日光溫室西紅柿水肥精準管理及病害綜合防治的協(xié)同應(yīng)用

隨著氣候變化和資源短缺問題日益嚴重，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和可持續(xù)性成為當前農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要目標。日光溫室西紅柿作為武威市涼州區(qū)下雙鎮(zhèn)的主要作物，其高效種植對提高農(nóng)民收入、促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有重要意義。傳統(tǒng)水肥管理和病害防治方法存在資源浪費和防治不徹底等問題，亟需精準技術(shù)手段。水肥精準管理技術(shù)能夠提高水肥利用效率，病害防治措施則能有效降低病害發(fā)生率。二者結(jié)合可提升西紅柿產(chǎn)量和品質(zhì)，推動農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。因此，研究水肥精準管理與病害防治的協(xié)同技術(shù)，對于提高武威地區(qū)下雙鎮(zhèn)生產(chǎn)效益和為其他干旱半干旱地區(qū)提供經(jīng)驗具有重要意義。

1水肥精準管理技術(shù)

1.1土壤水分監(jiān)測

涼州區(qū)年降水量較少，土壤水分變化較大，因此土壤水分監(jiān)測至關(guān)重要。TDR土壤水分傳感器的精度可達 ±2% ，通過布設(shè)10～30cm 的監(jiān)測深度，實時反映土壤水分變化。傳感器每30分鐘更新一次數(shù)據(jù)，精準控制灌溉量。在高溫季節(jié) 30～35^qC ，灌溉時間通常為10＼～12h；而冬季低溫時 （0～5^°C ，灌溉時間可縮短至3～5h 。精準調(diào)控水分供應(yīng)，既提高了水資源利用效率，也有效避免了土壤鹽堿化問題。

1.2精準施肥控制

下雙鎮(zhèn)土壤養(yǎng)分相對不足，氮、磷、鉀的含量常低于標準。土壤養(yǎng)分監(jiān)測系統(tǒng)可以檢測氮1 0～15mg/L 和鉀 80～60kg/hm² ，而鉀肥需求為80～300mg/L ，確保作物在不同生長階段獲得充足養(yǎng)分。這種方式不僅提升了肥料利用率，還減少了對環(huán)境的負面影響，精準施肥控制技術(shù)參數(shù)見表1。

1.3水肥需求預(yù)測

下雙鎮(zhèn)氣候干旱、溫差大，水肥需求隨季節(jié)變化顯著。通過氣象數(shù)據(jù)（溫度、濕度、降水量）和土壤水分的集成，結(jié)合作物生長模型，能夠精準預(yù)測西紅柿的水肥需求。在高溫期間（30＼～38^°C ），西紅柿的水分需求顯著增加，灌溉時間通常調(diào)節(jié)至12＼～14h ；果實膨大期則需更多肥料，氮磷鉀溶液濃度可增加 20% 230% 。預(yù)測模型利用歷史氣象數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整灌溉和施肥策略，確保作物在各生長階段的水肥供應(yīng)精確無誤。

1.4自動化灌溉施肥

自動化灌溉施肥系統(tǒng)在當?shù)厝展鉁厥抑械膽?yīng)用，提高了水肥管理的精確性和效率。該系統(tǒng)基于實時環(huán)境數(shù)據(jù)（如土壤水分、溫濕度等）自動調(diào)節(jié)灌溉量和施肥濃度，保證作物生長的最佳條件，減少了人工管理的不確定性和資源浪費。自動化系統(tǒng)的運行依托傳感器和控制設(shè)備，使得灌溉和施肥操作更加精準高效。

1.4.1灌溉頻次與時間控制

灌溉時間和頻次的控制是自動化灌溉施肥系統(tǒng)的核心功能之一。在高溫季節(jié)（ 35～40% ，系統(tǒng)根據(jù)土壤濕度和環(huán)境溫度自動增加灌溉頻次，每次灌溉持續(xù)10＼～12h，以確保作物的水分需求得到滿足。相比之下，在低溫季節(jié) 0～5% ），溫室內(nèi)的蒸發(fā)和水分需求減少，系統(tǒng)會自動調(diào)整灌溉時間為3＼～5h/次，減少水分浪費，避免過度灌溉而引發(fā)病害。

1.4.2施肥濃度調(diào)節(jié)

自動化施肥系統(tǒng)能夠根據(jù)西紅柿的生長階段與環(huán)境條件，精確調(diào)節(jié)肥料濃度。通常，系統(tǒng)會把氮磷鉀溶液濃度維持在250＼～350mg/L ，以滿足西紅柿對氮、磷、鉀的需求。對于生長初期的西紅柿，系統(tǒng)提供較高濃度的氮肥，以促進植株的快速生長；在結(jié)果期，系統(tǒng)則會調(diào)整為較高濃度的鉀肥，促進果實的發(fā)育和品質(zhì)提升。系統(tǒng)通過實時監(jiān)控并根據(jù)土壤營養(yǎng)狀況調(diào)整施肥方案，確保作物的營養(yǎng)供給精確到位。

1.4.3數(shù)據(jù)反饋與智能優(yōu)化

系統(tǒng)通過實時數(shù)據(jù)反饋，自動監(jiān)測溫濕度、土壤水分及肥料濃度，形成閉環(huán)控制。通過集成的數(shù)據(jù)分析平臺，系統(tǒng)能夠?qū)崟r評估西紅柿的生長狀態(tài)與資源需求，及時調(diào)整灌溉和施肥策略。例如，當溫度突升或突降時，系統(tǒng)自動適應(yīng)外部變化，調(diào)整灌溉時間和肥料濃度，以確保作物的穩(wěn)定生長。系統(tǒng)還具有長期數(shù)據(jù)積累功能，能夠通過大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化作物水肥管理策略，逐年提高資源利用率，減少過度灌溉和施肥造成的浪費。

1.4.4系統(tǒng)維護與故障診斷

自動化灌溉施肥系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行離不開定期的維護和故障診斷。系統(tǒng)配備了智能監(jiān)控模塊，能夠?qū)崟r檢測設(shè)備運行狀態(tài)并進行自動故障報警。一旦傳感器、控制器等設(shè)備出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會通過無線網(wǎng)絡(luò)向操作員發(fā)送故障通知，便于及時處理。常見的故障診斷功能包括傳感器故障、流量異常、設(shè)備過熱等。系統(tǒng)還設(shè)有自我診斷功能，通過定期對傳感器進行校準，確保數(shù)據(jù)準確性。在溫室管理中，系統(tǒng)會自動記錄維護日志，供農(nóng)戶進行定期檢查。這樣一來，不僅減少了設(shè)備故障導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷，還提高了水肥資源的利用效率，確保了作物生長條件的穩(wěn)定性。

1.5數(shù)據(jù)驅(qū)動決策系統(tǒng)

數(shù)據(jù)驅(qū)動決策系統(tǒng)的核心在于通過云計算與大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的智能化監(jiān)控和管理，特別是在水肥管理方面。系統(tǒng)通過傳感器網(wǎng)絡(luò)采集實時的氣象數(shù)據(jù)、土壤水分、溫濕度以及作物的生長狀況等信息，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和氣候預(yù)測模型，動態(tài)調(diào)整水肥的供應(yīng)量。系統(tǒng)能夠根據(jù)溫度、濕度等參數(shù)的實時變化，精確控制灌溉和施肥量，優(yōu)化資源的利用（數(shù)據(jù)驅(qū)動決策系統(tǒng)技術(shù)指標與參數(shù)見表2）。例如，在高溫期 （30～38^°C） ），系統(tǒng)根據(jù)作物需求，自動延長灌溉時間至10＼～14h/次，確保作物獲得足夠水分并防止干旱。在低溫期（ （0～5^°C ，系統(tǒng)根據(jù)溫度降低土壤水分蒸發(fā)量，適當減少灌溉時間至5＼～7h/次。此外，系統(tǒng)還能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤中的水分和養(yǎng)分變化，自動調(diào)節(jié)施肥濃度，通常將氮磷鉀溶液濃度保持在 250～350mg/L. 確保作物得到所需的養(yǎng)分。

2病害綜合防治措施

2.1病原隔離

病原隔離技術(shù)在西紅柿病害防治中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，特別是在溫室內(nèi)，能有效減少外部病原的侵入和內(nèi)部病害的蔓延。通過合理配置和使用隔離措施，可以大幅度降低病原菌傳播風險，提升作物健康水平。

2.1.1溫室結(jié)構(gòu)與材料選擇

通過采用抗菌涂層、抗菌塑料膜等特制材料，可以顯著減少外部病原的侵入。特別是在春秋季節(jié)，氣候濕潤且溫差大，病原傳播的風險增加，因此在溫室建設(shè)初期應(yīng)選用防菌型建材，密封性良好的設(shè)施能夠有效阻擋空氣中的病原微生物。采用高密度防蟲網(wǎng)、抗菌膜等技術(shù)，能有效減少病蟲害侵染。例如，抗菌塑料膜能夠阻隔 90% 以上的外部病原，確保溫室環(huán)境的清潔。

2.1.2溫室土壤與設(shè)施消毒

在溫室種植前進行徹底的土壤和設(shè)施消毒是防治病原的基礎(chǔ)。推薦使用 1% 福爾馬林溶液對王壤進行深層消毒，處理時間為24h，能夠有效殺滅土壤中的真菌、細菌及蟲卵。也應(yīng)對溫室內(nèi)的架設(shè)、工具和生產(chǎn)設(shè)備消毒，常用消毒劑為 0.2% 氯化銨或 2% 過氧乙酸溶液，確保設(shè)備無病原殘留。消毒后，溫室內(nèi)的溫濕度應(yīng)維持在適宜的條件下，避免新病源再次滋生。

2.1.3溫室內(nèi)濕度與溫度控制

濕度管理是防止病原傳播的關(guān)鍵因素，特別是對于白粉病、霜霉病等病害，濕度過高極易誘發(fā)。溫室內(nèi)相對濕度應(yīng)保持在50%～60% ，這一范圍最有利于作物健康生長且減少病原滋生。在溫濕度較大的季節(jié)交替時，尤其是春秋季節(jié)，采用自動化通風系統(tǒng)進行溫濕度精確調(diào)控，可以有效避免濕度過高導(dǎo)致的病害發(fā)生。通過智能傳感器實時監(jiān)控和調(diào)整，溫室內(nèi)的病害發(fā)生率可降低約 20% 。

2.1.4溫室通風與氣流優(yōu)化

合理的通風設(shè)計與氣流管理對于減少病原菌的積聚和傳播至關(guān)重要。在溫室內(nèi)安裝自動化通風系統(tǒng)，通過智能調(diào)節(jié)風速和空氣交換頻率，確?？諝饬魍?，防止?jié)駳膺^重或形成氣流死角。溫室內(nèi)每日至少進行2次換氣，特別是在溫暖的季節(jié)，氣流的優(yōu)化能有效降低霜霉病和白粉病等病害的發(fā)生概率2。通風系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與濕度、溫度監(jiān)測相結(jié)合，確保溫室內(nèi)氣候條件適宜，從而最大限度地減少病原感染的風險。

2.2生物防治

生物防治在西紅柿病害防治中逐漸部分替代了化學(xué)農(nóng)藥防治。常見的生物防治方法包括釋放天然敵害生物、使用生物農(nóng)藥等。為了防治蚜蟲、白粉病、霜霉病等害蟲和病菌，通常釋放瓢蟲、食蚜蠅等捕食性昆蟲。以瓢蟲為例，每公頃釋放400＼～600只能夠顯著減少蚜蟲數(shù)量，控制白粉病的蔓延。此外，利用微生物制劑，如枯草芽孢桿菌（ 1×10⁸CFU/g; 和白僵菌（ 1×10⁹CFU/g? ，可有效控制根腐病、早疫病等?？莶菅挎邨U菌通過分泌抗菌物質(zhì)抑制病原菌生長，通常每2＼～3個月進行一次噴施，每次的噴施濃度為 0.3%～0.5% 。這種方法不僅能減少農(nóng)藥的使用，還能減少環(huán)境污染，保證溫室內(nèi)作物的綠色生產(chǎn)。

2.3化學(xué)防治

盡管生物防治技術(shù)逐漸受到關(guān)注，但化學(xué)防治依然是應(yīng)對復(fù)雜病害的主要手段。為了防治霜霉病，使用含氯噻啉的藥劑，噴施濃度一般為 50～100mg/L 該藥劑對霜霉病的防治效果較好，尤其在濕度較高的環(huán)境中，可持續(xù)抑制病原菌的擴散。對于灰霉病，一般使用 50～75mg/L 的百菌清，藥效在 20～28^°C 的溫度范圍內(nèi)最為顯著。此外，為了防治早疫病和根腐病，使用多菌靈和菌核凈，濃度通?？刂圃?100～150mg/L 在高濕度條件下，每10＼～15天噴施一次，連續(xù)使用不超過3次，避免產(chǎn)生抗藥性。通過科學(xué)施藥，化學(xué)防治方法在減少病害傳播的同時，也能有效保護作物的生長環(huán)境。

2.4物理防治

物理防治方法以其簡便、高效、低成本的特點被廣泛應(yīng)用于西紅柿溫室病害防治中。利用紫外線燈管、熱蒸汽消毒、通風降濕等物理方法能夠有效控制病原的傳播。在溫室內(nèi)安裝紫外線燈管，每次開啟68小時，可殺滅空氣中的細菌和病原微生物，尤其是對于霜霉病、白粉病等具有較好的抑制作用。溫室土壤消毒方面，采用 70～80^°C 的蒸汽處理土壤，每平方米約使用20L蒸汽，處理時間為 30min ，有效降低土傳病害的發(fā)生。此外，溫室內(nèi)加強通風，每日保持2＼～3次換氣，以確保濕度控制在 50%～60% 的理想范圍，避免病原菌的滋生和傳播。

2.5病害監(jiān)測預(yù)警

病害監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)在西紅柿病害防治中起著至關(guān)重要的作用，尤其在溫室栽培中，能夠及時監(jiān)控并預(yù)測病原的出現(xiàn)，保障作物的健康成長。系統(tǒng)通過綜合利用土壤濕度、氣溫、濕度傳感器，結(jié)合實時圖像監(jiān)測設(shè)備，進行全天候的數(shù)據(jù)采集與分析。

基于傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠?qū)崟r判斷病害的發(fā)生風險，并為農(nóng)戶提供及時的預(yù)警信息，幫助其采取相應(yīng)的防治措施。

2.5.1傳感器網(wǎng)絡(luò)與實時監(jiān)測

溫室內(nèi)安裝的土壤濕度、氣溫和濕度傳感器，能夠?qū)崟r監(jiān)控溫室內(nèi)的環(huán)境變化，特別是在濕度超過 75% 時，系統(tǒng)會自動向農(nóng)戶發(fā)出預(yù)警，提示可能出現(xiàn)病害。通過這些傳感器的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠預(yù)測病原的傳播趨勢，確保在早期階段采取相應(yīng)的預(yù)防措施。紅外傳感器實時監(jiān)控葉片表面溫度變化，可以更精準地判斷是否存在病斑或其他病害的跡象，做到早發(fā)現(xiàn)、早防治。

2.5.2數(shù)據(jù)分析與病害預(yù)測

基于長期收集的環(huán)境數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠?qū)ψ魑锏纳L狀況和溫濕度變化進行數(shù)據(jù)分析，預(yù)測病害發(fā)生的概率。例如，當葉片表面溫度超過 28°C ，且濕度高于 80% 時，系統(tǒng)自動判斷為病害發(fā)生的高風險期，并啟動早期防控機制。通過定期收集的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠進行病害類型的預(yù)測，并標明可能發(fā)生的區(qū)域，從而為農(nóng)戶提供有效的防治措施，防止病害蔓延。

2.5.3綜合監(jiān)測與防治方案

精準的預(yù)警系統(tǒng)可以幫助農(nóng)戶在最佳時機采取防治措施，有效降低病害發(fā)生率。

2.6抗病品種培育

抗病品種的培育能夠從根本上減少病害的發(fā)生。通過選育抗病性較強的西紅柿品種，如\"紅艷F1\"和“高抗R”品種，能夠有效提高西紅柿的抗病性，特別是對霜霉病、早疫病、白粉病等的抗性更強。這些品種的抗病性通常能夠?qū)⒉『Πl(fā)生率降低 30% 以上，尤其在濕度較高的環(huán)境下表現(xiàn)更為突出。對于常見的霜霉病，抗病品種能夠顯著減少農(nóng)藥的使用頻率，通常病害發(fā)生率可降至 10% 以下。與現(xiàn)代育種技術(shù)相結(jié)合，不斷優(yōu)化品種的抗性，將有效推動綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展，同時提高西紅柿的市場競爭力。

水肥精準管理與病害綜合防治技術(shù)的應(yīng)用將顯著提升西紅柿種植的產(chǎn)量與質(zhì)量。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的不斷升級，水肥精準管理與病害綜合防治技術(shù)的結(jié)合，將成為提升西紅柿生產(chǎn)效益的關(guān)鍵。

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