設(shè)施草莓滴灌施肥田間工程設(shè)計(jì)及技術(shù)要點(diǎn)

周浩 陳斌 丁華萍 錢鈞 仲崇平 吉訓(xùn)鳳 沙捷亞

灌溉施肥技術(shù)具有節(jié)水節(jié)肥、保護(hù)環(huán)境、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)[1]，廣泛應(yīng)用于設(shè)施園藝生產(chǎn)。草莓是江蘇海安縣冬春季主要水果作物，主要采用棚式、壟式栽培結(jié)合微噴灌技術(shù)。壓差式施肥罐、微噴灌系統(tǒng)具有灌溉速度快、用工少、成本低等優(yōu)點(diǎn)，深受當(dāng)?shù)胤N植大戶喜愛，但存在易產(chǎn)生田間積水和肥液濃度不均衡等缺點(diǎn)。目前，與草莓栽培配套的滴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇、工程安裝方面的研究較為簡單，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)指導(dǎo)意義不大[2～5]。2013年，浙江海安縣農(nóng)林技術(shù)服務(wù)推廣公司以設(shè)施草莓水肥一體化田間試驗(yàn)為依托，在大公鎮(zhèn)姜橋村崔益俊設(shè)施草莓園進(jìn)行施肥器的篩選、田間管路的布設(shè)及實(shí)際操作試驗(yàn)，旨在為基層農(nóng)技人員提供生產(chǎn)指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)裝置及控制方法

滴灌系統(tǒng)由首部樞紐和田間管路組成。首部樞紐包括水泵、施肥裝置、過濾器、控制裝置（閥門）、測(cè)量裝置（水表、壓力表）和保護(hù)裝置（單向閥）等（圖1）。田間管路包括滴灌帶和控制裝置等。系統(tǒng)采用手動(dòng)控制的操作方法，未安裝自動(dòng)化設(shè)備，水泵、閥門的啟閉等操作均由人工完成，滿足試驗(yàn)分區(qū)、分期精確定量灌溉施肥的要求。

圖1 首部樞紐工程設(shè)計(jì)

2 關(guān)鍵設(shè)備的選型及安裝

2.1 施肥器的選擇與安裝

目前常見施肥器有壓差式施肥罐、文丘里施肥器、水力驅(qū)動(dòng)比例式施肥泵[6]，其中，壓差式施肥罐屬總量控制施肥，作業(yè)時(shí)肥液濃度不斷降低，難以實(shí)現(xiàn)精量控制。文丘里施肥器對(duì)工作壓力要求高，首部工作壓力較小時(shí)，易出現(xiàn)不吸肥甚至倒吸現(xiàn)象[1]。水力驅(qū)動(dòng)比例式施肥泵施肥精度高、穩(wěn)定、易控制[7]，適于精確施肥。本試驗(yàn)選用以色列產(chǎn)MixRite 2504自動(dòng)比例式施肥泵，屬水力驅(qū)動(dòng)比例式施肥器，其工作原理是在水力驅(qū)動(dòng)下，直接從肥料容器中提取所需肥液，同時(shí)在比例泵腔體內(nèi)混合，為植物生長提供合適比例的養(yǎng)分，該施肥器核定比例0.4%～4%，可按照試驗(yàn)要求調(diào)控施肥濃度。施肥泵前后均安裝過濾器，攔截自來水及肥液中的雜質(zhì)，防止堵塞滴孔。

2.2 水源的選擇及計(jì)量控制

試驗(yàn)地緊靠居民區(qū)，考慮取水便利及水質(zhì)等因素，選擇自來水作水源，采用DN15 PPR管與自來水管路連接。用DN15旋翼式水表控制灌水量。因試驗(yàn)地地處自來水管網(wǎng)末梢，水壓不穩(wěn)，綜合分析滴孔工作流量、工作壓力及施肥、過濾設(shè)備的水頭損失等因素，選擇揚(yáng)程10 m、流量720 L/h的水泵，在水壓較低時(shí)段進(jìn)行加壓。配套使用量程0～0.6 MPa的壓力表（施肥泵正常工作水壓為0.02～0.6 MPa），監(jiān)測(cè)管網(wǎng)水壓，防止水壓過大導(dǎo)致滴灌帶爆裂。安裝DN15單向閥，防止肥液反向流動(dòng)污染水源。

實(shí)際生產(chǎn)過程中，建議以河水、井水等為水源，配套水池或水箱蓄水，充分保證水壓穩(wěn)定，有條件的可安裝減壓閥、電接點(diǎn)壓力表等控制水壓，也可配套安裝恒壓變頻器穩(wěn)定水壓。

2.3 滴灌帶的選擇及分區(qū)控制

試驗(yàn)地土壤類型為潴育型水稻土，質(zhì)地重壤土，參考重壤土的土壤水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律[8]，選擇與比例式施肥泵匹配的內(nèi)鑲貼片式滴灌帶，管徑16 mm、單孔流量2.7 L/h、滴頭間距20 cm、壁厚0.3 mm。試驗(yàn)采用三膜覆蓋、壟式栽培方式，每壟雙行，滴灌帶鋪設(shè)在2行草莓之間，采用滴灌帶旁通閥將每條滴灌帶分別與支管連接，分區(qū)啟閉閥門，分別滴灌施肥。

3 技術(shù)要點(diǎn)

3.1 施肥比例調(diào)試

根據(jù)試驗(yàn)所需的水量及施肥量等確定施肥比例（即吸入肥液與入水口水量的比值），上下轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)施肥泵上的刻度達(dá)到預(yù)設(shè)值。初次使用時(shí)，盛一定體積的清水于容器內(nèi)，并設(shè)定不同施肥比例，通過水表讀取入水口水量，數(shù)次校核施肥泵比例。施肥泵啟動(dòng)之初，需要按下頂部的排氣閥進(jìn)行排氣，直到有少量水從排氣閥溢出，再迅速關(guān)上排氣閥。

3.2 輸水壓力調(diào)控

系統(tǒng)運(yùn)行之初，觀察壓力表，把水壓控制在0.10～0.15 MPa（此滴灌帶最大工作壓力為0.15 MPa）。如無壓力表，觀察滴灌帶，若滴灌帶近似圓形，水聲不大，則壓力合適；若滴灌帶繃得太緊，水聲過大，說明壓力偏大，調(diào)整閥門，或開啟田間水龍頭泄壓。

3.3 灌水量的調(diào)控

根據(jù)草莓肥水需求規(guī)律、栽培方式、滴灌施肥的特點(diǎn)等，確定全生育期灌水定額、施肥總量及各生育期施肥比例。實(shí)際操作時(shí)，還需綜合考慮日照、降水量、溫濕度、苗情等，確定每次灌水量。實(shí)踐證明，草莓定植醒棵前，每天滴灌以不產(chǎn)生田間徑流為原則，保證草莓正常活棵。草莓正常生長后，用水量減少。本試驗(yàn)條件下，草莓全生育期滴灌水量為2 175 m3/hm2，其中醒棵前每次90 m3/hm2，前期每次70.5 m3/hm2，中后期每次 48 m3/hm2。

3.4 肥料種類的選擇

適合滴灌施肥的肥料需要滿足溶解度高、雜質(zhì)含量低、不會(huì)引起灌溉水pH值劇烈變化、對(duì)灌溉系統(tǒng)腐蝕性小及多種肥料溶解混合后不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀等要求[9]。本試驗(yàn)以研究草莓氮、磷、鉀肥適宜用量為目的，使用的都為化學(xué)肥料，主要有尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、硫酸鋅等。

3.5 其他

定期清洗施肥泵內(nèi)零件，檢查記錄活塞及密封圈。定期打開過濾器排污，清洗濾網(wǎng)。冬季大棚外的管道需埋于凍土層以下或進(jìn)行保溫處理，防止凍壞水管，且每次灌溉施肥后，放空管中余水，避免結(jié)凍。

[1]李敬德，劉雪峰.設(shè)施農(nóng)業(yè)微灌施肥系統(tǒng)選型配套研究[J].北京水務(wù)，2011（1）：34-37.

[2]王健，張建青.設(shè)施草莓滴灌施肥技術(shù)的效果研究[J].中國土壤與肥料，2008（1）：78-79.

[3]黃玲娟.草莓種植大戶高產(chǎn)栽培經(jīng)驗(yàn)總結(jié)[J].上海農(nóng)業(yè)科技，2002（5）：51-52.

[4]陳素娟，陳國元，袁衛(wèi)明，等.大棚草莓膜下滴灌栽培技術(shù)規(guī)范[J].北方園藝，2013（16）：50-52.

[5]袁云，范寶光，王紅梅，等.設(shè)施草莓栽培技術(shù)[J].中國農(nóng)業(yè)信息，2014（19）：38-39.

[6]韓啟彪，吳文勇，劉洪祿，等.三種水力驅(qū)動(dòng)比例式施肥泵吸肥性能試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26（2）：43-47.

[7]李久生，張建君，薛克宗.滴灌施肥灌溉原理與應(yīng)用[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2003.

[8]劉大江，馬玉祥，段曉研，等.大田滴灌工程設(shè)計(jì)主要參數(shù)選擇[J].甘肅農(nóng)業(yè)，2006（4）：113.

[9]趙靜峰，李艷霞，權(quán)明偉.水肥一體化應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)剖析[J].科技向?qū)В?012（8）：308.