綠色環(huán)保高效的設(shè)施蔬菜土壤滴灌施肥體系

高麗紅，郭世榮，李式軍

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，北京，100193；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院）

綠色環(huán)保高效的設(shè)施蔬菜土壤滴灌施肥體系

高麗紅1，郭世榮2，李式軍2

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，北京，100193；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院）

土壤滴灌施肥技術(shù)是基于栽培作物的需水需肥規(guī)律，依據(jù)實(shí)時(shí)定量供液、維持根層水分養(yǎng)分穩(wěn)定技術(shù)原理的一種新型水肥一體化施肥技術(shù)，解決了傳統(tǒng)土壤栽培水肥供應(yīng)使根系長(zhǎng)期處于饑飽交替逆境脅迫下及土壤易產(chǎn)生次生鹽漬化等問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了輕簡(jiǎn)省力、自動(dòng)化和水肥高效利用的目標(biāo)。詳細(xì)介紹了土壤滴灌施肥的技術(shù)原理、主要裝置及系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)基礎(chǔ)及國(guó)內(nèi)外應(yīng)用實(shí)例，為該技術(shù)推廣應(yīng)用提供參考。

設(shè)施蔬菜；實(shí)時(shí)定量；滴灌施肥

隨著我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)勞力老齡化的加速，蔬菜等勞動(dòng)密集型農(nóng)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)面臨挑戰(zhàn)，加速實(shí)現(xiàn)設(shè)施蔬菜栽培中施肥灌溉技術(shù)迫在眉睫。同時(shí)，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致設(shè)施蔬菜產(chǎn)區(qū)普遍存在地下水污染、土壤鹽類積聚和連作障礙等問題[1,2]。為克服以上問題，我們?cè)趪?guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃、國(guó)家和北京市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項(xiàng)目資助下，研究了一種既省工省力、高效節(jié)本，保持設(shè)施作物安全優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，又保護(hù)環(huán)境不受污染、適合國(guó)情的滴灌施肥技術(shù)體系，以期適應(yīng)21世紀(jì)綠色環(huán)保低碳農(nóng)業(yè)的新時(shí)代需求。

1 滴灌施肥技術(shù)體系

滴灌施肥技術(shù)體系為以色列人在創(chuàng)造滴灌技術(shù)基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，是fertilization（施肥）與irrigation（灌溉），是一種將可給態(tài)的營(yíng)養(yǎng)液通過滴灌系統(tǒng)適時(shí)適量供給設(shè)施作物的精準(zhǔn)肥水管理，在我國(guó)被稱為“肥水一體化滴灌施肥技術(shù)”[1,3]。其在國(guó)外農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已推廣應(yīng)用近50 a，日本近10 a也快速推廣，被稱為“養(yǎng)液土壤栽培”[4，5]。它摒棄重施基肥、分次集中追肥以及大水大肥、過量施肥等傳統(tǒng)的肥水管理模式，而是根據(jù)作物不同生育期對(duì)養(yǎng)分和水分的實(shí)際需要量，依據(jù)實(shí)時(shí)、實(shí)地的土壤營(yíng)養(yǎng)測(cè)定和水分診斷，精確配制營(yíng)養(yǎng)元素的組分與濃度，每天采用多次、少量的自動(dòng)滴灌法對(duì)作物定量供應(yīng)養(yǎng)分與水分，藉以獲得優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的一種農(nóng)業(yè)新技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)的要素為營(yíng)養(yǎng)液、滴灌、土壤栽培，三者缺一不可。

2 技術(shù)原理

2.1 作物吸肥吸水的特性

作物從幼苗期到成熟采收，需均衡地吸收一定量的養(yǎng)分和水分。通過試驗(yàn)可獲得不同地區(qū)作物單位面積每生產(chǎn)一定產(chǎn)量時(shí)需要吸收的各種營(yíng)養(yǎng)元素和水分的數(shù)量，從而計(jì)算出不同生育時(shí)期的肥水需求量，并通過實(shí)時(shí)實(shí)地檢測(cè)土壤中已有營(yíng)養(yǎng)元素與水分含量對(duì)其進(jìn)行校正，最后精準(zhǔn)地配制出作物不同生育期所需的營(yíng)養(yǎng)液成分、濃度和供液量，據(jù)此作成不同作物肥水管理“指導(dǎo)手冊(cè)”，生產(chǎn)者按手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)適時(shí)適量供應(yīng)肥水，做到 “吃多少給多少”，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥灌溉，避免了傳統(tǒng)施肥技術(shù)造成的肥水浪費(fèi)、土壤鹽類物質(zhì)積聚、地下水污染等問題[6]。

2.2 滴灌滲透范圍，局限在作物根圈范圍

滴灌施肥法的突出特點(diǎn)是，使?fàn)I養(yǎng)液的縱向與橫向滲透范圍控制在作物根圈范圍內(nèi)[6]（通常離地面向下約25 cm，如圖1），所以到栽培結(jié)束時(shí)，土壤中殘留或流失的肥料量接近于零。滴灌施肥法，每天少量多次定量定濃度地供液，從不過量，且營(yíng)養(yǎng)液是依每日氮肥的需要量少量分次（據(jù)水分測(cè)定計(jì)和蒸騰量實(shí)測(cè)決定每天供液1～3次）按需供液，不存在積累、不足及重復(fù)利用的問題。

圖1 營(yíng)養(yǎng)液土壤栽培原理[6]

2.3 有機(jī)物不作為基肥而作為土壤改良物質(zhì)施用

有機(jī)肥礦化速度隨溫度不同而不同，并經(jīng)常因?yàn)榉市н^剩而造成根系脅迫環(huán)境，影響幼苗生長(zhǎng)，而且以家畜糞尿?yàn)橹鞯挠袡C(jī)肥往往含有重金屬、Na、Cl等對(duì)植物生長(zhǎng)有害的成分。因此為了改善土壤的物理性狀，保持土壤微生物的良性生態(tài)環(huán)境，可施入秸稈、堆肥等作為土壤改良物質(zhì)，而非作為肥料，這完全是與傳統(tǒng)施肥不同的理念。

3 推廣滴灌施肥技術(shù)的意義

3.1 省工省力，提高工效，節(jié)約成本

采用管道化、智能化的肥水一體化滴灌施肥技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工施基肥、追肥和灌溉技術(shù)，工效可提高5～10倍。我國(guó)華南地區(qū)不少?gòu)氖氯~菜類蔬菜生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的外資農(nóng)業(yè)企業(yè)，其基地規(guī)模都在667 hm2以上，多是依靠肥水一體化滴灌施肥系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化操作，其工本僅為人工澆灌的1/10～1/20。

3.2 節(jié)水節(jié)肥，防止環(huán)境污染

據(jù)水利部報(bào)告，2009年我國(guó)灌溉水平均利用率僅48%，化肥的利用率只有25%～30%，利用效率極低[2]。當(dāng)今發(fā)達(dá)國(guó)家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定公用水與地下水中硝態(tài)氮的最高殘留限量不得超過10 mg/L，我國(guó)一些設(shè)施蔬菜產(chǎn)區(qū)地下水硝態(tài)氮含量已嚴(yán)重超標(biāo)。面對(duì)新世紀(jì)低碳環(huán)保農(nóng)業(yè)的挑戰(zhàn)，亟需推廣肥水一體化的精準(zhǔn)滴灌施肥技術(shù)。

3.3 防止土壤鹽類積累和連作障礙

3.4 保障了蔬菜作物的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)

由于實(shí)現(xiàn)了作物不同生育期合理、高效、精準(zhǔn)的肥水供應(yīng)，避免了傳統(tǒng)技術(shù)中肥、水一時(shí)過剩、一時(shí)不足的逆境脅迫和生育障礙的發(fā)生，作物根系與地上部生長(zhǎng)健壯整齊，商品率提高，產(chǎn)品既優(yōu)質(zhì)又高產(chǎn)，同時(shí)也便于標(biāo)準(zhǔn)化管理，易于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定安全的生產(chǎn)計(jì)劃。

3.5 為實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、高效率、標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)技術(shù)提供了可控平臺(tái)

由于能依作物不同生育期要求定時(shí)定量精密設(shè)定液肥成分、濃度與供給量，并按太陽輻射強(qiáng)度、土壤含水量和營(yíng)養(yǎng)狀況的實(shí)時(shí)變化自動(dòng)控制供液，使生產(chǎn)全程實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化的管理，使省工、省力、規(guī)模化、高效率和高科技的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)。

4 主要結(jié)構(gòu)裝置及系統(tǒng)組成

4.1 滴灌施肥系統(tǒng)組成的基本結(jié)構(gòu)

包括水泵、貯水池、原水過濾器、計(jì)算流量計(jì)、滴灌管帶、液肥混合稀釋裝置、定時(shí)器或電腦自動(dòng)控制器、原液肥料桶、攪拌機(jī)、液肥過濾器、電磁瓣、減壓閥以及進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)診斷和土壤診斷的儀器設(shè)備等（圖2）。其監(jiān)控裝置要求能控制每次供液量、每天供液次數(shù)，供液時(shí)間段的各系統(tǒng)（電磁瓣）能分別控制不同小區(qū)。

4.2 滴灌管（帶）與滴頭

滴灌管（帶）與滴頭為該技術(shù)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，要求不易堵塞且不受管帶長(zhǎng)度、水壓高低的影響，可均勻滴灌。要選購(gòu)附有水壓調(diào)節(jié)功能并附有自動(dòng)清洗功能、不易堵塞的滴頭，使用管帶前后的流量一致、滴頭間距與作物種類相匹配的產(chǎn)品品種。

4.3 供水控制器與液肥混合器（配肥器）

圖2 滴灌施肥系統(tǒng)基本組成[6]

滴灌施肥系統(tǒng)操作省工省力、精量、節(jié)水和高效率、自動(dòng)化，控制灌水量的水分感應(yīng)器與控制器是提供精確灌溉指標(biāo)不可或缺的設(shè)備，不僅要精確控制灌水，還要控制液肥的濃度。控制器一般根據(jù)太陽輻射儀和土壤水分計(jì)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)來調(diào)控。太陽輻射儀利用光輻射感應(yīng)器測(cè)定光輻射量，通過計(jì)算機(jī)計(jì)算蒸騰量大小來自動(dòng)調(diào)控灌水?dāng)?shù)量、頻次與時(shí)間；土壤水分的監(jiān)測(cè)常用土壤水分張力計(jì)（pF計(jì)）或?qū)Ｓ猛寥浪钟?jì)（TDR計(jì)），當(dāng)其測(cè)定值超過臨界值時(shí)，即自動(dòng)灌水。

液肥混合裝置（配肥器）是滴灌施肥系統(tǒng)的又一關(guān)鍵裝備，該裝置要求能穩(wěn)定準(zhǔn)確設(shè)定濃度配比，性能長(zhǎng)期穩(wěn)定?？梢暂斎氩煌嗨颗c施肥量、并能進(jìn)行復(fù)合設(shè)定，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控管理。依液肥混入的動(dòng)力來源可分為電動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)和水壓或負(fù)壓驅(qū)動(dòng)混入等方式。①電動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)方式又分為將液肥連續(xù)按比例混入或用定量泵按比例混入；連續(xù)比例混入即按照設(shè)定原水與液肥的混合比例，用脈沖式流量計(jì)分別測(cè)量原水與液肥的流量，通過調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥使其按設(shè)定比率混合，這種方式與輸水管路的水流壓力無關(guān)，其精確度高。②水壓驅(qū)動(dòng)泵是通過手動(dòng)調(diào)節(jié)泵內(nèi)活塞行程，在原水流量中按比例混入液肥，比較精確，是國(guó)際上較先進(jìn)的一種混合器。③負(fù)壓混入方式是利用水流通過混合器進(jìn)出水口產(chǎn)生的壓力差而吸取混入液肥的一種方式。商品自動(dòng)施肥系統(tǒng)應(yīng)用已非常廣泛，施肥器受計(jì)算機(jī)或小型控制器控制，以實(shí)現(xiàn)精確施肥。液肥混合方式主要有泵注方式、文丘里式、壓差式、水壓驅(qū)動(dòng)混合注入式等，其中水壓驅(qū)動(dòng)混合注入式應(yīng)用廣泛。

5 技術(shù)基礎(chǔ)

5.1 土壤與作物的營(yíng)養(yǎng)診斷

滴灌施肥系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是通過對(duì)栽培的土壤與作物的營(yíng)養(yǎng)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)快速的測(cè)定與診斷，精確配制液肥、定量定時(shí)均衡供液，從而最大限度保持根際范圍養(yǎng)分和水分不出現(xiàn)過量或不足狀態(tài)。常用土壤水分張力計(jì)（pF計(jì)）或TDR土壤水分計(jì)，在田塊滴灌帶附近定點(diǎn)多點(diǎn)設(shè)置，定期定時(shí)記載土壤持水量。

土壤營(yíng)養(yǎng)狀況分析目前多用電導(dǎo)儀（EC計(jì)）來快速實(shí)時(shí)測(cè)定土壤溶液中的EC值以推算土壤中的氮肥含量，或?qū)Ｓ玫哪芡瑫r(shí)測(cè)定NO3-和K+的簡(jiǎn)易速測(cè)儀檢測(cè)。通常在栽培期間每隔1～2周測(cè)定一次。根據(jù)實(shí)時(shí)快速診斷所得的土壤水分和養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)，與數(shù)字化手冊(cè)提供的灌水、施肥濃度和數(shù)量進(jìn)行比對(duì)，如有問題，加以必要的修正后再進(jìn)行精確的管理操作，務(wù)必使作物所需的水分和養(yǎng)分的供應(yīng)保持最經(jīng)濟(jì)有效的狀態(tài)。

5.2 水質(zhì)

不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同水源的水質(zhì)成分及其含量差異很大，溶解于水中的各種物質(zhì)會(huì)堵塞滴灌孔，影響肥料的溶解性與液肥的穩(wěn)定性或誘發(fā)作物的生長(zhǎng)障礙。因此，對(duì)滴灌施肥的用水水源，要進(jìn)行必要的檢測(cè)、判定其是否適用。通常以感官鑒定氯氣、混濁度及色澤，儀器測(cè)定水質(zhì)的化學(xué)成分。表1～2為日本及美國(guó)的水質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

由表1，2可知，滴灌孔堵塞與水質(zhì)pH值及水中Mn、Fe、Ca、Mg、等的濃度密切相關(guān)，特別是有問題水源要避免使用或經(jīng)必要的處理，例如Na+與Cl-過量的沿海地區(qū)，可采用反滲透膜法進(jìn)行除鹽處理等。

5.3 土壤條件

表1 日本大冢化學(xué)公司制定的灌溉用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[6]

滴灌施肥技術(shù)要求滴灌的水分和養(yǎng)分能均勻分布在大約離土表25 cm的根系有效活動(dòng)土層范圍內(nèi)，滴灌水的濕潤(rùn)帶盡可能向四周橫向滲透濕潤(rùn)，與地下水隔離開。這就要求土壤的物理性狀優(yōu)良，氣、固、液三相平衡（氣相15%～20%、液相45%～60%、固相20%～35%最為理想），團(tuán)粒結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，毛管孔隙多，保水性能優(yōu)良的土壤。因此對(duì)沙礫土、粘土、地下水位過高的濕土均需加以改良。一般施用腐熟的木質(zhì)纖維素類的堆肥或草炭、秸稈等C/N比高的有機(jī)物改良土壤。地下水位高的可作高畦或改用隔離床、袋培、桶培的方式栽培。

表2 美國(guó)滴灌用水水質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[6] mg/L

5.4 栽培管理技術(shù)規(guī)程手冊(cè)的制定

在實(shí)際栽培中，根據(jù)灌溉水和土壤分析結(jié)果，制定出針對(duì)不同作物及其不同栽培方式與季節(jié)相適應(yīng)的肥水管理模式（手冊(cè)），具體步驟如下。

①用水水質(zhì)分析 調(diào)查所含各種營(yíng)養(yǎng)成分的濃度。

②土壤分析 調(diào)查土壤中大量和微量營(yíng)養(yǎng)元素和Na+、Cl-、等成分的本底濃度。

③定植前場(chǎng)圃的準(zhǔn)備 確定必須施入的有機(jī)物或土壤改良物質(zhì)的種類與數(shù)量。

④確定該場(chǎng)圃使用的肥料種類、灌溉水與各種肥料的數(shù)量和濃度 根據(jù)水質(zhì)和土壤預(yù)定栽培作物依其不同生育階段，制分的使用量和吸水量，再考慮到液肥的利用效率，確定該場(chǎng)圃使用的肥料種類、灌溉水與各種肥料的數(shù)量和濃度。

⑤確定土壤pF值和EC值的標(biāo)準(zhǔn)范圍 依土質(zhì)、土壤的物理性狀和地下水位等綜合考慮，決定土壤pF值的適宜標(biāo)準(zhǔn)范圍，借以用作土壤水分診斷的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)基于土壤分析制訂的施用肥料的營(yíng)養(yǎng)成分與濃度及其對(duì)土壤溶液EC值的影響程度，確定作為營(yíng)養(yǎng)診斷標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的土壤溶液EC值最適標(biāo)準(zhǔn)范圍。但是，如若該場(chǎng)圃土壤中殘留較多的Na+、Cl-、SO42-等肥料副成分時(shí)，栽培開始后的采樣分析中，對(duì)所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值是否恰分析結(jié)果，對(duì)定各種營(yíng)養(yǎng)成當(dāng)，要作進(jìn)一步復(fù)核。這樣經(jīng)過多茬次栽培，結(jié)合前茬作物生長(zhǎng)情況，對(duì)栽培管理模式不斷調(diào)整修正，使其更完善。

5.5 肥料

表3 幾種蔬菜的養(yǎng)分吸收量[5]

表4 日本常見養(yǎng)液土耕－液型專用肥料[5]

蔬菜等作物的養(yǎng)分吸收量如表3所示。一般情況下，若吸收N為100，則P2O5以20～40，K2O以100～170，Ca以50～130，Mg以15～30的比例吸收。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，按作物需肥要求，將肥料配成原液，再與水分通過液肥混合器配制成符合栽培管理模式手冊(cè)所要求的養(yǎng)分濃度，再通過滴灌系統(tǒng)供應(yīng)液肥。配制原液的方式有：以各種單一肥料混配而成；以單肥與復(fù)合肥并用配成；僅以一種復(fù)合肥配制而成。由于滴灌施肥最大的特點(diǎn)是施肥技術(shù)的省力化，原液配制力求簡(jiǎn)單易行，因此一種既含N、P、K、Ca、Mg等大量營(yíng)養(yǎng)元素，又同時(shí)含有微量元素的完全按比例復(fù)合在一起的滴灌施肥專用復(fù)合肥已實(shí)現(xiàn)了商品化生產(chǎn)，即這種專用肥不需像傳統(tǒng)配制液肥那樣設(shè)置AB兩個(gè)原液桶，而只需設(shè)置一個(gè)原液桶就行了。市售專用復(fù)合肥與栽培系統(tǒng)商品繁多，以日本為例，市售的常用復(fù)合肥如表4所示。

每日灌液量與次數(shù)依作物每天需水量和根際范圍內(nèi)可能保持的含水量決定。以夏秋番茄為例，其根際范圍為30～40 cm深土層，在黏壤土條件下，最大灌水量應(yīng)能滲透到寬40 cm（砂土30 cm）和深30 cm的范圍。每日灌水次數(shù)，則在保水性好的土壤冬季每日1～2次，夏季2～4次；保水性差的砂礫土則冬季2～3次、夏季3～6次為宜。冬季晴天于午前，夏季在下午或傍晚進(jìn)行，即使夜間也要保持適度的土壤水分。陰雨天灌水次數(shù)和灌水量應(yīng)比晴天少。

6 實(shí)例

6.1 國(guó)內(nèi)

港資福建某農(nóng)場(chǎng)將當(dāng)?shù)剞r(nóng)村的沼液，經(jīng)沉淀、過濾池后，對(duì)水1倍作母液，再以優(yōu)質(zhì)硫酸鉀型復(fù)合肥（N∶P∶K=17∶7∶18）2.5 kg溶于1 L水中作母液，2份母液泵入肥水一體化稀釋器，依果菜、葉菜不同種類，由幼苗期至成長(zhǎng)期由淡到濃調(diào)控肥水濃度。667 hm2鹽堿菜地，其中冬春大量上市的大棚長(zhǎng)季節(jié)甜椒667 m2產(chǎn)量都在6 000 kg左右。廣東潮汕一帶的同類大型供港蔬菜農(nóng)企，也多以復(fù)合肥稀釋液泵入滴灌系統(tǒng)，實(shí)行肥水一體化滴灌施肥作業(yè)，有效解決了大型葉菜基地勞力不足、工本過高的難點(diǎn)。

杜文波[7]在溫室番茄上的試驗(yàn)結(jié)果表明，與畦灌沖肥傳統(tǒng)管理方式相比，滴灌施肥667 m2節(jié)水79.5 m3，節(jié)水率19.9%，產(chǎn)量提高8.6%～14.6%，產(chǎn)值增加1 610～2 012元/667 m2，滴灌水肥一體化綜合經(jīng)濟(jì)效益提高1 725元/667 m2，節(jié)省用工3～5個(gè)/667 m2。李錚等[8]在運(yùn)城、臨汾等市進(jìn)行了水肥一體化技術(shù)的試驗(yàn)示范。結(jié)果表明，實(shí)施水肥一體化技術(shù)，比常規(guī)技術(shù)增產(chǎn)2.93%～4.97%，節(jié)水232～316 m3/667 m2、節(jié)省有機(jī)肥7 000～9 000 kg/667 m2，節(jié)省化肥30～ 55 kg/667 m2，節(jié)肥率19.4%～39.0%；節(jié)藥量27～28個(gè)包裝單位/667 m2，節(jié)藥率43.5%～48.3%；于舜章[9]在山東進(jìn)行的多點(diǎn)試驗(yàn)、示范結(jié)果表明，實(shí)施水肥一體化技術(shù)，每667 m2節(jié)約水電投資87～136元，節(jié)約肥料投資400～533元，節(jié)約農(nóng)藥投資187～213元，減少勞動(dòng)力15～21個(gè)，折合投資153～207元，增加收入418～667元，合計(jì)節(jié)本增效1 200～1 667元。

6.2 國(guó)外

表5 大棚春番茄早熟栽培不同生育期灌水量[5]

表6 大棚春番茄早熟栽培不同生育期灌水量[5]

日本采用肥水一體化滴灌施肥技術(shù)在三連棟大棚栽培綠園春番茄，栽植密度1 776株/1 000 m2、單跨7.2 m，長(zhǎng)46.5 m，每跨4畦，每畦1行，株距27 cm，行距180 cm，產(chǎn)量指標(biāo)10 t/1 000 m2。每1 000 m2施肥量為：總N 32.3 kg，P2O522.5 kg，K2O 57.3 kg，即每 1 000 m2選用養(yǎng)土5號(hào) 30.9 kg，養(yǎng)土 2號(hào)204.5 kg。表5，6給出每天每株番茄的水肥需求量，實(shí)現(xiàn)了水肥的精量控制，可供參考。在每日水肥總量確定條件下，每日灌水次數(shù)，則在保水性好的土壤冬季每日1～2次，夏季2～4次；保水性差的沙礫土則冬季2～3次、夏季3～6次為宜。

7 注意事項(xiàng)

嚴(yán)密控制灌液量，使供給的液肥分布在近地表土層限定的根域范圍內(nèi)，如有困難可采用隔離床栽培或袋培；水質(zhì)肥料等農(nóng)資質(zhì)量要求高，盡量避免使用含有Cl-等副成分的氮肥，以減少土壤pH值下降、EC值上升與鹽類積聚；根據(jù)原水水質(zhì)的狀況相應(yīng)調(diào)整營(yíng)養(yǎng)液配方；使滴灌系統(tǒng)供液均勻；要配置相應(yīng)過濾器和防堵塞的滴頭；定期清洗保養(yǎng)過濾器。

8 展望

加速研發(fā)國(guó)產(chǎn)化簡(jiǎn)易實(shí)用的滴灌施肥系統(tǒng)系列產(chǎn)品，特別是精確而簡(jiǎn)易實(shí)用的肥水混合器設(shè)備，要有能管控33 350，66 700，133 400，333 500 m2的大功率滴灌施肥設(shè)備系統(tǒng)。基于探明不同作物單位面積一定產(chǎn)量、不同生育期肥水需求量的基礎(chǔ)上，研究不同地區(qū)不同作物的肥水一體化的標(biāo)準(zhǔn)化栽培管理模式。

蔬菜水肥一體化技術(shù)被認(rèn)為是當(dāng)今世界上水肥利用率最佳的技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)大面積推廣的成功，將使中國(guó)農(nóng)業(yè)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)邁向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。我國(guó)“十二五”規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)要強(qiáng)化水利建設(shè)的力度，肥水一體化滴灌施肥系統(tǒng)必將為我國(guó)的節(jié)水節(jié)肥農(nóng)業(yè)、提供終端裝備的最佳技術(shù)支撐。

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Environmental Protected and High-Efficiency Fertigation System for Protected Vegetables

GAO Lihong1,GUO Shirong2,LI Shijun2
(1.College of Agriculture and Biotechnology,China Agricultural University,Beijing 100193; 2.College of Horticulture,Nanjing Agricultural University)

The fertigation technology was a new integrated water-fertilizer management technoliogy based on the water and nutrient requirements of crops,and it maintained the water and nutrient stabilization of root layer according to the real-time quantitative irrigation.The fertigation technology solved the problems involving irregular water-fertilizer supply and soil secondary salinization in traditional soil cultivation.In addition,it realized the goals of simplification,labor-saving, automation and high efficient use of water-fertilizer.To provide references for the extension and application of the fertigation technology,this article reviewed its technology principle,the main equipment and system-construction,technological basis and application examples both in China and abroad in detail.

Protected vegetables;Real-time quantification;Fertigation

10.3865/j.issn.1001-3547.2012.12.002

國(guó)家科技支撐計(jì)劃：綠色環(huán)控設(shè)施農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化示范（2008BADA6B004）；國(guó)家和北京市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)項(xiàng)目（CARS-25-C-03）

高麗紅（1967-），女，博士，教授，博士生導(dǎo)師，專業(yè)方向?yàn)闇厥彝寥郎镄迯?fù)與水肥高效利用原理與技術(shù)研究，電話：13601350829，E-mail：gaolh@cau.edu.cn

2012-03-02