浙貝肥水一體化施肥與土壤環(huán)境智能監(jiān)測(cè)試驗(yàn)初報(bào)

王嘉 程崔迪 陳紅方 許明君

摘 要：基于土壤環(huán)境智能監(jiān)測(cè)的肥水一體化技術(shù)應(yīng)用于浙貝藥材栽培試驗(yàn)，結(jié)果表明：浙貝追肥肥水一體施肥法對(duì)后期生長(zhǎng)發(fā)育有一定促進(jìn)作用，能延枯增產(chǎn)10.6%;肥水一體化具有減肥節(jié)本增收的效果，每畝比常規(guī)施肥凈增收入538元;供試土壤含水量在21～30%動(dòng)態(tài)變化范圍為肥水開(kāi)始滴管與停止滴管的主要依據(jù)。

關(guān)鍵詞：浙貝;肥水一體;智能監(jiān)測(cè);效果

浙貝母是百合科多年生藥用植物，具有止咳化痰、清熱潤(rùn)肺之功效，是浙江省著名的中藥材，已有300多年的人工栽培歷史。

浙貝母是比較耐肥性作物，在傳統(tǒng)栽培方式中常常過(guò)量施肥或施肥不當(dāng)引起浙貝肥害，不但增加生產(chǎn)成本，且導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染。因此，為改進(jìn)浙貝施肥方法，嘗試肥水一體化的先進(jìn)施肥技術(shù)，將可溶性肥料溶解于水，形成稀釋肥液，結(jié)合土壤肥力狀況和浙貝需肥特性，通過(guò)滴灌系統(tǒng)適時(shí)適量補(bǔ)充浙貝營(yíng)養(yǎng)，滿足浙貝營(yíng)養(yǎng)需求，提高施肥效應(yīng)，減輕肥料面源污染。為此開(kāi)展了本試驗(yàn)研究，現(xiàn)將結(jié)果初報(bào)如下。

一、材料與方法

試驗(yàn)設(shè)于寧波天宮現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地，其農(nóng)業(yè)設(shè)施與試驗(yàn)控制條件較好，有完備的滴灌系統(tǒng)。設(shè)施大棚前茬為番茄，面積240平米，小區(qū)面積22平米;供試土壤有機(jī)質(zhì)含量5.16%，全氮0.324%，速效磷174mg/kg ，速效鉀820mg/kg 。浙貝于11月10日下種。根據(jù)浙貝需肥特性，處理與對(duì)照區(qū)基肥施用相同，即浙貝下種前畝施入顆粒有機(jī)肥600公斤，復(fù)合肥40kg（N-P2O5-K2O=15-15-15），肥料與土翻耕混合。下種后覆雙色膜保墑除草，待出苗時(shí)揭膜。

處理區(qū)：為肥水一體化施肥處理，釆用肥水一體化滴灌裝置，滴灌輔于畦面，滴孔距離30cm，浙貝種植縱向排列與滴灌并行，可溶性肥料經(jīng)過(guò)與水混溶后通過(guò)滴灌補(bǔ)給土壤養(yǎng)分;

追肥：釆用諾普豐優(yōu)質(zhì)水溶性肥料（氮-磷-鉀N-P2O5-K2O=19-19-19），肥水濃度800倍，在苗期增施少量尿素（4公斤/畝），補(bǔ)充氮素促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，花后期增施少量硫酸鉀肥（4公斤/畝），滿足浙貝鱗莖膨大需求。施肥時(shí)間根據(jù)浙貝生育特性和土壤含水量變化確定肥料滴施時(shí)間，整個(gè)生育期肥水一化共滴施8次，合計(jì)追肥畝施N：5.81kg，P2O5：3.97kg，K2O：5.97kg;

對(duì)照區(qū)：不設(shè)滴灌，施肥按生產(chǎn)上常規(guī)條狀撒施。施追肥3次，分別在齊苗期、現(xiàn)蕾期、摘花后十天左右（約3月底）施入，三次畝施復(fù)合肥料分別為20kg、12.5kg、12.5kg，均以條狀撒施，合計(jì)畝施追肥：N：6.75kg，P2O5：6.75kg，k2O：6.75kg。

土壤水分動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)：土壤含水量智能監(jiān)測(cè)是實(shí)施肥水一體化施肥的重要手段，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)智能感知大棚環(huán)境（土壤溫、濕度，大棚空氣溫、濕度，光照）的動(dòng)態(tài)變化，尤其是土壤含水量是確定適時(shí)肥水滴灌的重要條件。試驗(yàn)釆用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司生產(chǎn)的物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。土壤含水量傳感器置于試驗(yàn)小區(qū)土壤深度8-10cm處，每隔30分鐘自動(dòng)監(jiān)測(cè)記錄一次數(shù)據(jù)，并保存數(shù)據(jù)記錄，試驗(yàn)視表土狀況與含水量測(cè)定值結(jié)合浙貝需肥特性確定肥水供給時(shí)間。同時(shí)獲得大棚與土壤的溫、濕度及光照等環(huán)境動(dòng)態(tài)變化。

二、結(jié)果與分析

1.肥水一體化施肥對(duì)浙貝生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響

浙貝出苗后隨著溫度回升，生長(zhǎng)發(fā)育加快。從表1可知，采用肥水一體化施肥的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)速度略快于常規(guī)施肥，提前1-2天進(jìn)入生殖生長(zhǎng)，植株高度比對(duì)照高約7-8厘米。到生長(zhǎng)后期，肥水一體化施肥比對(duì)照延遲枯萎3天左右。浙貝打頂摘花后是地下鱗莖膨大的關(guān)鍵時(shí)期，延遲枯萎有利于提高產(chǎn)量，試驗(yàn)表明肥水一體化施肥比常規(guī)施肥增產(chǎn)10.6%。

從生長(zhǎng)性狀與產(chǎn)量來(lái)看，采用肥水一體化供肥，能把養(yǎng)分通過(guò)滴灌輸入植株根部，創(chuàng)造浙貝良好的根部營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，促進(jìn)浙貝生長(zhǎng)發(fā)育，增強(qiáng)光合作用與光合產(chǎn)物的積累，達(dá)到延緩衰老增加產(chǎn)量。

2.肥水適時(shí)補(bǔ)給的土壤適宜含水量

由圖1可見(jiàn)，浙貝出苗初期生長(zhǎng)主要依靠母鱗莖提供營(yíng)養(yǎng)促進(jìn)莖葉生長(zhǎng)，對(duì)土壤環(huán)境表現(xiàn)不明顯，到生長(zhǎng)進(jìn)入旺盛期至臨枯萎期時(shí)，土壤肥水環(huán)境對(duì)浙貝鱗莖發(fā)育膨大與植株枯萎期影響較大，土壤水分狀況是實(shí)施肥水補(bǔ)給的重要因素之一，如圖1所示，土壤溫度下午3：30左右時(shí)呈現(xiàn)高峰，夜間2時(shí)左右達(dá)到底谷，溫度變幅在17-28oC 之間。土壤濕度視肥水補(bǔ)給而變化，在表土約5cm左右發(fā)白，土壤含水量接近20-22%時(shí)，土壤開(kāi)始處于缺水狀態(tài)，需及時(shí)進(jìn)行肥水滴灌以創(chuàng)造浙貝適宜的土壤肥水環(huán)境，待土壤含水量達(dá)到30%左右時(shí)，根部土壤已較潮濕可停止補(bǔ)給。因此，土壤含水量的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)為作物的適時(shí)與適量灌水提供了科學(xué)依據(jù)。

3.肥水一體化的減量施肥效果

肥水一體化的減量施肥，采用濃度0.12%（800-1000倍）的肥液通過(guò)滴管糸統(tǒng)緩慢滲入浙貝根部土壤。根據(jù)浙貝營(yíng)養(yǎng)特性，苗期適量增施了氮肥后期適宜補(bǔ)施了鉀肥，并視土壤濕度適時(shí)控制肥水用量，以防止養(yǎng)分的流失與揮發(fā)，提高肥料利用率。在浙貝生長(zhǎng)期肥水一體化滴灌八次，每次肥液用量折畝施900-1100公斤，在土壤含水量接近22%時(shí)開(kāi)始滴灌，至土壤含水量臨近30%時(shí)停滴。肥水一體化與對(duì)照施肥情況見(jiàn)表2，可見(jiàn)肥水一體化比常規(guī)施肥用量顯然減少，氮磷鉀養(yǎng)分分別減施14%、41%、12%，同樣可看出常規(guī)施肥磷素養(yǎng)分過(guò)量，易隨雨水流入河塘引起富營(yíng)養(yǎng)化，因此肥水一體化具有減肥環(huán)保效果。

肥水一體化效益分析，從表3.4可知，在基肥施用相同情況下，追肥采用肥水一體的總施肥成本雖然畝增47元，但結(jié)果畝增產(chǎn)浙貝42.5公斤，畝增凈收入538元，增幅10.6%。從施肥效率來(lái)看，人工常規(guī)條施法一般一人日施2畝左右，而一體化施肥只要滴管面積大，一人至少能管理施用15-50畝，效率可大幅提高。

三、結(jié)語(yǔ)

肥水一體化是集節(jié)水、節(jié)肥、環(huán)保、增效于一體的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)施肥技術(shù)，尤其在農(nóng)業(yè)設(shè)施完備水資源缺乏的茄科類蔬、瓜、果等更有應(yīng)用意義。

土壤濕度智能監(jiān)測(cè)的傳感器應(yīng)置于作物根糸的密集區(qū)域與深度，能反映作物根部的土壤濕度環(huán)境，初次滴施時(shí)間可根據(jù)理論監(jiān)測(cè)與田間觀察相結(jié)合獲得適宜肥水一體滴管時(shí)間。

肥料選擇上應(yīng)考慮養(yǎng)分含量與水溶性及成本，進(jìn)口液態(tài)肥料因價(jià)格高適宜于高檔經(jīng)濟(jì)作物上應(yīng)用，大眾蔬菜作物應(yīng)考慮液肥成本及相混肥料溶解后不能產(chǎn)生沉淀，肥液隨混即用。

通訊作者：崔迪（1985-）女，浙江寧波人，工學(xué)博士，講師，從事智能信息處理研究。

基金資助項(xiàng)目：

國(guó)家科技部星火計(jì)劃項(xiàng)目（2015GA701030）;

國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（201811058014）;

寧波市科技局農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目（2017C10049）;

寧波工程學(xué)院奉化研究院自然科學(xué)基金（FHI-018105）