陳召玲

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.18.024

水肥一體化技術(shù)在設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)期間應用較多，該技術(shù)的應用具有較強的節(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)精準供應。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，提升水肥利用率。

一、設施蔬菜中水肥一體化技術(shù)的應用優(yōu)勢

1、節(jié)水性

在設施蔬菜中應用水肥一體化技術(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

設施蔬菜種植期間，水肥一體化技術(shù)可實現(xiàn)精準化施肥，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

設施蔬菜水肥一體化技術(shù)應用時，為減少設施內(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)，設施蔬菜栽培期間應用水肥一體化技術(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、設施蔬菜水肥一體化的主要模式

水肥一體化應用模式可結(jié)合設施規(guī)模、蔬菜品種、經(jīng)濟投入成本等方面綜合選擇。目前，設施蔬菜水肥一體化應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，設施蔬菜內(nèi)水肥一體化設施設備不斷優(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、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用在設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、設施蔬菜種植中水肥一體化技術(shù)的應用要點

1、選址

設施建址應當選擇在地勢平坦、開闊、水源供應充足、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。設施周邊環(huán)境應當符合《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)范標準。

2、水肥一體化基本設施規(guī)劃

依照蔬菜設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)動設備、動力裝置等進行科學布局，并搭配符合需求的各種設施設備。

3、安裝設施設備

（1）動力設施

水肥一體化動力設施包括動力機、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，額定運行壓力設置在75KPa、滴灌孔流量設定為2.0L/h即可。

（3）水肥混合設施

①蓄水池

為保障灌水中的水質(zhì)優(yōu)良，可依照蔬菜設施面積、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過濾設施

在設施蔬菜灌溉期間，水源中可能存在一些雜質(zhì)，在無過濾設施的情況下，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)應當定期清洗及更換，確保過濾設施運作正常。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，高度應當比水池底部高出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)化學反應產(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，以不飽和為基準進行復配。母液中的肥料應當充分溶解，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、水肥一體化在設施蔬菜應用技術(shù)要點分析

1、肥料的選擇

設施蔬菜生產(chǎn)期間通過水肥一體化設施設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，應當基于溶解度高、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，應當對灌溉水的溫度、水質(zhì)、pH值、電導率、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，應當以銨態(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，應當注重肥料是否會對水肥一體化設施設備造成腐蝕影響，例如在使用硫酸銨、硝酸銨、硝酸鈣、磷酸等肥料時，應當避免使用鍍鋅鐵的設施設備;當使用磷酸二銨、硫酸銨等肥料時，避免使用青銅、黃銅類的設備。注重肥料的腐蝕性可以有效延長水肥一體化設施設備的使用年限，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。

2、制定科學施肥管理制度

（1）用水管理

設施水肥一體化施肥灌水量應當比設施溝灌用水量減少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、根系生長范圍、設施環(huán)境基礎、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

設施蔬菜施肥量計算公式;施肥量=（目標產(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產(chǎn)量，以歷年同茬同品種近3年平均產(chǎn)量基礎上增加5%～10%左右即可。其次，計算出蔬菜達到目標產(chǎn)量所需的理論肥料量，并依據(jù)土壤肥力基礎、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的施肥量，通常來說在設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

在設施蔬菜水肥一體化應用期間，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、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，需科學調(diào)整，避免出現(xiàn)濃度過高或過低影響蔬菜長勢。通常設施蔬菜的肥料濃度控制標準為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準進行配制使用。

（5）施肥模式

設施水肥一體化技術(shù)灌溉應用期間，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、設施蔬菜水肥一體化技術(shù)應用期間注意事項

1、設備維護

在日常水肥一體化技術(shù)應用期間應當注重對管道系統(tǒng)、設施設備的維護，定期巡查各種設施設備，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，當出現(xiàn)供水不足或中斷時，應立即關(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、水溶性復合肥、硝態(tài)氮肥等在土壤中易隨水流失，在設施蔬菜栽培期間，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)應用在設施蔬菜種植期間，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、設施設備的規(guī)劃、過濾設施、施肥罐、施肥器等設施的安裝，最后采取科學的施肥方式，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）