水肥一體化技術在鮮食葡萄上的應用

李艷紅，石德楊，許玉良，李凡華，王奎良*

(1.煙臺市農(nóng)業(yè)技術推廣中心土肥站，山東煙臺 264000；2.煙臺市農(nóng)業(yè)科學研究院；3.招遠市農(nóng)業(yè)技術推廣中心；4.龍口市農(nóng)業(yè)技術推廣中心)

煙臺市光照充足、氣候溫和，是中國鮮食葡萄的重要生產(chǎn)基地，近年來葡萄產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，生產(chǎn)效益相應提高，但生產(chǎn)中盲目追求產(chǎn)量，過量施肥，偏施氮肥，養(yǎng)分利用效率不高，不合理灌溉等現(xiàn)象普遍存在，造成水分和肥料的大量浪費，葡萄產(chǎn)量降低和品質(zhì)下降，同時也導致土壤退化及農(nóng)業(yè)面源污染等生態(tài)環(huán)境問題。煙臺市葡萄產(chǎn)區(qū)多屬于丘陵區(qū)，水資源嚴重短缺，因此發(fā)展節(jié)水、節(jié)肥、高效的葡萄園肥水管理模式已經(jīng)成為緩解水資源供需矛盾的必要途徑。

水肥一體化技術，是借助壓力系統(tǒng)或地形落差，將可溶性固體或液體肥料，按照土壤養(yǎng)分含量和作物需肥規(guī)律配兌成肥液，隨灌溉水一起通過管道系統(tǒng)并順著滴頭均勻、緩慢地浸潤作物根系區(qū)域，將傳統(tǒng)的澆地變?yōu)闈沧魑铮怪饕低寥朗冀K保持疏松和適宜的含水量。與傳統(tǒng)的肥料撒施方式及大水漫灌或噴灌灌溉方式相比，水肥一體化技術具有提高水肥資源利用率、減少資源浪費、節(jié)省勞動力及減少面源污染、提高效益等優(yōu)點。Klein等[1]報道，果園采用水肥一體化技術可以節(jié)省氮肥約30%。黃麗華等[2]指出，應用水肥一體化技術可以使梨樹單位產(chǎn)量的總氮流失量較常規(guī)施肥減少45.2%～56.4%。另有研究表明，水肥一體化技術可在提高養(yǎng)分利用效率的同時明顯提高作物產(chǎn)量[3,4]。前人研究表明水肥一體化可以使香蕉增產(chǎn)15.6%[5]，甘蔗增產(chǎn)35%[6]。路永莉等[7]研究報道，肥料用量減少50%進行滴灌施肥可使陜西渭北旱原區(qū)蘋果增產(chǎn)13.0%。目前以色列有90%的灌溉區(qū)域運用水肥一體化技術，中國只有8%的灌溉面積應用水肥一體化技術[8]。水肥一體化技術在中國有很大的發(fā)展空間。從已有研究結(jié)果看，水肥一體化對葡萄生長、發(fā)育及增產(chǎn)等方面具有良好的調(diào)控和促進作用，可顯著提高葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)，且能改善目前農(nóng)村勞動力缺乏、水資源短缺和肥料利用率低的現(xiàn)狀。筆者總結(jié)了葡萄園應用水肥一體化技術效果，供生產(chǎn)者參考借鑒。

1 園區(qū)概況

2017～2018年在煙臺市大戶莊園農(nóng)林專業(yè)合作社葡萄園進行水肥一體化施肥灌溉，園區(qū)棕壤土，栽植品種為摩爾多瓦，樹齡5年，栽植株行距2m×3m，樹勢基本一致，每666.7m2產(chǎn)量1500kg左右。秋季施肥前取0～40cm土樣化驗，全氮含量0.49g/kg，速效磷含量33.8mg/kg，速效鉀含量40mg/kg，有機質(zhì)含量8.7g/kg，pH值4.8。水肥一體化設備系統(tǒng)(圖1)包括首部樞紐(水源、逆止閥、壓力表、施肥器和過濾器)(圖2)和輸配水管網(wǎng)(干管、支管、毛管)(圖3)。

圖1 水肥一體化設備系統(tǒng)示意圖

圖2 水肥一體化設備首部樞紐

圖3 水肥一體化設備輸配水管網(wǎng)

2 肥料選擇

肥料要具備水溶性、全營養(yǎng)性和鹽分指數(shù)低等特性，且混溶的肥料間不發(fā)生化學反應產(chǎn)生沉淀。氮肥有硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和酰胺態(tài)氮，優(yōu)先選擇硝酸鉀、硝酸鈣，或與少量尿素配成母液使用。因為長期使用銨態(tài)氮，在硝化過程中會產(chǎn)生氫離子，土壤有酸化的風險。磷肥選擇工業(yè)級和食品級磷酸一銨、磷酸二銨、磷酸二氫鉀和磷酸，溶解度都很好，聚磷酸銨是很好的管道肥料。鉀肥選擇硝酸鉀、氯化鉀、磷酸二氫鉀，氯化鉀要用白色粉狀的。鈣鎂肥常用硝酸鈣、氯化鈣，氯化鎂、硝酸鎂、六水硫酸鎂、硫酸鉀鎂。微量元素硼和鉬，用可溶性的硼酸、硼砂、鉬酸銨、鉬酸等，以陽離子存在的微量元素(鐵、鋅、銅、錳)在灌溉施肥中常用螯合態(tài)的。

3 施肥方案

3.1 土壤施肥

葡萄采收后落葉前施入基肥1次，以有機肥為主。每666.7m2施商品有機肥500kg、純氮4.8kg、五氧化二磷3.0kg、氧化鉀4.4kg，可選用三元復合肥(15-15-15)30kg，灌水30m3。缺少微肥的地塊，可每666.7m2基施硫酸鋅1～1.5kg、硼砂0.5～1.0kg，生石灰60～100kg或50～100kg硅鈣鎂肥。開花前后每666.7m2分兩次補施10～20kg硝酸鈣，單獨使用，不與其他肥料混施，條溝施入，深40cm左右，施肥時將肥料與土充分混合，然后填入施肥溝內(nèi)，隔年在葡萄樹的另一面開溝施肥。施肥后及時澆水，充分發(fā)揮肥效(表1)。

3.2 管道施肥

水肥一體化灌溉施肥9次，每666.7m2施純氮、五氧化二磷、氧化鉀分別為12.6kg、6.8kg、16.5kg，灌水100m3，選用尿素(氮含量46%)、工業(yè)級磷酸一銨(氮12%、五氧化二磷61%)、硝酸鉀(氮13%、氧化鉀46%)(表1)。前期需要高氮低磷中鉀肥料，建議施用17-10-18配方肥；著色期需要高鉀低磷中氮型肥料，可選用高鉀配方15-5-30或16-8-34水溶性肥料。

4 水肥一體化效果

根據(jù)試驗調(diào)查結(jié)果，水肥一體化技術在鮮食葡萄上的效果可概括為“三節(jié)、兩增、兩改”?！叭?jié)”即節(jié)省水量、節(jié)省肥料、節(jié)省用工，“兩增”即增加產(chǎn)量、增加收入。“兩改”即改善品質(zhì)、改善生態(tài)環(huán)境。與常規(guī)施肥管理相比，水肥一體化澆水一般是常規(guī)澆水次數(shù)的2～3倍，但流量小，平均每666.7m2節(jié)水50m3，節(jié)省30%～50%；節(jié)肥30kg，節(jié)省30%～50%。同時節(jié)省大量人工，減輕了勞動強度，平均每666.7m2省工15～20個。每666.7m2產(chǎn)量增加160kg，按照每千克8元計算，增加收入1280元。

表1 666.7m2葡萄園水肥一體化實施方案

注：表中數(shù)據(jù)為全年施肥灌水總量，包括休眠期土壤施肥1次和管道施肥9次。

5 注意事項

施肥器和水源之間一定安裝逆止閥，防止肥液流進水源。施肥器一定裝在水源和過濾器之間，肥料先經(jīng)過過濾器再進入灌溉管道，使未溶解的化肥和其他雜質(zhì)被清除掉，以免堵塞管道。每666.7m2每次管道灌水定額不要超過20m3，可通過增加灌溉次數(shù)解決水量問題，要根據(jù)滴頭間距、毛管長度、滴頭流量計算單位時間內(nèi)的出水量(每小時出水量=毛管長度/間距×滴頭流量)，從而確定灌水時間。微灌施肥時，先滴清水20～30分鐘，等管道充滿水后再施肥，施肥結(jié)束后立刻滴清水20分鐘左右，將管道中殘留的肥液全部排出，防止設備被腐蝕和產(chǎn)生沉淀。一般滴灌5次左右，需放開滴灌管末端堵頭沖洗管道內(nèi)雜質(zhì)。