南方地區(qū)設(shè)施甜瓜水肥藥氣一體化栽培技術(shù)

馬二磊 臧全宇 丁偉紅 王毓洪 黃蕓萍 李林章 郝芳敏

（寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院/寧波市瓜菜育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 浙江寧波315040）

我國(guó)甜瓜栽培歷史悠久，目前甜瓜栽培面積和產(chǎn)量均居世界首位[1]。甜瓜屬于高檔果品，具有栽培周期較短、投入產(chǎn)出高等優(yōu)點(diǎn)，是一種高效經(jīng)濟(jì)的瓜果作物[2]。甜瓜產(chǎn)業(yè)是浙江省“十三五”重點(diǎn)發(fā)展的特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，也是浙江省十大農(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。浙江省甜瓜生產(chǎn)主要分布在東部沿海，形成了“環(huán)杭州灣—環(huán)三門(mén)灣—環(huán)樂(lè)清灣—環(huán)溫州灣” 沿海甜瓜產(chǎn)業(yè)帶，涉及嘉興、杭州、寧波、臺(tái)州、溫州等5 市，占浙江甜瓜總播種面積的50%以上，產(chǎn)值超過(guò)10 億，集聚效應(yīng)顯著[3-5]。生產(chǎn)中存在施肥盲目性大、勞動(dòng)強(qiáng)度高、占用勞力多、肥料利用率低、浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題。大水漫灌后地面較濕導(dǎo)致田間操作不便，而且棚內(nèi)濕度迅速增大，極有利于病害的傳播和發(fā)生，易造成土壤透氣性差、地溫低、易積苗、返苗慢、濕度大，同時(shí)費(fèi)水、費(fèi)肥、費(fèi)工。水肥藥氣一體化技術(shù)是一項(xiàng)新的種植管理技術(shù)，將水、肥、農(nóng)藥、氧氣融合在一起，綜合對(duì)植物進(jìn)行管理，一些科研單位在進(jìn)行嘗試性應(yīng)用，預(yù)計(jì)將逐步發(fā)展為主流灌溉模式。目前，簡(jiǎn)易水肥一體化技術(shù)與傳統(tǒng)灌溉施肥相比具有投資少、適應(yīng)性廣、設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單、對(duì)肥料的要求較低等特點(diǎn)，在生產(chǎn)中應(yīng)用較為普遍。在前期甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育特性、施肥方案等研究基礎(chǔ)上，本文作者根據(jù)開(kāi)展的相關(guān)試驗(yàn)[6-7]和多年的種植經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出南方地區(qū)設(shè)施甜瓜水肥藥氣一體化栽培技術(shù)，以期為生產(chǎn)實(shí)踐提供借鑒參考。

1 甜瓜需水和需肥特性

1.1 甜瓜需水特性

甜瓜不同生育期對(duì)土壤水分的要求是不同的，其對(duì)水分的吸收規(guī)律是發(fā)芽期高，幼苗期低，伸蔓期和開(kāi)花坐果期逐步增加，果實(shí)膨大期快速增加，此時(shí)需水量達(dá)到峰值，到轉(zhuǎn)色成熟期急劇回落。在整個(gè)生育期內(nèi)，果實(shí)膨大期為需水高峰期，也稱(chēng)為需水敏感期。幼苗期適宜土壤濕度為65%～70%，伸蔓期為70%～80%，開(kāi)花坐果期為50%～60%，果實(shí)膨大期為80%～85%，結(jié)果后期為55%～60%。甜瓜對(duì)空氣相對(duì)濕度要求低，以50%～70%為宜。在栽培過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的氣候、土壤和植株的不同發(fā)育時(shí)期及生長(zhǎng)狀況，進(jìn)行適時(shí)、適量的灌溉。

1.2 甜瓜需肥特性

甜瓜整個(gè)生育期需氮、磷、鉀肥比例約為2∶1∶3，鉀肥最多，氮肥次之，磷肥最少。甜瓜苗期、伸蔓期需氮肥較多，開(kāi)花結(jié)果期植株由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)逐步轉(zhuǎn)向生殖生長(zhǎng)，需磷肥逐漸增多，果實(shí)膨大期需鉀肥較多[3]。甜瓜坐果前對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)需求相對(duì)較少，以莖葉為營(yíng)養(yǎng)中心，吸收緩慢，此時(shí)適量水肥能夠促進(jìn)植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。坐果后對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)需求加大，吸收加速，營(yíng)養(yǎng)中心轉(zhuǎn)向果實(shí)，此時(shí)水肥供應(yīng)充足才能夠保障甜瓜果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的形成。氮、鉀的吸收高峰在坐果后16~17 d 內(nèi)（網(wǎng)紋甜瓜在網(wǎng)紋開(kāi)始發(fā)生期），坐果后26～27 d（網(wǎng)紋甜瓜在網(wǎng)紋發(fā)生終止期）吸收量就急劇下降。磷、鈣的吸收高峰期在坐果后26～27 d，并延續(xù)至果實(shí)成熟。不同的甜瓜品種和類(lèi)型，對(duì)各種礦質(zhì)元素的吸收高峰期出現(xiàn)的遲早有一定的差別，但對(duì)各元素的吸收規(guī)律基本是一致的。根據(jù)不同生長(zhǎng)發(fā)育階段養(yǎng)分吸收比例，掌握輕施提苗肥、巧施伸蔓肥、重施膨瓜肥的原則。

2 肥料、藥劑選擇

肥料要滿(mǎn)足雜質(zhì)較少、純度較高、不產(chǎn)生沉淀的要求，宜選擇溶解度高、溶解速度快、腐蝕性小的肥料。微生物菌劑要滿(mǎn)足含量高、純度高、活性好的要求，宜選擇溶解度高、溶解速度快的微生物菌劑，目前菌劑產(chǎn)品良莠不齊，要選擇正規(guī)廠家、大品牌生產(chǎn)的菌劑產(chǎn)品。藥劑要滿(mǎn)足內(nèi)吸性農(nóng)藥、吸收率高、傳導(dǎo)速度快、效應(yīng)持久的要求，宜選擇殺蟲(chóng)、殺菌效果較好的內(nèi)吸性農(nóng)藥。鈣鎂肥在使用時(shí)與其他肥料、藥劑混合易產(chǎn)生沉淀，宜單獨(dú)使用。微生物菌劑和殺菌劑應(yīng)分開(kāi)使用，以免影響使用效果。

不同肥料搭配施用，應(yīng)充分考慮肥料品種之間的相容性，避免相互作用產(chǎn)生沉淀或拮抗作用。優(yōu)先選擇灌溉施肥專(zhuān)用水溶性肥料，水溶性肥料需符合HG/T 4365-2012 標(biāo)準(zhǔn)，包括水溶性復(fù)合肥、水溶性微量元素肥、含氨基酸類(lèi)水溶性肥料、含腐殖酸類(lèi)水溶性肥料等。在甜瓜栽培中，銨態(tài)氮肥比硝態(tài)氮肥肥效差，且銨態(tài)氮會(huì)影響含糖量，因此生產(chǎn)中應(yīng)盡量選用硝態(tài)氮肥。液態(tài)肥可以不攪拌，固態(tài)的肥料需要攪拌成液肥，灌溉前要將水肥溶解液中的有機(jī)沉淀物過(guò)濾出去，以免引起灌溉系統(tǒng)的堵塞。補(bǔ)充磷素一般采用磷酸二氫鉀等可溶性肥料作追肥。追肥補(bǔ)充微量元素肥料，一般不能與磷素追肥同時(shí)使用，以免形成不溶性磷酸鹽沉淀，堵塞滴頭或噴頭。甜瓜施肥忌氯，因此不能使用含氯可溶性肥料，還要注意防止氨氣產(chǎn)生的氣害。

3 水肥藥氣一體化管理運(yùn)籌方案

施肥時(shí)既要從整個(gè)生育期來(lái)考慮，又要注意施肥的關(guān)鍵時(shí)期，基肥與追肥相結(jié)合。播種或定植時(shí)施入基肥，果實(shí)膨大期及時(shí)追肥。整地做畦時(shí)，宜施用含氮、磷、鉀豐富的有機(jī)肥、硫酸鉀型三元復(fù)合肥；伸蔓期，宜追施含氮量高的大量元素水溶肥；果實(shí)膨大期，宜追施含鉀量高的大量元素水溶肥。需要注意的是在果實(shí)膨大后不再施用速效氮肥或高氮的三元復(fù)合肥，以免降低含糖量。根據(jù)土壤水分、肥力狀況，以及甜瓜不同生育階段、不同生長(zhǎng)季節(jié)的需水和需肥特點(diǎn)，按照平衡施肥的原則，調(diào)節(jié)滴灌、追肥水量和次數(shù)，使甜瓜不同生育階段獲得最佳需水、需肥量。

整地覆膜前澆透底水，用水量為18～20 m3/畝，灌水方式為溝灌，基肥施用量：谷樂(lè)豐高濃聚谷氨酸特種有機(jī)肥（N+P2O5+K2O≥5%，有機(jī)質(zhì)≥45%，聚谷氨酸≥880 mg/kg，枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌≥2 億/g）100 kg、硫酸鉀型復(fù)合肥20 kg、過(guò)磷酸鈣30 kg。定植：滴灌1 次，用水量為2～3 m3/畝，施灌根寶（有效活菌數(shù)≥10 億/g，為枯草芽孢桿菌、粉紅粘帚霉）400 倍液，同時(shí)打開(kāi)補(bǔ)氣裝置。伸蔓期：滴灌1 次，用水量為3～4 m3/畝，施復(fù)合微生物菌劑 （有效活菌數(shù)≥50 億/mL，為枯草芽孢桿菌、粉紅粘帚霉）300 倍液、艾可收（20∶20∶20+TE）2 kg/畝，同時(shí)打開(kāi)補(bǔ)氣裝置。花期：滴灌1 次，用水量為3～4 m3/畝，隨滴灌施藥，每畝施25%阿米西達(dá)懸浮劑200 mL+70%銳勝噻蟲(chóng)嗪可分散粉劑100 g，同時(shí)打開(kāi)補(bǔ)氣裝置?；ㄆ冢旱喂? 次，用水量為3～4 m3/畝，施美上美鈣鎂肥（Ca+Mg≥10.0%）5 kg/畝，美上美鈣鎂肥單獨(dú)施用，同時(shí)打開(kāi)補(bǔ)氣裝置。果實(shí)膨大初期：滴灌1 次，用水量為7～8 m3/畝，施艾可收（15∶6∶35+TE）10 kg/畝、冠菌靈（有效活菌數(shù)≥10 億/g，為枯草芽孢桿菌、粉紅粘帚霉）300 倍液，同時(shí)打開(kāi)補(bǔ)氣裝置。果實(shí)膨大中期：滴灌1 次，用水量為3～4 m3/畝，施艾可收（15∶6∶35+TE）5 kg/畝、冠菌靈（有效活菌數(shù)≥10 億/g，為枯草芽孢桿菌、粉紅粘帚霉）300 倍液，同時(shí)打開(kāi)補(bǔ)氣裝置（附表）。采收前10 d，為防止裂瓜、爛瓜、提高甜瓜甜度，停止灌水。灌根寶、復(fù)合微生物菌劑、冠菌靈由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院和北京啟高生物科技有限公司生產(chǎn)，艾可收、美上美鈣鎂肥由上海永通生態(tài)工程股份有限公司生產(chǎn)，阿米西達(dá)懸浮劑、銳勝噻蟲(chóng)嗪可分散粉劑由先正達(dá)作物保護(hù)有限公司生產(chǎn)，可以選用成分、功能相近的農(nóng)藥和化肥進(jìn)行替代。

4 水肥藥氣一體機(jī)操作

新型水肥藥氣一體化智能灌溉設(shè)備由寧波財(cái)經(jīng)學(xué)院張育斌教授研制，設(shè)備主要由微納米氣泡增氧裝置及水氣灌溉裝置兩部分組成，智能控制系統(tǒng)主要包括微納米氣泡增氧模塊、水氣灌溉決策系統(tǒng)、水氣灌溉控制系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制模塊。微納米氣泡增氧模塊通過(guò)氣體發(fā)生裝置，可將空氣顆粒高速切割形成微納米氣體，對(duì)灌溉水進(jìn)行曝氣處理，形成微納米氣泡水，使水從低氧狀態(tài)（1.8 mg/L）達(dá)到飽和狀態(tài)（8.2 mg/L）。水肥藥氣一體機(jī)的操作程序是首先接通電源，打開(kāi)機(jī)器，出現(xiàn)操作界面；然后啟動(dòng)水泵，用清水濕潤(rùn)系統(tǒng)； 接著在操作界面依次點(diǎn)擊啟動(dòng)施肥泵、肥桶、藥桶、氣桶、攪拌機(jī)，機(jī)器啟動(dòng)后即可自動(dòng)將肥、藥、氣注入水中，滴灌到土壤。在操作完成后，繼續(xù)用清水進(jìn)行滴灌，以清潔管道，避免肥料在系統(tǒng)管網(wǎng)中殘留引起的肥料堆積和微生物滋生，進(jìn)而造成灌溉系統(tǒng)堵塞，無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

附表 甜瓜水肥藥氣一體化管理運(yùn)籌方案

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

甜瓜水肥藥氣一體化灌溉施肥設(shè)備每畝投入80 000 元，按使用15 年計(jì)，年投入5 333 元。應(yīng)用甜瓜水肥藥氣一體化技術(shù)后，瓜苗根系變密、葉片肥厚，甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)提高。按照平均畝產(chǎn)量約2 300 kg計(jì)，由于品質(zhì)提高，銷(xiāo)售價(jià)格約高1 元/kg，每畝可增加收益2 300 元； 較常規(guī)栽培方法平均每畝增產(chǎn)約300 kg，可溶性糖含量提高1%～3%，以甜瓜價(jià)格8 元/kg 計(jì)，每畝可增收2 400 元； 肥料成本增加135 元，水肥管理可節(jié)省3.3 個(gè)人工，按照150 元/工的價(jià)格，可節(jié)省495 元，累計(jì)節(jié)本360 元；減少用藥3 次，農(nóng)藥成本減少300 元，農(nóng)藥管理可節(jié)省2.7 個(gè)人工，可節(jié)省405 元，累計(jì)節(jié)本705 元。應(yīng)用水肥藥氣一體化技術(shù)累計(jì)節(jié)本增效432 元。每畝減少20 m3水量，減少化肥20 kg，減少農(nóng)藥使用3 次，節(jié)水率達(dá)到40%、節(jié)肥率達(dá)到35%、節(jié)藥率達(dá)到30%。應(yīng)用該技術(shù)每畝累計(jì)節(jié)本增效705 元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。