杭州市余杭区设施青菜水肥一体化应用效果研究

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　　摘要    在化肥总养分减量50%的条件下，开展了水肥一体化与常规施肥在设施青菜上的应用效果试验。结果表明，实施水肥一体化的设施青菜较常规施肥增产8.5%、增收8.8%、节省施肥成本3.0%，增效7 391元/hm2;可提高青菜后期叶绿素含量，改善青菜农艺性状。
　　关键词    设施青菜;水肥一体化;应用效果;浙江杭州;余杭区
　　中图分类号    S634.3;S147.5        文献标识码    A
　　文章编号   1007-5739（2020）09-0058-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）
　　杭州市余杭区位于浙江省北部，杭嘉湖平原南段，从东、北、西三面成弧形拱卫杭州主城，是杭州都市新区，也是杭城居民蔬菜供给的最大生产区域。2018年，全区蔬菜（复种）面积共2.31万hm2，年蔬菜供应量逾68万t，产值逾16亿元，现有3个国家级蔬菜标准园、2个省级蔬菜精品园基地、11个市区级叶菜生产功能区。其中，青菜是余杭区蔬菜的主要品种之一，全年种植（复种）面积为4446.7 hm2，占全区蔬菜（复种）总面积的19.2%和叶菜（复种）面积的42%左右。传统的青菜水肥管理方式比较粗放，灌水以大水漫灌或浇灌为主，施肥则主要靠人工，既费工费力，又会造成水分和肥料资源浪费。
　　水肥一体化就是将肥料溶解于水中，利用管道灌溉系统同时进行灌溉与施肥，适时适量地满足农作物对水分和养分需求的水肥同步管理技术[1]。水肥一体化系统包括水源工程、首部系统、管道系统和灌水器等。其中首部系统是整个系统的核心，主要包括水泵、过滤器、施肥器、计量设备、控制设备和调节装置等，应根据水源特点、地形、种植方式、作物种类等，予以合理的配置。一般要求配置2台水泵交替开启;为提高过滤效果，并方便清洗，过滤器宜选用反冲洗碟片式过滤器;为便于调节肥液浓度，施肥器宜选用比例式注肥泵;宜配置变频控制柜，通过压力监测调节水泵动力，以稳定管道水压和出水量;如果种植面积较大，建议安装自动控制设备，以满足自动化灌溉施肥的需求。在蔬菜作物上推广应用水肥一体化技术，可根据蔬菜需肥规律、土壤状况、气候条件等确定水肥施用量，既能保证作物必需的水分和养分，又能提高水肥利用率，达到节水节肥、增产增收的效果[2]。浙江省2015年开始示范推广水肥一体化技术[3]，余杭区于2016年在瓶窑镇满山红蔬菜基地开展蔬果作物水肥一体化试验示范[4]，2019年在设施青菜上开展水肥一体化试验示范，并逐年扩大应用面积，取得了良好的效果，初步形成了一套适合余杭区的设施青菜水肥一体化技术应用模式。
　　1    材料与方法
　　1.1    试验地概况
　　试验安排在杭州市余杭區瓶窑镇南山村满山红蔬菜基地内，供试土壤为泥质田，质地为壤土，肥力中等。
　　1.2    供试材料
　　供试青菜品种为苏州青。供试肥料：复合肥（20-5-20），由中盐安徽红四方肥业股份有限公司生产;奥捷沃土腐植酸水溶肥（15-6 -9+Te），由浙江奥捷生物有限公司生产;商品有机肥，由杭州绿宝有机肥有限公司生产，其养分状况分别为pH值8.4，有机质57%，总氮（N）3.28%，磷（P2O5）2.89%，钾（K2O）2.72%。
　　1.3    试验设计
　　本试验在化肥总养分减量50%的条件下，比较水肥一体化与常规施肥在设施青菜上的应用效果，共设2个处理，分别为常规施肥（CK），基施商品有机肥7 500 kg/hm2、复合肥（20-5-20）600 kg/hm2，壮苗期施复合肥（20-5-20）300/hm2;水肥一体化，基施商品有机肥7 500 kg/hm2、复合肥（20-5-20）300 kg/hm2，壮苗期喷施奥捷腐植酸水溶肥（15-6-9+Te）45 kg/hm2，旺盛期喷施奥捷腐植酸水溶肥（15-6-9+Te）2次（第1次用量为120 kg/hm2，第2次用量为60 kg/hm2）。试验采取大区对比，不设重复，连续实施2年。每个处理为1个单体大棚，每个大棚长41.6 m、宽8 m，面积为332.8 m2;大棚上方安装2条喷管线，向下垂吊旋转式喷头，喷头间距为2 m。
　　1.4    试验实施
　　试验在秋季青菜上实施，采用人工育苗移栽方式种植。2019年9月12日播种，10月13日移栽，移栽株行距为15 cm×15 cm;11月20日采收，对各处理青菜的农艺性状进行了调查。
　　1.5    调查内容与方法
　　2019年在青菜壮苗期（10月25日）、生长旺盛期（11月6日）及生长后期（11月18日），先后采用日产SPAD-502型测定仪测定各处理青菜叶片叶绿素含量;在采收前对青菜农艺性状进行实地测定，每个处理选择10株代表样株，测定株高、叶片开展度、最大叶长、最大叶宽、商品叶片数等农艺性状。 　　2    结果与分析
　　2.1    水肥一体化对青菜叶绿素含量的影响
　　由图1可知，水肥一体化处理青菜叶绿素（SPAD值）壮苗期低于常规施肥处理，生长旺盛期与常规施肥处理相近，生长后期则要高于常规施肥处理。究其原因，可能是农作物叶片中叶绿素含量的高低与氮素供应水平成正相关[5]，青菜常规施肥采用“一基一追”施肥法，基施氮肥纯量120 kg/hm2（占总氮肥纯用量的66.7%），高于水肥一体化的60 kg/hm2。因此，青菜生长前期氮肥供应充足，但后期供应相对不足。水肥一体化采用“一基多追”施肥法，青菜生长前、中、后期氮素供应平衡，尤其是后期氮素供应相对充足，故后期青菜叶片中的叶绿素含量相对较高。
　　2.2    水肥一体化对青菜产量和效益的影响
　　由表1可知，与常规施肥处理（CK）相比，水肥一体化处理的青菜增产8.5%、增收8.8%、节省施肥成本3.0%。在综合效益上，水肥一体化处理较常规施肥处理（CK）增效7 391元/hm2。这说明，在化肥总养分减量50%的情况下，实施水肥一体化的设施青菜仍有较好的增产增收、节本增效效果。
　　2.3    水肥一体化对青菜农艺性状的影响
　　由表2可知，与常规施肥处理（CK）相比，水肥一体化处理青菜的株高和叶片开展度分别增加2.0 cm和2.6 cm，植株最大叶长和叶宽分别增加2.1 cm和0.8 cm，商品叶数增加1.5张。究其原因，设施青菜实施水肥一体化后，整个生育期养分供应较为平衡，可促进营养生长，有效改善农艺性状，为获得高产奠定基础。
　　3    结论与讨论
　　3.1    结论
　　试验结果表明，实施水肥一体化设施青菜较常规施肥增产8.5%、增收8.8%、节省施肥成本3.0%，增效7 391元/hm2;可提高青菜后期葉绿素含量，改善青菜农艺性状。
　　3.2    讨论
　　3.2.1    选用合适的水肥一体化模式。由于绿叶蔬菜（包括青菜）属密植型作物，其生长期短、生长速度快，宜采用“比例式注肥泵+喷灌”的水肥一体化模式[6]。对于单体大棚（6～8 m宽），一般在其顶部安装1～2条喷管线;对于连栋大棚，一般在离地面3 m高度处安装喷管线，每个喷管线间距为4 m。在喷管线上向下垂吊旋转式喷头，每个喷头间距为2.0～2.5 m。
　　3.2.2    选择适用的肥料品种和配比。用于水肥一体化的肥料选择必须主要满足以下几个条件：①肥料可完全溶于水，且溶于水后不会产生沉淀;②肥料流动性较强，且在施肥过程中不会阻塞滴头;③肥料含杂质少，且能与其他肥料进行混合;④肥料溶液的酸碱度为中性至微酸性，不会引起土壤pH值发生巨大变化;⑤施用微量元素时，应选用鳌合态微肥，否则与大量元素肥混合施用时易产生沉淀物[7]。在水肥一体化施肥过程中，一般优先选用全水溶性复合（混）肥或液体肥料，也可以选用水溶性单质肥料进行混配，具体配比应根据蔬菜需肥特点来确定。根据余杭区生产实际，设施青菜上基肥宜选用45%高氮高钾型复合肥，追肥宜选用氮磷钾总养分含量≥30%的高氮型水溶肥，优先选择液体肥料，如固态水溶肥50%康成美农水溶肥（20-10-20），液态水溶肥30%奥捷沃土腐植酸水溶肥（15-6-9+Te）。
　　3.2.3    确定合理的肥料用量和时间。在实施水肥一体化时，应按照总量控制、分段拟合、以水带肥、少量多次的原则，根据蔬菜生长特性、土壤肥力状况、气候条件、目标产量等，合理确定总施肥量、基追肥比例、追肥次数、施肥时间等[8]。根据余杭区生产实际，在全年施用商品有机肥15 000 kg/hm2（分上半年、下半年2次施用）的基础上，设施青菜一般实行“一基二追（或三追）”施肥法，即基肥施45%高氮高钾型复合肥300 kg/hm2;在壮苗期施追肥1次，用量为30%奥捷沃土腐植酸水溶肥（15-6-9+Te）45 kg/hm2;在生长旺盛期，春、夏季青菜生长时间较短，一般只施1次30%奥捷沃土腐植酸水溶肥（15-6-9+Te）120 kg/hm2作追肥，秋、冬季青菜生长期较长，要求施追肥2次，用量分别为30%奥捷沃土腐植酸水溶肥（15-6-9+Te）120 kg/hm2和60 kg/hm2。
　　3.2.4    选择合适的应用模式。2年的试验结果表明，在设施青菜上实施水肥一体化，具有良好的增产增效、省工节本、化肥减量等效果。目前，余杭区设施青菜水肥一体化采用的是“半程水肥一体化”模式，即在基施足量有机肥和适量复合肥的基础上，以水肥一体化方式追施水溶肥，该方法是对传统人工施肥方法的改进，既能通过“机器换人”，减少施肥人工;又能通过“水肥耦合”，提高肥料利用率，减少化肥用量。如采用“全程水肥一体化”模式，即在基施少量有机肥基础上，根据青菜生长特点、需肥需水规律，整个生长期以水肥一体化方式追施水溶肥，少量多次，实现精准水肥同步管理，该方法更省工省力、肥料利用率更高、减肥效果更好，但目前该项技术在当地还不够完善，有待进一步试验研究。
　　3.2.5    控制适宜的肥料浓度。在设施青菜水肥一体化技术应用过程中，肥料浓度控制和水肥管理较为重要。有关研究表明，设施栽培肥水管理不当极易诱发蔬菜病害，可造成作物缺棵死苗[9]。在设施青菜上施用水溶肥，一般采用叶面喷施的方式进行，喷施浓度过高，易产生肥害，尤其是对幼苗期青菜;但喷施浓度过低，又会增加用水量，可能会使大棚内湿度过高，易产生蔬菜病害，尤其是在雨水较多的季节，夏季易产生烧心病、冬季易产生霜霉病[10]。因此，在设施青菜上，生长前期喷灌浓度一般控制在0.3%～0.4%之间，生长中后期喷灌浓度控制在0.5%～0.6%之间。
　　4    参考文献
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　　[2] 李迪，谭启玲.设施蔬菜水肥一体化技术，节水省肥效率高[J].长江蔬菜，2017（21）：9-10.
　　[3] 孔海民，刘晓霞，陆若辉，等.浙江省水肥一体化技术推广应用现状分析[J].浙江农业科学，2017，58（12）：2135-2137.
　　[4] 楼玲，王忠，沈建国，等.余杭区水肥一体化技术推广现状问题与对策[J].中国农技推广，2017，33（18）：53-54.
　　[5] 阚学飞，赵明辉，隋阳辉，等.氮肥对超绿水稻齐穗期光合特性的影响[J].作物杂志，2010（4）：24-29.
　　[6] 张峻，陆奕，张建华，等.闵行区设施蔬菜水肥一体化应用初报[J].上海蔬菜，2018（3）：9-10.
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　　[8] 陈琼贤，曹健，高惠楠，等.大田蔬菜水肥一体化技术操作规程[J].广东农业科学，2011（1）：83-84.
　　[9] 朱徐燕，王忠，任国华，等.化肥减量条件下不同水溶肥对青菜产量及品质的影响[J].中国农学通报，2018，34（21）：48-53.
　　[10] 张红雨，刘媛媛，唐双凌，等.非水溶性材料包膜缓释氮肥的养分释放特征及其对小青菜产量的影响[J].江苏农业学报，2012（3）：519-523.
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