温室甜瓜水肥一体化精准调控技术研究_梁勇.pdf

温 室甜瓜水肥一体化精准调控技术研究 梁 勇 太原学院 山西太原 030000 摘 要 水肥一体化技术在设施农业中的应用 对提高作物产量与品质具有重要意义 以温室甜瓜为研究对象 采用滴灌方式进行 水肥一体化精准调控试验 研究表明 采用水肥一体化技术后 灌溉均匀度达到 90 以上 水分利用效率提高 30 肥料利用率提升 25 这一技术通过对甜瓜生长期不同阶段的水肥需求进行精准调控 幼苗期保持土壤最大持水量 65 伸蔓期 70 膨瓜期 80 成熟期 5 60 显著提高了甜瓜产量与品质 研究结果为温室甜瓜水肥一体化栽培提供了技术支撑与应用参考 有助于推动温 室甜瓜种植产业的高效 可持续发展 关键词 温室甜瓜 水肥一体化 精准调控 滴灌技术 栽培管理 系统运行参数监测滴灌带压力分布与施肥器浓度与滴 头均匀性 采用流量计与电导率仪采集 数据通过 Ex cel 统计分析与 DPS 软件进行显著性检验 2 2 结果与分析 2 1 水肥一体化系统运行效果 系统运行过程中实现了稳定精准的水肥供给 滴 灌均匀系数达到 93 6 变异系数控制在 6 8 以内 各处理重复间的变异系数均小于 5 文丘里施肥器 在 0 15 2 MPa 工作压力下能够保持 96 2 的施肥 精度 系统管网首部与末端的压力差维持在 0 5 MPa 范围内 末端压力损失率为 8 3 滴灌带实际使用寿 命超过 120 d 滴头堵塞率低于 2 处理区域内土壤水 分与养分分布均匀性良好 系统运行稳定可靠 为甜瓜 的健康生长提供保障 2 2 不同生育期水肥需求特征 甜瓜不同生育期的水肥管理呈现出显著的阶段性 特征 幼苗期 1 5 d 通过维持土壤相对含水量在 64 8 1 2 与叶片相对含水量 856 的水平下 67 m 2 每次追施尿素 5 2 kg 磷酸二铵 3 8 kg 与硫酸钾 2 5 kg 满足植株前期生长需求 伸蔓期 16 35 d 土壤相 对含水量提升至 71 3 1 5 叶片相对含水量达 88 4 每次追施尿素 7 5 kg 磷酸二铵 5 2 kg 与硫酸 钾 3 8 kg 促进植株快速生长 3 膨瓜期 36 50 d 将土 壤相对含水量提高到 81 2 1 8 叶片相对含水量 达 90 2 的最高值 每次追施尿素 8 8 kg 磷酸二铵 6 5 kg 与硫酸钾 4 6 kg 确保果实膨大 成熟期 51 65 d 则通过将土壤相对含水量控制在 58 6 1 4 叶片 相对含水量降至 82 5 的方式 调控果实品质形成 见 甜瓜作为重要的设施园艺作物 其产量与品质与 水肥管理密切相关 在传统灌溉施肥方式下 水分利用 效率低与肥料流失严重等问题十分突出 这不仅造成 了资源浪费 还对生态环境产生了一定的负面影响 而 水肥一体化技术能够通过将水分与肥料按照作物需求 进行配比 实现按需供给与精准调控 这技术起源于 19 世纪的无土栽培 随着现代灌溉技术发展 特别是 塑料管道的广泛应用 逐步发展成为集水肥供应与农 艺措施与信息化管理于一体的综合技术体系 然而 针 对温室甜瓜不同生育时期水肥需求特点的精准调控研 究仍显不足 亟需开展系统研究 以填补这一领域的空 白 为温室甜瓜的高效生产提供科学依据和技术支撑 1 材料与方法 1 1 试验设计 在山西省太原学院标准温室 90 m 8 m 中进行 试验 供试砂壤土 pH 值 7 2 有机质 21 6 g kg 全氮 1 32 g kg 速效磷 85 3 mg kg 速效钾 156 8 mg kg 选用 普罗旺斯 与 博洋 9 号 甜瓜品种 采用双因素随机 区组设计 设置 3 个灌水处理 W 1 60 65 W 2 70 75 W 3 80 85 田间持水量 与 3 个施肥水平 F 1 150 kg hm 2 F 2 225 kg hm 2 F 3 300 kg hm 2 9 个处理组 合 重复 3 次 小区面积 20 m 2 株行距 45 cm 70 cm 密度 2 000 株 667 m 2 滴灌系统配置 12 m 3 蓄水池 2 1 L h 压力补偿式滴头 工作压力 0 1 MPa 配备双层过滤 器与施肥器 基肥施用有机肥 4 0 kg 67 m 2 配施 NPK 肥 15 16 16 kg 覆盖 0 08 mm 地膜保墒 1 1 2 测定项目与方法 甜瓜生长监测采用系统化方案 土壤水分采用 TRIME PICO TDR 水分仪每 48 h 测定 0 40 cm 土 层含水量 每小区随机选取 3 个测点 叶片含水量 采用 80 烘干 48 小时法 7 d 取样 1 次 每次选 取功能叶 15 片 株高 茎粗 节间距采用直尺与游 标卡尺测量 每小区选取 10 株代表性植株 叶面 积指数应用 LAI 20C 冠层分析仪测定 果实品 质检测采用 PAL 1 糖度计与 GY 4 硬度计测定 幼苗期 1 15 64 8 1 2 85 6 尿素 5 2 磷酸二铵 3 8 硫酸钾 2 5 伸蔓期 16 35 71 3 1 5 88 4 尿素 7 5 磷酸二铵 5 2 硫酸钾 3 8 膨瓜期 36 50 81 2 1 8 90 2 尿素 8 8 磷酸二铵 6 5 硫酸钾 4 6 成熟期 51 65 58 6 1 4 82 5 减少施肥量或停止施肥 表 1 甜瓜不同生育期水肥需求特征及管理参数 生育期 d 土壤相对 含水量 叶片相对 含水量 追施肥料 kg 667 m 2 2026 年第 9 期 现代园艺 试验研究 輩輷訛 DOI 10 14051 ki xdyy 2026 09 039 表 1 所示 通过精准把握甜瓜不同生育期的水肥需求 特征 并采取相应的调控措施 能够有效提高甜瓜的产 量和品质 实现设施甜瓜的高效生产 2 3 水肥利用效率评价 相较于常规灌溉方式 水肥一体化灌溉系统显著 提升了资源利用效率 灌溉水利用效率提高 31 5 提 高幅度达到 2 86 kg m 3 生产单位甜瓜果实的用水量由 传统的 0 82 m 3 降低到 0 58 m 3 其中 W 2 F 2 处理的水分 生产效率最高 达到 3 12 kg m 3 在养分利用效率方面 氮素表观利用率提高 23 8 达到 39 6 磷素表观利 用率提高 18 4 达到 25 3 钾素表观利用率提高 26 9 达到 45 2 大幅降低了养分损失 滴灌系统通 过压力补偿式滴头与双层过滤装置的配合 实现了水 肥供给的精准调控 改善了根区水分与养分分布均匀 性 同时 基于不同生育时期的分段施肥方案 提高了 肥料利用率 减少了土壤养分的累积与淋失风险 充分 体现出水肥一体化技术在资源节约与环境保护方面的 显著优势 为设施农业可持续发展提供了技术支持 2 4 产量与品质分析 由表 2 可知 最佳水肥处理组合 W 2 F 2 下的 普罗 旺斯 品种平均单果重达到 1 85 kg 商品果率 92 6 可溶性固形物含量 14 8 Brix 果肉硬度 3 82 kg cm 2 总产量达到 3 685 kg 667 m 2 博洋 9 号 品种表现出 更优异的性状 平均单果重 1 92 kg 商品果率 93 4 可溶性固形物含量 15 2 Brix 果肉硬度 3 95 kg cm 2 总产量高达 3 820 kg 667 m 2 4 在该水肥管理条件下 甜瓜果实发育整齐 外观品质优良 风味特征突出 2 个品种在该处理条件下的产量与品质指标均显著优于 其他处理组合 p 0 5 且水分与肥料及其交互作用 对产量与品质的影响均达到显著水平 证实了水肥精 准调控对提高甜瓜产量与品质的关键作用 佳 水分生产效率达 3 12 kg m 3 氮素与钾素利用率分 别达 39 6 与 45 2 博洋 9 号 品种表现优异 平均 单果重 1 92 kg 商品果率 93 4 可溶性固形物 15 2 Brix 实现了水肥高效利用与优质高产 滴灌系统压力 补偿功能与双层过滤装置的协同作用 实现了水肥供 给的精准调控 显著提升了系统运行稳定性与可靠性 为温室甜瓜水肥一体化栽培提供可靠的技术支撑 3 2 与相关研究比较分析 与传统灌溉施肥方式相比 水肥一体化系统在生 长发育关键时期的调控效果优势显著 主要体现在水 分供给精准性与养分利用效率 2 个方面 在节水方面 生产单位甜瓜果实的用水量由 0 82 m 3 降低到 0 58 m 3 在养分利用效率方面 W 2 F 2 处理条件下的氮素表 观利用率较传统施肥提高 23 8 磷素提高 18 4 钾 素提高 26 9 养分损失大幅降低 从生理生态角度分 析 该技术体系充分考虑了温室甜瓜不同生育时期对 水分与养分的需求变化规律 通过精准调控实现了水 肥供给与作物需求的动态匹配 相较传统大水漫灌和 粗放施肥模式 水肥一体化技术建立了更科学的水肥 管理机制 在资源节约和环境保护方面显示出明显优 势 推动了设施园艺栽培技术的创新发展 3 3 技术创新与局限性分析 水肥一体化精准调控技术的创新性体现在建立了 完整的作物生育期需水需肥动态响应机制 通过土壤 水分监测与叶片生理指标的结合 构建了水肥供给精 准管理的量化指标体系 为精准调控提供了科学依据 然而 该技术在应用过程中仍存在一些制约因素 土壤 水分监测范围局限 难以反映深层根系分布区域的水 分变化规律 滴灌系统长期运行中的压力波动影响施 肥均匀性 水肥耦合对果实糖分积累的调控机制尚需 深入探究 设施环境下温湿度变化对作物需水规律的 影响机制也需进一步明确 系统运行的智能化与自动 化水平仍需提升 这些技术瓶颈突破将推动水肥一体 化技术的创新发展 3 4 应用前景分析 水肥一体化技术在温室甜瓜生产中具有广阔的应 用前景 通过智能化灌溉系统的升级改造 配套作物需 水模型与养分动态诊断技术 可实现基于作物生理需 求的实时动态调控 进一步提高水肥利用效率 研发集 成物联网与自动控制技术的新型滴灌设备 提高系统 运行可靠性与维护便利性 5 建立水肥耦合与作物生理 生态机制的数据库 完善品种特异性管理方案 制定标 准化栽培技术规程 随着信息化与智能化技术的深度 融合 水肥一体化系统将实现更精准的养分调控与更 智能的决策支持 配合作物生长模型的优化升级 为温 室甜瓜等设施园艺作物的水肥精准管 下转第 64 页 普罗旺斯 1 85 0 12 92 6 1 5 14 8 0 3 3 82 0 15 3685 45 表 2 不同品种在最佳水肥处理 W 2 F 2 下的产量与品质指标 品种 平均单果 重 kg 商品果 率 可溶性固 形物 果肉硬度 kg cm 3 总产量 kg 667 m 2 博洋 9 号 注 数据为平均值 标准差 n 3 1 92 0 14 93 4 1 3 15 2 0 4 3 95 0 18 3820 52 3 结论与讨论 3 1 技术应用效果 水肥一体化技术显著提升温室甜瓜栽培系统运行 效率 滴灌均匀系数高达 93 6 变异系数控制在 6 8 施肥精度达 96 2 确保了水肥供给的精准性与 稳定性 甜瓜不同生育期水肥需求规律明确 幼苗期 伸蔓期 膨瓜期与成熟期的最适土壤相对含水量分别 为 64 8 71 3 81 2 与 58 6 其中 W 2 F 2 处理 70 75 田间持水量配合 225 kg hm 2 施肥量 效果最 试验研究 现代园艺 2026 年第 9 期 輪輮訛 上接第 60 页 理开辟新途径 推动设施农业向数字 化 标准化与规模化方向发展 带动农业生产提质增 效 4 结语 水肥一体化精准调控技术在温室甜瓜生产中发挥 关键作用 实现了水肥供应的智能化与精准化管理 基 于甜瓜不同生育期的水肥需求特征建立的精准调控技 术体系 有效提升了资源利用效率 改善了果实品质 实现了优质高产与节本增效的双重目标 该技术将驱 动温室甜瓜生产向数字化 标准化与规模化方向发展 通过集成物联网与智能控制技术 完善品种配套方案 构建水肥耦合机理数据库等措施 为设施农业的提质 增效提供技术支撑 水肥一体化精准调控技术的推广 应用 将对提高农业资源利用效率与保护农业生态环 境与促进设施农业可持续发展产生重要影响 是推动 农业现代化发展的重要力量 收稿 2025 04 23 参考文献 1 李向 王芳 大棚甜瓜水肥一体化栽培技术 J 农村新技术 205 02 22 24 2 鲍飞飞 岳文俊 蓝之羿 等 杭嘉湖地区设施甜瓜水肥一体化栽培 技术 J 长江蔬菜 2022 19 6 8 3 杨志 薄皮甜瓜水肥调控决策研究 D 咸阳 西北农林科技大学 2022 4 黄卿宜 孙一迪 周明耀 等 水肥一体化条件下设施甜瓜灌溉施肥 制度试验研究 J 节水灌溉 2022 04 71 76 5 马二磊 臧全宇 丁伟红 等 南方地区设施甜瓜水肥药气一体化栽 培技术 J 农业科技通讯 2021 04 305 307 作者简介 梁勇 1983 山西太原人 本科 实验员 研究方向 园 艺 试验研究 现代园艺 2026 年第 9 期 化 开发更多高效 低成本 易操作的分子标记方法 分子标记技术对风铃木类的研究要与植物学 生态学 遗传学 生物信息学等多学科深度融合 发现潜在的功 能基因和调控网络 为改进风铃木类的遗传提供理论 依据 通过 SSR SNP 等分子标记辅助筛选有优良性 质的个体或进行杂交优化 加强风铃木类植物的良种 选育和园林应用 还可结合园林景观的设计要求 利用 分子标记技术对花期相关的基因位点进行鉴定 筛选 出与花期相一致的优良品种 提高园林景观中风铃木 类的应用价值 建立相应的风铃木类植物种质资源 库 开展种质资源遗传评价 结合分子标记技术分析亲 缘关系 为合理利用种质资源 改进遗传提供科学依 据 加强国际合作与资料共享 由于中南美洲热带地 区引进了风铃木类植物 为促进全球风铃木类研究提 供统一平台 应加强国际合作 共享研究资料与资源 以促进风铃木类植物的研究 继续对新技术的研究 进行探索 推动风铃木类植物的遗传研究和应用 要 提高公众对于风铃木类植物的认知 让风铃木类植物 真正走进人民群众的视野 作为新引进的植物品种 未 来风铃木作的研究仍面临许多挑战与机遇 但相信持 续深入研究风铃木的功能机制 以及基于分子标记方 法的良种选育 能够提供坚实的科学基础 为风铃木的 可持续发展提供切实的指导 这不仅有助于解决目前 面临的难题 而且为进一步研究和应用风铃木开辟了 一条新的道路 使其在园林景观 生态保护等方面发挥 更大作用 收稿 2025 04 25 参考文献 1 Gentry A H Bignoniaceae Part Tribe Tecomeae J Flora Neotrop ica 1992 25 02 361 370 2 李蓉蓉 华南沿海风铃木类植物鉴定与遗传多样性研究 D 哈尔 滨 东北林业大学 2021 3 Mattos J R Handroanthus Um novo g nero para os ip s do Brasil J Loefgrenia 1970 50 02 1 4 4 Gentry A H Handroanthus Bigoniaceae a critique J Taxon 1972 21 01 113 114 5 金海湘 戴金宏 黄桂莲 等 华南风铃木类植物种质资源的形态与 分子鉴定 J 中国农学通报 2019 35 07 36 41 6 Collevatti R G Estolano R Ribeiro M L et al High genetic diversity and contrasting fine scale spatial genetic structure in four seasonally dry tropical forest tree species J Plant Syst Evol 2014 300 07 1671 1681 7 Pimenta J M A Felix F C de Ara jo J S O et al Selection of ISSR molecular primers for studies of genetic diversity in Handroanthus im petiginosus MART ex DC MATTOS J Rev Caatinga 2022 35 01 231 238 8 王军 谢皓 郭二虎 等 DNA 分子标记及其在谷子遗传育种中的应 用 J 北京农学院学报 2005 01 76 80 9 闫华超 高岚 李桂兰 分子标记技术的发展及应用 J 生物学通报 2006 02 17 19 10 周超 马银鹏 包旭翔 等 DNA 分子标记技术在黑木耳中的研究 进展 J 北方园艺 2023 526 07 125 131 11 王晓梅 杨秀荣 DNA 分子标记研究进展 J 天津农学院学报 2000 01 21 24 12 贾继增 分子标记种质资源鉴定和分子标记育种 J 中国农业科 学 1996 04 2 11 13 何风华 DNA 分子标记及其在植物遗传育种上的应用 J 生物学 教学 2004 01 8 9 14 潜宗伟 陈海丽崔彦玲 茄子种子纯度 SR 标记快速鉴定 J 北方 园艺 2014 23 75 78 15 黄稚清 吴林源高筱钰等 基于 SR 标记的紫花风铃木群体遗传 多样性分析 J OL 热带亚热带植物学报 1 9 2023 06 03 16 陈丝 郭燕杨春等 单核苷酸多态性在茶树中应用的研究进展 J 食品安全质量检测学报 2018 9 02 243 247 17 Meyer Sand B R V Blanc Jolivet C Mader M et al Development of a set of SNP markers for population genetics studies of Ipe Han droanthus sp a valuable tree genus from Latin America J Conservation Genet Resour 2018 10 779 781 18 Zietkiewicz E Rafalski A Labuda D Genome fingerprinting by simple sequence repeat SSR anchored polymerase chain reaction amplification J Genomics 1994 20 02 176 183 19 刘振 成杨 赵洋 等 基于叶绿体 rbcL 和 trnH psbA 序列的湖南茶 树资源遗传多样性与亲缘关系研究 J 热带作物学报 2018 39 01 40 45 20 Fragoso Mart nez I Mart nez Gordillo M et al Phylogeny of the Neotropical sages Salvia subg Calosphace Lamiaceae and insights into pollinator and area shifts J Plant Systematics and Evolution 2017 304 01 43 55 輪輲訛