鋼架大棚西瓜長季節栽培膜下微灌施肥的定量管理參數探究

張達余，周森林，田明月

（江蘇省阜寧縣農業委員會 江蘇阜寧 224400）

西瓜長季節栽培是以鋼架大棚為增溫、遮雨手段，利用西瓜根系發達、易發側蔓、多次結果的習性，通過調控光、水、氣、肥等各種生產要素，使生長期延長至270d左右，采收5茬果，每667 m2產量5 000 kg以上，產值達2萬元，是阜寧農民增收致富的新途徑，但大面積生產上也常出現因肥料、水分管理不當，造成減產欠收。梁志懷等[1]已探索出一套適合于我國南方高溫潮濕地區西瓜長季節設施栽培技術，其中施肥技術以沖施、深施為主，灌溉技術僅限于設備安裝與操作，缺少隨水施肥的數量指標。關于西瓜水肥一體化方面的研究很多，但多從省工、節本、環保方面證明其優點，而根據土壤養分狀況、水分狀況和西瓜吸收養分狀況，研究施肥、灌水效率較少。適合當地推廣的施肥、灌水的量化指標報道甚少。筆者針對阜寧縣鋼架大棚長季節西瓜生產上普遍存在的施肥、灌水隨意性較大，缺乏定性、定量指標現狀，2014—2015年，通過定點對土壤養分、土壤水分、植株養分的測定和化肥參數試驗，得到了養分、水分定量管理參數，為西瓜高產高效栽培提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 供試品種

中果型西瓜‘早佳’（8424）。

1.2 鋼架大棚結構

寬 6 m，高 2.3 m，長 30～40 m，南北走向，每排棚錯位排列，以便通風散濕。早春地膜、中膜、厚膜3層覆蓋。

1.3 微灌設施

微壓泵動力0.8～1.5 KW，田頭主管帶PE外徑5cm，田間微灌帶外徑2.7cm，孔距21cm，異位雙孔，鋪于地膜下距栽植行15cm處。單側供水長度30～40 m，每段主管控制面積333 m2左右。蓄水（溶肥）池 20 m3，每次供水量 8 m3。

1.4 化肥參數試驗

2014年在阜寧縣溝墩鎮三合大棚西瓜基地進行，設不施氮（每 667 m2用 P2O510 kg，K2O 22 kg）、不施磷（每 667 m2用 N 20 kg，K2O 22 kg）、不施鉀（每667 m2用 N 20 kg，P2O510 kg）、常規施肥（每 667 m2用 N 20 kg，P2O510 kg，K2O 22 kg）、不施肥 5 個處理，隨機區組排列，3次重復，每個小區面積60 m2，3月2日每棚定植2行，行距3 m，株距0.6 m。獲取植株養分吸取量，單位經濟產量吸肥量、肥料利用率、養分校正系數。

1.5 土壤養分測定

在移栽前多點取樣，測定土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀，評估土壤供肥能力。有機質采用重鉻酸鉀容量法、堿解氮采用堿解擴散法、有效磷采用鉬銻抗比色法、速效鉀采用火焰光度法測定[2]。

1.6 土壤水分測定

在2015年每月5日進行定點速測，評估土壤水分豐缺。

1.7 植株養分測定

每批采瓜后，測定植株養分吸收量，評估生產每1 000 kg商品西瓜所需吸收N、P2O5、K2O量。

2 結果分析

2.1 施肥參數

2.1.1 施肥量參數 施肥量=（目標產量×單位產量養分吸收量-土壤供肥量）/肥料當季利用率，式中各項數值如下（表1）：

目標產量根據生產實際確定，比如前3 a每 667 m2平均產量4 500 kg左右，再提高10%，每667 m2平均產量約5 000 kg。

單位產量養分吸收量根據植株檢測，在阜寧沙壤土地區每生產1 000 kg商品西瓜，需吸收N 2.82 kg；P2O50.9 kg；K2O 3.19 kg。

土壤供肥量=土壤養分測定值×校正系數×0.15，根據土壤樣品檢測和化肥參數試驗結果，計算得到每 667 m2N：100.51×0.26×0.15=3.9 kg；P2O5：10.41×0.73×0.15=1.14 kg；K2O：62.64×0.43×0.15=4.04 kg。

某元素當季利用率/%=（施肥區西瓜植株某養分總量-空白區西瓜某養分總量）/施肥區某養分施入量×100，試驗結果獲N、P2O5、K20的利用率分別為：52.7%、29.8%、54.2%。

表1 每667 m2目標產量5 000 kg水平下施肥量計算結果

2.1.2 基肥及配方參數 基肥的施用應統籌考慮以下四方面因素：一是為了保證西瓜品質和提高土壤后期供肥能力，要增施商品有機肥；二是前期對磷吸收多，高峰出現早，伸蔓期也需一定量供給，若前期缺磷，即使后期補足也不能彌補應用效應，因而要加大比例；三是基肥均勻分布于耕作層，作用可發揮到整個季節；四是農民投肥習慣，便于市場采購。建議每667 m2施商品有機肥800～1 000 kg，15∶15∶15 硫酸鉀型復合肥 50 kg，硼肥 0.5 kg，鋅肥1 kg，移栽前7d旋耕翻入土。

2.1.3 追肥及配方參數 在施肥總量中，扣除基肥后，余下即為追肥，根據每茬的產量合理確定投肥量。每茬瓜一般施用3次，即1次伸蔓（恢復）肥，2次膨果肥（表2）。

表2 肥料運籌方案

追肥中 N、P2O5、K2O 比例約為 39∶12.6∶47.8，擬合成配方16∶5∶20，生產上應選擇此配方或相近的全溶性硝硫基復合肥料，實行膜下水肥一體化追施（表 3）。

在膨果期和恢復期，葉面噴施有機液肥、磷酸二氫鉀、微肥等補充營養。

2.2 微灌參數

2.2.1 微灌灌水量定額參數 微噴灌系統設計灌水量定額計算[3]：I=0.1rhp（β1-β2）/η

I：設計灌水量定額，計量單位mm；r：土壤容重，計量單位g·cm-3，一般在 1.1～1.35g·cm-3，具體數值通過實測土體容重得到；h：計劃濕潤層深度，計量單位cm，視根層分布，苗期取10cm、伸蔓期限15～20cm、結瓜期取20～25cm；p：土壤濕潤面積占鋪地面積的比例，西瓜生產上取50%；β1：灌溉將要實現的適宜土壤含水量上限（生產上取土壤飽和含水量的80%，土壤飽和含水量水平可以對土體進行實測得到，一般適宜西瓜種植的土壤飽和含水量為21%～26%）；β2：適宜土壤含水量下限，情形如同β1，一般取土壤飽和含水量的60%；η為噴灑水利用系數，大棚膜下微灌取0.9～1。

若計算單位面積的灌水量m0，計量單位m3，用公式：m0=2/3I進行折算。如坐果期的微灌定額：

I=0.1×1.25×20×50%×（23×80%-23×60%）÷0.9=6，每 667 m2折合m0=4。

2.2.2 單次微灌時間參數 用單次灌水時間評估一個灌水周期內單個操作工段噴灑水的控制時間，公式：t=60abI/q/1 000+t’

t：噴灑時間，計量單位min；a：微灌噴孔間距，生產中是0.105 m（具體以生產實際情況計算，下同）；b為微灌支管之間距離，生產中是3 m；I為設計灌水定額，比如取6 mm；q為噴孔流量，取0.006 m3·h-1；t’為灌溉延時系數，取 0～2 min。

t=（60×0.105×3×6）/（1 000×0.006）+t’，約合20 min。

2.2.3 微灌周期參數T=I/Ea；式中：T為微灌周期，單位d，I為設計灌水定額，取6 mm；Ea為西瓜需水旺盛期日平均耗水強度，單位mm·d-1，膜下微灌地面蒸發量接近于0，耗水量主要為葉面蒸騰，通常 1～1.2 mm·d-1，以膨果期為例：T=6/1.2=5。

2.2.4 微灌方案及灌水運行控制 一般情況下，早期微灌 2～3 m3，每次 10～15 min，灌水間隔 10d。中后期每次微灌4～4.5 m3，每次20 min左右，灌水間隔5～7d以上。每次每段主管道供水面積約2×667 m2，微灌帶輸水長度不超過40 m。沒有壓力表時，可從微灌帶運行狀況上加以判斷，若微灌帶呈近似圓形，出水聲不大，可認為壓力合適。若微灌帶繃得太緊，水聲太大，說明壓力太大，予以調整，應加大灌水面積，以免管道破裂。若微灌帶呈扁形，說明壓力偏小，應減少微灌面積。

2.3 微灌施肥定量管理方案

根據上述各項參數整理結果（表4），對施肥與微灌加以耦合，通過2015年的示范驗證，結論為可行且具有重演性。

表4 西瓜長季節設施栽培膜下微灌施肥定量管理方案

3 討論與小結

阜寧縣西瓜多在沙壤土地區種植，長季節栽培時，由于生長期長、生產量大、主要營養元素容易失衡，施肥應遵循少量多次。在土壤養分堿解氮100 mg·kg-1、有效磷 10 mg·kg-1、速效鉀 65 mg·kg-1和肥料利用率N 50%、P2O530%、K2O 55%左右的情況下，通常每667 m2總施肥量為N 19.1 kg、P2O511.3 kg、K2O 22 kg 以及商品有機肥 800～1 000 kg。基肥以市場易購的15∶15∶15硫酸鉀型復合肥為主，追肥應選擇16∶5∶20或配方相近的全溶性硝硫基復合肥，避免單施或混施單質化肥的麻煩。長季節栽培西瓜屬于避雨栽培范疇，土壤水分主要依靠人工補給，要始終保持見干見濕。一般微灌21次，每次 3～4 m3，約 15～20 min，總微灌溉量每 667 m2約76 m3。隨水追肥14次，每667 m2用專用配方肥70～75 kg。生產上應根據栽培品種、棚室結構、土壤質地、氣象因素變化而作相應調整。