周 勃,高 強(qiáng),*,符小發(fā),任海龍,張 龑?zhuān)?鶴,張 浩
(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院海南三亞農(nóng)作物育種試驗(yàn)中心,海南 三亞 572014;2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源研究所,新疆烏魯木齊 830091;3.廣州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,廣東 廣州 510335;4.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院綜合試驗(yàn)場(chǎng),新疆 烏魯木齊 830012)
1995年吳明珠院士采用大棚生態(tài)型無(wú)土栽培方式使得新疆哈密瓜在海南三亞種植成功,海南甜瓜開(kāi)始從露地栽培向設(shè)施栽培發(fā)展[1]。隨著栽培技術(shù)的提高,2016年三亞、樂(lè)東、陵水和東方4個(gè)地區(qū)甜瓜栽培面積就已達(dá)到4 734 hm2,目前膜下滴灌、水肥一體化灌溉的栽培方式在三亞設(shè)施甜瓜生產(chǎn)中也日趨成熟[2-3],但受地膜覆蓋和采用低含氧量井水灌溉等綜合因素的影響及土壤缺氧和甜瓜根系間歇性低氧的脅迫,根系代謝和微生物活性不佳[4-5],導(dǎo)致三亞設(shè)施甜瓜減產(chǎn)。
根系缺氧對(duì)三亞設(shè)施甜瓜栽培不利,根據(jù)三亞現(xiàn)有的設(shè)施灌溉系統(tǒng)、甜瓜的水肥需求規(guī)律,引進(jìn)微納米氣泡發(fā)生裝置和過(guò)氧化尿素肥料,開(kāi)展了多年增氧灌溉試驗(yàn),確定了以微納米氣泡發(fā)生裝置作為增氧設(shè)備的水肥氣一體化栽培技術(shù),以期為三亞甜瓜的可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。
水肥氣一體化技術(shù)是在三亞廣泛使用的設(shè)施甜瓜栽培技術(shù)的基礎(chǔ)上,加裝微納米氣泡發(fā)生器作為增氧設(shè)備,安裝簡(jiǎn)單且成本低廉。國(guó)產(chǎn)微納米氣泡發(fā)生器的成本價(jià)格在6 000元左右,日本本洲進(jìn)口的試驗(yàn)用微納米氣泡發(fā)生器價(jià)格在18 000元左右。在設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)較好的情況下,每臺(tái)設(shè)備可使用5年左右,每年種植2季,可供應(yīng)3 667 m2左右設(shè)施甜瓜,折合每667 m2設(shè)施甜瓜新增成本為:國(guó)產(chǎn)設(shè)備每667 m2增加成本200元,日本本洲進(jìn)口設(shè)備每667 m2增加成本600元。使用該技術(shù)和常規(guī)種植管理方式相比,平均單果質(zhì)量提高19%,每667 m2種植1 700~1 800株,商品株數(shù)1 700株,折合667 m2產(chǎn)量提高578 kg,市場(chǎng)價(jià)格穩(wěn)定在4元/kg左右,每667 m2增收1 612~2 012元。效益分析見(jiàn)表1。
增氧系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)水肥氣一體化的必要設(shè)備,同時(shí)配合供水系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)、施肥系統(tǒng)和管道系統(tǒng)等使用。
在設(shè)施大棚旁邊修建1個(gè)3~6 m3的蓄水池,配套1個(gè)0.75 kW的清水泵,用內(nèi)徑25 mm的塑料軟管連接,連接處用不銹鋼卡扣固定,水源為機(jī)井。1個(gè)清水泵供水面積約667 m2,蓄水池可用于溶解肥料。
土壤中O2不足會(huì)影響作物根系和土壤呼吸,降低ATP的產(chǎn)生,減少根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收以及對(duì)冠體的營(yíng)養(yǎng)傳輸。增加根部O2會(huì)增加根系對(duì)P、K肥的吸收[6]。微納米氣泡發(fā)生裝置體積小,主要由空氣壓縮機(jī)、循環(huán)水泵、壓力溶氣罐和釋放器組成[7],安裝使用方便。加壓溶氣析出氣泡機(jī)制形成的微納米氣泡具有在水中存在時(shí)間長(zhǎng)、不易浮出而破裂的特點(diǎn),可提高水溶解氧含量2倍以上,三亞實(shí)測(cè)水中溶解氧含量從3.4 mg/L增加至7.2 mg/L。在外接制氧機(jī)的情況下,可更明顯提高水溶解氧含量。經(jīng)過(guò)2年的增氧灌溉試驗(yàn),采用微納米氣泡發(fā)生裝置增氧有利于甜瓜生產(chǎn)各時(shí)期的養(yǎng)分和水分管理,增產(chǎn)效果顯著,每667 m2增產(chǎn)20%左右[8]。
裝置安裝方法:將微納米氣泡發(fā)生裝置放置于水池邊,裝置的進(jìn)水管和出水管(釋放器)均放入水池中,對(duì)水池中的水進(jìn)行增氧;同時(shí),水池中安放0.75 kW的清水泵,被用作增氧水泵灌溉系統(tǒng)。安裝時(shí),出水管(釋放器)和進(jìn)水管與微納米氣泡發(fā)生裝置主機(jī)連接處需要安裝穩(wěn)固、嚴(yán)實(shí),不漏氣。安裝灌溉系統(tǒng)時(shí),毛管的長(zhǎng)度應(yīng)不長(zhǎng)于50 m,以免毛管末端溶解氧濃度明顯降低。
表1 經(jīng)濟(jì)效益分析
配備篩網(wǎng)過(guò)濾器,濾除灌溉水中的懸浮物質(zhì)和固體顆粒,防止各種污染物進(jìn)入灌溉系統(tǒng)而堵塞滴頭,或在系統(tǒng)中形成沉淀而影響使用。
管道系統(tǒng)包括主管、支管、毛管。主管由25 mm PVC塑料管組裝而成,與潛水泵軟管連接延伸到設(shè)施大棚內(nèi),可視情況安裝球閥開(kāi)關(guān)。支管由6.6 cm無(wú)孔滴灌帶連接而成,根據(jù)甜瓜種植行距打孔安裝,并旁通連接毛管。毛管為滴孔間距10~20 cm、滴頭流量2 L/h的迷宮式或貼片式滴灌帶,滴灌帶鋪設(shè)于行間。
三亞設(shè)施甜瓜以厚皮網(wǎng)紋甜瓜種植為主,品種如長(zhǎng)香玉、金蜜6號(hào)、西州蜜17號(hào)、西州蜜25號(hào)、黃夢(mèng)脆、耀農(nóng)25號(hào)、口口脆、玫瓏、金海蜜等。
3.2.1 播種育苗
甜瓜育苗可在設(shè)施大棚內(nèi)進(jìn)行,一般在每年的2—3月、8—9月、11—12月進(jìn)行,每年可種植3季,為降低臺(tái)風(fēng)和病蟲(chóng)害風(fēng)險(xiǎn),也可種植2季,播種在1—2月、9—11月進(jìn)行。三亞甜瓜設(shè)施大棚采用頂部加厚塑料薄膜覆蓋防水+四周孔徑為1.5 mm的紗網(wǎng)防蟲(chóng),育苗前確保大棚封閉嚴(yán)實(shí),做好防鼠工作。市場(chǎng)采購(gòu)瓜菜專(zhuān)用的育苗基質(zhì)或腐熟的椰糠∶細(xì)砂=(2~3)∶1(體積比),加適當(dāng)清水拌勻,以抓起基質(zhì)捏成團(tuán)、不滴水且掉到地上能散開(kāi)為宜。將拌好的基質(zhì)裝入72孔瓜菜育苗穴盤(pán)中,后將種子直播于穴盤(pán)中,用基質(zhì)覆蓋,播種深度控制在1~2 cm。播完種后在表面覆蓋1層拌好的基質(zhì),并澆透水。
播種后棚內(nèi)溫度高、蒸發(fā)量大,每天澆1次清水,確?;|(zhì)保持濕潤(rùn)狀態(tài),3~5 d即可出苗。甜瓜出苗后需水量增大,每天早晚澆1次透水,7~10 d甜瓜幼苗長(zhǎng)至2~3片真葉時(shí)即可移苗定植。
3.2.2 定植
清除雜草,每667 m2撒施腐熟羊糞1 t、復(fù)合肥(17-17-17)50 kg、生石灰60~80 kg、阿維菌素殺菌劑2 kg,整平土地,做成高壟畦,壟距150 cm,壟高20 cm,一般大行距90 cm,小行距60 cm。每壟鋪設(shè)2條滴灌帶,貼片式滴灌帶墊片朝下擺放,且擺放在2行甜瓜穴內(nèi)側(cè),然后覆蓋地膜,并將膜兩邊拉緊、壓實(shí)。定植前1 d澆透水,用打孔器打孔,孔距40 cm,將甜瓜帶基質(zhì)苗從穴盤(pán)里取出,放入苗穴內(nèi),用細(xì)土封嚴(yán)穴孔,再次澆透水,可隨水滴入74.63 kg/hm2甲殼素海藻肥,有利于幼苗快速長(zhǎng)出新根,緩苗成活。
3.3.1 水肥管理
三亞種植甜瓜的土地多為旱地,以砂質(zhì)改良土壤為主,保水、保肥能力較差。根據(jù)甜瓜整個(gè)生育期的需水、需肥規(guī)律,甜瓜植株苗期至坐果期的需水、需肥量逐漸增大,坐果25 d左右至成熟,需水、需肥量逐漸減少。結(jié)合三亞甜瓜種植棚內(nèi)氣溫高、蒸發(fā)量大等特點(diǎn),制定以下灌水、追肥方案。苗期至開(kāi)花期以追施氮肥為主,可隨水滴灌液態(tài)肥料(如甲殼素海藻肥等);開(kāi)花期至果實(shí)膨大期結(jié)束,可隨水滴灌可溶性復(fù)合肥(17-17-17),復(fù)合肥需先溶解再加入水池;成熟期減少?gòu)?fù)合肥的施入,隨水追施一定量的KH2PO4來(lái)補(bǔ)充磷肥。成熟前5~10 d停止灌水和追肥,以促進(jìn)果實(shí)糖分積累,減少裂果。具體灌水施肥方案見(jiàn)表2。
3.3.2 增氧方案
增氧濃度:灌水前提前打開(kāi)微納米氣泡發(fā)生裝置增氧,隨著增氧時(shí)間的延長(zhǎng),溶解氧濃度不斷增加(3 m3的水池經(jīng)1 h后增加到6.8~7.5 mg/L),之后逐漸保持不變。溫室甜瓜水肥氣熱耦合栽培試驗(yàn)結(jié)果表明:溶氧量為8.25~8.74 mg/L時(shí),甜瓜產(chǎn)量達(dá)到最高[9];因此,在條件允許的情況下,可外接制氧設(shè)備,提高溶解氧濃度。每次灌水和追肥均可增氧,有利于根系對(duì)礦物質(zhì)等養(yǎng)分的吸收。
3.4.1 開(kāi)花坐果期管理
吊蔓:植株6~l0片葉時(shí),用塑料繩纏繞吊單蔓,及時(shí)打杈去卷須,依據(jù)棚高在25~29片葉時(shí)摘心。
授粉留瓜:授粉前和授粉期間應(yīng)注意薊馬的防治。授粉選用0.1%氯吡脲(吡效?。┧畡?0 mL對(duì)水1~2 kg,并在該液體中加入5 mL 2.5%適樂(lè)時(shí),噴施雌花,每株噴施相鄰的2~3個(gè)雌花,高溫時(shí)注意施用低濃度,全天均可噴施;或者采用人工輔助授粉進(jìn)行,具體方法為:于雌花開(kāi)放的08:00—10:00,采摘當(dāng)天開(kāi)放的雄花,將雄花花粉直接輕輕涂抹于雌花柱頭上。一般選擇主蔓10~14節(jié)雌花授粉坐瓜,授粉后5~10 d幼瓜長(zhǎng)至雞蛋大小即可吊瓜。選瓜時(shí)淘汰畸形瓜,同時(shí)將未坐瓜節(jié)位的子蔓全部去除,1株留1瓜,淘汰的幼瓜要及時(shí)清理出大棚。
表2 灌水施肥方案
3.4.2 病蟲(chóng)害防治
三亞設(shè)施甜瓜主要病害有白粉病、霜霉病、病毒病,主要害蟲(chóng)有美洲斑潛蠅、薊馬、蚜蟲(chóng)、粉虱、根結(jié)線蟲(chóng)等。采收前15 d不用有機(jī)農(nóng)藥防治,而用化學(xué)防治且要考慮安全間隔期。防治甜瓜霜霉病,可用64%惡霜·錳鋅可濕性粉劑500倍液噴霧(安全間隔期為4 d)、72.2%普力克水劑600~1 000倍液噴霧(安全間隔期為3 d);防治白粉病可噴施50%甲基托布津可濕性粉劑500倍液(安全間隔期為7 d),或32.5%嘧菌酯懸浮劑1 500倍液(安全間隔期為7 d);防治甜瓜病毒病以預(yù)防傳播媒介蚜蟲(chóng)和薊馬的大發(fā)生為主,在病毒病發(fā)生初期,防治斑潛蠅選用10%滅蠅胺懸浮劑300~400倍液(安全間隔期為7 d),每隔7~10 d施用1次,連噴2次;防治蚜蟲(chóng)、薊馬可選用2.5%乙基多殺菌素懸浮劑1 000倍液噴霧(安全間隔期為2 d),或25%噻蟲(chóng)嗪水分散粒劑3 000倍液噴霧(安全間隔期為7 d),一般初花期開(kāi)始防治,每隔3~5 d施用1次,直到果實(shí)膨大吊瓜即可停止噴藥。
3.4.3 采收
果實(shí)采收前5~10 d,減少灌水追肥。在保證植株不死的情況下,應(yīng)停止灌水,使甜瓜糖分快速積累,當(dāng)用手持測(cè)糖儀測(cè)定折光糖含量在15%以上時(shí)即可采收,注意采收前還應(yīng)停止化學(xué)農(nóng)藥的使用。