水肥一體化技術在大棚西紅柿中的應用研究.pdf

第 期 年 月 山西水土保持科技 試驗研究 水肥 一 體化技術在大棚西紅柿中的應用研究 郭漢清 劉 洋 秦智通 李有華 山西農(nóng)業(yè)大學林學院 山西 太谷 山西農(nóng)業(yè)大學水土保持科學研究所 山西 太原 摘 要 針對山西省大棚蔬茱種植中水肥利用低下現(xiàn)狀 本研究在山西省晉中市太谷區(qū)里修村溫室大 棚中開展 基于水肥 一 體化技術 以西紅 柿為研究對象 采用完全隨機設計方法 研究了 不同水肥處理對西 紅柿的產(chǎn) 量 品質(zhì)及水肥利用效率影響 試驗結 果表明 在高水高肥 和高水中肥 以及中 水 高肥 三種水肥處理條件下 均可達到與 當?shù)貍鹘y(tǒng)水肥管理模式下同樣的產(chǎn)量 相比而言 三種水肥處 理可分別較傳統(tǒng)水肥管理模式減少灌溉用水 量 較傳統(tǒng)水肥管 理模式減少施肥 量 提高 水分利用效率最為顯著 較傳統(tǒng)水肥管理模式提高水分利用效率 處理 可明顯提高西紅柿有機酸 可溶性糖 和可溶性蛋白含量 并對降低西紅柿硝酸鹽含量有 一 定作用 減水 減肥可改善西紅神品質(zhì) 關鍵詞 水肥一體化 水肥利用效率 西紅柿 產(chǎn)量 中圖分類號 文獻標識碼 文章編號 收稿日期 項目支持 山西省水利廳科技項目 水 肥 一體 化技術在蔬菜大棚中的應用與效益研究 年 月 郭漢清 劉 洋 秦智通 李有華 水肥一體化技術在大棚西紅柿中的應用研究 水肥一體化技術是指灌溉與施肥融為一體的 農(nóng)業(yè)新技術 其優(yōu)點是灌溉施肥的肥效快 養(yǎng)分利 用率高 在實施效果方面 能夠保證作物水肥均衡 減輕病害 增加產(chǎn)量 改善品質(zhì) 提高經(jīng)濟效益 并 且兼具節(jié)水省肥 省工省力 調(diào)溫控濕等優(yōu)勢 隨 著我國農(nóng)業(yè)發(fā)展 水肥一體化技術逐漸由示范試點 推廣走向大面積應用 山西省土地總面積 萬 耕地面積 萬 占全省土地總面積的 且以旱地為主 耕 地面積和水資源的相對短缺嚴重制約著農(nóng)業(yè)發(fā)展 同時 靠天吃飯的種植狀況 加劇了水土流失 進一 步威脅耕地資源 近些年 山西省通過新建溫室大 棚措施 大大提高了農(nóng)田質(zhì)量 提升了水資源的有 效利用率 并在一定程度上抑制了水土流失量 本項目在蔬菜大棚中引人水肥 一體 化技術 旨在研 究該技術對于節(jié)約灌溉用水和肥料情況 同時對農(nóng) 產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)提升進行探究 以期為山西省蔬菜 大棚建設發(fā)展提供新的理論和技術支撐 材料與方法 研究區(qū) 概況 本試驗在晉中市太谷區(qū)進行 試驗區(qū)位于山西省 中部 地處晉中盆地太谷區(qū) 該區(qū)域面積 其中耕地面積 萬 農(nóng)業(yè)人口 萬人 為傳統(tǒng) 農(nóng)業(yè)大縣 太谷區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候 全年無霜期 為 日照時數(shù) 年平均氣溫 丈 英 尤的積溫為 尤 多年平均降水量 年平均蒸發(fā)量為 平均海拔約 本試驗布設在太谷區(qū)侯城鄉(xiāng)里修村蔬菜大棚內(nèi) 土壤為褐土性土 土壤基本理化性質(zhì)為 全 氮 全磷 全鉀 堿解氮 速效憐 速效鐘 試驗設計 為了有效開展水肥一體化技術在大棚西紅柿 中的應用研究 本試驗采用二因素三水平完全隨機 設計 設置灌溉水量和施肥量兩個因素 每個因素 分別設置高 中 低 個水平 以當?shù)卮笈镂骷t柿種 植模式 水肥用量 為對照 本試驗 一 共設計 個 處理 每個處理 個重復 每個處理各占 個小區(qū) 共計布設 個試驗小區(qū) 有關各試驗處理及代號詳見表 和 表 大棚蔬菜試驗小區(qū)布設前 采用手扶旋耕機進 行旋地 盡可能避免土壤肥力不均勻 西紅柿試驗 表 水肥設計 施肥 方式 施肥水平 灌水水平 高肥 高水 田間持水量 滴灌 中月巴 中水 田間持 水量 低肥 低水 田間持水 量 注 以當?shù)貍鹘y(tǒng)大棚水肥管理為對照 其施肥量為 灌水水平為 表 不同水肥處理代號 編號 小區(qū)寬 長 面積 西紅柿株彳了距均為 彳了種植 株 每個小區(qū)種植 彳了 株 試 驗小區(qū)間設置 高壟 避免小區(qū)間水肥干擾 進行水肥施用時 水肥 一體 機中放入預先計算 好的水肥量 整個灌水過程的前 三 分之 一時間灌水 接下來三分之一時間施肥 后三分之一時間灌水沖 洗管道 水肥一體機每次使用結束 均進行檢查并 沖洗機器 西紅柿選用 型號品種 由山西巨鑫偉業(yè) 農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司培育 西紅柿育苗 天 西紅柿底肥施用山大沃豐生物有機肥 為 有機質(zhì) 國光牌松 爾復合肥 星馬磷 牌過磷酸鈣肥 為 追肥使 用國光牌松爾復合肥 國光牌根萊士水溶肥 國光牌一擋百水溶肥 為 水肥一體機主要由水肥機 傳感器 灌溉管道 系統(tǒng) 屏幕構成 其中智多星廠家生產(chǎn)的高配四 通道水肥 一體 機 規(guī)格型號 傳感器和 屏幕由山東螞蟻數(shù)據(jù)有限 公司生產(chǎn) 滴灌帶型 號內(nèi)徑 滴頭間距 滴頭流量 工 作壓力 本試驗從 年 月 日開始 年 月 底結束 測定項目及方法 產(chǎn)量測定 每個處理小區(qū)取 次重復 每個重復標記 株 山西水土保持科技 年第 期 平下 表現(xiàn)為以仏巧 在同一施肥條件下 產(chǎn)量隨 灌溉水量的減少 在 處理下均呈下降趨勢 網(wǎng) 四 圖 不同水肥處理對西紅柿產(chǎn)量的影響 不同水肥處理對西紅柿品質(zhì)的影響 不同水肥處理對西紅柿 果實 含量的影響 西紅柿果實中 含量在不同水肥處理下的表 現(xiàn)各異 表 相比較 各處理間 的 含 量最高 的 含量最少 并與其他處理有顯著 差異 相比較 增加了 減少了 在相同灌溉水量條件下 隨著施肥 量的減少在 灌溉水量下表現(xiàn)為 灌溉水量下表現(xiàn)為 在相同施肥量條件下 隨著灌溉水量的減少 和 均表現(xiàn)為 且 在 水肥處理條件下 西紅柿中 含量 顯著高于其他處理 不同水肥處理對西紅柿果實可溶性 糖含量 的影響 在各水肥處理中 可溶性糖含量 顯著高于 較 增加了 在同一施肥條件下 隨灌 溉水量的減少可溶性糖含量表現(xiàn)為 條件 下 條件下 條件下 在 處理下 西紅柿可溶性糖顯著高于其他處理 不同水肥處理對西紅柿果實有機酸 含量的 影響 有機酸含量在不同水肥處理下的表現(xiàn)各異 相比 較 在 處理下的可溶 性蛋白含量最高 的可溶性蛋白含量最少 較 增加了 減少了 在相同灌溉水量條件下 隨施 肥量的減少在 灌 溉水量下表現(xiàn)為 灌溉水量下表現(xiàn)為 灌溉水量下表現(xiàn)為 在相同施肥量條件下 隨灌溉水量的減少 每次處理時將各計產(chǎn)小區(qū)分別計數(shù)和稱重 計算產(chǎn) 量 記錄每次單株產(chǎn)量和 日期 根據(jù)小區(qū)面積推算 出畝產(chǎn)量 養(yǎng)分利用效率的計算 在蔬菜不同生育期采集植物樣和土壤樣品 每 個處理隨機選取 株 取樣后立即整理 將各部分 洗凈烘干稱干重 然后用粉碎機粉碎 過 篩 進行植株全氮 全磷 全鉀的測定 全氮采用凱氏定 氮法 全磷采用 全鉀采用 培融 火焰光度法 然后計算出植株養(yǎng)分吸收量 養(yǎng)分利用效率 產(chǎn)量 植株養(yǎng)分吸收量 水 分利用 效率的計算 植株每處理取樣 株稱鮮重后放入烘箱 丈 殺青 烘干至恒重 稱干重 在植株不同生長期 對每個處理的 土樣測定其土壤含水率 使 用水量平衡法計算不同時段內(nèi)作物的耗水量 參考 邢英英等的計算方法來計算 耗水量計算公式 式中 為灌溉水量 為試驗初期和末期土 壤水分變化 水分利用效率計算公式 式中的 為水分利用效率 為干物 質(zhì)產(chǎn)量 肥料吸收率的測定 根據(jù)測得的植株地上部干重及其氮 磷 鉀含 量 計算得出植株的氮 磷 鉀吸收量 肥料吸收率 為吸收量與施肥量的比值 磷肥 鉀肥的利用率參 照式 計算 氮肥利用率 植株氮吸收量 施氮量 肥 料偏 生產(chǎn)力的測定 對各個時期的蔬菜分別計產(chǎn) 并與其對應的施 肥量進行比較 獲得肥料偏生產(chǎn)力 數(shù)據(jù)處理 采用 和 進行數(shù)據(jù)分析 采 用 進行繪圖 結 果與分析 不同水肥處理對西紅柿產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 不同水肥處理 對西 紅柿產(chǎn) 量的影響 在不同水肥處理下 產(chǎn)量在 處理下達到最 大值 較 增加了 圖 在同一供水條 件 下 產(chǎn)量隨施肥量的減少的趨勢為 在 供水水平 下 產(chǎn)量表現(xiàn)為 匕顯著高于 在 供水水 年 月 郭漢清 劉 洋 秦智通 李有華 水肥一體化技術在大棚西紅柿中的應用研究 條件下 水分利用效率則表現(xiàn)為 其中在 處 理 水分利用率達到最大 較 增加了 在 處理 水分利用率最低 為 較 減少了 顯著高于 芯處理 并與其他處理差異 顯著 國 鬧 圖 不同水肥處理對水分利用效率的影響 在同一供水條件下 各處理比較可知 水分利 用率隨施肥量的減少呈現(xiàn)減少的趨勢 說明在適當 的減水減肥情況下 可提高水分利用效率 不同水肥處理對西紅柿養(yǎng)分利用的影響 不同水肥處理對西紅柿養(yǎng)分利用效率的影響 養(yǎng)分利用效率指消耗單位養(yǎng)分吸收量所獲得 的產(chǎn)量 作物對不同肥料的利用效率 因施肥量和 肥料性質(zhì)而不同 由圖 可知 在不同施肥水平下 西紅柿養(yǎng)分利用效率隨灌溉水量的減少 氮 磷利 用效率呈先增大后減小的趨勢 鉀利用效率呈減小 的趨勢 在 處理時 氮 磷利用效率最大 且分另 較 增加了 而 處理鉀利用 表現(xiàn)為 表現(xiàn)為 表現(xiàn) 為 在 處理下 西紅柿中有機酸含 量達到最高 且顯著高于其他處理 不同 水肥處理對西紅柿果實可溶性蛋白含 量的影響 可溶性蛋白含量在不同水肥處理下的表現(xiàn)為 相比較 各處理間 的可溶性蛋白含量最高 與 相比 顯著增加了 而其他處理間 無顯著差異 的可溶性蛋白含量最低 較 減少了 以上 說明 不同水肥處理對可 溶性蛋白含量的影響沒有顯著差異 不同水肥處理對西紅柿果實硝酸鹽含量的 影響 硝酸鹽含量在不同水肥處理下的表現(xiàn)各異 相 比較 處理條件下硝酸鹽含量最高 硝 酸鹽含量最少 相比較 增加了 減少了 從表 可看出隨水肥的不同處 理總體呈先增加后減小再增加趨勢 在相同灌溉水 量條件下 隨施肥量的減少在 灌 溉水量下表現(xiàn)為 灌溉水量下表現(xiàn)為 巧 外 灌溉 水量下表現(xiàn)為 在相同施肥量條件下 隨灌 溉水量的減少 表現(xiàn)為 表現(xiàn)為 表現(xiàn)為 以上說明 施肥量和灌 溉水量在適宜范圍內(nèi)減少的條件下 可以減少西紅 柿果實中硝酸鹽積累 提高其安全品質(zhì) 不同水肥處理對西紅柿水分利用效率的影響 在不同供水條件下 西紅柿水分利用率隨施肥 量不同 圖 其變化趨勢呈現(xiàn)出 一 定的差異 在 高肥 條件下 水分利用效率表現(xiàn)為 在 中肥 條件下 表現(xiàn)為 在 低肥 表 不同水肥處理對西紅柿品質(zhì)的影響 處理 有機酸 硝酸鹽含量 可溶性糖含量 含量 可溶性蛋白 山西水土保搟報 年第 期 圖 不同水肥處理對肥料吸收率的影響 不 同水肥處理對西紅柿肥料偏生產(chǎn)力的影響 單位產(chǎn)量與施肥量的比值稱為肥料偏生產(chǎn)力 可以體現(xiàn)當?shù)赝寥阑A養(yǎng)分和肥料的施用量的綜 合效益 圖 可見 在同一施肥量下 隨著施水量的 減少 肥料偏生產(chǎn)力逐漸增加 在 處理下肥料 偏生產(chǎn)力變化為 處理下變化為 在 處理下出現(xiàn)最大值為 較 顯著增加了 在同一灌溉水量下 隨著 施肥量的減少 均在中肥條件下達到最髙 氮素 磷素 鉀素 效率達到最大 氮素 磷素 鉀素 圖 不同水肥處理對肥料偏生產(chǎn)力的影響 結 論 在 和 以及 三種水肥處理條 件下 均可達到與當?shù)貍鹘y(tǒng)水肥管理模式下同樣的 產(chǎn)量 相比而言 三種水肥處理可分別較傳統(tǒng)水肥 管理模式減少灌溉用水量 較傳統(tǒng) 水肥管理模式減少施肥量 中水中肥處理可明顯提高西紅柿有機酸 可 溶性糖 和可溶性蛋白含量 并 下轉第 頁 圖 不同水肥處理對養(yǎng)分利用效率的影響 在同 一 施肥條件下 氮 磷養(yǎng)分利用效率隨灌 溉水量的減少 各處理間變化趨勢呈現(xiàn) 一定的 差異 在 條件下氮 磷養(yǎng)分利用效率均在處理 達到最大 且與其他處理間差異顯著 在 條 件下 氮 磷養(yǎng)分利用效率均在 條件下最大且與 其他處理間差異顯著 在 條件下 鉀養(yǎng)分利用 效率均在 條件下最大 在 條件下鉀養(yǎng)分利用效 率差異不顯著 說明在適當?shù)臏p肥減水條件下 有 利于養(yǎng)分利用效率的提高 不同水肥處理 對西 紅柿肥 料 吸收率的影響 單位施肥量能夠被作物吸收的量稱作肥料吸 收效率 如圖 在不同水肥處理下 氮 磷 鉀的吸 收效率在同一灌溉水量條件下 隨著施肥量的減少 而增加的趨勢 氮肥吸收率在同 一 施肥條件下 賈 處理下 比 差異顯著 且見 與 之間沒有顯著差異 處理下達到最大值 較 增加了 在 處理下 達到最小值 較 減少了 磷 月巴吸收率在同 一 施肥條件下 條件 下 較顯著低于 且 與 之間沒有顯著差異 處理下 在 處 理下達到最大值 較 增加 了 在 處理下達到最小值 較 減少了 各處理間差異顯著 鉀 肥吸收率在同 一 施肥條件下隨灌溉水量的減少 處理下見 賈 賈 在 處理下達到最大 值 較 曽加了 在適當減水 減肥條件下可以提高西紅柿肥料吸收率的效果 關 運 實 山西水土保持科技 年第 期 無法滿足坡度要求 在 時 連續(xù)坡長不得超過 線路成 之 字 形盤繞而上 縱向坡度必須控制 在 以內(nèi) 當?shù)缆窂囊粋€方向改變到另一個方向 時 為使車輛順利通行 需用半徑不小于 的圓曲 線連接 為了防止集流沖路 布設在溝邊及梯田的道 路 路面應修成外高里低 且每隔 修筑一個半圓 形小土擋 以便把路面水攔截并引人附近梯田 根據(jù)實地調(diào)查 該工程各區(qū)道路暢通 在設計時 盡量利用原有道路 可節(jié)約用地 降低工程造價 經(jīng)過 實地量測 項目區(qū)內(nèi)仍需配套新修土路 根 據(jù) 水土保持工程概算定額 土路定額計量單位為 故在生產(chǎn)道路設計時 只在圖上標示位置并測算 長度 土方量不再進行計算 生產(chǎn)道路布設立體示意 圖詳見圖 圖 生產(chǎn)道路布設立體示意圖 上接第 瓦 對降低西紅柿硝酸鹽含量有一定作 用 表明減水減肥可改善西紅柿品質(zhì) 中水高肥處理 提高水分利用效率最 為顯著 可較傳統(tǒng)水肥管理模式提高水分利用效率 在低水中肥處理 對氮肥和磷肥的利 用效率最尚 參 考 文 獻 高 祥照 杜 森 鐘永紅 等 水肥一體化發(fā)展現(xiàn)狀與 展望 中國農(nóng)業(yè)信息 限水灌慨下不同灌 溉模式對夏玉米產(chǎn)量和水分利用效率的影響 中國生態(tài)農(nóng) 業(yè)學報 中英文 鄭慶偉 農(nóng)業(yè)部 年化肥和主要農(nóng)作物農(nóng)藥利用 率均達到 以上 農(nóng)藥市場信息 馬 躍 氮磷鉀配比對 溫室番茄生長 產(chǎn)量和品質(zhì)的 影響 北京 中國農(nóng)業(yè)科學院 結 語 為確保工程取得最佳生態(tài)效益 社會效益 經(jīng)濟 效益 要做到以下幾點 一 是調(diào)查坡耕地現(xiàn)狀 得出綜 合治理具體規(guī)模情況 二是依據(jù)工程所在地前一年或 當前年年鑒調(diào)查項目區(qū)所在縣 鄉(xiāng) 鎮(zhèn) 行政村現(xiàn)有 人 口總 量 城鎮(zhèn)人 口 農(nóng)村人 口 勞動力及 人 口密度 等 調(diào)查坡耕地地類的侵蝕模數(shù)及當?shù)啬昶骄邓?量 調(diào)查項目區(qū)近年來坡耕地治理面積和工程質(zhì)量 三是通過對項目區(qū)治理的實地調(diào)查 了解當?shù)卣?何用政策調(diào)動干部群眾治理水土流失的積極性 了解 政府發(fā)動群眾 組織群眾 動員有關部門參與水土保 持的具體做法和經(jīng)驗 著重了解項目為農(nóng)民增收 農(nóng) 業(yè)增效 農(nóng)村發(fā)展服務的成就和經(jīng)驗 四是設計完成 后 設計方應派設計代表駐守施工現(xiàn)場 對項目實時 跟蹤 傳達設計意圖和思路 工程施工過程中 設計方 代表要全面了解工程施工過程中治理方向 治理措 施 經(jīng)營管理等方面存在的失誤和教訓 了解經(jīng)費 物 資和人力不足等問題 為后續(xù)開展坡改梯設計工作積 攢更豐富的經(jīng)驗 作者簡介 李萬榮 男 工程師 主要從事坡耕地 水土流失治理 工 程管理的研究 田建柯 灌溉制度和施肥對作物生長和水肥利用的影 響 西北農(nóng)林科技大學 王激清 劉社平 施氮量對番茄生長發(fā)育和氮肥利用 率的影響 河南農(nóng)業(yè)科學 邢英英 溫室番茄滴灌施肥水肥耦 合效應研究 西 北農(nóng)林科技大學 作者簡介 郭漢清 男 副教授 主要從事水土保 持與生態(tài)修復的研究