基于發育階段的設施黃瓜水肥一體化技術

黃紹文，唐繼偉，張懷志，袁碩，王玉軍

（中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，農業部植物營養與肥料重點實驗室，北京 100081）

基于發育階段的設施黃瓜水肥一體化技術

黃紹文，唐繼偉*，張懷志，袁碩，王玉軍

（中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，農業部植物營養與肥料重點實驗室，北京 100081）

水肥一體化技術是未來農業生產中具有廣闊前景的新技術，設施蔬菜最具潛力發展水肥一體化技術。設施黃瓜水肥一體化技術的核心是借助壓力灌溉系統，將完全水溶性固體肥料或液體肥料，按設施黃瓜生長各階段對養分的需求和土壤養分的供給狀況，配兌而成的肥液與灌溉水融為一體，適時、定量、均勻、準確地輸送到設施黃瓜根部土壤。本文簡要介紹了基于發育階段的設施黃瓜水肥一體化技術要點，主要包括施肥總量的推薦方法、基肥用量的確定方法、滴灌水量的運籌方案、滴灌追肥的運籌方案等內容。該技術節水40%以上，節肥30%以上，提高氮肥利用率40%以上，增產10%以上，增收15%以上。

設施黃瓜；水肥一體化技術；發育階段；施肥量推薦方法；滴灌專用肥

我國設施蔬菜生產中大水大肥現象很普遍，主要設施菜區黃瓜N、P2O5和K2O每667m2平均施用總量（化肥養分+有機肥養分）分別超出各自推薦量的1.6、4.8和1.8倍。大水沖施造成大量的肥料和水分損失、地下水硝酸鹽污染，化肥過量和不合理施用也導致了土壤次生鹽漬化、養分非均衡化等一系列較為嚴重的問題[1-5]。為此，我國設施蔬菜生產肥水管理技術必須加以改進，亟待建立設施蔬菜肥水科學管理技術體系。水肥一體化技術是未來農業生產中具有廣闊前景的新技術，也是設施蔬菜最具潛力的技術。設施黃瓜水肥一體化技術的核心是借助壓力灌溉系統，將完全水溶性固體肥料或液體肥料，按設施黃瓜生長各階段對養分的需求和土壤養分的供給狀況，配兌而成的肥液與灌溉水融為一體，適時、定量、均勻、準確地輸送到黃瓜根部土壤。該技術解決了正確施肥總量、正確施肥模式、正確肥料運籌、正確肥料產品、正確施肥位置、正確滴灌制度等關鍵問題，具有節工、節水、節肥、節藥、高產、高效、優質、環保等好處。該技術適用于我國北方冬春茬、秋冬茬以及越冬長茬的設施黃瓜種植區，也適用于南方大棚黃瓜種植區。

1 技術要點

1.1 施肥總量的推薦方法

設施菜田土壤養分管理策略是針對不同肥力土壤制定不同的施肥策略，中肥力土壤補充收獲帶走的養分，進行維持性施肥；高肥力土壤充分利用土壤養分，適當減施肥料；低肥力土壤以增產和培肥地力為目標，適當增施肥料。施肥量的確定是施肥技術的核心問題。目前測土推薦施肥方法主要包括土壤肥力指標法、土壤肥力臨界值法、目標產量測土施肥法等3個方法，需要開展大量土壤測試、大量田間試驗，較為準確的參數仍難以獲得，計算也較為復雜。近些年中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所蔬菜土壤肥料團隊研制了基于土壤養分系統管理理念的設施蔬菜施肥量簡便快速推薦方法，養分推薦量=養分吸收量×校正系數[6]，其中單位產量養分吸收量參數比較容易獲得，不同土壤肥力水平下養分吸收量的校正系數的確定是該方法的核心。利用多年多點大量肥料試驗獲得的主要設施蔬菜單位產量氮磷鉀吸收量參數，以及依據設施蔬菜養分循環特征參數確定的不同土壤肥力水平下養分吸收量的校正系數，采用設施蔬菜施肥量簡便快速推薦方法，確定主要設施蔬菜單位產量養分推薦量，比如設施秋冬茬或冬春茬黃瓜單位產量1000kg，N、P2O5和K2O推薦量平均分別為2.90kg、1.10kg和2.75kg；日光溫室越冬長茬黃瓜單位產量1000kg，N、P2O5和K2O推薦量平均分別為3.08kg、1.09kg和2.98kg。根據設施黃瓜單位產量氮磷鉀推薦量，可計算目標產量水平下的氮磷鉀推薦量。設施秋冬茬和冬春茬黃瓜每667m2目標產量8000～10000kg，中肥力土壤N、P2O5和K2O適宜用量范圍分別為23～29kg、9～11kg和22～28kg；越冬長茬黃瓜每667m2目標產量15000～18000kg，中肥力土壤N、P2O5和K2O適宜用量范圍分別為46～55kg、16～20kg 和45～54kg。按照設施菜田不同肥力水平土壤養分管理策略，相對于中肥力土壤施肥總量，高肥力土壤減施肥料（養分）用量的20%，低肥力土壤增施肥料（養分）用量的20%。推薦的N、P2O5和K2O總量根據設施菜田肥力狀況、黃瓜不同生育階段需肥規律，按基肥、追肥比例及追肥次數進行分配。

1.2 基肥用量的確定方法

設施黃瓜定植前科學施用有機肥是高產優質的基礎，提高土壤C/N比、供肥平穩，抗逆性強、高產穩產。有機、無機肥料優化配施，能穩定提升土壤有機質，加速養分循環利用。在天津市西青區和河北省石家莊兩基地開展的設施蔬菜有機肥/秸稈替代化肥模式8年定位試驗結果表明，基于蔬菜產量和土壤地力的正確施肥模式是有機肥-秸稈-化肥（或高碳有機肥與化肥）優化配施，有機肥/秸稈替代化肥的適宜比例為50%，按此比例及上述養分（化肥+有機肥）施用總量確定有機肥/秸稈（或高碳有機肥）用量。并依據設施黃瓜不同生育階段養分需求和供應特征，明確設施黃瓜適宜的基肥化肥養分用量占化肥（基肥+追肥）養分總量的比例為15%左右。雞糞或豬糞中加入作物碎秸稈，按1:1或加入更多秸稈共同漚制，充分腐熟。秋冬茬和冬春茬黃瓜每667m2施腐熟有機肥4～5m3（或商品有機肥1000～1200kg），化肥10～15kg作基肥（盡量選用低磷化肥品種）；越冬長茬黃瓜每667m2施腐熟有機肥5～7m3（或商品有機肥1500～2000kg），化肥20～30kg作基肥（盡量選用低磷化肥品種）。針對次生鹽漬化、酸化等障礙土壤，每667m2補施100kg的生物有機肥或土壤調理劑。

1.3 滴灌水量的運籌方案

重點推廣應用膜下滴灌技術，選擇適宜的滴灌設備、施肥設備、儲水設施、水質凈化設施等，根據黃瓜長勢、需水規律，天氣情況、棚內濕度，實時土壤水分狀況，以及黃瓜不同生育階段對土壤含水量的要求（如秋冬茬黃瓜苗期、開花坐果后、進入冬季后保持土壤含水量分別為土壤最大持水量的75%～90%、80%～95%和75%～85%），調節滴灌水量和次數（一般每667m2每次滴灌水量為10～15m3，根據具體情況調節滴水量），使黃瓜不同生育階段獲得最佳需水量。

1.4 滴灌追肥的運籌方案

設施黃瓜生育期間追肥結合水分滴灌同步進行。根據設施黃瓜不同生育期、不同生長季節的需肥特點，按照平衡施肥的原則，在設施黃瓜生育期分階段進行合理施肥。（1）定植至開花期間，選用高氮型滴灌專用肥，（如N-P2O5-K2O=22-12-16+TE+BS，TE指螯合態微量元素，BS指植物刺激物；或氮磷鉀配方相近的完全水溶性肥料），每667m2每次4～6kg，定植后7～10d第1次滴灌追肥，之后15d左右1次（溫度較高季節7d左右1次。（2）開花后至拉秧期間，選用高鉀高氮型滴灌專用肥（如N-P2O5-K2O=20-8-22+TE+BS，或氮磷鉀配方相近的完全水溶性肥料），每667m2每次7.5～10kg，溫度較低季節15d左右1次，溫度較高季節7～10d 1次。滴灌專用肥盡量選用含氨基酸、腐植酸、海藻酸等具有促根抗逆作用功能型完全水溶性肥料。根據天氣情況、黃瓜長勢、棚內濕度等情況，調節滴灌追肥用量和時間。如使用低濃度滴灌專用肥，則肥料用量需要相應增加。在農化服務指導下，菜農也可按設施黃瓜不同生育階段專用肥配方自配滴灌專用肥。

另外，逆境條件下需要加強葉面肥管理，如花蕾期、花期和幼果期葉面噴施硼肥2～3次，第一穗果前期葉面噴施鈣肥3～4次，開花期至果實膨大前葉面噴施鎂肥2～3次。

2 應用效果

基于發育階段的設施黃瓜水肥一體化技術在河南省鄭州、河北省石家莊、天津市西青區等試驗示范基地近5年應用取得良好效果，可節水40%以上，節肥30%以上，提高氮肥利用率40%以上，增產10%以上，增收15%以上，并降低了設施黃瓜病蟲害發生，改善了產品品質和生態環境。見圖1，植株長勢旺盛，坐瓜能力強，不黃葉，不早衰。

圖1 設施黃瓜水肥一體化技術

[1]Zhang Y G,Jiang Y,Liang W J.Accumulation of soil soluble salt in greenhouse vegetable under heavy application of fertilizers[J]. Agricultural Journal,2006,1(3):123-127.

[2]Shi W M,Yao J,Yan F.Vegetable cultivation under greenhouse conditions leads to rapid accumulation of nutrients,acidification and salinity of soils and groundwater contaminations in South eastern China[J].Nutrent Cycling in Agroecosystems,2009,83:73-84.

[3]黃紹文,王玉軍,金繼運,等.我國主要菜區土壤鹽分、酸堿性和肥力狀況[J].植物營養肥料學報,2011,17(4):906-918.

[4]史靜,張乃明,包立.我國設施農業土壤質量退化特征與調控研究進展[J].中國生態農業學報,2013,21(7):787-794.

[5]黃紹文,高偉,唐繼偉,等.我國主要菜區耕層土壤鹽分總量及離子組成[J].植物營養與肥料學報,2016,22(4):965-977.

[6]李國龍,唐繼偉,黃紹文,等.氮磷鉀均衡管理對戈壁灘日光溫室基質栽培秋冬茬番茄產量與養分吸收的影響[J].中國土壤與肥料,2015,2:49-56.

Drip Fertigation Technology of Greenhouse Cucumber Based on Management Strategy at Different Grow th Stages

HUANGShao-wen,TANG Ji-wei*,ZHANGHuai-zhi,YUANShuo,WANGYu-jun
(Key LaboratoryofPlant Nutrition and Fertilizer,Ministry ofAgriculture/Institute ofAgricultural Resources and Regional Planning,Chinese Academy ofAgricultural Sciences,Beijing 100081,China)

Drip fertigation technology,as a new technology with broad prospects for future agriculture,has the most development potential in greenhouse vegetable production.The drip fertigation technology is developed to supply needed nutrients to greenhouse cucumber through an automatic drip irrigation system with water soluble fertilizers to be completely desolved in the irrigation water,and supply the water and fertilizers to cucumber roots timely,quantitatively,evenly and precisely.The nutrients application rates were determined by demands of cucumber at different growth stages and nutrient supply capacity of the soil. This paper summarizes the key points of drip fertigation technology of greenhouse cucumber based on different growth stages, mainly including such as the recommended method of fertilization amount,method for determining the basal fertilization rate, drip irrigation water management plan,and drip irrigation top-dressing fertilizer management scheme.Compared with conventional water and fertilizer management,the fertigation technique can save more than 40%of water and more than 30%of fertilizers,at the same time,accompanied by respectively increasing yield and income bymore than 10%and 15%,and improve nitrogen recovery rate over 40%.

Greenhouse cucumber;drip fertigation technology;growth stages;the recommended method of fertilization amount; drip irrigation special-purpose fertilizer

S642.2

A

1008-1038(2017)05-0082-03

10.19590/j.cnki.1008-1038.2017.05.024

2017-02-26

國家重點研發計劃項目（2016YFD0201000）；現代農業產業技術體系建設專項（CARS-25）；中國農業科學院科技創新工程協同創新任務（CAAS-XTCX2016003）資助

黃紹文（1964—），男，研究員，博導，主要從事蔬菜營養與高效施肥研究

*通訊作者：唐繼偉（1963—），男，主要從事蔬菜高效施肥技術研究