它推动生产决策从依赖个人经验，转向依靠客观数据与科学模型，使农事操作更加标准化、可预期。”这一点在设施农业中表现尤为突出。在晋中的蔬菜示范园，通过将智能水肥系统与温室环境（温、光、湿、气）调控系统联动，创造了更契合作物生长需求的全要素环境，显著提升了果蔬的品质与一致性，增强了市场竞争力。
当前正值冬闲时节，但在山西从南到北多个应用了这项技术的项目区，农户和技术服务人员并未完全休息。他们抓紧时间对灌溉管网、过滤设备、控制阀门进行检修维护，为来年春耕做好充分准备。从临猗的广袤麦田，到晋中的现代温室，从洪洞的连片粮田，到交城的丘陵果园，再到忻府的平整高标准农田，智能水肥一体化技术如同一股润物无声的智慧溪流，渗透进多样的农业肌理之中,也为干旱半干旱地区农业的可持续发展，提供了富有启示的山西实践与技术方案。
柳飞