基于發(fā)育階段的設(shè)施黃瓜水肥一體化技術(shù)

黃紹文，唐繼偉，張懷志，袁碩，王玉軍

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，農(nóng)業(yè)部植物營養(yǎng)與肥料重點實驗室，北京 100081）

基于發(fā)育階段的設(shè)施黃瓜水肥一體化技術(shù)

黃紹文，唐繼偉*，張懷志，袁碩，王玉軍

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，農(nóng)業(yè)部植物營養(yǎng)與肥料重點實驗室，北京 100081）

水肥一體化技術(shù)是未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊前景的新技術(shù)，設(shè)施蔬菜最具潛力發(fā)展水肥一體化技術(shù)。設(shè)施黃瓜水肥一體化技術(shù)的核心是借助壓力灌溉系統(tǒng)，將完全水溶性固體肥料或液體肥料，按設(shè)施黃瓜生長各階段對養(yǎng)分的需求和土壤養(yǎng)分的供給狀況，配兌而成的肥液與灌溉水融為一體，適時、定量、均勻、準(zhǔn)確地輸送到設(shè)施黃瓜根部土壤。本文簡要介紹了基于發(fā)育階段的設(shè)施黃瓜水肥一體化技術(shù)要點，主要包括施肥總量的推薦方法、基肥用量的確定方法、滴灌水量的運籌方案、滴灌追肥的運籌方案等內(nèi)容。該技術(shù)節(jié)水40%以上，節(jié)肥30%以上，提高氮肥利用率40%以上，增產(chǎn)10%以上，增收15%以上。

設(shè)施黃瓜；水肥一體化技術(shù)；發(fā)育階段；施肥量推薦方法；滴灌專用肥

我國設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中大水大肥現(xiàn)象很普遍，主要設(shè)施菜區(qū)黃瓜N、P2O5和K2O每667m2平均施用總量（化肥養(yǎng)分+有機肥養(yǎng)分）分別超出各自推薦量的1.6、4.8和1.8倍。大水沖施造成大量的肥料和水分損失、地下水硝酸鹽污染，化肥過量和不合理施用也導(dǎo)致了土壤次生鹽漬化、養(yǎng)分非均衡化等一系列較為嚴(yán)重的問題[1-5]。為此，我國設(shè)施蔬菜生產(chǎn)肥水管理技術(shù)必須加以改進(jìn)，亟待建立設(shè)施蔬菜肥水科學(xué)管理技術(shù)體系。水肥一體化技術(shù)是未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊前景的新技術(shù)，也是設(shè)施蔬菜最具潛力的技術(shù)。設(shè)施黃瓜水肥一體化技術(shù)的核心是借助壓力灌溉系統(tǒng)，將完全水溶性固體肥料或液體肥料，按設(shè)施黃瓜生長各階段對養(yǎng)分的需求和土壤養(yǎng)分的供給狀況，配兌而成的肥液與灌溉水融為一體，適時、定量、均勻、準(zhǔn)確地輸送到黃瓜根部土壤。該技術(shù)解決了正確施肥總量、正確施肥模式、正確肥料運籌、正確肥料產(chǎn)品、正確施肥位置、正確滴灌制度等關(guān)鍵問題，具有節(jié)工、節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥、高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保等好處。該技術(shù)適用于我國北方冬春茬、秋冬茬以及越冬長茬的設(shè)施黃瓜種植區(qū)，也適用于南方大棚黃瓜種植區(qū)。

1 技術(shù)要點

1.1 施肥總量的推薦方法

設(shè)施菜田土壤養(yǎng)分管理策略是針對不同肥力土壤制定不同的施肥策略，中肥力土壤補充收獲帶走的養(yǎng)分，進(jìn)行維持性施肥；高肥力土壤充分利用土壤養(yǎng)分，適當(dāng)減施肥料；低肥力土壤以增產(chǎn)和培肥地力為目標(biāo)，適當(dāng)增施肥料。施肥量的確定是施肥技術(shù)的核心問題。目前測土推薦施肥方法主要包括土壤肥力指標(biāo)法、土壤肥力臨界值法、目標(biāo)產(chǎn)量測土施肥法等3個方法，需要開展大量土壤測試、大量田間試驗，較為準(zhǔn)確的參數(shù)仍難以獲得，計算也較為復(fù)雜。近些年中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所蔬菜土壤肥料團(tuán)隊研制了基于土壤養(yǎng)分系統(tǒng)管理理念的設(shè)施蔬菜施肥量簡便快速推薦方法，養(yǎng)分推薦量=養(yǎng)分吸收量×校正系數(shù)[6]，其中單位產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量參數(shù)比較容易獲得，不同土壤肥力水平下養(yǎng)分吸收量的校正系數(shù)的確定是該方法的核心。利用多年多點大量肥料試驗獲得的主要設(shè)施蔬菜單位產(chǎn)量氮磷鉀吸收量參數(shù)，以及依據(jù)設(shè)施蔬菜養(yǎng)分循環(huán)特征參數(shù)確定的不同土壤肥力水平下養(yǎng)分吸收量的校正系數(shù)，采用設(shè)施蔬菜施肥量簡便快速推薦方法，確定主要設(shè)施蔬菜單位產(chǎn)量養(yǎng)分推薦量，比如設(shè)施秋冬茬或冬春茬黃瓜單位產(chǎn)量1000kg，N、P2O5和K2O推薦量平均分別為2.90kg、1.10kg和2.75kg；日光溫室越冬長茬黃瓜單位產(chǎn)量1000kg，N、P2O5和K2O推薦量平均分別為3.08kg、1.09kg和2.98kg。根據(jù)設(shè)施黃瓜單位產(chǎn)量氮磷鉀推薦量，可計算目標(biāo)產(chǎn)量水平下的氮磷鉀推薦量。設(shè)施秋冬茬和冬春茬黃瓜每667m2目標(biāo)產(chǎn)量8000～10000kg，中肥力土壤N、P2O5和K2O適宜用量范圍分別為23～29kg、9～11kg和22～28kg；越冬長茬黃瓜每667m2目標(biāo)產(chǎn)量15000～18000kg，中肥力土壤N、P2O5和K2O適宜用量范圍分別為46～55kg、16～20kg 和45～54kg。按照設(shè)施菜田不同肥力水平土壤養(yǎng)分管理策略，相對于中肥力土壤施肥總量，高肥力土壤減施肥料（養(yǎng)分）用量的20%，低肥力土壤增施肥料（養(yǎng)分）用量的20%。推薦的N、P2O5和K2O總量根據(jù)設(shè)施菜田肥力狀況、黃瓜不同生育階段需肥規(guī)律，按基肥、追肥比例及追肥次數(shù)進(jìn)行分配。

1.2 基肥用量的確定方法

設(shè)施黃瓜定植前科學(xué)施用有機肥是高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)，提高土壤C/N比、供肥平穩(wěn)，抗逆性強、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。有機、無機肥料優(yōu)化配施，能穩(wěn)定提升土壤有機質(zhì)，加速養(yǎng)分循環(huán)利用。在天津市西青區(qū)和河北省石家莊兩基地開展的設(shè)施蔬菜有機肥/秸稈替代化肥模式8年定位試驗結(jié)果表明，基于蔬菜產(chǎn)量和土壤地力的正確施肥模式是有機肥-秸稈-化肥（或高碳有機肥與化肥）優(yōu)化配施，有機肥/秸稈替代化肥的適宜比例為50%，按此比例及上述養(yǎng)分（化肥+有機肥）施用總量確定有機肥/秸稈（或高碳有機肥）用量。并依據(jù)設(shè)施黃瓜不同生育階段養(yǎng)分需求和供應(yīng)特征，明確設(shè)施黃瓜適宜的基肥化肥養(yǎng)分用量占化肥（基肥+追肥）養(yǎng)分總量的比例為15%左右。雞糞或豬糞中加入作物碎秸稈，按1:1或加入更多秸稈共同漚制，充分腐熟。秋冬茬和冬春茬黃瓜每667m2施腐熟有機肥4～5m3（或商品有機肥1000～1200kg），化肥10～15kg作基肥（盡量選用低磷化肥品種）；越冬長茬黃瓜每667m2施腐熟有機肥5～7m3（或商品有機肥1500～2000kg），化肥20～30kg作基肥（盡量選用低磷化肥品種）。針對次生鹽漬化、酸化等障礙土壤，每667m2補施100kg的生物有機肥或土壤調(diào)理劑。

1.3 滴灌水量的運籌方案

重點推廣應(yīng)用膜下滴灌技術(shù)，選擇適宜的滴灌設(shè)備、施肥設(shè)備、儲水設(shè)施、水質(zhì)凈化設(shè)施等，根據(jù)黃瓜長勢、需水規(guī)律，天氣情況、棚內(nèi)濕度，實時土壤水分狀況，以及黃瓜不同生育階段對土壤含水量的要求（如秋冬茬黃瓜苗期、開花坐果后、進(jìn)入冬季后保持土壤含水量分別為土壤最大持水量的75%～90%、80%～95%和75%～85%），調(diào)節(jié)滴灌水量和次數(shù)（一般每667m2每次滴灌水量為10～15m3，根據(jù)具體情況調(diào)節(jié)滴水量），使黃瓜不同生育階段獲得最佳需水量。

1.4 滴灌追肥的運籌方案

設(shè)施黃瓜生育期間追肥結(jié)合水分滴灌同步進(jìn)行。根據(jù)設(shè)施黃瓜不同生育期、不同生長季節(jié)的需肥特點，按照平衡施肥的原則，在設(shè)施黃瓜生育期分階段進(jìn)行合理施肥。（1）定植至開花期間，選用高氮型滴灌專用肥，（如N-P2O5-K2O=22-12-16+TE+BS，TE指螯合態(tài)微量元素，BS指植物刺激物；或氮磷鉀配方相近的完全水溶性肥料），每667m2每次4～6kg，定植后7～10d第1次滴灌追肥，之后15d左右1次（溫度較高季節(jié)7d左右1次。（2）開花后至拉秧期間，選用高鉀高氮型滴灌專用肥（如N-P2O5-K2O=20-8-22+TE+BS，或氮磷鉀配方相近的完全水溶性肥料），每667m2每次7.5～10kg，溫度較低季節(jié)15d左右1次，溫度較高季節(jié)7～10d 1次。滴灌專用肥盡量選用含氨基酸、腐植酸、海藻酸等具有促根抗逆作用功能型完全水溶性肥料。根據(jù)天氣情況、黃瓜長勢、棚內(nèi)濕度等情況，調(diào)節(jié)滴灌追肥用量和時間。如使用低濃度滴灌專用肥，則肥料用量需要相應(yīng)增加。在農(nóng)化服務(wù)指導(dǎo)下，菜農(nóng)也可按設(shè)施黃瓜不同生育階段專用肥配方自配滴灌專用肥。

另外，逆境條件下需要加強葉面肥管理，如花蕾期、花期和幼果期葉面噴施硼肥2～3次，第一穗果前期葉面噴施鈣肥3～4次，開花期至果實膨大前葉面噴施鎂肥2～3次。

2 應(yīng)用效果

基于發(fā)育階段的設(shè)施黃瓜水肥一體化技術(shù)在河南省鄭州、河北省石家莊、天津市西青區(qū)等試驗示范基地近5年應(yīng)用取得良好效果，可節(jié)水40%以上，節(jié)肥30%以上，提高氮肥利用率40%以上，增產(chǎn)10%以上，增收15%以上，并降低了設(shè)施黃瓜病蟲害發(fā)生，改善了產(chǎn)品品質(zhì)和生態(tài)環(huán)境。見圖1，植株長勢旺盛，坐瓜能力強，不黃葉，不早衰。

圖1 設(shè)施黃瓜水肥一體化技術(shù)

[1]Zhang Y G,Jiang Y,Liang W J.Accumulation of soil soluble salt in greenhouse vegetable under heavy application of fertilizers[J]. Agricultural Journal,2006,1(3):123-127.

[2]Shi W M,Yao J,Yan F.Vegetable cultivation under greenhouse conditions leads to rapid accumulation of nutrients,acidification and salinity of soils and groundwater contaminations in South eastern China[J].Nutrent Cycling in Agroecosystems,2009,83:73-84.

[3]黃紹文,王玉軍,金繼運,等.我國主要菜區(qū)土壤鹽分、酸堿性和肥力狀況[J].植物營養(yǎng)肥料學(xué)報,2011,17(4):906-918.

[4]史靜,張乃明,包立.我國設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤質(zhì)量退化特征與調(diào)控研究進(jìn)展[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013,21(7):787-794.

[5]黃紹文,高偉,唐繼偉,等.我國主要菜區(qū)耕層土壤鹽分總量及離子組成[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報,2016,22(4):965-977.

[6]李國龍,唐繼偉,黃紹文,等.氮磷鉀均衡管理對戈壁灘日光溫室基質(zhì)栽培秋冬茬番茄產(chǎn)量與養(yǎng)分吸收的影響[J].中國土壤與肥料,2015,2:49-56.

Drip Fertigation Technology of Greenhouse Cucumber Based on Management Strategy at Different Grow th Stages

HUANGShao-wen,TANG Ji-wei*,ZHANGHuai-zhi,YUANShuo,WANGYu-jun
(Key LaboratoryofPlant Nutrition and Fertilizer,Ministry ofAgriculture/Institute ofAgricultural Resources and Regional Planning,Chinese Academy ofAgricultural Sciences,Beijing 100081,China)

Drip fertigation technology,as a new technology with broad prospects for future agriculture,has the most development potential in greenhouse vegetable production.The drip fertigation technology is developed to supply needed nutrients to greenhouse cucumber through an automatic drip irrigation system with water soluble fertilizers to be completely desolved in the irrigation water,and supply the water and fertilizers to cucumber roots timely,quantitatively,evenly and precisely.The nutrients application rates were determined by demands of cucumber at different growth stages and nutrient supply capacity of the soil. This paper summarizes the key points of drip fertigation technology of greenhouse cucumber based on different growth stages, mainly including such as the recommended method of fertilization amount,method for determining the basal fertilization rate, drip irrigation water management plan,and drip irrigation top-dressing fertilizer management scheme.Compared with conventional water and fertilizer management,the fertigation technique can save more than 40%of water and more than 30%of fertilizers,at the same time,accompanied by respectively increasing yield and income bymore than 10%and 15%,and improve nitrogen recovery rate over 40%.

Greenhouse cucumber;drip fertigation technology;growth stages;the recommended method of fertilization amount; drip irrigation special-purpose fertilizer

S642.2

A

1008-1038(2017)05-0082-03

10.19590/j.cnki.1008-1038.2017.05.024

2017-02-26

國家重點研發(fā)計劃項目（2016YFD0201000）；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（CARS-25）；中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程協(xié)同創(chuàng)新任務(wù)（CAAS-XTCX2016003）資助

黃紹文（1964—），男，研究員，博導(dǎo)，主要從事蔬菜營養(yǎng)與高效施肥研究

*通訊作者：唐繼偉（1963—），男，主要從事蔬菜高效施肥技術(shù)研究