徐聞縣香蕉水肥一體化應(yīng)用及效果調(diào)查

蔣亭亭　呂名禮　吳竹　方惠　張冬菊　何華成　張中華

摘 要 在香蕉生產(chǎn)中，水肥管理至關(guān)重要，針對(duì)徐聞縣“十年九旱”的問(wèn)題，探索最適合當(dāng)?shù)叵憬渡L(zhǎng)的水肥一體化模式具有重要意義。通過(guò)調(diào)查，滴灌帶與微噴都能夠起到節(jié)水增效的作用，但微噴帶用水量大、肥料浪費(fèi)嚴(yán)重，易發(fā)生病蟲(chóng)害等缺點(diǎn)明顯，而滴灌水肥一體化技術(shù)是目前比較成熟且效果最好的，具有節(jié)水、增效、優(yōu)質(zhì)、增產(chǎn)的使用效果，適合大規(guī)模推廣。

關(guān)鍵詞 香蕉;滴灌帶;微噴帶;水肥一體化

中圖分類(lèi)號(hào)：S435.11 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.21.009

香蕉（Musa nana Lour.）屬于芭蕉科芭蕉屬[1]，廣泛栽培在熱帶地區(qū)，含有大量的蛋白質(zhì)、糖、維生素以及膳食纖維，其果肉香甜且熱量低，具有補(bǔ)充能量、清熱解毒、舒緩壓力和緩解便秘的功效[2]。

香蕉、柑橘、蘋(píng)果和葡萄是世界上產(chǎn)量最高的四大水果，占總水果產(chǎn)量的60%左右[3]。香蕉在全世界種植面積僅次于椰子和葡萄，但是其產(chǎn)量是最高的。香蕉喜歡濕潤(rùn)高溫的生長(zhǎng)環(huán)境，主要產(chǎn)區(qū)為東南亞熱帶國(guó)家[4]。近20年來(lái)，我國(guó)香蕉種植面積逐年擴(kuò)大，產(chǎn)量和種植面積均居我國(guó)水果生產(chǎn)總量的第4位，已經(jīng)成為我國(guó)四大主要水果之一[5]，其主要種植區(qū)域分布在廣東、廣西、云南、海南和福建5個(gè)產(chǎn)區(qū)（表1）。香蕉品種繁多，其中香牙蕉、大蕉、貢蕉、龍牙蕉及粉蕉是我國(guó)目前種植的主要品種[6-7]。

廣東省是我國(guó)香蕉生產(chǎn)和出口的主要省份，種植面積最大，產(chǎn)量最高[8]。廣東省主要香蕉產(chǎn)地位于珠三角地區(qū)、雷州半島和粵西地區(qū)[9]。廣東省徐聞縣位于雷州半島，屬于典型的熱帶季風(fēng)性氣候，全年光照足，雨量充沛，年降水量達(dá)到1 300 mm以上，水熱資源極其豐富，非常適合香蕉的種植。徐聞縣土壤類(lèi)型為磚紅壤，是由火山噴發(fā)噴溢物火山紅泥覆蓋冷卻形成的，以玄武巖為主，礦質(zhì)元素含量高，有機(jī)質(zhì)豐富，適合香蕉生長(zhǎng)。由于香蕉的生長(zhǎng)特性，莖葉龐大且根系分布淺，水分蒸發(fā)快，整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育期需要多次施肥灌溉，因此水肥管理很大程度上成為了香蕉品質(zhì)與產(chǎn)量的決定性因素。

徐聞縣受到季風(fēng)性氣候影響，雨季和旱季交替明顯，季節(jié)性干旱明顯，降雨量分布不均（如圖1），10月到次年5月為旱季，干旱持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)[10]，再加上當(dāng)?shù)赝寥赖貏?shì)高，土質(zhì)疏松不易保水，導(dǎo)致當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)“十年九旱”的狀況，小旱年年有，中旱3～4年發(fā)生一次[11]，水分的供應(yīng)嚴(yán)重影響了香蕉的產(chǎn)量和品質(zhì)。另一方面受到當(dāng)?shù)胤N植技術(shù)的限制，香蕉水肥一體化還沒(méi)有得到普遍應(yīng)用，選擇水肥一體化的用戶(hù)也沒(méi)有充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。因此，針對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件以及土壤狀況，根據(jù)香蕉的水肥需求規(guī)律，探索最適合當(dāng)?shù)叵憬渡L(zhǎng)的水肥一體化模式具有重要的意義，也是解決季節(jié)性干旱，提高香蕉產(chǎn)量和品質(zhì)的重要手段。為此，在徐聞縣進(jìn)行了香蕉水肥一體化灌溉模式的調(diào)研，進(jìn)一步研究香蕉的需水需肥制度以及最適合當(dāng)?shù)氐墓喔饶Ｊ健?/p>

1 香蕉的需水特性

香蕉是典型的大水大肥作物，一年內(nèi)要施肥灌溉多次。香蕉的葉片寬大肥厚，光合作用與蒸騰作用過(guò)快，導(dǎo)致植株的蒸騰量大于土壤水分的吸收量，造成水分供不應(yīng)求的現(xiàn)象，進(jìn)而造成水分脅迫，影響香蕉的正常生長(zhǎng)發(fā)育。以徐聞縣為例，徐聞縣位于雷州半島上，雨量充沛，農(nóng)戶(hù)普遍認(rèn)為當(dāng)?shù)夭⒉蝗彼?，僅靠當(dāng)?shù)亟涤炅烤湍軡M(mǎn)足香蕉的正常生長(zhǎng)。但是當(dāng)?shù)貙儆诘湫偷募撅L(fēng)性氣候，旱季持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月，造成降雨量時(shí)空分布不均衡，無(wú)法滿(mǎn)足香蕉生長(zhǎng)階段對(duì)水分的需求，尤其是蕉葉快速生長(zhǎng)期，這期間是香蕉的需水高峰期，缺水干旱會(huì)導(dǎo)致香蕉抽蕾期延長(zhǎng)，導(dǎo)致延遲上市，還會(huì)導(dǎo)致果指短，影響香蕉的產(chǎn)量，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致香蕉商品性降低。

2 徐聞縣香蕉水肥一體化現(xiàn)狀調(diào)查

2.1 調(diào)查方法

在徐聞縣香蕉主產(chǎn)區(qū)南山鎮(zhèn)選取2戶(hù)典型種植大戶(hù)進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)查，了解當(dāng)?shù)叵憬兜纳a(chǎn)種植模式以及水肥一體化現(xiàn)狀。調(diào)研采用訪(fǎng)談以及現(xiàn)場(chǎng)考察的方式進(jìn)行，逐一對(duì)調(diào)查內(nèi)容進(jìn)行記錄、實(shí)地調(diào)研，統(tǒng)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)，匯總后進(jìn)行核查分析。主要調(diào)查內(nèi)容針對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)對(duì)香蕉的生產(chǎn)管理措施，包括種植規(guī)模、種植方式、樹(shù)齡、土壤狀況、產(chǎn)量、施肥量、施肥時(shí)期、灌水量、灌溉方式、灌水時(shí)間、肥料種類(lèi)和水肥一體化程度等。

2.2 調(diào)查結(jié)果分析

2.2.1 香蕉基地一（當(dāng)?shù)胤N植大戶(hù)）

主要種植品種為芭蕉與粉蕉，種植面積80 hm2，地處徐聞縣南山鎮(zhèn)，選用的灌溉方式為微噴帶以及滴灌帶，建設(shè)有水肥一體化滴灌系統(tǒng)。該系統(tǒng)為以色列進(jìn)口，主要由首部系統(tǒng)、田間首部、灌水器、田間管網(wǎng)組成。

管道布置形式包括水源、加壓系統(tǒng)（加壓泵）、施肥池、主干、支干、支管、滴灌管。建設(shè)有簡(jiǎn)易的泵房，水源來(lái)源為地下水，利用水泵加壓，用PVC管連接蓄水池和田間的滴灌系統(tǒng)。首部系統(tǒng)安裝有疊片過(guò)濾器，使用手動(dòng)控制方式，田間首部裝有控制閥、進(jìn)排氣閥、泄壓閥用于控制管道的啟閉和調(diào)節(jié)管網(wǎng)水流、水壓，保證了水泵和管網(wǎng)的安全。田間灌水器采用兩種：1）內(nèi)鑲貼片式滴灌帶，雙行鋪設(shè)，具有一定的紊流功能;2）微噴帶，行間單行鋪設(shè)。建有施肥池，采用人工混勻的方式?；緦?shí)現(xiàn)了水肥一體化，自動(dòng)化灌溉，適合大面積香蕉基地使用。

2.2.2 香蕉基地二（徐聞縣南山鎮(zhèn)香蕉種植示范基地）

主要種植品種為粉蕉、芭蕉和威廉斯。采用寬窄行種植方式，每667 m2種植150株。種植面積100 hm2左右，基地進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，現(xiàn)代化程度高，配備完善的水肥一體化及傳感系統(tǒng)。

該系統(tǒng)主要由首部樞紐、田間首部、田間管網(wǎng)、灌水器以及傳感系統(tǒng)組成。

首部系統(tǒng)安裝有大功率自吸式水泵、成套的砂石過(guò)濾器和疊片過(guò)濾器，形成了首部樞紐整體。安裝有兩套施肥系統(tǒng)：1）為比例式注肥泵，安裝在水泵入水口，肥料濃度與用量精準(zhǔn)可調(diào)，通過(guò)水泵的吸力在灌溉的同時(shí)將水溶肥吸入灌溉系統(tǒng)，使用方便，用于小規(guī)模施肥灌溉;2）建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的施肥池，適合大型香蕉基地應(yīng)用。田間灌水器選用的內(nèi)鑲貼片式滴灌帶，滴頭內(nèi)鑲在滴灌帶內(nèi)部，具有迷宮流道設(shè)計(jì)，保證灌水均勻度。滴頭間距為30 cm，滴頭流量2 L·h-1，香蕉種植區(qū)域開(kāi)淺溝，采用單行鋪設(shè)方式。建設(shè)有自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括管道壓力傳感器、田間水分傳感器、數(shù)字式張力計(jì)等。能夠檢測(cè)不同剖面的土壤水分含量，全面、科學(xué)地反饋土壤情況，為水肥一體化精準(zhǔn)化灌溉和施肥提供基礎(chǔ)信息。

兩個(gè)基地施肥所處位置接近，種植管理成熟，灌溉施肥模式基本相同（如表2），采用“少量多次”的施肥原則，按照葉片數(shù)施肥法進(jìn)行施肥。有機(jī)肥與磷肥當(dāng)作基肥施入，氮肥、鉀肥、鎂肥全部通過(guò)水肥一體化灌溉系統(tǒng)施入，微量元素肥料以葉面噴施方式進(jìn)行噴灑。

其中磷肥隨有機(jī)肥做基肥深翻入土，氮肥選擇尿素，鉀肥選擇氯化鉀（白色粉狀），鎂肥選擇硫酸鎂，鈣肥選擇硝酸銨鈣。在施肥前后進(jìn)行滴水，滴肥前先滴清水10 min，肥液滴完后再滴10 min，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

3 香蕉不同灌溉方式的對(duì)比分析

根據(jù)調(diào)查了解，徐聞縣當(dāng)?shù)叵憬斗N植主要灌溉方式為滴灌帶與微噴帶兩種，這兩種灌溉方式在當(dāng)?shù)匾呀?jīng)有了一定的規(guī)模和示范基礎(chǔ)，種植戶(hù)能夠普遍接受，因此主要分析這兩種灌溉方式的優(yōu)缺點(diǎn)，希望能夠改善當(dāng)?shù)叵憬斗N植遇到的季節(jié)性缺水問(wèn)題，普及高效節(jié)水灌溉，對(duì)當(dāng)?shù)叵憬兜脑霎a(chǎn)增收起到一定的推動(dòng)作用。

3.1 不同灌溉方式的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1.1 微噴帶

在徐聞縣最為常見(jiàn)的灌溉方式即為微噴帶（如表3），原理通過(guò)機(jī)械或者激光在帶面上直接打出一系列的出水小孔，以3孔、5孔、7孔居多，通過(guò)田間管道借助水壓將水從管道小孔噴出，水流在空氣中經(jīng)過(guò)碰撞以及空氣阻力、重力等作用形成細(xì)流、破碎分散成水滴，滴落在作物以及土壤表面，完成灌溉。

微噴帶具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）使用簡(jiǎn)單、安裝方便、使用率高，不需要額外安裝滴頭、滴箭、微噴頭等灌水器，只需要按照一定的距離在田間進(jìn)行鋪設(shè)就可以完成噴水灌溉，施工工程量小，收放、維護(hù)方便省事;2）灌水量大、灌水周期短，在短時(shí)間內(nèi)即可以滿(mǎn)足作物灌水需求，適合水源充足的地區(qū);3）對(duì)水源水質(zhì)要求較低，噴水開(kāi)口孔徑為0.5～1.0 mm，孔徑較大，不易堵塞，對(duì)水肥一體化系統(tǒng)的過(guò)濾系統(tǒng)要求較低;4）設(shè)施簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，投入成本低，國(guó)內(nèi)價(jià)格在0.3～0.8元/m，加上泵站以及田間管網(wǎng)建設(shè)，每667 m2投入成本300～600元，農(nóng)戶(hù)接受程度更高。

微噴帶也具有很多不足之處：1）微噴帶耗水量大，水分利用率低，無(wú)法做到精準(zhǔn)灌溉，容易造成土壤板結(jié)，地面濕度大，易發(fā)生病蟲(chóng)害;2）微噴帶管徑較大，流量大，影響最大鋪設(shè)長(zhǎng)度;3）微噴帶輪罐區(qū)小，需要很多分區(qū)灌溉，勞動(dòng)量大;4）受到地形限制，適合地形相對(duì)平緩地區(qū)，不適合丘陵、山地等，影響出水均勻度;5）抗老化能力差，過(guò)水能力一般，使用年限短;6）無(wú)法使用水肥一體化，不能實(shí)現(xiàn)水肥同步，肥料利用率低。

3.1.2 滴灌帶

滴灌指具有一定壓力的水，通過(guò)田間管網(wǎng)輸送到毛管，然后經(jīng)過(guò)毛管上的滴箭、滴頭、滴灌管、滴灌帶（如表4）等孔口式灌水器將水一滴一滴地、均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)附近土壤中，以滿(mǎn)足作物生長(zhǎng)需求的灌水形式。滴灌是目前最有效的精準(zhǔn)灌溉方式之一，可結(jié)合水溶性肥料實(shí)現(xiàn)水肥一體化，經(jīng)過(guò)調(diào)查，滴灌技術(shù)在香蕉種植上的應(yīng)用，存在以下優(yōu)缺點(diǎn)。

1）優(yōu)點(diǎn)。①節(jié)約農(nóng)業(yè)灌溉用水，水分利用率高。滴灌將灌溉水輸送到作物根際周?chē)?，保證蔬菜生長(zhǎng)所需水分，同時(shí)減少了作物行間地面水分蒸發(fā)以及地表徑流，相比傳統(tǒng)大水漫灌節(jié)水30%～50%，節(jié)省了水資源。

②操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制以及物聯(lián)網(wǎng)控制。滴灌流量小，所需的水壓小，相同泵壓能夠滿(mǎn)足大面積灌溉，便于規(guī)?；芾?。③省工省力省心，能夠大面積灌溉，縮短了灌溉周期，減少了人工。④滴灌水肥一體化，肥料與水肥能夠同時(shí)供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)適時(shí)、適量、可控、精準(zhǔn)灌溉施肥，同時(shí)提高了肥料利用率。⑤減少地表徑流、表面蒸發(fā)和深層滲漏，減少了面源污染。⑥不受地形影響，能夠滿(mǎn)足絕大多數(shù)地形條件。

2）缺點(diǎn)。①前期一次性投入成本相較微噴帶價(jià)格高。②對(duì)水源水質(zhì)要求較高，滴頭容易堵塞，需要配備過(guò)濾設(shè)備。

3.2 效果分析

據(jù)統(tǒng)計(jì)廣西是全國(guó)香蕉水肥一體化程度最高的地區(qū)，已有80%的香蕉園應(yīng)用水肥一體化技術(shù)，但是只有40%應(yīng)用滴灌技術(shù)，另外40%使用簡(jiǎn)單的微噴帶技術(shù)，海南、云南等產(chǎn)區(qū)水肥一體化應(yīng)用超過(guò)50%，廣東水肥一體化應(yīng)用不超過(guò)30%。臧小平等[12]研究報(bào)道滴灌比微噴帶節(jié)水50%以上，產(chǎn)量能增加11%，滴灌和微噴帶的灌水量為傳統(tǒng)灌溉的27%，在不影響香蕉產(chǎn)量的條件下，節(jié)水效果明顯高于傳統(tǒng)灌溉和微噴帶[13]。

經(jīng)過(guò)調(diào)查，徐聞縣當(dāng)?shù)厥┓柿?xí)慣為基肥使用有機(jī)肥與磷肥，追肥使用氮肥與鉀肥。微噴帶采用先撒肥料后澆水的方式，滴灌帶采用水肥一體化的方式，在灌溉施肥上可以節(jié)省大量的人工和時(shí)間，同時(shí)還可以減少肥料的用量。采用微噴帶灌溉，無(wú)法實(shí)現(xiàn)水肥一體化，無(wú)法做到省工省力，人工成本高。微噴帶除施肥需要人工外，在灌溉控制端由于無(wú)法做到自動(dòng)控制，需要多次往返開(kāi)閉閥門(mén)，造成時(shí)間以及人工的額外增加，滴灌僅需要通過(guò)主閥門(mén)即可控制，減少了大量的勞動(dòng)量。

4 結(jié)論

綜上所述，滴灌帶與微噴帶都能在一定程度上起到節(jié)水增效的功效，微噴帶價(jià)格低廉，前期投入低，使用方便，不失為小規(guī)模用戶(hù)的一個(gè)好選擇。滴灌帶可以實(shí)現(xiàn)水肥一體化的功能，能夠起到節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)約成本、省工、省時(shí)、省力以及自動(dòng)化控制的功能，可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；喔?，適合大面積種植。

水肥一體化技術(shù)能夠改善當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉條件，使香蕉能夠得到適時(shí)適量的灌溉施肥，使當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)逐步向優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)水、增產(chǎn)型的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，緩解水量供需平衡，改善田間小氣候，滴灌水肥一體化技術(shù)適合作為一項(xiàng)綜合管理技術(shù)措施進(jìn)行推廣應(yīng)用，有利于香蕉產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：劉昀）