熱帶葡萄營(yíng)養(yǎng)特性及滴灌水肥一體化技術(shù)探討

臧小平++周兆禧++葛宇++王甲水++林興娥++馬蔚紅

摘要 熱帶葡萄在引入設(shè)施進(jìn)行避雨栽培后得到迅速發(fā)展，水肥管理在葡萄生產(chǎn)中有重要作用。綜述了熱帶高溫高濕條件下葡萄的養(yǎng)分特性及養(yǎng)分需求特點(diǎn)，總結(jié)葡萄養(yǎng)分管理原理，在此基礎(chǔ)上提出葡萄水肥一體化滴灌技術(shù)，包括技術(shù)要求、工程模式及設(shè)施安裝、施肥管理、設(shè)施維護(hù)及其他管理，以供種植者參考。

關(guān)鍵詞 熱帶；葡萄；營(yíng)養(yǎng)；水肥一體化；滴灌

中圖分類號(hào) S663.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）16-0097-03

Abstract The protected cultivation of rain shelter of grapes has been growing dramatically in tropical area over the past few years.Water and fertilizer play important roles in the grapes cultivation.Theoretical basis for nutrient management on grapes in high temperature rainy area of southern China were reviewed，drip fertigation technology of grapes were introduced，including technology requirement，engineering mode and installation，fertilization management and facility maintenance and so on，which aimed to provide technical support for the efficient cultivation of grapes industry in tropical area.

Key words tropical；grapes；nutrion；fertigation；drip irrigation

葡萄屬葡萄科（Vitaceae L）葡萄屬（Vitis L）植物，在我國(guó)栽培廣泛，已有2000多年歷史，其外觀與風(fēng)味俱佳，營(yíng)養(yǎng)豐富，是重要的果樹(shù)經(jīng)濟(jì)作物，在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。熱帶地區(qū)因雨量充沛，加上高溫高濕，易導(dǎo)致病害發(fā)生，影響了產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2005年以前廣東、海南和臺(tái)灣省均無(wú)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的報(bào)告。近年來(lái)，熱區(qū)葡萄實(shí)施避雨栽培技術(shù)，結(jié)合根域限制栽培及破眠催芽技術(shù)，使熱區(qū)葡萄得到迅速發(fā)展。在云南部分熱區(qū)（賓川、元謀）、四川攀枝花、廣西、福建、貴州熱區(qū)及海南均有規(guī)?；N植[1-4]。葡萄在熱區(qū)生長(zhǎng)速度較快，對(duì)肥水的需求量也較大，均衡及時(shí)的水分、養(yǎng)分供應(yīng)是新梢花序抽生、果實(shí)發(fā)育的重要條件。水肥管理成為葡萄生產(chǎn)上與果實(shí)產(chǎn)量品質(zhì)直接相關(guān)的重要措施，而掌握葡萄營(yíng)養(yǎng)特性及營(yíng)養(yǎng)需求是合理施肥的前提。熱區(qū)葡萄園土壤絕大部分分布于丘陵坡地，以酸性紅壤為主，土壤瘠薄黏重，有機(jī)質(zhì)少，鈣、鉀、鎂、硼等元素含量低，整體保水保肥能力較弱。傳統(tǒng)的大水高肥管理模式不僅造成水資源浪費(fèi)和肥料的流失，而且養(yǎng)分過(guò)于充足容易引起植株徒長(zhǎng)。采用滴灌為代表的水肥一體化技術(shù)，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量和作物的需肥規(guī)律和特點(diǎn)制備成肥水混合液，通過(guò)可控管道系統(tǒng)輸送到根系周圍，保證水分、養(yǎng)分適時(shí)適量精確供給[5-6]。實(shí)現(xiàn)“以肥調(diào)水、以水促肥”的效應(yīng)，顯著提高水肥利用效率，達(dá)到增加果實(shí)產(chǎn)量、改善果品質(zhì)量、提高施肥效益的目標(biāo)[7-8]，滿足規(guī)模化發(fā)展對(duì)肥水管理提出的精準(zhǔn)化、自動(dòng)化的技術(shù)要求，加速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，具有良好的應(yīng)用前景。水肥一體化技術(shù)近年來(lái)在北方葡萄產(chǎn)區(qū)的應(yīng)用較廣，熱區(qū)葡萄產(chǎn)業(yè)處于起步發(fā)展期，因滴灌施肥技術(shù)前期投入較大，加上避雨設(shè)施及根域限制措施的投入，在南方很多葡萄種植區(qū)，果農(nóng)收入較低，一般難以接受高成本的投入。此外，許多種植戶基于對(duì)滴灌缺乏了解，認(rèn)為滴灌方式難以滿足葡萄生長(zhǎng)的水分需求，因而大多仍然采用傳統(tǒng)的灌溉施肥方式。筆者在幾年來(lái)課題研究的基礎(chǔ)上，借鑒傳統(tǒng)水肥管理技術(shù)，闡述了熱區(qū)葡萄營(yíng)養(yǎng)特性、養(yǎng)分需求及水肥一體化技術(shù)要點(diǎn)，以期為種植者提供參考。

1 營(yíng)養(yǎng)特性

葡萄是深根性果樹(shù)，具有生長(zhǎng)旺盛、極性強(qiáng)烈的特點(diǎn)，枝梢生長(zhǎng)量大，果實(shí)產(chǎn)量高，為喜肥果樹(shù)，對(duì)養(yǎng)分吸收量大，四年生巨峰葡萄樹(shù)一個(gè)生長(zhǎng)季生物量?jī)粼黾?8 983.1 kg/hm2 [9]。從表1[10]可以看出，氮、鈣、鎂在葡萄葉片中的含量較高，鉀在果實(shí)中的含量最高，而磷在根中的含量最高。成熟果實(shí)中N、P、K三者比例為1∶0.25∶3.33。 植株全樹(shù)礦質(zhì)養(yǎng)分含量為N 1.04%、P 0.30%、K 1.01%、Ca 1.32%、Mg 0.059%。相比較于其他熱帶作物，葡萄含磷、鈣、氮較高，其含磷量與火龍果[11]含量大致相當(dāng)，高于大部分熱帶作物（大部分熱帶作物純P含量在8～15 mg/kg），其含鈣量與劍麻[12]相當(dāng)，其含氮量與香蕉相近[13]。其鉀含量超過(guò)多種熱帶果樹(shù)，為喜鉀植物。此外，鎂含量也達(dá)較高水平，因此在養(yǎng)分管理中應(yīng)重視鉀、鈣、鎂的施用。葡萄植株在年周期中以新梢旺長(zhǎng)期和果實(shí)膨大期對(duì)氮素吸收最多，達(dá)全年總吸收量的69.5%。在膨果期及果實(shí)生長(zhǎng)中后期對(duì)磷的需求最多，在膨果期至著色期對(duì)鉀的累積量最多[14-15]。

2 葡萄養(yǎng)分需求

在設(shè)施栽培條件下，按20 740 kg/hm2產(chǎn)量計(jì)，四年生巨峰葡萄樹(shù)植株養(yǎng)分累積量為：N 154.5 kg/hm2，P2O5 77.97 kg/hm2，K2O 122.4 kg/hm2，養(yǎng)分比例為N∶P2O5∶K2O=1.00∶0.50∶0.79[9]，水肥一體化滴灌條件下以氮肥的利用率50%、磷肥的利用率30%、鉀肥利用率60%計(jì)算，需要復(fù)合肥配方為N∶P2O5∶K2O=1∶0.83∶0.67。對(duì)夏黑品種而言，四年生葡萄樹(shù)按18 200 kg/hm2產(chǎn)量計(jì)，養(yǎng)分投入量為：N 36.60 kg/hm2，P2O5 11.85 kg/hm2，K2O 47.25 kg/hm2，養(yǎng)分比例為N∶P2O5∶K2O=1∶0.17∶1.29，水肥一體化滴灌條件下其復(fù)合肥配方為N∶P2O5∶K2O=1∶0.28∶1.08[16]。就2個(gè)品種而言，巨峰品種養(yǎng)分整體需求量相對(duì)較高，夏黑品種氮鉀比例較低，栽培過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)控制N肥的施用量。

3 葡萄滴灌水肥一體化技術(shù)

3.1 技術(shù)要求

實(shí)施水肥一體化要求水源必須清潔、無(wú)污染，水質(zhì)要求酸堿度中性，雜質(zhì)少，含鹽量低，不堵塞管道。由于滴灌對(duì)水質(zhì)的要求較高，對(duì)灌溉水必須進(jìn)行過(guò)濾。滴灌系統(tǒng)過(guò)濾器精度≥120目即可滿足要求。

3.2 工程模式與設(shè)施安裝

3.2.1 工程模式及技術(shù)參數(shù)。采用固定式滴灌國(guó)產(chǎn)設(shè)備，投資為9 000～15 000元/hm2。在丘陵緩坡地果園，應(yīng)根據(jù)地形地勢(shì)、畦面長(zhǎng)、寬度、品種及種植密度等條件來(lái)綜合設(shè)計(jì)管網(wǎng)布置的工程模式。技術(shù)參數(shù)：土地濕潤(rùn)比（P）=60%；灌水均勻度（Eu）≥90%；灌溉有效利用系數(shù)（η）=0.9。濕潤(rùn)深度（z）≥0.45 m；日供水強(qiáng)度（Ia）=6 mm/d；輪灌周期（D）=2～3 d，每次同時(shí)灌溉面積2.0～3.0 hm2。

3.2.2 首部樞紐工程。主要由動(dòng)力裝置、過(guò)濾設(shè)備、施肥系統(tǒng)、控制閥門、保護(hù)裝置等設(shè)備組成。電力方便的地方宜選電動(dòng)機(jī)械作為動(dòng)力，質(zhì)優(yōu)耐用、操作簡(jiǎn)便的自吸式離心泵為首選，無(wú)電力情況下采用機(jī)械動(dòng)力，并安裝變頻器調(diào)節(jié)水壓和流量。要根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)揚(yáng)程及流量選擇適宜的水泵型號(hào)，且一般應(yīng)略大于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)揚(yáng)程和流量，其工作點(diǎn)應(yīng)位于高效區(qū)。田間灌溉水流量一般為15～60 t/h·hm2。供水壓力以150～200 kPa為宜。

3.2.3 輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)及灌水器。直徑>63 mm的給水管（干管）一般使用聚氯乙烯（PVC）管材，63 mm以下的采用聚乙烯管材。通常沿每種植行兩邊分別鋪設(shè)1條滴灌管。滴灌管有內(nèi)鑲式和單翼迷宮式，額定工作壓力通常為50～150 kPa，滴灌管壁厚0.30～0.65 mm。滴頭流量為2.0～3.0 L/h，滴頭間距為30～50 cm，工作壓力10 m，滴灌管最大鋪設(shè)長(zhǎng)度≤70 m。重質(zhì)土壤，應(yīng)選擇小流量滴頭，輕質(zhì)土壤可選擇大流量滴頭。

3.2.4 安全防護(hù)裝置。考慮運(yùn)行時(shí)水壓、水錘、負(fù)壓等給管網(wǎng)造成的危害，應(yīng)在管網(wǎng)上設(shè)置保護(hù)裝置，如干管減壓閥、逆止閥等。

3.2.5 施肥裝置。施肥裝置包括旁通施肥罐和注射泵。旁通施肥罐根據(jù)進(jìn)出肥料管兩端水流壓力差的不同，通過(guò)水流將肥料帶入灌溉系統(tǒng)中，其罐體材料由抗腐蝕的陶瓷襯里或鍍鋅鑄鐵、不銹鋼或纖維玻璃做成；注射泵包括水力、電力、內(nèi)燃機(jī)等為動(dòng)力的膜式泵、柱塞泵等。

3.2.6 過(guò)濾設(shè)備。在利用地表水進(jìn)行灌溉時(shí)，首部可以選擇疊片式過(guò)濾器，包括手動(dòng)自清洗過(guò)濾系器和自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器2種類型。對(duì)于一個(gè)10 hm2的中等果園，過(guò)濾器可選擇AZUD或FOSION的5.08 cm、130 μm疊片式過(guò)濾器。系統(tǒng)運(yùn)行后觀察壓力表讀數(shù)，當(dāng)2個(gè)壓力表之差大于0.05 MPa時(shí)，待灌溉完成后應(yīng)盡快清洗過(guò)濾器。當(dāng)2個(gè)壓力表之差小于0.01 MPa時(shí)，表明過(guò)濾器處于清潔狀態(tài)。通常在吸水管和吸肥管的入口包上100～120目濾網(wǎng)（不銹鋼或尼龍網(wǎng)），防止雜質(zhì)進(jìn)入管道。

3.3 施肥管理

3.3.1 肥料選擇與施肥原則。水肥一體化滴灌系統(tǒng)對(duì)肥料的選擇要求是具有較好的水溶性。具體而言，包括化學(xué)肥料、水溶性配方肥料及漚腐后的有機(jī)肥液。常用的化學(xué)肥料，氮磷鉀類單質(zhì)固態(tài)肥料以粉末狀或小塊狀、水溶性強(qiáng)者為首選。水溶性復(fù)混肥是近年興起的一種適于灌溉施肥系統(tǒng)的新型肥料，包括大量元素水溶肥料、中量元素水溶肥料、微量元素水溶肥料、含腐植酸的水溶肥料、含海藻酸水溶肥料、有機(jī)水溶肥料等。用于滴灌系統(tǒng)的有機(jī)肥液是指經(jīng)漚腐后殘?jiān)僭俳?jīng)過(guò)濾的有機(jī)肥液，如養(yǎng)殖場(chǎng)的沼液、漚腐后的雞糞等有機(jī)肥液和腐殖酸液肥等[17]。微量元素一般不單獨(dú)通過(guò)灌溉系統(tǒng)施用，主要是通過(guò)施含微量元素的水溶性復(fù)合肥或噴施微量元素的葉面肥來(lái)解決。

3.3.2 施肥模式。①泵吸肥法。泵吸肥法是利用離心泵吸水管內(nèi)形成的負(fù)壓將肥料溶液吸入系統(tǒng)，適合于幾十公頃以內(nèi)面積的施肥。主要用于水泵加壓的灌溉系統(tǒng)，水泵一邊吸水一邊吸肥。該施肥法的優(yōu)點(diǎn)是不需外加動(dòng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可用敞口容器盛放肥料溶液，也可在蓄水池旁用水泥建造混肥池。該法要求水源水位不能低于泵入口10 m。②泵注肥法。泵注肥法是利用加壓泵將肥料溶液注入有壓管道，適于用深井泵或潛水泵抽水直接灌溉地區(qū)，其施肥速度可以調(diào)節(jié)，施肥濃度均勻，操作方便。吸肥泵通常用旋渦自吸泵，揚(yáng)程必須高于灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最大揚(yáng)程。通常參數(shù)為：電源220 V或380 V，額定功率0.75～1.10 kW，揚(yáng)程50 m，流量3～5 m3/h。③自壓微重力施肥法。在南方丘陵山地果園，通常引用高處的山泉水或?qū)⑸侥_水源泵至高處的蓄水池。同時(shí)在蓄水池頂部或蓄水池旁邊高于水池液面處建立一個(gè)0.5～2.0 m3的敞口式混肥池，通過(guò)閥門和三通與給水管連接，肥料母液通過(guò)自身重力被主管道的水流稀釋帶入灌溉系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)混肥池底球閥的開(kāi)關(guān)位置，可以控制施肥速度和施肥時(shí)間從而精確控制施肥量，上述借助自壓重力進(jìn)行施肥的方法為重力自壓式施肥法[18]。

上述3種施肥模式均適于南方果園，可依據(jù)果園立地條件及水電資源等實(shí)際情況選擇實(shí)施。

3.4 施肥計(jì)劃

3.4.1 施肥方案。全年施肥主要分4個(gè)時(shí)期，分別為傷流萌芽期、幼苗生長(zhǎng)期、開(kāi)花期、果實(shí)發(fā)育期。底肥在采果完成后開(kāi)溝施用，可土施平衡復(fù)合肥（15-15-15）450～750 kg/hm2+腐熟有機(jī)肥15.0～22.5 t/hm2。追肥則通過(guò)滴灌系統(tǒng)施用，采用液體肥+單質(zhì)化肥，液體肥包括3種：Ⅰ為起苗型，Ⅱ?yàn)橥L(zhǎng)型，Ⅲ為膨果型。起苗肥的養(yǎng)分含量為10-16-10，屬高磷型；旺長(zhǎng)肥的養(yǎng)分含量為23-5-13，屬高氮型；膨果肥的養(yǎng)分含量為10-5-23，屬高鉀型。硫酸鎂（含7H2O）的MgO養(yǎng)分含量為16，幼齡葡萄和成齡葡萄滴灌施肥詳細(xì)方案見(jiàn)表2。幼齡葡萄園一個(gè)生長(zhǎng)季通過(guò)灌溉系統(tǒng)施入的養(yǎng)分量為：N 243 kg/hm2，P2O5 151.5 kg/hm2，K2O 296.1 kg/hm2；成齡葡萄園一個(gè)生長(zhǎng)季通過(guò)灌溉系統(tǒng)施入的養(yǎng)分量為：N 242.25 kg/hm2，P2O5 131.7 kg/hm2，K2O 319.8 kg/hm2。鎂肥可以通過(guò)與液體肥同施，等液體肥溶解完以后，再放入硫酸鎂攪拌。

3.4.2 肥效。在海南進(jìn)行夏黑、巨玫瑰、巨峰等品種葡萄試驗(yàn)表明，通過(guò)水肥一體化滴灌技術(shù)，采用上述的葡萄施肥方案，葡萄產(chǎn)量達(dá)10 230～12 150 kg/hm2，葡萄價(jià)格20～28元/kg，取二者平均值計(jì)算總產(chǎn)出為268 560元/hm2。全年需要投入的肥料為47 100元/hm2，農(nóng)藥為22 500元/hm2，地租及種苗25 500元/hm2，設(shè)施45 000元/hm2，用工及其他費(fèi)用為10 500元/hm2，共投入150 600元/hm2，純收益為117 960元/hm2，產(chǎn)出投入比為1.78∶1。同時(shí)在果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)上表現(xiàn)正常（表3）。

3.5 設(shè)施維護(hù)及其他

3.5.1 施肥系統(tǒng)。要注意控制施肥時(shí)間，一般土壤干旱時(shí)施肥時(shí)間1～2 h，當(dāng)土壤濕潤(rùn)時(shí)，要控制在0.5～1.0 h內(nèi)施完。否則會(huì)導(dǎo)致肥料淋洗到根部以下，造成肥料浪費(fèi)。每次施完肥后，應(yīng)對(duì)管道用灌溉水沖洗，將殘留在管道中的肥液排出，一般清水滴灌10～15 min。

3.5.2 過(guò)濾系統(tǒng)。針對(duì)不同水質(zhì)的水源選擇不同的過(guò)濾器種類。水質(zhì)清澈，雜質(zhì)較少且主要是粗顆粒雜質(zhì)，可以選擇120目的疊片過(guò)濾器。當(dāng)水質(zhì)比較渾濁，細(xì)泥沙細(xì)顆粒多，選擇介質(zhì)過(guò)濾器（沙石過(guò)濾器），同時(shí)修建沉沙池工程，并在溝渠、水塘、水池等建攔污網(wǎng)，水泵吸水法蘭頭和肥料池出水口還必須包扎100目以上的紗網(wǎng)，可以減輕過(guò)濾器的負(fù)擔(dān)，減少清洗次數(shù)。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 周兆禧，黃正恩，林興娥，等.3個(gè)葡萄品種在海南引種試種初報(bào)[J].中外葡萄與葡萄酒，2014（4）：34-36.

[2] 鐘利萍，丘志海.葡萄避雨設(shè)施栽培及配套技術(shù)探析[J].中國(guó)園藝文摘，2014（7）：183-184.

[3] 黃旭明，劉遠(yuǎn)星，黃惠聰，等.廣東葡萄產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，42（24）：207-210.

[4] 劉惠珍，馮偉明，田瑞均，等.“光輝”等10個(gè)葡萄品種在廣東佛山的引種初報(bào)[J].中國(guó)南方果樹(shù)，2015，44（3）：108-110.

[5] Bar-Yosef B.Advances in fertigation[J].Advances in Agronomy，1999（65）：3-5.

[6] 閔卓，房玉林.葡萄園水肥一體化研究進(jìn)展[J].北方園藝，2014（23）：180-183.

[7] 王麗華，沈根祥，錢曉雍，等.滴灌施肥對(duì)農(nóng)田土壤氮素利用和流失的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24（7）：49-53.

[8] 路永莉，白鳳華，楊憲龍，等.水肥一體化技術(shù)對(duì)不同生態(tài)區(qū)果園蘋果生產(chǎn)的影響[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，22（11）：1281-1288.

[9] 賈名波，史祥賓，翟衡，等.巨峰葡萄氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收與分配規(guī)律[J].中外葡萄與葡萄酒，2014（3）：8-13.

[10] 楊成桓.葡萄營(yíng)養(yǎng)特性及施肥技術(shù)研究[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，1993（5）：4-8.

[11] 陳菁，鄭良永，黃杵娜，等.火龍果營(yíng)養(yǎng)特性及養(yǎng)分管理技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（15）：108-109.

[12] 余讓水，林苾，許能琨，等.龍舌蘭雜種11648號(hào)麻主要礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)缺乏癥研究[J].中國(guó)麻作，1991（1）：37-41.

[13] 樊小林等.香蕉營(yíng)養(yǎng)與施肥[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2007：44-47.

[14] 馬文娟.不同經(jīng)濟(jì)作物養(yǎng)分吸收與累積規(guī)律研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2010.

[15] 馬文娟，同延安，高義民.葡萄氮素吸收利用與累積年周期變化規(guī)律[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2010，16（2）：504-509.

[16] 劉助生，李順輝，黃志瓊，等.不同施肥水平對(duì)夏黑葡萄生長(zhǎng)性狀的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，46（2）：228-231.

[17] 張承林，楊坤.由滴灌系統(tǒng)施用雞糞和花生麩漚腐液對(duì)番茄生長(zhǎng)的影響[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，27（1）：25-28.

[18] 郭彥彪，李社新，鄧蘭生，等.自壓微灌系統(tǒng)施肥裝置[J].水土保持研究，2008，15（1）：261-262.