設(shè)施蔬菜種植中水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢及管理措施

陳召玲

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.18.024

水肥一體化技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)期間應(yīng)用較多，該技術(shù)的應(yīng)用具有較強的節(jié)水性和節(jié)肥性，通過田間供水系統(tǒng)將肥料、水分均勻的輸送至作物根系周邊，實現(xiàn)精準(zhǔn)供應(yīng)。傳統(tǒng)蔬菜種植期間，采取大水漫灌、溝灌等方式進行水肥管理，不僅增加了水肥的消耗，還促使土壤硬化、板結(jié)，蔬菜根系生長緩慢，影響蔬菜的產(chǎn)量與品質(zhì)。而設(shè)施蔬菜種植期間通過對水肥一體化技術(shù)的使用，可以有效規(guī)避傳統(tǒng)蔬菜水肥漫灌的缺陷，實現(xiàn)水肥定時定量供應(yīng)，提升水肥利用率。

一、設(shè)施蔬菜中水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

1、節(jié)水性

在設(shè)施蔬菜中應(yīng)用水肥一體化技術(shù)具有較強的節(jié)水性，對比傳統(tǒng)蔬菜種植漫灌、溝灌，可以有效減少水分的流失與蒸發(fā)，從而提升水資源利用效率。設(shè)施蔬菜種植期間，水肥一體化技術(shù)多為滴灌，蔬菜水分利用率高達95%左右，而傳統(tǒng)蔬菜漫灌施水，使蔬菜水分利用率僅有45%左右，對比水肥一體化技術(shù)水分利用率降低50%左右。由此可見，在設(shè)施蔬菜種植期間，采取水肥一體化管理技術(shù)，可以有效提升水資源利用率，節(jié)水效果顯著。

2、提升肥料利用率

設(shè)施蔬菜種植期間，水肥一體化技術(shù)可實現(xiàn)精準(zhǔn)化施肥，將調(diào)配好的水肥溶液直接輸送至蔬菜根系周邊，提升蔬菜植株對水肥的吸收利用效果，肥料利用率可達到75%以上;而采取傳統(tǒng)蔬菜追肥，先撒施、后灌水的方式，肥料利用率僅為35%左右，對比可見水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用可以有效提升肥料利用率。除此之外，水肥一體化技術(shù)實施中所追施的可溶性肥料，施入后可以促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，提升土壤的保溫、保水、透氣、保肥效果。

3、增加蔬菜種植效益性

設(shè)施蔬菜水肥一體化技術(shù)應(yīng)用時，為減少設(shè)施內(nèi)的空氣環(huán)境濕度水平，通常采取膜下滴灌管理方式。膜下滴灌管理可以將設(shè)施內(nèi)的空氣濕度水平降低18%～20%左右，減少蔬菜病害的發(fā)生與傳播，從而避免霜霉病、灰霉病等高濕性病害的發(fā)生。在對部分蔬菜根部病蟲害防治時，例如根腐病、金針蟲等，可使用滴灌直接將化學(xué)藥劑灌入蔬菜根系區(qū)域，實現(xiàn)根部病蟲害的高效防治。相關(guān)數(shù)據(jù)研究顯示，在同等面積（667m2）下的設(shè)施內(nèi)，種植同一種蔬菜品種，例如黃瓜，在采取水肥一體化管理條件下的溫室，投入成本約每年9500元，而黃瓜年產(chǎn)可達到40t，以黃瓜售價 2 元/kg計算，產(chǎn)生經(jīng)濟效益約8萬元，病蟲害發(fā)生概率僅為5%;而未實施水肥一體化管理的設(shè)施內(nèi)，投入成本約10000元，黃瓜年產(chǎn)量約36t，以黃瓜售價2元/kg計算，產(chǎn)生經(jīng)濟效益約7.2萬元，病蟲害發(fā)生概率達到8%～10%。對比該兩種種植模式可以發(fā)現(xiàn)，設(shè)施蔬菜栽培期間應(yīng)用水肥一體化技術(shù)，不僅可以降低生產(chǎn)成本、減少病蟲害發(fā)生概率，還可起到增產(chǎn)、增收的效果。

二、設(shè)施蔬菜水肥一體化的主要模式

水肥一體化應(yīng)用模式可結(jié)合設(shè)施規(guī)模、蔬菜品種、經(jīng)濟投入成本等方面綜合選擇。目前，設(shè)施蔬菜水肥一體化應(yīng)用較多的灌溉模式有文丘里施肥機+滴灌、文丘里施肥機+微灌、比例式施肥機+滴灌等。通常在茄果類、瓜類等蔬菜作物設(shè)施栽培期間采取的水肥一體化模式為文丘里施肥機+滴灌或比例式施肥機+滴灌;而十字花科、綠葉類蔬菜設(shè)施栽培期間多使用文丘里施肥機+微灌模式。隨著近年來我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)水平的發(fā)展，設(shè)施蔬菜內(nèi)水肥一體化設(shè)施設(shè)備不斷優(yōu)化改進，傳統(tǒng)文丘里施肥機已經(jīng)逐漸向比例式施肥機轉(zhuǎn)變，施肥更加精準(zhǔn)、效果更好。

除此之外，水肥一體化施肥模式由于其施肥管理的不同，將其分為半程水肥一體化和全程水肥一體化模式。其中半程水肥一體化多用于設(shè)施內(nèi)土壤栽培中，施肥采取底肥、追肥結(jié)合的方式，在蔬菜定植前施足底肥，定植后采取水肥一體化進行追肥，以滿足蔬菜生長發(fā)育需求。而全程水肥一體化模式多應(yīng)用在設(shè)施蔬菜無土栽培管理中，通過智能化水肥一體化系統(tǒng)的設(shè)定，在蔬菜生長期間持續(xù)供給養(yǎng)分、水分，從而滿足蔬菜生長發(fā)育需求。

三、設(shè)施蔬菜種植中水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用要點

1、選址

設(shè)施建址應(yīng)當(dāng)選擇在地勢平坦、開闊、水源供應(yīng)充足、無污染的地塊，為后續(xù)水肥一體化的安裝與使用奠定基礎(chǔ)。設(shè)施周邊環(huán)境應(yīng)當(dāng)符合《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求》（GB/T18407.1）的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

2、水肥一體化基本設(shè)施規(guī)劃

依照蔬菜設(shè)施種植面積對水肥一體化所需的過濾、管網(wǎng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、水肥混合驅(qū)動設(shè)備、動力裝置等進行科學(xué)布局，并搭配符合需求的各種設(shè)施設(shè)備。

3、安裝設(shè)施設(shè)備

（1）動力設(shè)施

水肥一體化動力設(shè)施包括動力機、水泵等，在選擇規(guī)格時，可依照蔬菜的種植面積、田間灌溉水流量、揚程等配備充足的動力設(shè)施。

（2）管網(wǎng)系統(tǒng)

水肥一體化管網(wǎng)系統(tǒng)包含輸送管網(wǎng)、給水管，其中設(shè)施內(nèi)蔬菜種植輸送管網(wǎng)可選用三級管網(wǎng)，為滴灌帶、支管、主干管，其中支管、主干管材質(zhì)以硬聚氯乙烯最佳，滴灌帶可選貼片式;給水管可選用PVC-U管件及管材。滴灌帶沿蔬菜種植根系位置貼地鋪設(shè)，額定運行壓力設(shè)置在75KPa、滴灌孔流量設(shè)定為2.0L/h即可。

（3）水肥混合設(shè)施

①蓄水池

為保障灌水中的水質(zhì)優(yōu)良，可依照蔬菜設(shè)施面積、水質(zhì)條件等修建水池。在引進水源后，可將水灌入蓄水池中進行充分沉淀，以提升灌溉水質(zhì)量，避免雜質(zhì)過多，堵塞滴灌帶。

②肥水罐

設(shè)施蔬菜種植期間，肥水罐多為兩個，分別進行母液的配置與母液的稀釋，以確保蔬菜水肥灌入濃度適宜蔬菜吸收需求。在裝設(shè)時，將肥水罐使用PVC管連接主管道，管道的大小可依照水肥灌溉需求進行調(diào)整。

③攪拌機

攪拌機裝設(shè)在肥水管中，可代替人工攪拌母液，促使肥料充分溶解，可依照肥水罐的大小進行確定。

④過濾設(shè)施

在設(shè)施蔬菜灌溉期間，水源中可能存在一些雜質(zhì)，在無過濾設(shè)施的情況下，會堵塞管網(wǎng)系統(tǒng)，影響其可使用期限。為減少雜質(zhì)的影響，可在蓄水池至吸水管末端及肥料母液吸肥管的末端，安裝過濾網(wǎng)，使用規(guī)格為0.15mm的過濾網(wǎng)進行包裹，從而避免雜質(zhì)流入管網(wǎng)系統(tǒng)中。過濾網(wǎng)應(yīng)當(dāng)定期清洗及更換，確保過濾設(shè)施運作正常。除此之外，為避免淤泥吸入管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)，在水池底部安裝給水管時，高度應(yīng)當(dāng)比水池底部高出30cm。

⑤施肥器

施肥器可結(jié)合養(yǎng)殖戶的投入成本及自動化情況，選擇全自動施肥機、比例注肥泵及文丘里等。

（4）施肥過程

①配制母液

在為設(shè)施蔬菜配制母液期間，禁止同時使用多種鹽類化合物，以減少肥料溶化期間產(chǎn)生沉淀，從而影響施肥效果。嚴禁將碳酸鈣、硫酸鹽等類碎料進行混合，避免其出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生鈣類化合物沉淀。在配制肥料母液時，可依照其鹽類化合物的推薦使用濃度進行溶解，以不飽和為基準(zhǔn)進行復(fù)配。母液中的肥料應(yīng)當(dāng)充分溶解，并將雜質(zhì)全部清除干凈，確保母液中無雜質(zhì)、無懸浮物。一般來說，使用水溶性肥料配制母液時，稀釋倍數(shù)為700倍，或水溶肥與水保持2∶1的比例。

②施肥方式

選用泵吸式施肥法，借助離心泵向管網(wǎng)系統(tǒng)中吸入水肥溶液，并在吸水管位置安裝逆止閥，避免肥料溶液在施肥期間出現(xiàn)倒流。依照蔬菜的品種、生長發(fā)育階段、施肥類型等選定施肥濃度。例如番茄種植期間，前期施肥以高氮水溶肥為主，單次追肥施水溶肥10kg/667m2即可，每間隔15d追施一次;中后期施肥以高氮高鉀水溶肥為主，單次追施水溶肥15kg/667m2左右，每間隔20d追施1次，直至番茄拉秧前20d。

四、水肥一體化在設(shè)施蔬菜應(yīng)用技術(shù)要點分析

1、肥料的選擇

設(shè)施蔬菜生產(chǎn)期間通過水肥一體化設(shè)施設(shè)備將肥料隨水施入蔬菜根際周邊，從而滿足蔬菜的營養(yǎng)需求。因此，在選擇水肥一體化肥料時，應(yīng)當(dāng)基于溶解度高、養(yǎng)分含量高、肥料間的相容性高、不影響灌溉水質(zhì)或影響較小、腐蝕性弱等條件進行合理選擇。依照蔬菜對肥料的需求量不同可將肥料分為大量元素、中量元素及微量元素;依照肥料的質(zhì)地、規(guī)格又可將其分為固體肥料、液體肥料。目前，市場上較為常見的固體肥料有大量元素肥尿素、硝酸鉀、硝酸銨、硫酸銨、硝酸鈣、磷酸二氫鉀、磷酸、磷酸二氫銨、復(fù)合肥、氯化鉀等;固體中量元素肥有硫酸鎂。液體肥包含大量元素水溶肥、中量元素水溶肥、微量元素水溶肥、含氨基酸水溶肥、腐殖酸水溶肥、微生物菌肥等。在實際應(yīng)用期間，可結(jié)合蔬菜品種、生長發(fā)育階段、需肥特征進行選用符合農(nóng)業(yè)部登記的優(yōu)質(zhì)肥料，同時，還需注重以下幾點：肥料種類與灌溉水源之間的相互作用，在使用肥料前，應(yīng)當(dāng)對灌溉水的溫度、水質(zhì)、pH值、電導(dǎo)率、可溶性鹽含量等進行測定，從而評估其對肥料溶解度、酸堿度的影響。例如，當(dāng)灌溉水硬度較高時，選擇酸性肥料最佳，磷酸、磷酸二氫銨類酸性肥料，可有效減少肥料融化后沉淀物的生成;在溫度較低的季節(jié)中，減少對尿素的使用，應(yīng)當(dāng)以銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥為主，可減少鹽析現(xiàn)象的發(fā)生。選擇肥料時，應(yīng)當(dāng)注重肥料是否會對水肥一體化設(shè)施設(shè)備造成腐蝕影響，例如在使用硫酸銨、硝酸銨、硝酸鈣、磷酸等肥料時，應(yīng)當(dāng)避免使用鍍鋅鐵的設(shè)施設(shè)備;當(dāng)使用磷酸二銨、硫酸銨等肥料時，避免使用青銅、黃銅類的設(shè)備。注重肥料的腐蝕性可以有效延長水肥一體化設(shè)施設(shè)備的使用年限，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。

2、制定科學(xué)施肥管理制度

（1）用水管理

設(shè)施水肥一體化施肥灌水量應(yīng)當(dāng)比設(shè)施溝灌用水量減少30%～40%，單次施肥計劃濕潤土層深度以20～30cm為宜。依據(jù)不同的蔬菜品種的生長發(fā)育特征、需水量、土壤質(zhì)地、墑情基礎(chǔ)、根系生長范圍、設(shè)施環(huán)境基礎(chǔ)、病蟲害發(fā)生程度等因素合理調(diào)節(jié)灌溉制度。灌溉制度包含蔬菜不同生長發(fā)育期的灌水量、灌水次數(shù)、單次灌溉時間及用水量等。以設(shè)施黃瓜種植為例，單茬黃瓜水分總灌溉量為200～300m3/667m2，黃瓜移栽定植后澆灌一次定根水，此時灌水量充足，促進黃瓜緩苗;成活至初花期，控制灌水量，達到蹲苗效果，避免旺長;進入結(jié)果期后供應(yīng)充足水分，提升黃瓜結(jié)果量及產(chǎn)品品質(zhì)。

（2）施肥制度

設(shè)施蔬菜施肥量計算公式;施肥量=（目標(biāo)產(chǎn)量/1000×每形成1000kg經(jīng)濟產(chǎn)量所需養(yǎng)分吸收量-2.25×土壤養(yǎng)分測定值×有效養(yǎng)分系數(shù)）/（肥料中有效養(yǎng)分含量×肥料利用率）。在制定施肥制度前，先確定本茬蔬菜的目標(biāo)產(chǎn)量，以歷年同茬同品種近3年平均產(chǎn)量基礎(chǔ)上增加5%～10%左右即可。其次，計算出蔬菜達到目標(biāo)產(chǎn)量所需的理論肥料量，并依據(jù)土壤肥力基礎(chǔ)、底肥施入量進行調(diào)整。再次，依據(jù)施肥量公式計算出相應(yīng)的施肥量，通常來說在設(shè)施蔬菜栽培期間蔬菜對氮肥的利用率為55%～68%、對磷肥的利用率為30%～35%、對鉀肥的利用率為70%～80%?；蚩蓪Ρ葌鹘y(tǒng)蔬菜栽培管理中施肥量減少1/3～1/2確定施肥量。最后，依照不同蔬菜品種、生長階段需肥量配置施肥種類及施肥量。

（3）水肥結(jié)合

在設(shè)施蔬菜水肥一體化應(yīng)用期間，需堅持總量控制、分段施肥、水肥結(jié)合、少量多次的施肥管理原則，對不同蔬菜品種的不同生長發(fā)育階段進行合理分配施肥量及灌水量。具體應(yīng)用內(nèi)容包含底肥、追肥的比例、蔬菜在不同生長發(fā)育期內(nèi)的灌溉次數(shù)、時間、灌溉用水量、施肥量等。除此之外，不同蔬菜品種在不同年份期間的水肥結(jié)合施入量、比例等會出現(xiàn)差異性，具體實施期間還需依照天氣情況、土壤墑情基礎(chǔ)、作物長勢等因素合理調(diào)整。

（4）濃度控制

不同蔬菜品種、植株生長階段、植株大小、栽培密度等條件下，其對肥料的施入濃度要求不同，需科學(xué)調(diào)整，避免出現(xiàn)濃度過高或過低影響蔬菜長勢。通常設(shè)施蔬菜的肥料濃度控制標(biāo)準(zhǔn)為EC值1～3mS/cm或鹽濃度1～3g/L為宜，或依照不同肥料說明書稀釋標(biāo)準(zhǔn)進行配制使用。

（5）施肥模式

設(shè)施水肥一體化技術(shù)灌溉應(yīng)用期間，需依照先澆灌10min清水、再澆灌肥水10～20min，后澆灌清水10～20min的方式進行施肥。此種施肥模式即可提升肥料的利用率水平，后續(xù)施入清水還可有效沖洗水肥一體化管道系統(tǒng)，減少肥料對管道的腐蝕、堵塞影響。

五、設(shè)施蔬菜水肥一體化技術(shù)應(yīng)用期間注意事項

1、設(shè)備維護

在日常水肥一體化技術(shù)應(yīng)用期間應(yīng)當(dāng)注重對管道系統(tǒng)、設(shè)施設(shè)備的維護，定期巡查各種設(shè)施設(shè)備，及時維修更換。每周拆卸清洗過濾器1次、每月清理一次施肥罐、依照說明書要求定期維護施肥器等。在施肥期間，當(dāng)出現(xiàn)供水不足或中斷時，應(yīng)立即關(guān)閉施肥進水管，避免肥液倒流，造成浪費、污染水源。

2、避免堵塞

肥液在長期滯留在滴灌滴頭或出口處，會導(dǎo)致該部位著生青苔、藻類等微生物，并且，大量的肥料淤積會產(chǎn)生沉淀或結(jié)晶，在接觸灌溉水中的雜質(zhì)后會致使出水孔滴頭造成堵塞，影響滴頭附近蔬菜的灌溉效果。因此，在應(yīng)用水肥一體化技術(shù)前，需對灌溉水的水質(zhì)進行測定，安裝水源凈化、過濾設(shè)施，確保水質(zhì)滿足滴灌施肥需求。在單次施肥后，滴灌10min左右的清水，以沖洗管道內(nèi)剩余肥液。觀察施肥期間過濾器前后的壓力表，當(dāng)壓差大于0.02MPa時，需及時沖洗過濾器。

3、減少肥害

肥害發(fā)生原因可能是設(shè)施內(nèi)溫度過高、肥料濃度過高或一次性施肥較多引發(fā)的，發(fā)生后嚴重抑制蔬菜的生長。在施肥時，需合理調(diào)控單次施肥量及稀釋濃度，嚴格依照肥料說明書、蔬菜植株長勢科學(xué)控制，堅持少量多次原則，減少肥害的發(fā)生。

4、減少脫肥

尿素、水溶性復(fù)合肥、硝態(tài)氮肥等在土壤中易隨水流失，在設(shè)施蔬菜栽培期間，避免出現(xiàn)過量灌溉，以免出現(xiàn)養(yǎng)分的流失，造成蔬菜植株脫肥，影響蔬菜產(chǎn)量及品質(zhì)。

5、養(yǎng)分平衡

蔬菜在種植期間，除了對氮、磷、鉀大量元素需求量較多之外，對鈣、鎂、鋅、硫等中微量元素也有一定需求。因此，在水肥一體化施肥期間，除了注重對大量元素的施入之外，還需重視中微量元素的施入，達到養(yǎng)分平衡供給，促進植株健壯生長。

綜上所述，水肥一體化技術(shù)應(yīng)用在設(shè)施蔬菜種植期間，具有節(jié)水、提升肥料利用率、增加蔬菜種植效益等效果。種植戶在采取該項技術(shù)時，可通過選址、設(shè)施設(shè)備的規(guī)劃、過濾設(shè)施、施肥罐、施肥器等設(shè)施的安裝，最后采取科學(xué)的施肥方式，提升蔬菜對肥料與水肥的利用率，維護蔬菜種植品質(zhì)及產(chǎn)量，最終實現(xiàn)設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)的良好可持續(xù)發(fā)展。

（作者單位：271506山東省泰安市東平縣州城街道辦事處）