竇超銀， 孟維忠

(1.揚(yáng)州大學(xué)水利與能源動力工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225009； 2.遼寧省水利水電科學(xué)研究院，遼寧沈陽 110003)

隨著微灌技術(shù)的快速發(fā)展和普及，滴灌技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中得到越來越多的應(yīng)用[1]。在滴灌條件下，傳統(tǒng)的單一施肥制度與現(xiàn)代灌溉技術(shù)已不相適應(yīng)，水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用成為必然趨勢，水肥一體化可根據(jù)作物生長過程中對水分和養(yǎng)分的需求實(shí)現(xiàn)適時(shí)適量供給，以保證作物在吸收水分的同時(shí)吸收養(yǎng)分[2]，而滴灌技術(shù)的管道化輸配水、精確控制和均勻灌溉等為水肥一體化的實(shí)現(xiàn)提供了條件。在水肥一體化技術(shù)應(yīng)用中，合理的施肥制度是其效果發(fā)揮的關(guān)鍵，為此，研究者們從肥料用量、肥料配比、肥料類型和施肥時(shí)間等不同角度[3-8]開展了大量研究，為施肥制度的制定提供了依據(jù)。但是，在現(xiàn)階段設(shè)施農(nóng)業(yè)仍以分散經(jīng)營為主的條件下，農(nóng)戶缺乏技術(shù)指導(dǎo)，往往沿襲傳統(tǒng)的集中施肥方式，多將滴灌系統(tǒng)作為施肥工具，從而導(dǎo)致肥效低，且肥液濃度過高不利于作物的生長。因此，研究更為簡單實(shí)用的施肥制度具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

以施肥頻率為控制指標(biāo)的施肥制度可實(shí)現(xiàn)對水肥的調(diào)控，發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢。有研究表明，香蕉、一串紅、草坪草分別每3、8、10 d施肥1次，其產(chǎn)量可明顯提高，且方法簡單易行，便于農(nóng)戶接受[9-11]。本試驗(yàn)以遼寧地區(qū)種植的大棚黃瓜為研究對象，研究結(jié)果期不同施肥頻率對黃瓜生長和產(chǎn)量的影響，以確定該地區(qū)大棚黃瓜適宜的滴灌施肥制度，為設(shè)施農(nóng)業(yè)滴灌水肥一體化技術(shù)的合理應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

本試驗(yàn)于2015年在遼寧省灌溉試驗(yàn)中心站的高標(biāo)準(zhǔn)日光溫室中進(jìn)行，試驗(yàn)站位于遼寧省沈陽市黃家鄉(xiāng)，地理位置120°30′44″ E、42°08′59″ N，海拔47 m，為平原地帶，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候。供試土壤為黏壤土，容重為1.33 g/cm3，土壤飽和體積含水率為42.2%；土壤中等肥力偏下，速效鉀、速效磷、堿解氮含量分別為81.28、18.39、75.41 mg/kg，全氮含量為 1.11 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量為1.22%，土壤pH值為7.09。

供試黃瓜品種為瑪麗亞，種植前統(tǒng)一撒施腐熟的雞糞120～150 m3/hm2作為基肥；采用大壟雙行種植，壟寬1.5 m，壟長7 m，壟臺高15 cm，定植株行距為0.45 m×0.5 m，每壟種植黃瓜16株，兩壟之間的距離為1.5 m，定植時(shí)為保證黃瓜緩苗率，各處理統(tǒng)一灌水25 mm；田間補(bǔ)水追肥采用膜下滴灌，定植前在壟中心鋪設(shè)滴灌帶，滴頭間距30 cm，滴頭流量1.38 L/h；覆膜完成后，在滴灌帶兩側(cè)水平距離20 cm處種植黃瓜。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2015年秋至2016年4月14日至6月25日黃瓜結(jié)果期進(jìn)行，以滴灌施肥頻率為因素設(shè)置5個水平，分別為3、6、9、12、15 d滴灌施肥1次，即結(jié)果期滴灌追肥次數(shù)分別為24、12、8、6、5次，相應(yīng)試驗(yàn)編號為FI1、FI2、FI3、FI4、FI5，以當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)溝灌為對照(CK)；灌溉與施肥同步，各處理追肥量一致，硝酸鉀、多肽復(fù)合肥、高磷高鈣、氨基酸用量分別為20、10、105、375 kg/hm2，灌水量也一致，單次灌溉水量以棚內(nèi)直徑為20 mm的蒸發(fā)皿實(shí)測蒸發(fā)量為依據(jù)，試驗(yàn)中其他田間管理參考當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)做法進(jìn)行操作。每個處理3個重復(fù)，共18個試驗(yàn)小區(qū)，每個小區(qū)由相鄰的5條壟構(gòu)成，面積52.5 m2，采用隨機(jī)分布方式布置。

單次灌溉水量計(jì)算公式為

W=α·f·EP。

式中：W為單次灌溉水量，mm；EP為大棚1次灌溉周期內(nèi)累計(jì)蒸發(fā)量，mm/d；f為灌溉周期，即灌溉間隔時(shí)間，d；α為作物系數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)站2014年基于蒸發(fā)皿灌溉試驗(yàn)結(jié)果，α取值為25%。

1.3 測定指標(biāo)與方法

每天08：00測量棚內(nèi)蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量，灌溉水量由小區(qū)單獨(dú)控制的水表獲得；黃瓜打頂前(結(jié)果后期)，每試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)選5株，分別采用鋼尺、游標(biāo)卡尺測定株高、莖粗，調(diào)查葉片數(shù)；每隔1～2 d采果1次，用天平稱量整個試驗(yàn)小區(qū)的黃瓜質(zhì)量，累計(jì)得黃瓜產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2010軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同滴灌施肥頻率對黃瓜株高的影響

由圖1可見，不同處理黃瓜株高在160～196 cm之間；隨滴灌施肥頻率的減小，株高有先減小后增加后又減小的趨勢；FI4處理的植株相對最高，株高為195.7 cm，F(xiàn)I2處理的株高較FI4處理矮18.4%；常規(guī)灌溉CK處理的株高為169.0 cm，介于FI2和FI3處理之間；方差分析表明，F(xiàn)I4處理的株高顯著高于滴灌施肥頻率大于FI4的處理及CK處理(P<0.05)；除FI4處理外，其他處理之間株高差異不顯著(P>0.05)。因此，滴灌施肥12 d 1次較有利于植株的生長。

2.2 不同滴灌施肥頻率對黃瓜莖粗的影響

由圖2可見，隨滴灌施肥頻率的降低，莖粗整體呈先增加后減小的趨勢；在滴灌施肥處理中，F(xiàn)I2處理的植株莖稈相對較粗，約為8.0 mm，F(xiàn)I5處理的莖粗相對最小，為 7.2 mm，較FI2處理小10.0%；CK處理的莖粗為6.7 mm，明顯低于各滴灌施肥處理，但相互間差異不顯著(P>0.05)。方差分析表明，CK處理和FI1處理的標(biāo)準(zhǔn)差相對較大，植株粗細(xì)不均，其他處理方差較小，莖粗長勢相對均勻，說明傳統(tǒng)溝灌種植水肥的不均勻性會導(dǎo)致莖粗的均勻性相對較差，而滴灌施肥可提高莖粗及植株莖粗的均勻性，但滴灌施肥頻率過高或過低均不利于形成粗壯株型，且高頻滴灌施肥易導(dǎo)致植株個體的差異增大。

2.3 不同滴灌施肥頻率對黃瓜葉片數(shù)的影響

由圖3可見，滴灌施肥處理中，隨滴灌施肥頻率的降低，葉片數(shù)整體呈先減少后增多又減少的趨勢，從FI1處理的平均19張葉片增加到FI4處理的21張葉片，后又降到FI5處理的20張葉片；CK處理的葉片數(shù)相對最少，僅為17張葉片；方差分析表明，滴灌施肥各處理間的葉片數(shù)差異不顯著(P>0.05)，F(xiàn)I1、FI4、FI5處理的葉片數(shù)顯著多于CK處理(P<0.05)，即滴灌施肥有利于黃瓜葉片數(shù)的增加，在一定范圍內(nèi)，施肥頻率越小，越有利于葉片的發(fā)生。

2.4 不同滴灌施肥頻率對黃瓜產(chǎn)量的影響

由圖4可見，黃瓜自2016年4月15日開始采摘，直到7月21日結(jié)束，整個采摘期共采摘44次；不同滴灌施肥處理的產(chǎn)量變化趨勢基本相近，前期產(chǎn)量相對較低，4月末至6月末是盛果期，產(chǎn)量主要在這一時(shí)期形成，6月下旬后產(chǎn)量急劇減少，直到7月21日拔園；FI1、FI2處理的前期產(chǎn)量高于其他處理，到6月中旬后，F(xiàn)I3、FI4、FI5處理的單次采摘量相對較高，CK處理的單次采摘量始終處于中間水平，即適當(dāng)?shù)母哳l滴灌施肥有利于早期產(chǎn)量的形成，滴灌施肥間隔時(shí)間的增加將延緩果實(shí)的成熟。由圖5可見，全生育期各處理產(chǎn)量由高到低為FI1>FI2>FI4>FI3>CK>FI5，F(xiàn)I1處理的黃瓜產(chǎn)量相對最高，累計(jì)達(dá)到117.6 t/hm2，滴灌施肥處理間的黃瓜產(chǎn)量差異不顯著(P>0.05)，但FI1處理的平均產(chǎn)量仍高出FI5處理12.0%；CK處理產(chǎn)量顯著低于FI1處理(P<0.05)，與其他處理之間差異不顯著(P>0.05)，說明與傳統(tǒng)溝灌相比，滴灌水肥一體化具有一定的增產(chǎn)效果，而高頻滴灌施肥有利于獲得高產(chǎn)，滴灌追肥間隔時(shí)間過長則不利于產(chǎn)量的形成，甚至產(chǎn)量會低于傳統(tǒng)灌溉施肥方式。

3 結(jié)論與討論

滴灌水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了施肥和灌溉的同步進(jìn)行，高頻施肥即高頻灌溉，在灌溉水量一定的條件下，每次灌溉水量較少，水肥主要分布在淺層土壤中，有利于淺根系作物的生長，陳平等研究表明，2 d施肥1次可導(dǎo)致草的徒長[11]；而對根系較深的作物，頻率過高則不利于作物對水肥的吸收，同時(shí)，表層土壤含水量長期保持在較高水平可能降低土壤的透氣性，阻礙植株生長[12]。當(dāng)灌溉頻率較低時(shí)，單次灌溉量相對較多，灌溉周期長，一方面易引起土壤含水量的劇烈變化[13]，另一方面部分水肥分布在根系層以下，水肥利用率下降，對植株生長不利[14]。因此，施肥頻率過高或過低均不利于植株的生長[10，12-14]。產(chǎn)量的形成取決于植株的生殖生長，而營養(yǎng)生長和生殖生長之間往往具有良好的一致性，但有研究表明，作物在良好的水肥條件下容易徒長，反而不利于作物產(chǎn)量的形成[11]。何華等研究發(fā)現(xiàn)，灌溉深度增加會導(dǎo)致根冠比降低，而灌溉深度淺又會消耗大量用于植冠的同化產(chǎn)物，影響干物質(zhì)的高效分配，只有適宜的水肥分布才能協(xié)調(diào)根冠生長，最終達(dá)到較高的產(chǎn)量和資源利用效率[15]。本研究中，間隔12 d 1次進(jìn)行滴灌施肥的黃瓜長勢相對最好，但并沒有獲得最高產(chǎn)量，說明該滴灌施肥頻率易造成植株徒長，而間隔 3 d 1次進(jìn)行滴灌施肥雖然影響了作物的營養(yǎng)生長，但與低頻滴灌施肥處理相比養(yǎng)分仍保留在土壤中，在水肥共同作用下更好地用于生殖生長，并獲得相對最高的產(chǎn)量。因此，在大棚黃瓜結(jié)果期每隔3 d滴灌施肥1次可有效控制黃瓜的無效生長，有利于產(chǎn)量形成，建議大棚黃瓜結(jié)果期滴灌施肥頻率以 3 d 1次為宜。

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