水肥調(diào)配與測(cè)土施肥聯(lián)合技術(shù)在溫室滴灌李子樹上的應(yīng)用

汪可欣，吳 瓊，劉紅波

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與建筑學(xué)院，哈爾濱150030；2.河北工程大學(xué)水電學(xué)院，河北 邯鄲056021；3.河北省邯鄲水文水資源勘測(cè)局，河北邯鄲056021）

“水”與 “肥”是影響作物生長(zhǎng)的最基本的因素，通過它們之間存在的協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)行水肥及植物綜合管理，可有效提高作物生產(chǎn)力和水肥利用率。當(dāng)前保護(hù)地果蔬生產(chǎn)發(fā)展迅速，保護(hù)地灌溉技術(shù)不斷進(jìn)步，與之適應(yīng)的水肥調(diào)控模式一直是學(xué)者們研究的熱點(diǎn)［1－7］。合理的灌溉可以保持果樹正常生長(zhǎng)，促進(jìn)其對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用；科學(xué)的施肥可以提高果樹的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，防止和減少由于施肥不當(dāng)帶來的環(huán)境污染。將測(cè)土施肥技術(shù)與水肥調(diào)配技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，可通過有機(jī)與無機(jī)相結(jié)合，用地與養(yǎng)地相結(jié)合，做到缺素補(bǔ)素，節(jié)水省肥，最大限度地發(fā)揮耕地的增產(chǎn)潛力。這不僅是發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水的需求，同時(shí)也是溫室環(huán)境的要求。因此科學(xué)的將灌水、施肥技術(shù)二者有機(jī)結(jié)合具有十分重要的科學(xué)價(jià)值和生產(chǎn)實(shí)際意義。本文以李子樹為供試作物采用微區(qū)栽培的試驗(yàn)方法，對(duì)溫室滴灌條件下水肥耦合效應(yīng)及測(cè)土施肥節(jié)肥效果進(jìn)行了研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2008～2009年在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院的雙向單坡日光溫室內(nèi)進(jìn)行，該溫室長(zhǎng)45m、寬16m、脊高為3.5m，位于N41°44′，E123°27′，海拔44.7m，覆蓋無滴聚乙烯薄膜，外層覆蓋保溫被，溫室內(nèi)設(shè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。試驗(yàn)區(qū)土質(zhì)為棕壤土，耕作層平均土壤容重為1.53g／cm3，田間持水率為23.17% （占土壤重量）。小區(qū)內(nèi)種植李子樹，所選為晚熟品種黑布朗，行距1m，株距1.5 m，兩畦間留有0.5m寬的過道，便于試驗(yàn)的觀測(cè)記載。供試土壤基本理化性質(zhì)見表1。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physical and chemical properties of tested soil

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)灌水方式采用滴灌，灌水控制下限及施肥濃度分別設(shè)3個(gè)水平，灌水與施肥同時(shí)進(jìn)行，每處理重復(fù)3次，小區(qū)之間鋪設(shè)塑料隔層防止水分和養(yǎng)分的互相滲透。

灌水原則：當(dāng)土壤水分達(dá)到設(shè)計(jì)灌水下限時(shí)開始滴灌，達(dá)到田間持水率即停止灌溉，處理方案見表2。土壤含水率采用土壤水分特征曲線圖進(jìn)行轉(zhuǎn)化，則每次小區(qū)的灌水量為：

式中Q為一次灌水量，m3；θ田持和θ分別為田間持水率和灌水下限 （m3／m3）；H為計(jì)劃濕潤(rùn)層深度（m），取H＝0.5m；R為土壤濕潤(rùn)比，取R＝0.33；A為小區(qū)試驗(yàn)面積。

施肥原則：每次灌水均施加氮肥、磷肥及鉀肥（尿素、磷酸二銨和鉀寶）。在整個(gè)試驗(yàn)的實(shí)施過程中，除灌水量及施肥量不同外，其它農(nóng)業(yè)栽培管理措施相同，每次小區(qū)施肥量按下式計(jì)算：

式中G為一次施肥量，g；Q為一次灌水量，m3，ρ為施肥濃度；M土為土壤肥量；γ為土壤養(yǎng)分系數(shù)；η為肥料利用率（氮為50%，磷為30%，鉀為40%）。

表2 試驗(yàn)處理方案Table 2 Schedule of experimental design scheme

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

土壤水吸力采用張力計(jì)測(cè)定，每5～7d測(cè)定一次土壤水分，測(cè)定深度為0～100cm，灌水2d后加測(cè)1次。土壤肥力各項(xiàng)指標(biāo)均采用土壤農(nóng)化常規(guī)分析法測(cè)定，測(cè)定項(xiàng)目速效氮、磷、鉀和全氮、磷、鉀及有機(jī)質(zhì)、pH值等。定期對(duì)植株生長(zhǎng)進(jìn)行跟蹤調(diào)查，記錄各處理灌水量、施肥量、單果重及單株產(chǎn)量（表3、表4）。

表3 李子樹施肥量 （考慮土壤肥力）Table 3 Fertilization amount of plum tree with soil fertility

表4 李子樹施肥量（未考慮土壤肥力）Table 4 Fertilization amount of plum tree without soil fertility

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理水肥效用對(duì)比

滴灌灌水方式既濕潤(rùn)了土壤、保持了土壤的通氣性能，又不造成土壤水分、養(yǎng)分的深層滲漏，形成適宜的土壤水肥環(huán)境，本試驗(yàn)處理平均節(jié)水17.09%。由表3、表4可知：施肥量因李子樹需水量的不同存在著顯著差異，其中灌水下限為70%田間持水率處理的灌水量分別高于其它兩種處理5.57%和13.53%，而幾種處理施肥量均以施肥濃度為70mg／L時(shí)施肥量最高。該數(shù)據(jù)表明同一水分條件下，施肥量與施肥濃度成正相關(guān)；同一施肥濃度下，施肥量與灌水量呈正相關(guān)。中水處理的灌水量與施肥量均高于高水和低水處理，均體現(xiàn)出適當(dāng)?shù)乃蕳l件有利于李子樹的吸收，中度水分脅迫可促進(jìn)李子樹吸收養(yǎng)分和養(yǎng)分的遷移，合理的灌水可以提高李子樹吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、利用土壤水分的能力。同時(shí)適當(dāng)?shù)氖┓士捎行岣咄寥浪畡?shì)，特別是在低含水率和作物生育中、前期的土壤水時(shí)，使原來一部分對(duì)李子生長(zhǎng)無效的水變的有效，促使其吸收利用更多的土壤水分。但水分過高或過低，均影響水分和肥料的利用率，反而降低二者的有效性。

2.2 不同處理節(jié)肥效果對(duì)比

采用測(cè)土施肥與水肥調(diào)配技術(shù)相結(jié)合確定的施肥量明顯小于僅考慮水肥調(diào)配技術(shù)確定的施肥量。在本試驗(yàn)條件下與單一水肥調(diào)配技術(shù)確定的施肥量相比，相同水分環(huán)境下綜合技術(shù)確定的單株李子樹氮、磷、鉀3種肥料施肥量均可以節(jié)約5%以上，以鉀肥節(jié)約效果最顯著，節(jié)約可達(dá)5.36%～30.19%。肥料節(jié)約量與施肥濃度成正相關(guān)，與灌水下限呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，其中灌水下限為80%田間持水率處理氮、磷、鉀肥平均節(jié)約分別為8.1%，5.76%，15.1%；灌水下限為70%田間持水率處理氮、磷、鉀肥平均節(jié)約分別9.11%，4.42%，11.76%；灌水下限為60%田間持水率處理氮、磷、鉀肥平均節(jié)約10.17%，4.33%，13.07%。以上數(shù)據(jù)顯示在測(cè)土配方施肥條件下，土壤信息已作為配方施肥的計(jì)算參數(shù)參與配方?jīng)Q策，肥料品種、配比、施肥量根據(jù)土壤供肥狀況和作物需肥特點(diǎn)確定，可在保持土壤均衡供肥的前提下降低化肥使用量，提高化肥利用率。此外經(jīng)SPSS獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)（P＝0.14＞0.05），則測(cè)土施肥與直接施肥兩種處理果樹產(chǎn)量無顯著差異，因此測(cè)土施肥可有效的在保證產(chǎn)量的同時(shí)降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本投入，同時(shí)減小化肥對(duì)農(nóng)產(chǎn)品及環(huán)境的污染。

2.3 不同處理對(duì)李子樹產(chǎn)量的影響

作物產(chǎn)量是水肥科學(xué)性和合理性的最好體現(xiàn)，由實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可知，不同水肥處理對(duì)李子的產(chǎn)量影響是不同的。在不同的施肥濃度處理下均以灌水下限為70%田間持水率處理的李子產(chǎn)量最高，在不同的灌水水平處理下施肥濃度為50mg／L的處理的李子產(chǎn)量較高。分別比灌水下限60%田間持水率處理和80%的田間持水率處理增產(chǎn)6.7%～24.2%和3.0%～27.0%，未采用測(cè)土施肥技術(shù)也分別達(dá)到了7.3%～17.1.5%和4.9%～11.3%，其中均以施肥濃度為50mg／L的處理增產(chǎn)幅度大。采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件中的方差分析功能對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，可知其水肥對(duì)李子產(chǎn)量的影響順序?yàn)樗郑‵＝95.69）＞肥料（F＝54.71）＞水肥的交互作用（F＝24.85）。經(jīng)Duncan法與LSD法比較可知：不同施肥濃度處理互相間都具有顯著差異，但不同灌水下限之間，灌水下限為80%和60%兩種處理間的李子產(chǎn)量差異不顯著，其與灌水下限為70%處理的李子產(chǎn)量都有極顯著差異。這說明水肥處理組合對(duì)李子產(chǎn)量的影響不是單因素的效應(yīng)疊加，而是受到水肥效果相互制約。果樹水肥并非多多益善，給予果樹過量施肥，不僅起不到增產(chǎn)作用，反而會(huì)導(dǎo)致許多不良后果。施肥量過大會(huì)增加土壤溶液的濃度，使果樹根系吸收水分及無機(jī)鹽發(fā)生困難，反而不利于果樹的生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而導(dǎo)致低產(chǎn)或不產(chǎn)。而高灌水定額下土壤中通氣空隙減少，不利于根系的發(fā)育，直接影響果實(shí)產(chǎn)量。

通過李子產(chǎn)量和水肥有效性等的綜合分析可知在本試驗(yàn)條件下，灌水下限為70%施肥濃度為50 mg／L的滴灌處理方式增產(chǎn)最大、灌溉水生產(chǎn)效率及肥效最高，是比較理想的水肥調(diào)配處理方式。

3 結(jié) 語

在水資源有限的條件下，設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵是水分和肥料的合理配合。水分和養(yǎng)分是日光溫室果樹生長(zhǎng)的主要管理環(huán)節(jié)，而它們是一對(duì)互補(bǔ)和互相作用的因子，它們既有各自特殊的效果，又互相牽制、相互作用，影響著彼此在作物生長(zhǎng)中發(fā)揮的作用。合適的水分供應(yīng)是促進(jìn)肥料充分發(fā)揮作用的條件；合適的養(yǎng)分也可以從多方面保證水分充分發(fā)揮作用。測(cè)土配方施肥技術(shù)的核心是調(diào)節(jié)和解決作物需肥與土壤供肥之間的矛盾，有針對(duì)性的補(bǔ)充作物所需的營(yíng)養(yǎng)元素，實(shí)現(xiàn)各種養(yǎng)分平衡供應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)條件下各因子對(duì)產(chǎn)量影響的順序?yàn)樗郑痉柿希舅实慕换プ饔?，水肥調(diào)配與測(cè)土施肥聯(lián)合技術(shù)可節(jié)約肥料使用量，且中水中肥處理為該試驗(yàn)的最佳組合。因此，借助水肥耦合協(xié)調(diào)理論研究的成果，在溫室果樹水肥調(diào)配試驗(yàn)實(shí)施中引進(jìn)測(cè)土配方施肥技術(shù)，具有較強(qiáng)的針對(duì)性，可以有效的降低施肥的盲目性，減少因肥料過量造成的水源污染和土壤污染，提高了水肥利用率和土地產(chǎn)出率。推行水肥調(diào)配與測(cè)土施肥聯(lián)合技術(shù)是保護(hù)生態(tài)環(huán)境和發(fā)展精準(zhǔn)集約農(nóng)業(yè)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

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