日光溫室黃瓜優(yōu)化肥灌高效管理技術(shù)

梁新書(shū)韓 瓏王曉卓高軼楠黃 健張振賢高麗紅*

（1中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，設(shè)施蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2北京市優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷服務(wù)站，北京 100101）

日光溫室黃瓜優(yōu)化肥灌高效管理技術(shù)

梁新書(shū)1☆韓 瓏1☆王曉卓1高軼楠1黃 健2張振賢1高麗紅1*

（1中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，設(shè)施蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2北京市優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷服務(wù)站，北京 100101）

以日光溫室早春茬和秋冬茬黃瓜為例，采用優(yōu)化肥灌技術(shù)，與傳統(tǒng)間隔施肥方式相比，不僅減少施肥量，改善黃瓜品質(zhì)，且黃瓜的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和水分利用效率均分別提高了6.1%和8.4%，氮肥偏生產(chǎn)力分別提高了103%和233%。

肥灌技術(shù)也稱肥水一體化滴灌施肥技術(shù)，通過(guò)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)為植物提供水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)程稱之為肥灌（Fertigation），或稱滴灌施肥。即采用自動(dòng)微灌系統(tǒng)在灌水的同時(shí)，按照作物生長(zhǎng)各個(gè)階段對(duì)養(yǎng)分的需要、土壤供肥長(zhǎng)期狀況和氣候條件等準(zhǔn)確地將肥料補(bǔ)加和均勻地施在根系附近，供植物根系直接吸收利用。

肥灌技術(shù)在日本稱之為“養(yǎng)液土耕技術(shù)”，在發(fā)達(dá)國(guó)家已應(yīng)用幾十年。由于該技術(shù)不僅能夠省力省工，而且還可以保證作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，水肥集中在耕層，減少氮肥淋洗，提高水肥利用率，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，因而被認(rèn)為是一項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展的作物水肥管理技術(shù)（高麗紅 等，2012；張振賢 等，2012）。筆者在多年節(jié)水節(jié)肥研究的基礎(chǔ)上，以日光溫室黃瓜為例，研制出了優(yōu)化肥灌技術(shù)，供生產(chǎn)上參考和應(yīng)用。

1 肥灌技術(shù)原理

肥灌技術(shù)主要特點(diǎn)是按照作物不同生育期每日對(duì)水分和養(yǎng)分的需求量供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)液，使?fàn)I養(yǎng)液更多地集中在根圈附近，進(jìn)而使土壤水分、養(yǎng)分分布與作物的根系分布能夠在同一位置，如此不僅保證作物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收，而且可以避免水分和養(yǎng)分向土壤深層滲漏，污染環(huán)境（圖1）。該技術(shù)的水肥管理原則為總量控制、分期調(diào)控、少量多次。

圖1 營(yíng)養(yǎng)液土壤栽培原理（李式軍，2011）

肥灌技術(shù)應(yīng)用所需的設(shè)備與無(wú)土栽培基本相同，由蓄水（實(shí)際是添加水溶性肥的營(yíng)養(yǎng)液）池（或蓄水桶）、加壓水泵、定時(shí)器、水表、滴灌設(shè)備等組成。應(yīng)用者可以先在蓄水池中配制好作物某生育期所需的肥液，然后通過(guò)定時(shí)器（圖2）來(lái)控制水泵通電時(shí)間，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)每日自動(dòng)供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)液（圖3）。

2 日光溫室黃瓜肥灌關(guān)鍵技術(shù)

2.1 施肥量確定 結(jié)合作物目標(biāo)產(chǎn)量和土壤供肥能力，以氮肥推薦為核心，確定一定面積上不同作物整個(gè)生育期內(nèi)所需氮肥推薦量（湯麗玲，2004；何飛飛，2006；郭瑞英，2008；高杰云 等，2014）。

氮肥推薦量=氮素供應(yīng)目標(biāo)值-定植前土壤中的無(wú)機(jī)氮-有機(jī)肥氮素供應(yīng)

①在不清楚土壤無(wú)機(jī)氮和有機(jī)肥養(yǎng)分帶入量的情況，可按定植前土壤中的無(wú)機(jī)氮2～4 kg·（667 m2）-1、有機(jī)肥氮素供應(yīng)量3～4 kg·（667 m2）-1進(jìn)行估算。進(jìn)而得出氮肥推薦量。

氮肥推薦量 = 氮素供應(yīng)目標(biāo)值-（5～8）kg·（667 m2）-1

②如果不清楚定植前土壤無(wú)機(jī)氮，則根據(jù)土壤肥力高低來(lái)估算該值。高：純N 6～8 kg·（667 m2）-1；中：純N 4～6 kg·（667 m2）-1；低：純N 2～4 kg·（667 m2）-1。

日光溫室黃瓜的氮素供應(yīng)目標(biāo)值見(jiàn)表1。

一般選擇的冬春茬氮肥推薦量=（40 - 8 ）kg·（667 m2）-1，即純N 32 kg·（667 m2）-1；秋冬茬氮肥推薦量=（25 - 8） kg·（667 m2）-1，即純N 17 kg·（667 m2）-1。

2.2 肥料種類 滴灌專用的果類蔬菜配方水溶復(fù)合肥種類較多，前期試驗(yàn)表明，氮∶磷∶鉀 為19∶8∶27的水溶復(fù)合肥較適宜黃瓜，因?yàn)樵摲柿系租浥浔扰c黃瓜吸收氮磷鉀的比例較一致。這類肥料不僅適用于滴灌，同時(shí)還可施入磷和鉀等元素，使用方便。也可以用尿素、磷酸二氫銨和硫酸鉀自行配制，但要求所用肥料溶解度高，氮磷鉀比例符合作物需肥規(guī)律。

表1 日光溫室冬春茬和秋冬茬黃瓜目標(biāo)產(chǎn)量及氮素目標(biāo)供應(yīng)值

2.3 操作流程

2.3.1 設(shè)備與安裝 建蓄水池或定制蓄水桶，將定時(shí)器（圖2）與加壓水泵連接，然后將定時(shí)器與供電設(shè)備連接。蓄水池容積根據(jù)栽培面積和每日需要供液最大量估算，一般每667 m2溫室配套4～6 m3蓄水池均可。

2.3.2 整地做畦、施基肥 每茬作物每667 m2施優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥8～10 m3、三元復(fù)合肥（N∶P∶K為15∶15∶15）25 kg作基肥。做臺(tái)式平畦，鋪設(shè)滴灌管，安裝水表、過(guò)濾裝置，然后與加壓水泵連接（圖3）。

圖2 定時(shí)器

圖3 滴灌施肥系統(tǒng)示意圖

2.3.3 定植緩苗期（初花期）管理 定植水及緩苗水灌溉總量為每茬黃瓜初花期灌水量（表2），可灌溉1～2次，每次每667 m2灌溉量最好不超過(guò)30 m3。此時(shí)水中不需要添加肥料。

2.3.4 結(jié)果期管理 黃瓜根瓜坐住后，進(jìn)入初瓜期，可在蓄水池配制營(yíng)養(yǎng)液，借助定時(shí)器與水泵進(jìn)行每日營(yíng)養(yǎng)液滴灌，營(yíng)養(yǎng)液濃度及每日滴灌營(yíng)養(yǎng)液用量見(jiàn)表2。計(jì)算肥料用量（以氮磷鉀復(fù)合肥為例）。

配制營(yíng)養(yǎng)液肥料用量=所需營(yíng)養(yǎng)液濃度×所需配制營(yíng)養(yǎng)液量/肥料含氮量

設(shè)置供水時(shí)間長(zhǎng)短：可設(shè)為每天早晨定時(shí)供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)液，供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短依灌溉面積與水泵功率大小而定，可經(jīng)過(guò)試灌水并結(jié)合水表讀數(shù)確定水泵在一定土地面積上單位時(shí)間的灌水量，進(jìn)而可以按照每日供液量確定每天供液時(shí)間的長(zhǎng)短。也可嘗試在保證每日供液量不變的前提下設(shè)定每日多次供液。

表2 日光溫室冬春茬和秋冬茬黃瓜不同生育期每日需水需肥規(guī)律

3 日光溫室黃瓜肥灌技術(shù)應(yīng)用實(shí)例及效果

為探索肥灌技術(shù)的應(yīng)用效果，分別在早春茬和秋冬茬黃瓜栽培上進(jìn)行了試驗(yàn)。設(shè)計(jì)3種不同的根層施肥方式：① 傳統(tǒng)間隔施肥（CK），在優(yōu)化灌溉量的基礎(chǔ)上，按照菜農(nóng)的經(jīng)驗(yàn)施肥量間隔供應(yīng)；②優(yōu)化間隔施肥（T1），在優(yōu)化灌溉量的基礎(chǔ)上，有機(jī)肥減半，氮肥總量按黃瓜目標(biāo)產(chǎn)量的氮素需求和土壤供氮能力確定；③ 肥灌（T2），在T1處理所確定的不同生育期水肥供應(yīng)總量的基礎(chǔ)上，按照黃瓜需水需肥規(guī)律每天供給。3種施肥方式的灌水施肥量見(jiàn)表3。

研究結(jié)果表明（表4）：相比于傳統(tǒng)間隔施肥方式，采用肥灌方式，盡管減少了施肥量，仍可以在改善黃瓜果實(shí)品質(zhì)的同時(shí)，早春茬和秋冬茬的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和水分利用效率均分別提高了6.1%和8.4%，氮肥偏生產(chǎn)力分別提高了103%和233%；在水肥供應(yīng)量相同而供應(yīng)方式不同條件下，肥灌方式與優(yōu)化間隔施肥方式相比，不僅可以保證黃瓜果實(shí)良好品質(zhì)，并且早春茬和秋冬茬經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和水分利用效率均分別提高了6.2%和8.3%，氮肥偏生產(chǎn)力分別提高了55%和75% （Liang et al.，2014）。所以，肥灌技術(shù)可以作為一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)設(shè)施黃瓜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效的水肥管理技術(shù)，可為其他蔬菜應(yīng)用實(shí)踐提供參考。

表3 日光溫室早春茬和秋冬茬黃瓜不同施肥方式的水肥施用量

表4 不同施肥方式對(duì)日光溫室黃瓜產(chǎn)量、灌溉水利用率、氮肥偏生產(chǎn)力和果實(shí)品質(zhì)的影響

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☆兩作者對(duì)本文具同等貢獻(xiàn)。

梁新書(shū)，男，專業(yè)方向：蔬菜學(xué)，E-mail：liangxinshu512@163.com

韓瓏，女，專業(yè)方向：蔬菜學(xué)，E-mail：hanlonghello2008@163.com

*通訊作者：高麗紅，女，教授，博士生導(dǎo)師，專業(yè)方向：設(shè)施菜田退化土壤生物修復(fù)與水肥高效利用，E-mail：gaolh@cau.edu.cn

2014-04-26；接受日期：2014-05-20

北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目（D131100000713001），現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京市果類蔬菜創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目