水肥一体化技术在大棚西红柿中的应用研究.pdf

第 期 年 月 山西水土保持科技 试验研究 水肥 一 体化技术在大棚西红柿中的应用研究 郭汉清 刘 洋 秦智通 李有华 山西农业大学林学院 山西 太谷 山西农业大学水土保持科学研究所 山西 太原 摘 要 针对山西省大棚蔬茱种植中水肥利用低下现状 本研究在山西省晋中市太谷区里修村温室大 棚中开展 基于水肥 一 体化技术 以西红 柿为研究对象 采用完全随机设计方法 研究了 不同水肥处理对西 红柿的产 量 品质及水肥利用效率影响 试验结 果表明 在高水高肥 和高水中肥 以及中 水 高肥 三种水肥处理条件下 均可达到与 当地传统水肥管理模式下同样的产量 相比而言 三种水肥处 理可分别较传统水肥管理模式减少灌溉用水 量 较传统水肥管 理模式减少施肥 量 提高 水分利用效率最为显著 较传统水肥管理模式提高水分利用效率 处理 可明显提高西红柿有机酸 可溶性糖 和可溶性蛋白含量 并对降低西红柿硝酸盐含量有 一 定作用 减水 减肥可改善西红神品质 关键词 水肥一体化 水肥利用效率 西红柿 产量 中图分类号 文献标识码 文章编号 收稿日期 项目支持 山西省水利厅科技项目 水 肥 一体 化技术在蔬菜大棚中的应用与效益研究 年 月 郭汉清 刘 洋 秦智通 李有华 水肥一体化技术在大棚西红柿中的应用研究 水肥一体化技术是指灌溉与施肥融为一体的 农业新技术 其优点是灌溉施肥的肥效快 养分利 用率高 在实施效果方面 能够保证作物水肥均衡 减轻病害 增加产量 改善品质 提高经济效益 并 且兼具节水省肥 省工省力 调温控湿等优势 随 着我国农业发展 水肥一体化技术逐渐由示范试点 推广走向大面积应用 山西省土地总面积 万 耕地面积 万 占全省土地总面积的 且以旱地为主 耕 地面积和水资源的相对短缺严重制约着农业发展 同时 靠天吃饭的种植状况 加剧了水土流失 进一 步威胁耕地资源 近些年 山西省通过新建温室大 棚措施 大大提高了农田质量 提升了水资源的有 效利用率 并在一定程度上抑制了水土流失量 本项目在蔬菜大棚中引人水肥 一体 化技术 旨在研 究该技术对于节约灌溉用水和肥料情况 同时对农 产品产量和品质提升进行探究 以期为山西省蔬菜 大棚建设发展提供新的理论和技术支撑 材料与方法 研究区 概况 本试验在晋中市太谷区进行 试验区位于山西省 中部 地处晋中盆地太谷区 该区域面积 其中耕地面积 万 农业人口 万人 为传统 农业大县 太谷区属暖温带大陆性气候 全年无霜期 为 日照时数 年平均气温 丈 英 尤的积温为 尤 多年平均降水量 年平均蒸发量为 平均海拔约 本试验布设在太谷区侯城乡里修村蔬菜大棚内 土壤为褐土性土 土壤基本理化性质为 全 氮 全磷 全钾 碱解氮 速效憐 速效钟 试验设计 为了有效开展水肥一体化技术在大棚西红柿 中的应用研究 本试验采用二因素三水平完全随机 设计 设置灌溉水量和施肥量两个因素 每个因素 分别设置高 中 低 个水平 以当地大棚西红柿种 植模式 水肥用量 为对照 本试验 一 共设计 个 处理 每个处理 个重复 每个处理各占 个小区 共计布设 个试验小区 有关各试验处理及代号详见表 和 表 大棚蔬菜试验小区布设前 采用手扶旋耕机进 行旋地 尽可能避免土壤肥力不均勻 西红柿试验 表 水肥设计 施肥 方式 施肥水平 灌水水平 高肥 高水 田间持水量 滴灌 中月巴 中水 田间持 水量 低肥 低水 田间持水 量 注 以当地传统大棚水肥管理为对照 其施肥量为 灌水水平为 表 不同水肥处理代号 编号 小区宽 长 面积 西红柿株彳了距均为 彳了种植 株 每个小区种植 彳了 株 试 验小区间设置 高垄 避免小区间水肥干扰 进行水肥施用时 水肥 一体 机中放入预先计算 好的水肥量 整个灌水过程的前 三 分之 一时间灌水 接下来三分之一时间施肥 后三分之一时间灌水冲 洗管道 水肥一体机每次使用结束 均进行检查并 冲洗机器 西红柿选用 型号品种 由山西巨鑫伟业 农业科技开发有限公司培育 西红柿育苗 天 西红柿底肥施用山大沃丰生物有机肥 為 有机质 国光牌松 尔复合肥 星马磷 牌过磷酸钙肥 為 追肥使 用国光牌松尔复合肥 国光牌根莱士水溶肥 国光牌一挡百水溶肥 為 水肥一体机主要由水肥机 传感器 灌溉管道 系统 屏幕构成 其中智多星厂家生产的高配四 通道水肥 一体 机 规格型号 传感器和 屏幕由山东蚂蚁数据有限 公司生产 滴灌带型 号内径 滴头间距 滴头流量 工 作压力 本试验从 年 月 日开始 年 月 底结束 测定项目及方法 产量测定 每个处理小区取 次重复 每个重复标记 株 山西水土保持科技 年第 期 平下 表现为以仏巧 在同一施肥条件下 产量随 灌溉水量的减少 在 处理下均呈下降趋势 网 四 图 不同水肥处理对西红柿产量的影响 不同水肥处理对西红柿品质的影响 不同水肥处理对西红柿 果实 含量的影响 西红柿果实中 含量在不同水肥处理下的表 现各异 表 相比较 各处理间 的 含 量最高 的 含量最少 并与其他处理有显著 差异 相比较 增加了 减少了 在相同灌溉水量条件下 随着施肥 量的减少在 灌溉水量下表现为 灌溉水量下表现为 在相同施肥量条件下 随着灌溉水量的减少 和 均表现为 且 在 水肥处理条件下 西红柿中 含量 显著高于其他处理 不同水肥处理对西红柿果实可溶性 糖含量 的影响 在各水肥处理中 可溶性糖含量 显著高于 较 增加了 在同一施肥条件下 随灌 溉水量的减少可溶性糖含量表现为 条件 下 条件下 条件下 在 处理下 西红柿可溶性糖显著高于其他处理 不同水肥处理对西红柿果实有机酸 含量的 影响 有机酸含量在不同水肥处理下的表现各异 相比 较 在 处理下的可溶 性蛋白含量最高 的可溶性蛋白含量最少 较 增加了 减少了 在相同灌溉水量条件下 随施 肥量的减少在 灌 溉水量下表现为 灌溉水量下表现为 灌溉水量下表现为 在相同施肥量条件下 随灌溉水量的减少 每次处理时将各计产小区分别计数和称重 计算产 量 记录每次单株产量和 日期 根据小区面积推算 出亩产量 养分利用效率的计算 在蔬菜不同生育期采集植物样和土壤样品 每 个处理随机选取 株 取样后立即整理 将各部分 洗净烘干称干重 然后用粉碎机粉碎 过 筛 进行植株全氮 全磷 全钾的测定 全氮采用凯氏定 氮法 全磷采用 全钾采用 培融 火焰光度法 然后计算出植株养分吸收量 养分利用效率 产量 植株养分吸收量 水 分利用 效率的计算 植株每处理取样 株称鲜重后放入烘箱 丈 杀青 烘干至恒重 称干重 在植株不同生长期 对每个处理的 土样测定其土壤含水率 使 用水量平衡法计算不同时段内作物的耗水量 参考 邢英英等的计算方法来计算 耗水量计算公式 式中 为灌溉水量 为试验初期和末期土 壤水分变化 水分利用效率计算公式 式中的 为水分利用效率 为干物 质产量 肥料吸收率的测定 根据测得的植株地上部干重及其氮 磷 钾含 量 计算得出植株的氮 磷 钾吸收量 肥料吸收率 为吸收量与施肥量的比值 磷肥 钾肥的利用率参 照式 计算 氮肥利用率 植株氮吸收量 施氮量 肥 料偏 生产力的测定 对各个时期的蔬菜分别计产 并与其对应的施 肥量进行比较 获得肥料偏生产力 数据处理 采用 和 进行数据分析 采 用 进行绘图 结 果与分析 不同水肥处理对西红柿产量和品质的影响 不同水肥处理 对西 红柿产 量的影响 在不同水肥处理下 产量在 处理下达到最 大值 较 增加了 图 在同一供水条 件 下 产量随施肥量的减少的趋势为 在 供水水平 下 产量表现为 匕显著高于 在 供水水 年 月 郭汉清 刘 洋 秦智通 李有华 水肥一体化技术在大棚西红柿中的应用研究 条件下 水分利用效率则表现为 其中在 处 理 水分利用率达到最大 较 增加了 在 处理 水分利用率最低 为 较 减少了 显著高于 芯处理 并与其他处理差异 显著 國 鬧 图 不同水肥处理对水分利用效率的影响 在同一供水条件下 各处理比较可知 水分利 用率随施肥量的减少呈现减少的趋势 说明在适当 的减水减肥情况下 可提高水分利用效率 不同水肥处理对西红柿养分利用的影响 不同水肥处理对西红柿养分利用效率的影响 养分利用效率指消耗单位养分吸收量所获得 的产量 作物对不同肥料的利用效率 因施肥量和 肥料性质而不同 由图 可知 在不同施肥水平下 西红柿养分利用效率随灌溉水量的减少 氮 磷利 用效率呈先增大后减小的趋势 钾利用效率呈减小 的趋势 在 处理时 氮 磷利用效率最大 且分另 较 增加了 而 处理钾利用 表现为 表现为 表现 为 在 处理下 西红柿中有机酸含 量达到最高 且显著高于其他处理 不同 水肥处理对西红柿果实可溶性蛋白含 量的影响 可溶性蛋白含量在不同水肥处理下的表现为 相比较 各处理间 的可溶性蛋白含量最高 与 相比 显著增加了 而其他处理间 无显著差异 的可溶性蛋白含量最低 较 减少了 以上 说明 不同水肥处理对可 溶性蛋白含量的影响没有显著差异 不同水肥处理对西红柿果实硝酸盐含量的 影响 硝酸盐含量在不同水肥处理下的表现各异 相 比较 处理条件下硝酸盐含量最高 硝 酸盐含量最少 相比较 增加了 减少了 从表 可看出随水肥的不同处 理总体呈先增加后减小再增加趋势 在相同灌溉水 量条件下 随施肥量的减少在 灌 溉水量下表现为 灌溉水量下表现为 巧 外 灌溉 水量下表现为 在相同施肥量条件下 随灌 溉水量的减少 表现为 表现为 表现为 以上说明 施肥量和灌 溉水量在适宜范围内减少的条件下 可以减少西红 柿果实中硝酸盐积累 提高其安全品质 不同水肥处理对西红柿水分利用效率的影响 在不同供水条件下 西红柿水分利用率随施肥 量不同 图 其变化趋势呈现出 一 定的差异 在 高肥 条件下 水分利用效率表现为 在 中肥 条件下 表现为 在 低肥 表 不同水肥处理对西红柿品质的影响 处理 有机酸 硝酸盐含量 可溶性糖含量 含量 可溶性蛋白 山西水土保擀报 年第 期 图 不同水肥处理对肥料吸收率的影响 不 同水肥处理对西红柿肥料偏生产力的影响 单位产量与施肥量的比值称为肥料偏生产力 可以体现当地土壤基础养分和肥料的施用量的综 合效益 图 可见 在同一施肥量下 随着施水量的 减少 肥料偏生产力逐渐增加 在 处理下肥料 偏生产力变化为 处理下变化为 在 处理下出现最大值为 较 显著增加了 在同一灌溉水量下 随着 施肥量的减少 均在中肥条件下达到最髙 氮素 磷素 钾素 效率达到最大 氮素 磷素 钾素 图 不同水肥处理对肥料偏生产力的影响 结 论 在 和 以及 三种水肥处理条 件下 均可达到与当地传统水肥管理模式下同样的 产量 相比而言 三种水肥处理可分别较传统水肥 管理模式减少灌溉用水量 较传统 水肥管理模式减少施肥量 中水中肥处理可明显提高西红柿有机酸 可 溶性糖 和可溶性蛋白含量 并 下转第 页 图 不同水肥处理对养分利用效率的影响 在同 一 施肥条件下 氮 磷养分利用效率随灌 溉水量的减少 各处理间变化趋势呈现 一定的 差异 在 条件下氮 磷养分利用效率均在处理 达到最大 且与其他处理间差异显著 在 条 件下 氮 磷养分利用效率均在 条件下最大且与 其他处理间差异显著 在 条件下 钾养分利用 效率均在 条件下最大 在 条件下钾养分利用效 率差异不显著 说明在适当的减肥减水条件下 有 利于养分利用效率的提高 不同水肥处理 对西 红柿肥 料 吸收率的影响 单位施肥量能够被作物吸收的量称作肥料吸 收效率 如图 在不同水肥处理下 氮 磷 钾的吸 收效率在同一灌溉水量条件下 随着施肥量的减少 而增加的趋势 氮肥吸收率在同 一 施肥条件下 贾 处理下 比 差异显著 且见 与 之间没有显著差异 处理下达到最大值 较 增加了 在 处理下 达到最小值 较 减少了 磷 月巴吸收率在同 一 施肥条件下 条件 下 较显著低于 且 与 之间没有显著差异 处理下 在 处 理下达到最大值 较 增加 了 在 处理下达到最小值 较 减少了 各处理间差异显著 钾 肥吸收率在同 一 施肥条件下随灌溉水量的减少 处理下见 贾 贾 在 处理下达到最大 值 较 曽加了 在适当减水 减肥条件下可以提高西红柿肥料吸收率的效果 關 運 实 山西水土保持科技 年第 期 无法满足坡度要求 在 时 连续坡长不得超过 线路成 之 字 形盘绕而上 纵向坡度必须控制 在 以内 当道路从一个方向改变到另一个方向 时 为使车辆顺利通行 需用半径不小于 的圆曲 线连接 为了防止集流冲路 布设在沟边及梯田的道 路 路面应修成外高里低 且每隔 修筑一个半圆 形小土挡 以便把路面水拦截并引人附近梯田 根据实地调查 该工程各区道路畅通 在设计时 尽量利用原有道路 可节约用地 降低工程造价 经过 实地量测 项目区内仍需配套新修土路 根 据 水土保持工程概算定额 土路定额计量单位为 故在生产道路设计时 只在图上标示位置并测算 长度 土方量不再进行计算 生产道路布设立体示意 图详见图 图 生产道路布设立体示意图 上接第 瓦 对降低西红柿硝酸盐含量有一定作 用 表明减水减肥可改善西红柿品质 中水高肥处理 提高水分利用效率最 为显著 可较传统水肥管理模式提高水分利用效率 在低水中肥处理 对氮肥和磷肥的利 用效率最尚 参 考 文 献 高 祥照 杜 森 钟永红 等 水肥一体化发展现状与 展望 中国农业信息 限水灌慨下不同灌 溉模式对夏玉米产量和水分利用效率的影响 中国生态农 业学报 中英文 郑庆伟 农业部 年化肥和主要农作物农药利用 率均达到 以上 农药市场信息 马 跃 氮磷钾配比对 温室番茄生长 产量和品质的 影响 北京 中国农业科学院 结 语 为确保工程取得最佳生态效益 社会效益 经济 效益 要做到以下几点 一 是调查坡耕地现状 得出综 合治理具体规模情况 二是依据工程所在地前一年或 当前年年鉴调查项目区所在县 乡 镇 行政村现有 人 口总 量 城镇人 口 农村人 口 劳动力及 人 口密度 等 调查坡耕地地类的侵蚀模数及当地年平均降水 量 调查项目区近年来坡耕地治理面积和工程质量 三是通过对项目区治理的实地调查 了解当地政府如 何用政策调动干部群众治理水土流失的积极性 了解 政府发动群众 组织群众 动员有关部门参与水土保 持的具体做法和经验 着重了解项目为农民增收 农 业增效 农村发展服务的成就和经验 四是设计完成 后 设计方应派设计代表驻守施工现场 对项目实时 跟踪 传达设计意图和思路 工程施工过程中 设计方 代表要全面了解工程施工过程中治理方向 治理措 施 经营管理等方面存在的失误和教训 了解经费 物 资和人力不足等问题 为后续开展坡改梯设计工作积 攒更丰富的经验 作者简介 李万荣 男 工程师 主要从事坡耕地 水土流失治理 工 程管理的研究 田建柯 灌溉制度和施肥对作物生长和水肥利用的影 响 西北农林科技大学 王激清 刘社平 施氮量对番茄生长发育和氮肥利用 率的影响 河南农业科学 邢英英 温室番茄滴灌施肥水肥耦 合效应研究 西 北农林科技大学 作者简介 郭汉清 男 副教授 主要从事水土保 持与生态修复的研究