西瓜水肥一體化技術(shù)規(guī)程

涂攀峰 嚴(yán)程明 鄧蘭生

摘要 水肥一體化技術(shù)是西瓜高效栽培水肥管理中的首選技術(shù)措施，具有顯著的節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)工、節(jié)藥、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保等特點。從適用范圍、技術(shù)要求、灌溉施肥技術(shù)模式的選擇、水分管理、養(yǎng)分管理及主要注意事項等方面進(jìn)行闡述，以期為西瓜高效水肥一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞 西瓜；水肥一體化技術(shù)；灌溉模式；施肥方案；技術(shù)規(guī)程

中圖分類號 S651 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）21-0137-03

Abstract Fertigation is an important technology for watermelon efficient cultivation in the management of water and fertilizer， which is more and more popularly used on watermelon. This technology is advantageous to save water， fertilizer and labor， which could improve the yield and quality significantly compared with traditional measures.The technological rules in terms of application scope， technical requirements， fertilization model， water and nutrients maintenance， and points for attention were illuminated in order to provide technical support for application of watermelon fertigation system.

Key words Watermelon；Fertigation；Irrigation model；Fertilization method；Technological rules

西瓜（Citrullus lanatus）為葫蘆科西瓜屬1年生蔓性草本植物。近年來，隨著優(yōu)良品種的不斷推出和栽培技術(shù)的逐步提升，西瓜在我國的種植面積日益擴大，已成為農(nóng)民種植的主要經(jīng)濟作物之一。西瓜需肥量較大，但根系淺，耐肥力弱，不合理的施肥、撒干肥等很容易造成燒根和脫肥現(xiàn)象。研究表明，西瓜生長和品質(zhì)改善受氣候、土壤、水肥供應(yīng)、栽培措施等因素的影響[1-5]。水肥一體化技術(shù)具有顯著的節(jié)工、節(jié)肥、節(jié)水、高效、高產(chǎn)、環(huán)保等優(yōu)點[6-7]，將灌溉和施肥有機結(jié)合起來，實現(xiàn)精準(zhǔn)化、定量化水肥同步供給。如何實現(xiàn)合理有效的水肥管理，提高西瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)，水肥一體化技術(shù)將是首選技術(shù)[8-10]。該技術(shù)規(guī)程是筆者在長期技術(shù)研究和生產(chǎn)實踐基礎(chǔ)上，結(jié)合西瓜生長特點、氣候及土壤條件要求，從適用范圍、技術(shù)要求、灌溉施肥方式選擇、水肥綜合管理、主要注意事項等方面進(jìn)行闡述，以期為西瓜高效水肥一體化栽培技術(shù)的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支持。

1 范圍

該技術(shù)規(guī)程規(guī)范了我國廣東、廣西、海南等華南多省區(qū)西瓜生產(chǎn)應(yīng)用水肥一體化技術(shù)過程中所涉及的相關(guān)技術(shù)規(guī)范、灌溉施肥模式選擇、水分管理、養(yǎng)分管理、主要注意事項等相關(guān)內(nèi)容。其中有關(guān)灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計、設(shè)備及安裝等應(yīng)符合GB/T 18690—2017、GB/T 19812—2017、GB/T 17187—2009、GB/T 27612—2012、GB/T50363—2006、SL 558—2011等標(biāo)準(zhǔn)。

2 技術(shù)要求

2.1 產(chǎn)地環(huán)境

西瓜生長要求溫度較高、日照充足、空氣干燥、晝夜溫差大的氣候和結(jié)構(gòu)疏松、排灌方便的土壤條件，對生產(chǎn)場地環(huán)境要求應(yīng)符合《無公害農(nóng)產(chǎn)品種植業(yè)產(chǎn)地環(huán)境條件》（NY/T 5010—2016）的規(guī)定。

2.2 灌溉水質(zhì)

西瓜種植區(qū)用于灌溉的水源應(yīng)保持潔凈、無污染。如果所選擇的過濾措施和設(shè)備能夠滿足灌溉模式對水質(zhì)過濾的要求，則可根據(jù)實際情況選擇井水、河水、山塘水、湖水、水庫水等。灌溉水質(zhì)必須滿足農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB 5084—2005。

3 水肥一體化灌溉施肥模式的選擇

3.1 灌溉模式選擇

3.1.1 主要灌溉形式。

西瓜生產(chǎn)中的灌溉形式主要有滴灌、膜下噴水帶灌溉、澆灌、拖管淋灌等。根據(jù)西瓜種植的地形條件、土壤類型、生產(chǎn)規(guī)模、用戶需求等有針對性地選擇灌溉模式。對于有條件的地區(qū)和用戶，推薦使用滴灌和膜下噴水帶灌溉技術(shù)。

3.1.2

灌溉系統(tǒng)的主要組成及相關(guān)設(shè)備。

對于選擇應(yīng)用滴灌和膜下噴水帶灌溉的灌區(qū)，一套完整的灌溉系統(tǒng)通常應(yīng)包括水源工程、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)、灌水器4部分組成：

①水源工程。用于灌溉施肥系統(tǒng)的灌溉水源已在“2.2 灌溉水質(zhì)”中敘述。

②首部樞紐工程。首部樞紐工程是灌溉工程中非常重要的組成部分，主要由水泵等動力設(shè)備、過濾器等水質(zhì)凈化設(shè)備、施肥裝置、控制閥門、進(jìn)排氣閥、壓力表、流量計等設(shè)備組成，其作用是從水源中取水經(jīng)加壓過濾后輸送到輸配水管網(wǎng)中。

③輸配水管網(wǎng)。根據(jù)灌區(qū)面積的不同，輸配水管網(wǎng)通常包括干、支管和毛管3級管道，毛管是微灌系統(tǒng)末級管道，其上安裝或連接灌水器。

④灌水器。灌水器是灌溉系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件，是直接向作物灌水的設(shè)備，其作用是消減壓力，將水流變?yōu)樗?、?xì)流或噴灑狀施入土壤，主要有滴頭、滴灌帶、噴水帶等。

3.2 施肥模式選擇

3.2.1 施肥方式。

從對肥料濃度的控制角度考慮，通過灌溉系統(tǒng)施肥有以下2種方式：一是按數(shù)量施肥，二是按比例施肥。按數(shù)量施肥是在施肥時僅考慮每次施入單位面積的肥料總量，在施肥過程中，隨著施肥時間的延長，被灌溉水帶走的肥料濃度越來越低，最后趨于零。按比例施肥是在施肥時既考慮施肥數(shù)量又考慮施肥濃度，要求施肥過程中養(yǎng)分濃度是均勻一致的（圖1）。

3.2.2 施肥設(shè)備（方法）選擇。

在西瓜生產(chǎn)水肥一體化技術(shù)應(yīng)用中，常見的施肥設(shè)備（方法）有旁通施肥罐施肥法、文丘里施肥法、重力自壓式施肥法、泵吸肥法、泵注肥法、移動式灌溉施肥機、比例施肥器、施肥機等。其中，旁通施肥罐施肥法和文丘里施肥法正逐漸被淘汰。

3.2.2.1 泵吸肥法。泵吸肥法是利用離心泵直接將肥料溶液吸入灌溉系統(tǒng)，適合于幾十公頃內(nèi)的施肥。為防止肥料溶液倒流入水池而污染水源，可在吸水管上安裝逆止閥。通常在吸肥管的入口包上100～120目濾網(wǎng)（不銹鋼或尼龍網(wǎng)），防止雜質(zhì)進(jìn)入管道。該方法的優(yōu)點是不需外加動力，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可用敞口容器裝肥料溶液。施肥時通過調(diào)節(jié)肥液管上閥門，可以控制施肥速度，精確調(diào)節(jié)施肥濃度。缺點是施肥時要有人照看，當(dāng)肥液快完時立即關(guān)閉吸肥管上的閥門，否則會吸入空氣，影響水泵的運行。

根據(jù)輪灌區(qū)的面積或西瓜株數(shù)計算施肥量，然后倒入施肥池。開動水泵，放水溶解肥料。打開出肥口處的開關(guān)，肥料被吸入主管道。通常面積較大的灌區(qū)吸肥管用50～75 mm的PVC管，方便調(diào)節(jié)施肥速度。一些農(nóng)戶出肥管管徑太?。?5或32 mm），當(dāng)需要加速施肥時，由于管徑太小無法實現(xiàn)。對面積較大的灌區(qū)（33.3 hm2以上），可以在肥池或肥桶上畫刻度。一次性將當(dāng)次的肥料溶解好，然后通過刻度分配到每個輪灌區(qū)。對于大型灌區(qū)，采用此種辦法施肥可以提高工作效率，減輕勞動強度（圖2）。

3.2.2.2

泵注肥法。泵注肥法的原理是利用加壓泵將肥料溶液注入有壓管道，一般加壓泵產(chǎn)生的壓力必須大于原有輸水管的水壓，否則肥料無法注進(jìn)去。對用深井泵或潛水泵抽水直接灌溉的地區(qū)，泵注肥法是最佳選擇。

泵注肥法的優(yōu)點：①設(shè)備和維護成本低。華南地區(qū)很多用戶都有打藥機，進(jìn)行必要改裝后可做注肥泵用；

②泵施肥法施肥速度可以調(diào)節(jié)，施肥濃度均勻，操作方便，施肥效率高，不消耗系統(tǒng)壓力；

③此種施肥方法適合用于時針式噴灌機、噴水帶、卷盤噴灌機、滴灌等灌溉系統(tǒng)。它克服了壓差施肥罐的所有缺點。特別是使用地下水的情況下，由于水溫低（9～10 ℃），肥料溶解慢，可以提前放水升溫，加速肥料溶解；

④可以施用固體肥料和液體肥料；

⑤對施肥泵進(jìn)行定時控制，可以實現(xiàn)簡單自動化；

⑥在出肥管道上安裝流量計和定時器，實現(xiàn)精確自動化。

泵注肥法的不足：①要單獨配置施肥泵；②對施肥不頻繁地區(qū)，普通清水泵可以使用，施完肥后用清水清洗，一般不生銹。但對于頻繁施肥的地區(qū)，建議用耐腐蝕的化工泵（圖3）。

4 水肥管理

4.1 水分管理

在整個生長季節(jié)使根層土壤保持濕潤即可滿足水分需要。特別是果實膨大期，土壤含水量應(yīng)盡量保持一致，如果土壤含水量的波動太大，易造成嚴(yán)重的裂果現(xiàn)象。一般在果實采收前10 d左右停止灌溉。

4.2 養(yǎng)分管理

4.2.1 肥料選擇。

在肥料選擇方面，可以選擇液體配方肥、硝酸鉀、氯化鉀、尿素、磷酸一銨、硝基磷銨、硝酸銨鈣、水溶性復(fù)混肥做追肥施用。特別是液體肥料在灌溉系統(tǒng)中使用非常方便。以色列的西瓜園大部分施用液體配方肥料，緩控釋肥一般做基肥施用。

4.2.2

施肥方案的制定。

有灌溉設(shè)施后，最核心的工作是制定施肥方案。只有制定合理可行的施肥方案，才能實現(xiàn)真正意義上的水肥綜合管理。

西瓜對氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫的需求量較多，而對鐵、鋅、錳、銅、硼和鉬等微量元素的需求量較少。在肥料三要素中，以鉀最多，鉀肥施用量對西瓜果實大小、色澤、糖分積累等品質(zhì)因素影響很大；氮次之；磷最少。西瓜在不同生長時期對各種養(yǎng)分的需求比例不同。西瓜所需要的養(yǎng)分：純氮（N）2.5 kg/t，純磷（P2O5）0.9 kg/t，純鉀（K2O）3.0 kg/t。

4.2.2.1

基肥的施用。有機肥、磷肥、部分鉀肥、鎂肥可以做底肥施入土壤。有機肥的施用量要根據(jù)土壤有機質(zhì)含量而定。有機質(zhì)含量低的多施，一般砂壤土施用有機肥4 500～7 500 kg/hm2，磷酸二銨（酸性土用）或磷酸一銨（堿性土用）300 kg/hm2，硫酸鉀鎂肥150 kg/hm2；或在施用有機肥的基礎(chǔ)上施入平衡型復(fù)合肥 375～450 kg/hm2，硫酸鎂225 kg/hm2。一般尿素、硝態(tài)氮肥不建議做底肥用。

基肥和追肥比例并沒有固定的要求。當(dāng)有設(shè)施灌溉時可以隨時追肥。由于底肥和追肥比例不同，土壤肥力不同，很難有一個各地通用的施肥方案。

4.2.2.2 追肥的施用。

根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量的養(yǎng)分總量減去底肥提供的養(yǎng)分，可計算具體目標(biāo)產(chǎn)量下需要的氮磷鉀總量。根據(jù)長期調(diào)查，在水肥一體化技術(shù)條件下，氮的當(dāng)季利用率為70%～80%，磷的當(dāng)季利用率為40%～50%，鉀的當(dāng)季利用率為80%～90%，可計算出具體的施肥量，然后折算為具體肥料的施用量（圖4）。根據(jù)西瓜不同生長時期的養(yǎng)分比例和吸收比例選擇肥料及確定用量。

根據(jù)西瓜的養(yǎng)分需求規(guī)律和少量多次的原則分配施肥次數(shù)。

4.2.3

水肥一體化施肥建議及施肥原則。

4.2.3.1

施肥建議。①氮肥、鉀肥、鎂肥可全部通過灌溉系統(tǒng)施用；②磷肥主要用過磷酸鈣或農(nóng)用磷銨做基肥施用；③微量元素通過葉面肥噴施；④有機肥做基肥用，對于能漚腐爛的有機肥也可通過灌溉系統(tǒng)施用。

4.2.3.2

施肥原則。在水肥一體化技術(shù)條件下，要充分發(fā)揮水肥綜合管理技術(shù)優(yōu)勢，施肥方面應(yīng)把握的基本原則：

①少量多次原則。施肥總量定下后，折算為當(dāng)?shù)厥袌瞿苜徺I到的具體水溶性肥料。肥料的分配應(yīng)遵循“少量多次”原則。最好的分配原則是根據(jù)作物的養(yǎng)分吸收曲線來分配，吸收多時多分配（如旺盛生長期，果實快速膨大期等），吸收少時少分配（如苗期、果實收獲前期等）?！岸啻巍笔呛统Ｒ?guī)施肥次數(shù)相比較而言，為常規(guī)施肥次數(shù)的3倍或更多，特別是砂土，更應(yīng)強調(diào)“少量多次”。“少量多次”是水肥一體化技術(shù)優(yōu)勢能否發(fā)揮的最基本原則。

②養(yǎng)分平衡原則。養(yǎng)分平衡也是水肥一體化的核心原則。通常種植戶重視氮、磷、鉀肥的施用，但忽略了鈣、鎂及微量元素的補充，最后也無法獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的效果。目前水溶性復(fù)合肥料有多種配方，很多配方除氮、磷、鉀外，還添加了鈣、鎂及微量元素。如果用單質(zhì)肥料如尿素、硝酸鉀、硫酸鎂等，建議種植戶通過多種方式達(dá)到養(yǎng)分平衡。常用的做法是施入有機肥做基肥，噴施葉面肥補充微量元素，基施磷肥及常規(guī)復(fù)合肥等。

③有機無機結(jié)合原則。對剛接觸水肥一體化技術(shù)的農(nóng)戶，為確保發(fā)揮技術(shù)的作用，強烈建議在肥料選擇與施用時做到有機肥與無機肥配合施用、基肥與追肥配合施用、土壤施肥與葉面施肥配合施用。

5 注意事項

5.1 設(shè)施維護

水肥一體化技術(shù)設(shè)備是實現(xiàn)水肥高效管理的重要載體，需對系統(tǒng)設(shè)備做好日常維護，每次灌溉施肥前檢查管道接頭等設(shè)備是否連接正常，防止漏水，如有漏水及時修補。定期檢查、及時維修系統(tǒng)的水泵、施肥、過濾、量測等設(shè)備，以保障系統(tǒng)正常工作。

5.2 系統(tǒng)堵塞

灌溉水質(zhì)過濾是水肥一體化技術(shù)應(yīng)用中非常重要的環(huán)節(jié)，必須引起高度重視，否則可能影響系統(tǒng)正常工作。過濾設(shè)備的選擇應(yīng)充分考慮不同灌溉方式對水質(zhì)的要求和灌溉水中雜質(zhì)的類型以及量的多少等。在生產(chǎn)中要定期將滴灌管尾端打開沖洗，一般每30 d 1次，確保尾端滴頭不被阻塞。如果是通過灌溉系統(tǒng)施肥，一般滴完肥一定要滴清水20 min左右（時間長短與輪灌區(qū)大小有關(guān)），將管道內(nèi)的肥液沖洗掉，否則可能會在滴頭處生長藻類、青苔等低等植物，堵塞滴頭。同時要定期清洗過濾器及灌水器等設(shè)備，減少被堵塞的風(fēng)險。

5.3 肥害

肥害的本質(zhì)就是鹽害。除一次性過多施肥可能帶來的鹽害外，土壤本身含有的鹽分、灌溉水中溶解的鹽分都會對西瓜生長產(chǎn)生抑制作用。對于保護地栽培，特別是在西瓜幼苗期應(yīng)防止一次性大量施用銨態(tài)氮肥而引起氨中毒問題。

5.4 過量灌溉

過量灌溉是水肥一體化技術(shù)應(yīng)用中的常見問題，也是水肥一體化不能發(fā)揮效果的重要原因，要引起高度重視。判斷是否過量灌溉非常簡單，就是挖開根系，看濕潤層是否在根系范圍。西瓜根系集中分布在10～30 cm土層，應(yīng)嚴(yán)格控制灌溉水量，盡可能不超出此范圍。在雨季灌溉系統(tǒng)僅用于施肥，要嚴(yán)格控制施肥時間，一般在30 min內(nèi)要將肥施完，否則會將肥料淋洗到根層以下，肥料不起作用，導(dǎo)致缺肥癥狀，最常發(fā)生的情況是脫氮。雨季補充氮肥建議用硫酸銨、碳酸氫銨等不易淋失的銨態(tài)氮肥，少用或不用尿素和硝態(tài)氮肥。

5.5 養(yǎng)分平衡

西瓜對氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫的需求量較大，缺鎂現(xiàn)象非常普遍，導(dǎo)致嚴(yán)重的養(yǎng)分失衡。此外，在水肥一體化技術(shù)條件下，西瓜根系分布密集，此時對土壤養(yǎng)分的依賴減少而更多地依賴人為供給，因此更應(yīng)注意養(yǎng)分平衡供給，建議施肥時有機肥和化肥配合、大量元素和中微量元素配合施用。

5.6 灌溉及施肥均勻度

不管采用哪一種灌溉方式，都要求做到灌溉均勻，保證田間每一株西瓜得到的水量一致。只有灌溉均勻，通過灌溉系統(tǒng)進(jìn)行的施肥才均勻。

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