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孔海民, 陆若辉. 番茄水肥一体化技术的应用效果[J]. 浙江农业科学, 2017,(1):69-71  
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番茄水肥一体化技术的应用效果
孔海民, 陆若辉*
浙江省农业技术推广中心,浙江 杭州 310020
通讯作者:陆若辉,E-mail:h67918@tom.com。

作者简介:孔海民(1986—),女,山东肥城人,硕士,从事土肥技术推广应用等相关工作,E-mail:konghaimin2004@163.com。

基金项目: 浙江省“三农六方”科技协作计划(2014年度)
摘要

水肥一体化技术具有节水节肥、省工省力的优点,在番茄种植中广泛应用。研究大、小番茄追肥水肥一体化和全程水肥一体化2种模式,对二者的应用效果进行比较和分析,归纳出2种模式的使用优势与适用范围。

关键词: 番茄; 全程水肥一体化; 追肥水肥一体化
中图分类号:S641.2 文献标志码:B 文章编号:0528-9017(2017)01-0069-03 doi: 10.16178/j.issn.0528-9017.20170122

我国水资源严重短缺, 人均水资源占有量列世界第109位, 仅为世界平均水平的四分之一。我国又是世界上最大的化肥生产国和消耗国, 单位面积施肥量居高不下, 肥料利用效率低, 环境污染风险大。迫于资源与环境的双重压力, 发展节水、省肥农业是转变农业生产方式, 实现农业可持续发展的必然选择[1]。水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的新型节水、省肥农业现代化技术, 具有定量供肥、供水、提高水肥利用效率等优点, 可根据土壤特性、作物根系特征及需水规律精确调控土壤水分和养分。与传统灌溉和施肥相比, 水肥一体化技术水分的利用效率可提高40%~60%, 肥料利用率可提高30%~50%[2], 是当前公认的提高水肥资源利用效率的技术, 在浙江省蔬菜、水果生产中已有广泛的应用, 并表现出良好的发展势头。

番茄风味独特, 营养丰富, 产量较高, 利润丰厚, 一直是浙江广为种植的蔬菜作物, 种植面积达1.777万 hm2, 年产量85.2万 t。与传统灌溉施肥相比, 番茄水肥一体化技术对设施设备、水肥管理、施用技术的要求相对较高, 各地在实际生产过程中大多凭借经验, 存在一定的盲目性, 影响了番茄的产量和品质。目前番茄的水肥一体化管理主要有2种模式, 一种是追肥水肥一体化, 肥料以基施有机肥和复合肥为主, 结果期开始通过滴灌施追肥[3, 4, 5]; 一种是全程水肥一体化, 基肥仅施适量有机肥改良土质, 生产过程中根据番茄不同生长时期的养分需求定量供给养分[6]。本研究结合浙江番茄生产的实际情况, 通过比较2种水肥一体化技术在大、小番茄上的应用效果来分析各自的优缺点和适用的条件类型, 为番茄水肥一体化技术管理提供参考依据。

1 材料与方法
1.1 材料

试验于2013— 2014年在浙江省杭州市萧山区浙江勿忘农种业科学研究院进行, 试验区域为新垦滩涂, 土壤类型为滨海盐土。种植设施为具有滴灌和水肥一体化施肥设备的连栋大棚, 水源为集雨池收集的自然降水, 灌溉采用变频泵, 铺设暗管, 施肥采用MixRite系列比例泵, 田间管网系统采用直径3 cm 的支管, 毛管为内镶式滴灌管。供试作物为番茄, 大番茄品种为钱塘旭日, 樱桃番茄品种为钱江红珠。试验用有机肥是以猪粪为原料堆肥制成的商品有机肥, 氮磷钾养分含量为4%; 复合肥为三元复合肥(氮磷钾养分含量各为15%); 水溶肥为惠乐牌大量元素水溶肥, 苗期、花期施用高氮配方(氮磷钾养分含量各为25%、13%18%+Te), 结果期、采收期施用高钾配方(氮磷钾养分含量各为16%、12%、30%+Te)。

1.2 处理设计

大、小番茄均设2个处理, T1处理为追肥水肥一体化, 基施以有机肥和复合肥为主, 结果期开始通过滴灌施追肥; T2处理为全程水肥一体化, 基肥仅施适量有机肥改良土质, 生产过程中根据番茄不同生长时期的养分需求定量供给养分。分别标记为大T1、大T2、小T1、小T2处理。各处理施肥时期和施肥量如下:大T1处理基肥施有机肥28.5 t· hm-2, 复合肥675 kg· hm-2, 结果期分4次随水滴施高钾配方水溶肥420 kg· hm-2; 大T2处理基肥施有机肥7.5 t· hm-2, 苗期和开花期分3次滴施高氮配方水溶肥600 kg· hm-2, 每次间隔10~15 d, 结果期分5次滴施高钾配方水溶肥975 kg· hm-2, 每次间隔15~20 d; 小T1处理基肥施有机肥28.5 t· hm-2, 复合肥675 kg· hm-2, 结果期分4次随水滴施高钾配方水溶肥420 kg· hm-2; 小T2处理基肥施有机肥7.5 t· hm-2, 苗期和开花期分3次滴施高氮配方水溶肥180 kg· hm-2, 每次间隔10~15 d, 结果期分5次滴施高钾配方水溶肥630 kg· hm-2, 每次间隔15~20 d。

试验区域为肥力均匀的连栋大棚, 2013年12月1日用穴盘播种育苗, 12月22日假植于营养钵内, 采用连栋大棚温室作为顶膜, 二环中膜, 小环拱膜保温措施育苗。2014年2月21日定植, 一垄双行定植, 定植后及时搭架绑蔓。每垄为1个处理, 长150 m, 宽1.5 m, 面积225 m2, 分段设3次重复。其他常规管理措施相同。5月4日第1次采收, 6月上旬进入采收旺季, 7月14日完成采收。

1.3 调查项目

生产过程跟踪记录各处理植株生长情况, 每个处理随机抽取60株计产, 记录每次采收时间、个数、产量。

计算肥料偏生产力, 即单位投入的养分所能生产的作物产量。肥料偏生产力=施肥后所获得的作物产量/肥料的投入量。

2 结果与分析
2.1 番茄产量

番茄自2014年5月4日进行第1次采收, 至7月14日采收结束, 采收时间共计71 d。表1表明, 大番茄产量 T2大于 T1, 即全程水肥一体化处理高于追肥水肥一体化处理, 增产7.4%, 表现在结果个数较多, 单果重较大; 小番茄产量也表现为 T2大于 T1, 增产4.3%。可见按照番茄不同生长时期的定时适量供肥的全程水肥一体化模式, 可发挥水肥耦合效应, 更有利于植株对养分的快速吸收, 提高作物产量。

2.2 番茄品质

表1表明, 大、小番茄均为追肥水肥一体化处理, 总糖和可溶性固形物高于全程水肥一体化处理。大 T1处理较大 T2处理总糖高5.1%、可溶性固形物高4.5%; 小 T1处理较小 T2处理总糖高11.5%、可溶性固形物高2.8%。可见追肥水肥一体化管理模式中有机肥施用量大, 更有利于番茄品质的提高。

表1 各处理对番茄产量和品质的影响
2.3 经济效益

肥料偏生产力是指单位投入的肥料所能生产的作物产量。从表2看, 追肥水肥一体化处理基肥占比高, 追肥量的可调节性较小, 大、小番茄追肥水肥一体化处理化肥施用量相同, 大 T1处理肥料偏生产力大于小 T1处理, 说明同样施肥量条件下肥料对大番茄的增产效应大于对小番茄的增产效应。大 T1处理肥料偏生产力小于大 T2处理, 小 T1处理也小于小 T2处理, 主要是因为2种处理有机肥的投入量不同, 有机肥的大量投入使得 T1处理条件下养分供应量大, 肥料的增产效益下降。

表2 各处理肥料效应、肥料成本与番茄产值

在成本与效益方面, 2种模式比较, 由于水溶肥料价格较高, 在需肥量较大时, 全程水肥一体化模式肥料成本较高, 表现为大 T2处理高于大 T1处理, 肥料成本多16 035元· hm-2; 在需肥量较小时, 全程水肥一体化模式肥料成本可降低, 如小 T2处理低于小 T1处理, 肥料成本少2 085元· hm-2。全程水肥一体化模式下, 由于肥料根据作物不同生长阶段少量多次施用, 可调节性较大, 水肥的耦合效应有助于提高作物产量, 表现为大 T2处理产量高于大 T1处理, 小 T2处理产量高于小 T1处理, 所以经济效益 T2处理仍然优于 T1处理, 大 T2处理较大 T1处理增收6 705元· hm-2, 小 T2处理比小 T1处理增收16 515元· hm-2。

2.4 土壤理化性状变化

施肥量的多少不仅影响作物产量, 也影响养分在土壤中的残留量, 养分残留量的多少一方面会对土壤肥力产生影响, 另一方面若残留量过多, 长时间积累容易导致土壤的次生盐渍化[7]。对试验前、后土壤的分析结果(表3)表明, 2种水肥一体化管理模式下, 土壤的速效钾累积量不大, 说明施用量相对合理; 有效磷出现降低, 提示在该区域种植时可适当增加磷肥的投入; 试验后全氮含量均有增加, 大番茄种植区域高于小番茄种植区域, 提示可适当调低施肥方案中氮肥的投入量。试验区域为垦造滩涂, 土壤呈碱性反应, 种植作物后pH值均有所降低, 有利于改良土壤酸碱性。

表3 各处理试验前后土壤理化性状的变化
3 小结与讨论

番茄水肥一体化生产技术具有良好的经济和生态效益。一能减肥增产。通过对番茄水肥一体化条件下施肥总量和过程管理的控制, 避免盲目施肥和过量施肥, 提升生产水平。2014— 2015年, 对浙江省15个番茄种植地区施肥情况进行走访调查, 番茄传统施肥平均化肥施用量(折纯, 下同)877.5 kg· hm-2, 平均产量77.4 t· hm-2; 与番茄的养分需求量[8, 9]相比, 农民习惯施肥量偏多的占47%, 偏少的占26%, 比较合理的仅占27%。与传统施肥相比, 水肥一体化技术模式下, 追肥水肥一体化模式化肥施用量为511.5 kg· hm-2, 全程水肥一体化模式化肥施用量为696 kg· hm-2, 分别比传统施肥的平均化肥施用量减少41.7%和20.7%, 产量增加20%以上。二是省工节本。转变施肥方式, 由传统人工施肥转变为机械化施肥, 减少施肥的用工量, 应用水肥一体化技术可节省4~6次人工追肥成本。三是生态效益显著。水肥一体化技术模式下不仅节水节肥, 还能有效降低设施内部的空气湿度和设施栽培土壤的盐分积累, 降低病虫害发生几率, 减少农药用量和减缓土壤次生盐渍化, 保持土地持续产出能力。

番茄追肥水肥一体化模式以基施足量有机肥和复合肥为主, 膨果期采用水肥一体化方式追施高钾水溶肥。此种方法的特点是分次施肥次数少, 操作较简单; 以大量有机肥替代化肥, 减少化肥的投入量, 有利于农业废弃物的消纳利用。此种模式适用于基础地力水平较低、施肥自动化水平有限、有机肥料资源丰富的地区, 有助于边用地边养地, 消纳当地农业废弃物, 实现资源化利用等。全程水肥一体化模式基施少量有机肥, 生长期根据番茄需肥规律制定施肥方案和肥料养分比例, 实现精量化水肥同步管理。此种方法的特点是能够根据番茄的目标产量、不同时期的营养需求, 分阶段施肥, 也可根据作物生长情况随时追肥, 施肥较灵活, 总养分投入量较低, 肥水利用率高。此种模式适用于基础地力水平较高、土壤有机质含量丰富、熟化程度高、施肥自动化水平较高的地区, 有助于控制养分投入量, 降低土壤次生盐渍化风险, 同时有望实现全自动化控制, 大大降低人工成本。

The authors have declared that no competing interests exist.

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