水肥气一体化在设施甜瓜栽培上的应用.pdf

42 Vegetables 2021 1 设施蔬菜 水肥气一体化在设施甜瓜栽培上的应用 周 勃 1 高 强 1 2 符小发 1 任海龙 3 张 龑 2 仙 鹤 4 张 浩 1 1 新疆农业科学院海南三亚农作物育种试验中心 海南 三亚 572014 2 新疆农业科学院农作物品种资源研究所 新疆 乌鲁木齐 830091 3 广州市农业科学研究院 广东 广州 510335 4 新疆农业科学院综合试验场 新疆 乌鲁木 齐 830012 收稿日期 2020 09 10 基金项目 三亚市专项科研试制项目 2017KS19 通讯作者 高强 摘要 为了改善三亚设施甜瓜栽培过程中因根系环境缺氧造成甜瓜减产的现状 引进微纳米气泡发生 器作为甜瓜灌溉用水的增氧装置 结合三亚现有以滴灌为主的水肥一体化栽培技术 设计了供水系统 过滤系统 施肥系统 管道系统 增氧系统装置 研发出了具体的增氧和肥水管理方案及其配套的设施 甜瓜栽培技术 实现了三亚设施甜瓜水肥气一体化高效栽培 有效提高了甜瓜的产量和品质 实现667 m 2 增收1 612 2 012元 关键词 水肥气一体化 甜瓜 栽培技术 Application of the Integration of Water Fertilizer and Air on Melon Cultivation in Facilities ZHOU Bo 1 GAO Qiang 1 2 FU Xiaofa 1 REN Hailong 3 ZHANG Yan 2 XIAN He 4 ZHANG Hao 1 1 Hainan Sanya Crop Breeding Experiment Center Xinjiang Academy of Agricultural Sciences Sanya 572014 China 2 Institute of Crop Germplasm Resources Xinjiang Academy of Agricultural Sciences Urumqi 830091 China 3 Guangzhou Academy of Agricultural Sciences Guangzhou 510335 China 4 Comprehensive Testing Ground Xinjiang Academy of Agricultural Sciences Urumqi 830012 China Abstract In order to improve the situation of decreased melon yield caused by the hypoxia of root environment in the process of melon cultivation in Sanya facilities the micro nano bubble generator was introduced as increasing oxygen device of melon irrigation water The devices of water supply system ltration system fertilization system pipeline system and increasing oxygen system were designed and speci c schemes of increasing oxygen and fertilizer and water management and the technology of supporting melon cultivation were developed by combning with the existing integration of water and fertilizer cultivation technology based on drip irrigation Finally the integration of water fertilizer and air cultivation technology of Sanya melon in facilities was achieved and the yield and quality of melon increased effectively The income incressed by 1 612 2 012 yuan per 667 m 2 Keywords integration of water fertilizer and air melon cultivation technology 43 Vegetables 2021 1 设施蔬菜 1995年吴明珠院士采用大棚生态型无土栽培 方式使得新疆哈密瓜在海南三亚种植成功 海南 甜瓜开始从露地栽培向设施栽培发展 1 随着栽 培技术的提高 2016年三亚 乐东 陵水和东方 4个地区甜瓜栽培面积就已达到4 734 hm 2 目前 膜下滴灌 水肥一体化灌溉的栽培方式在三亚设 施甜瓜生产中也日趋成熟 2 3 但受地膜覆盖和 采用低含氧量井水灌溉等综合因素的影响及土壤 缺氧和甜瓜根系间歇性低氧的胁迫 根系代谢和 微生物活性不佳 4 5 导致三亚设施甜瓜减产 根系缺氧对三亚设施甜瓜栽培不利 根据三 亚现有的设施灌溉系统 甜瓜的水肥需求规律 引进微纳米气泡发生装置和过氧化尿素肥料 开 展了多年增氧灌溉试验 确定了以微纳米气泡发 生装置作为增氧设备的水肥气一体化栽培技术 以期为三亚甜瓜的可持续发展提供借鉴 1 经济效益分析 水肥气一体化技术是在三亚广泛使用的设 施甜瓜栽培技术的基础上 加装微纳米气泡发 生器作为增氧设备 安装简单且成本低廉 国 产微纳米气泡发生器的成本价格在6 000元左右 日本本洲进口的试验用微纳米气泡发生器价格在 18 000元左右 在设备维护保养较好的情况下 每台设备可使用5年左右 每年种植2季 可供应 3 667 m 2 左右设施甜瓜 折合每667 m 2 设施甜瓜新 增成本为 国产设备每667 m 2 增加成本200元 日 本本洲进口设备每667 m 2 增加成本600元 使用该 技术和常规种植管理方式相比 平均单果质量提 高19 每667 m 2 种植1 700 1 800株 商品株数 1 700株 折合667 m 2 产量提高578 kg 市场价格稳 定在4元 kg左右 每667 m 2 增收1 612 2 012元 效 益分析见表1 2 设施农业水肥气一体化系统建设 增氧系统是实现设施农业水肥气一体化的必 要设备 同时配合供水系统 过滤系统 施肥系 统和管道系统等使用 2 1 供水系统 在设施大棚旁边修建1个3 6 m 3 的蓄水池 配套1个0 75 kW的清水泵 用内径25 mm的塑料 软管连接 连接处用不锈钢卡扣固定 水源为机 井 1个清水泵供水面积约667 m 2 蓄水池可用于 溶解肥料 2 2 增氧系统 土壤中O 2 不足会影响作物根系和土壤呼吸 降低ATP的产生 减少根系对水分和养分的吸收 以及对冠体的营养传输 增加根部O 2 会增加根 系对P K肥的吸收 6 微纳米气泡发生装置体积 小 主要由空气压缩机 循环水泵 压力溶气罐 和释放器组成 7 安装使用方便 加压溶气析出 气泡机制形成的微纳米气泡具有在水中存在时间 长 不易浮出而破裂的特点 可提高水溶解氧含量 2倍以上 三亚实测水中溶解氧含量从3 4 mg L增加 至7 2 mg L 在外接制氧机的情况下 可更明显 提高水溶解氧含量 经过2年的增氧灌溉试验 采 用微纳米气泡发生装置增氧有利于甜瓜生产各时 期的养分和水分管理 增产效果显著 每667 m 2 增 产20 左右 8 装置安装方法 将微纳米气泡发生装置放置 于水池边 装置的进水管和出水管 释放器 均 放入水池中 对水池中的水进行增氧 同时 水 池中安放0 75 kW的清水泵 被用作增氧水泵灌溉 系统 安装时 出水管 释放器 和进水管与微 纳米气泡发生装置主机连接处需要安装稳固 严 实 不漏气 安装灌溉系统时 毛管的长度应不 表1 经济效益分析 技术模式 667 m 2 有效 株数 株 平均单果 质量 kg 667 m 2 新增成本 元 667 m 2 新增 产量 kg 667 m 2 新增 利润 元 设备安装 设备电费 常规管理 1 700 1 76 0 0 水肥气一体化 1 700 2 10 200 600 100 578 1 612 2 012 44 Vegetables 2021 1 设施蔬菜 长于50 m 以免毛管末端溶解氧浓度明显降低 2 3 过滤系统 配备筛网过滤器 滤除灌溉水中的悬浮物质 和固体颗粒 防止各种污染物进入灌溉系统而堵 塞滴头 或在系统中形成沉淀而影响使用 2 4 管道系统 管道系统包括主管 支管 毛管 主管由25 mm PVC塑料管组装而成 与潜水泵软管连接延伸 到设施大棚内 可视情况安装球阀开关 支管 由6 6 cm无孔滴灌带连接而成 根据甜瓜种植行 距打孔安装 并旁通连接毛管 毛管为滴孔间距 10 20 cm 滴头流量2 L h的迷宫式或贴片式滴 灌带 滴灌带铺设于行间 3 水肥一体化技术 3 1 品种选择 三亚设施甜瓜以厚皮网纹甜瓜种植为主 品种 如长香玉 金蜜6号 西州蜜17号 西州蜜25号 黄梦脆 耀农25号 口口脆 玫珑 金海蜜等 3 2 培育壮苗及定植 3 2 1 播种育苗 甜瓜育苗可在设施大棚内进行 一般在每年 的2 3月 8 9月 11 12月进行 每年可种植 3季 为降低台风和病虫害风险 也可种植2季 播种在1 2月 9 11月进行 三亚甜瓜设施大 棚采用顶部加厚塑料薄膜覆盖防水 四周孔径为 1 5 mm的纱网防虫 育苗前确保大棚封闭严实 做好防鼠工作 市场采购瓜菜专用的育苗基质或 腐熟的椰糠 细砂 2 3 1 体积比 加适当清水拌匀 以抓起基质捏成团 不滴水且 掉到地上能散开为宜 将拌好的基质装入72孔瓜 菜育苗穴盘中 后将种子直播于穴盘中 用基质 覆盖 播种深度控制在1 2 cm 播完种后在表 面覆盖1层拌好的基质 并浇透水 播种后棚内温度高 蒸发量大 每天浇1次 清水 确保基质保持湿润状态 3 5 d即可出 苗 甜瓜出苗后需水量增大 每天早晚浇1次透 水 7 10 d甜瓜幼苗长至2 3片真叶时即可移苗 定植 3 2 2 定植 清除杂草 每667 m 2 撒施腐熟羊粪1 t 复合 肥 17 17 17 50 kg 生石灰60 80 kg 阿维 菌素杀菌剂2 kg 整平土地 做成高垄畦 垄距 150 cm 垄高20 cm 一般大行距90 cm 小行距 60 cm 每垄铺设2条滴灌带 贴片式滴灌带垫片 朝下摆放 且摆放在2行甜瓜穴内侧 然后覆盖 地膜 并将膜两边拉紧 压实 定植前1 d浇透 水 用打孔器打孔 孔距40 cm 将甜瓜带基质苗 从穴盘里取出 放入苗穴内 用细土封严穴孔 再次浇透水 可随水滴入74 63 kg hm 2 甲壳素海藻 肥 有利于幼苗快速长出新根 缓苗成活 3 3 水肥气管理 3 3 1 水肥管理 三亚种植甜瓜的土地多为旱地 以砂质改良 土壤为主 保水 保肥能力较差 根据甜瓜整个 生育期的需水 需肥规律 甜瓜植株苗期至坐果 期的需水 需肥量逐渐增大 坐果25 d左右至成 熟 需水 需肥量逐渐减少 结合三亚甜瓜种植 棚内气温高 蒸发量大等特点 制定以下灌水 追肥方案 苗期至开花期以追施氮肥为主 可随 水滴灌液态肥料 如甲壳素海藻肥等 开花 期至果实膨大期结束 可随水滴灌可溶性复合肥 17 17 17 复合肥需先溶解再加入水池 成熟期 减少复合肥的施入 随水追施一定量的KH 2 PO 4 来补 充磷肥 成熟前5 10 d停止灌水和追肥 以促进果 实糖分积累 减少裂果 具体灌水施肥方案见表2 3 3 2 增氧方案 增氧浓度 灌水前提前打开微纳米气泡发生装 置增氧 随着增氧时间的延长 溶解氧浓度不断增 加 3 m 3 的水池经1 h后增加到6 8 7 5 mg L 之后逐渐保持不变 温室甜瓜水肥气热耦合栽培 试验结果表明 溶氧量为8 25 8 74 mg L时 甜 瓜产量达到最高 9 因此 在条件允许的情况下 可外接制氧设备 提高溶解氧浓度 每次灌水和 追肥均可增氧 有利于根系对矿物质等养分的吸 收 3 4 田间管理 3 4 1 开花坐果期管理 吊蔓 植株6 l0片叶时 用塑料绳缠绕吊单 蔓 及时打杈去卷须 依据棚高在25 29片叶时 摘心 授粉留瓜 授粉前和授粉期间应注意蓟马的 45 Vegetables 2021 1 设施蔬菜 防治 授粉选用0 1 氯吡脲 吡效隆 水剂10 mL 对水1 2 kg 并在该液体中加入5 mL 2 5 适乐 时 喷施雌花 每株喷施相邻的2 3个雌花 高 温时注意施用低浓度 全天均可喷施 或者采用 人工辅助授粉进行 具体方法为 于雌花开放的 08 00 10 00 采摘当天开放的雄花 将雄花 花粉直接轻轻涂抹于雌花柱头上 一般选择主蔓 10 14节雌花授粉坐瓜 授粉后5 10 d幼瓜长至 鸡蛋大小即可吊瓜 选瓜时淘汰畸形瓜 同时将 未坐瓜节位的子蔓全部去除 1株留1瓜 淘汰的 幼瓜要及时清理出大棚 3 4 2 病虫害防治 三亚设施甜瓜主要病害有白粉病 霜霉病 病毒病 主要害虫有美洲斑潜蝇 蓟马 蚜虫 粉虱 根结线虫等 采收前15 d不用有机农药防 治 而用化学防治且要考虑安全间隔期 防治甜 瓜霜霉病 可用64 恶霜 锰锌可湿性粉剂500倍 液喷雾 安全间隔期为4 d 72 2 普力克水剂 600 1 000倍液喷雾 安全间隔期为3 d 防治 白粉病可喷施50 甲基托布津可湿性粉剂500倍 液 安全间隔期为7 d 或32 5 嘧菌酯悬浮剂 1 500倍液 安全间隔期为7 d 防治甜瓜病毒 病以预防传播媒介蚜虫和蓟马的大发生为主 在 病毒病发生初期 防治斑潜蝇选用10 灭蝇胺悬 浮剂300 400倍液 安全间隔期为7 d 每隔 7 10 d施用1次 连喷2次 防治蚜虫 蓟马可选 用2 5 乙基多杀菌素悬浮剂1 000倍液喷雾 安全 间隔期为2 d 或25 噻虫嗪水分散粒剂3 000倍 液喷雾 安全间隔期为7 d 一般初花期开始防 治 每隔3 5 d施用1次 直到果实膨大吊瓜即可 停止喷药 3 4 3 采收 果实采收前5 10 d 减少灌水追肥 在保证植 株不死的情况下 应停止灌水 使甜瓜糖分快速积 累 当用手持测糖仪测定折光糖含量在15 以上时 即可采收 注意采收前还应停止化学农药的使用 参考文献 1 杨小锋 范荣 王学林 2014 2015年海南三亚厚皮甜瓜 品种比较试验 J 中国瓜菜 2016 29 3 32 35 2 侯萍 李铭 何进武 等 海南设施甜瓜栽培技术发展现 状与新技术的应用 J 中国瓜菜 2017 30 12 39 41 3 谢铮辉 李茂芬 李玉萍 等 水肥一体化技术在海南西 甜瓜生产中的应用 J 热带农业工程 2015 39 3 34 36 4 谢恒星 不同灌溉方式下温室甜瓜生长效应及植株液 流研究 D 杨凌 西北农林科技大学 2010 5 刘鑫 刘智远 雷宏军 等 不同增氧灌溉方式春小麦生 长及产量比较 J 排灌机械工程学报 2017 35 9 813 819 6 BENJAMIN K S AMEUR M M JOANN K W et al Root derived respiration and nitrous oxide production as affected by cropphenology and nitrogen fertilization J Plant and Soil 2010 326 1 369 379 7 邓超 杨丽 陈海军 等 微纳米气泡发生装置及其应用 的研究进展 J 石油化工 2014 43 10 1206 1213 8 高强 周勃 任海龙 等 增氧灌溉对大棚甜瓜生长 品 质和产量的影响 J 北方园艺 2020 2 46 51 9 邓慧玲 水肥气热耦合对非耕地温室甜瓜生长 产量 和品质影响研究 D 宁夏 宁夏大学 2018 蔬 表2 灌水施肥方案 生育时期 灌水次数 灌水定额 m 3 hm 2 次 施肥次数 每次灌水加入的肥料量 kg hm 2 甲壳素海藻肥 复合肥 KH 2 PO 4 苗期 1 111 94 1 149 25 伸蔓期 15 29 85 1 2 149 25 开花期 10 59 70 1 74 63 149 25 果实膨大期 20 74 63 3 223 88 14 93 成熟期 20 59 70 前10 d每天1次 后10 d 每2天1次 1 149 25 29 85