熱帶葡萄營養(yǎng)特性及滴灌水肥一體化技術(shù)探討

臧小平++周兆禧++葛宇++王甲水++林興娥++馬蔚紅

摘要 熱帶葡萄在引入設(shè)施進行避雨栽培后得到迅速發(fā)展，水肥管理在葡萄生產(chǎn)中有重要作用。綜述了熱帶高溫高濕條件下葡萄的養(yǎng)分特性及養(yǎng)分需求特點，總結(jié)葡萄養(yǎng)分管理原理，在此基礎(chǔ)上提出葡萄水肥一體化滴灌技術(shù)，包括技術(shù)要求、工程模式及設(shè)施安裝、施肥管理、設(shè)施維護及其他管理，以供種植者參考。

關(guān)鍵詞 熱帶；葡萄；營養(yǎng)；水肥一體化；滴灌

中圖分類號 S663.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）16-0097-03

Abstract The protected cultivation of rain shelter of grapes has been growing dramatically in tropical area over the past few years.Water and fertilizer play important roles in the grapes cultivation.Theoretical basis for nutrient management on grapes in high temperature rainy area of southern China were reviewed，drip fertigation technology of grapes were introduced，including technology requirement，engineering mode and installation，fertilization management and facility maintenance and so on，which aimed to provide technical support for the efficient cultivation of grapes industry in tropical area.

Key words tropical；grapes；nutrion；fertigation；drip irrigation

葡萄屬葡萄科（Vitaceae L）葡萄屬（Vitis L）植物，在我國栽培廣泛，已有2000多年歷史，其外觀與風味俱佳，營養(yǎng)豐富，是重要的果樹經(jīng)濟作物，在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟中占有重要地位。熱帶地區(qū)因雨量充沛，加上高溫高濕，易導致病害發(fā)生，影響了產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2005年以前廣東、海南和臺灣省均無經(jīng)濟產(chǎn)量的報告。近年來，熱區(qū)葡萄實施避雨栽培技術(shù)，結(jié)合根域限制栽培及破眠催芽技術(shù)，使熱區(qū)葡萄得到迅速發(fā)展。在云南部分熱區(qū)（賓川、元謀）、四川攀枝花、廣西、福建、貴州熱區(qū)及海南均有規(guī)模化種植[1-4]。葡萄在熱區(qū)生長速度較快，對肥水的需求量也較大，均衡及時的水分、養(yǎng)分供應是新梢花序抽生、果實發(fā)育的重要條件。水肥管理成為葡萄生產(chǎn)上與果實產(chǎn)量品質(zhì)直接相關(guān)的重要措施，而掌握葡萄營養(yǎng)特性及營養(yǎng)需求是合理施肥的前提。熱區(qū)葡萄園土壤絕大部分分布于丘陵坡地，以酸性紅壤為主，土壤瘠薄黏重，有機質(zhì)少，鈣、鉀、鎂、硼等元素含量低，整體保水保肥能力較弱。傳統(tǒng)的大水高肥管理模式不僅造成水資源浪費和肥料的流失，而且養(yǎng)分過于充足容易引起植株徒長。采用滴灌為代表的水肥一體化技術(shù)，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量和作物的需肥規(guī)律和特點制備成肥水混合液，通過可控管道系統(tǒng)輸送到根系周圍，保證水分、養(yǎng)分適時適量精確供給[5-6]。實現(xiàn)“以肥調(diào)水、以水促肥”的效應，顯著提高水肥利用效率，達到增加果實產(chǎn)量、改善果品質(zhì)量、提高施肥效益的目標[7-8]，滿足規(guī)模化發(fā)展對肥水管理提出的精準化、自動化的技術(shù)要求，加速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級，具有良好的應用前景。水肥一體化技術(shù)近年來在北方葡萄產(chǎn)區(qū)的應用較廣，熱區(qū)葡萄產(chǎn)業(yè)處于起步發(fā)展期，因滴灌施肥技術(shù)前期投入較大，加上避雨設(shè)施及根域限制措施的投入，在南方很多葡萄種植區(qū)，果農(nóng)收入較低，一般難以接受高成本的投入。此外，許多種植戶基于對滴灌缺乏了解，認為滴灌方式難以滿足葡萄生長的水分需求，因而大多仍然采用傳統(tǒng)的灌溉施肥方式。筆者在幾年來課題研究的基礎(chǔ)上，借鑒傳統(tǒng)水肥管理技術(shù)，闡述了熱區(qū)葡萄營養(yǎng)特性、養(yǎng)分需求及水肥一體化技術(shù)要點，以期為種植者提供參考。

1 營養(yǎng)特性

葡萄是深根性果樹，具有生長旺盛、極性強烈的特點，枝梢生長量大，果實產(chǎn)量高，為喜肥果樹，對養(yǎng)分吸收量大，四年生巨峰葡萄樹一個生長季生物量凈增加58 983.1 kg/hm2 [9]。從表1[10]可以看出，氮、鈣、鎂在葡萄葉片中的含量較高，鉀在果實中的含量最高，而磷在根中的含量最高。成熟果實中N、P、K三者比例為1∶0.25∶3.33。 植株全樹礦質(zhì)養(yǎng)分含量為N 1.04%、P 0.30%、K 1.01%、Ca 1.32%、Mg 0.059%。相比較于其他熱帶作物，葡萄含磷、鈣、氮較高，其含磷量與火龍果[11]含量大致相當，高于大部分熱帶作物（大部分熱帶作物純P含量在8～15 mg/kg），其含鈣量與劍麻[12]相當，其含氮量與香蕉相近[13]。其鉀含量超過多種熱帶果樹，為喜鉀植物。此外，鎂含量也達較高水平，因此在養(yǎng)分管理中應重視鉀、鈣、鎂的施用。葡萄植株在年周期中以新梢旺長期和果實膨大期對氮素吸收最多，達全年總吸收量的69.5%。在膨果期及果實生長中后期對磷的需求最多，在膨果期至著色期對鉀的累積量最多[14-15]。

2 葡萄養(yǎng)分需求

在設(shè)施栽培條件下，按20 740 kg/hm2產(chǎn)量計，四年生巨峰葡萄樹植株養(yǎng)分累積量為：N 154.5 kg/hm2，P2O5 77.97 kg/hm2，K2O 122.4 kg/hm2，養(yǎng)分比例為N∶P2O5∶K2O=1.00∶0.50∶0.79[9]，水肥一體化滴灌條件下以氮肥的利用率50%、磷肥的利用率30%、鉀肥利用率60%計算，需要復合肥配方為N∶P2O5∶K2O=1∶0.83∶0.67。對夏黑品種而言，四年生葡萄樹按18 200 kg/hm2產(chǎn)量計，養(yǎng)分投入量為：N 36.60 kg/hm2，P2O5 11.85 kg/hm2，K2O 47.25 kg/hm2，養(yǎng)分比例為N∶P2O5∶K2O=1∶0.17∶1.29，水肥一體化滴灌條件下其復合肥配方為N∶P2O5∶K2O=1∶0.28∶1.08[16]。就2個品種而言，巨峰品種養(yǎng)分整體需求量相對較高，夏黑品種氮鉀比例較低，栽培過程中應適當控制N肥的施用量。

3 葡萄滴灌水肥一體化技術(shù)

3.1 技術(shù)要求

實施水肥一體化要求水源必須清潔、無污染，水質(zhì)要求酸堿度中性，雜質(zhì)少，含鹽量低，不堵塞管道。由于滴灌對水質(zhì)的要求較高，對灌溉水必須進行過濾。滴灌系統(tǒng)過濾器精度≥120目即可滿足要求。

3.2 工程模式與設(shè)施安裝

3.2.1 工程模式及技術(shù)參數(shù)。采用固定式滴灌國產(chǎn)設(shè)備，投資為9 000～15 000元/hm2。在丘陵緩坡地果園，應根據(jù)地形地勢、畦面長、寬度、品種及種植密度等條件來綜合設(shè)計管網(wǎng)布置的工程模式。技術(shù)參數(shù)：土地濕潤比（P）=60%；灌水均勻度（Eu）≥90%；灌溉有效利用系數(shù)（η）=0.9。濕潤深度（z）≥0.45 m；日供水強度（Ia）=6 mm/d；輪灌周期（D）=2～3 d，每次同時灌溉面積2.0～3.0 hm2。

3.2.2 首部樞紐工程。主要由動力裝置、過濾設(shè)備、施肥系統(tǒng)、控制閥門、保護裝置等設(shè)備組成。電力方便的地方宜選電動機械作為動力，質(zhì)優(yōu)耐用、操作簡便的自吸式離心泵為首選，無電力情況下采用機械動力，并安裝變頻器調(diào)節(jié)水壓和流量。要根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計揚程及流量選擇適宜的水泵型號，且一般應略大于系統(tǒng)的設(shè)計揚程和流量，其工作點應位于高效區(qū)。田間灌溉水流量一般為15～60 t/h·hm2。供水壓力以150～200 kPa為宜。

3.2.3 輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)及灌水器。直徑>63 mm的給水管（干管）一般使用聚氯乙烯（PVC）管材，63 mm以下的采用聚乙烯管材。通常沿每種植行兩邊分別鋪設(shè)1條滴灌管。滴灌管有內(nèi)鑲式和單翼迷宮式，額定工作壓力通常為50～150 kPa，滴灌管壁厚0.30～0.65 mm。滴頭流量為2.0～3.0 L/h，滴頭間距為30～50 cm，工作壓力10 m，滴灌管最大鋪設(shè)長度≤70 m。重質(zhì)土壤，應選擇小流量滴頭，輕質(zhì)土壤可選擇大流量滴頭。

3.2.4 安全防護裝置。考慮運行時水壓、水錘、負壓等給管網(wǎng)造成的危害，應在管網(wǎng)上設(shè)置保護裝置，如干管減壓閥、逆止閥等。

3.2.5 施肥裝置。施肥裝置包括旁通施肥罐和注射泵。旁通施肥罐根據(jù)進出肥料管兩端水流壓力差的不同，通過水流將肥料帶入灌溉系統(tǒng)中，其罐體材料由抗腐蝕的陶瓷襯里或鍍鋅鑄鐵、不銹鋼或纖維玻璃做成；注射泵包括水力、電力、內(nèi)燃機等為動力的膜式泵、柱塞泵等。

3.2.6 過濾設(shè)備。在利用地表水進行灌溉時，首部可以選擇疊片式過濾器，包括手動自清洗過濾系器和自動反沖洗過濾器2種類型。對于一個10 hm2的中等果園，過濾器可選擇AZUD或FOSION的5.08 cm、130 μm疊片式過濾器。系統(tǒng)運行后觀察壓力表讀數(shù)，當2個壓力表之差大于0.05 MPa時，待灌溉完成后應盡快清洗過濾器。當2個壓力表之差小于0.01 MPa時，表明過濾器處于清潔狀態(tài)。通常在吸水管和吸肥管的入口包上100～120目濾網(wǎng)（不銹鋼或尼龍網(wǎng)），防止雜質(zhì)進入管道。

3.3 施肥管理

3.3.1 肥料選擇與施肥原則。水肥一體化滴灌系統(tǒng)對肥料的選擇要求是具有較好的水溶性。具體而言，包括化學肥料、水溶性配方肥料及漚腐后的有機肥液。常用的化學肥料，氮磷鉀類單質(zhì)固態(tài)肥料以粉末狀或小塊狀、水溶性強者為首選。水溶性復混肥是近年興起的一種適于灌溉施肥系統(tǒng)的新型肥料，包括大量元素水溶肥料、中量元素水溶肥料、微量元素水溶肥料、含腐植酸的水溶肥料、含海藻酸水溶肥料、有機水溶肥料等。用于滴灌系統(tǒng)的有機肥液是指經(jīng)漚腐后殘渣少再經(jīng)過濾的有機肥液，如養(yǎng)殖場的沼液、漚腐后的雞糞等有機肥液和腐殖酸液肥等[17]。微量元素一般不單獨通過灌溉系統(tǒng)施用，主要是通過施含微量元素的水溶性復合肥或噴施微量元素的葉面肥來解決。

3.3.2 施肥模式。①泵吸肥法。泵吸肥法是利用離心泵吸水管內(nèi)形成的負壓將肥料溶液吸入系統(tǒng)，適合于幾十公頃以內(nèi)面積的施肥。主要用于水泵加壓的灌溉系統(tǒng)，水泵一邊吸水一邊吸肥。該施肥法的優(yōu)點是不需外加動力，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可用敞口容器盛放肥料溶液，也可在蓄水池旁用水泥建造混肥池。該法要求水源水位不能低于泵入口10 m。②泵注肥法。泵注肥法是利用加壓泵將肥料溶液注入有壓管道，適于用深井泵或潛水泵抽水直接灌溉地區(qū)，其施肥速度可以調(diào)節(jié)，施肥濃度均勻，操作方便。吸肥泵通常用旋渦自吸泵，揚程必須高于灌溉系統(tǒng)設(shè)計的最大揚程。通常參數(shù)為：電源220 V或380 V，額定功率0.75～1.10 kW，揚程50 m，流量3～5 m3/h。③自壓微重力施肥法。在南方丘陵山地果園，通常引用高處的山泉水或?qū)⑸侥_水源泵至高處的蓄水池。同時在蓄水池頂部或蓄水池旁邊高于水池液面處建立一個0.5～2.0 m3的敞口式混肥池，通過閥門和三通與給水管連接，肥料母液通過自身重力被主管道的水流稀釋帶入灌溉系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)混肥池底球閥的開關(guān)位置，可以控制施肥速度和施肥時間從而精確控制施肥量，上述借助自壓重力進行施肥的方法為重力自壓式施肥法[18]。

上述3種施肥模式均適于南方果園，可依據(jù)果園立地條件及水電資源等實際情況選擇實施。

3.4 施肥計劃

3.4.1 施肥方案。全年施肥主要分4個時期，分別為傷流萌芽期、幼苗生長期、開花期、果實發(fā)育期。底肥在采果完成后開溝施用，可土施平衡復合肥（15-15-15）450～750 kg/hm2+腐熟有機肥15.0～22.5 t/hm2。追肥則通過滴灌系統(tǒng)施用，采用液體肥+單質(zhì)化肥，液體肥包括3種：Ⅰ為起苗型，Ⅱ為旺長型，Ⅲ為膨果型。起苗肥的養(yǎng)分含量為10-16-10，屬高磷型；旺長肥的養(yǎng)分含量為23-5-13，屬高氮型；膨果肥的養(yǎng)分含量為10-5-23，屬高鉀型。硫酸鎂（含7H2O）的MgO養(yǎng)分含量為16，幼齡葡萄和成齡葡萄滴灌施肥詳細方案見表2。幼齡葡萄園一個生長季通過灌溉系統(tǒng)施入的養(yǎng)分量為：N 243 kg/hm2，P2O5 151.5 kg/hm2，K2O 296.1 kg/hm2；成齡葡萄園一個生長季通過灌溉系統(tǒng)施入的養(yǎng)分量為：N 242.25 kg/hm2，P2O5 131.7 kg/hm2，K2O 319.8 kg/hm2。鎂肥可以通過與液體肥同施，等液體肥溶解完以后，再放入硫酸鎂攪拌。

3.4.2 肥效。在海南進行夏黑、巨玫瑰、巨峰等品種葡萄試驗表明，通過水肥一體化滴灌技術(shù)，采用上述的葡萄施肥方案，葡萄產(chǎn)量達10 230～12 150 kg/hm2，葡萄價格20～28元/kg，取二者平均值計算總產(chǎn)出為268 560元/hm2。全年需要投入的肥料為47 100元/hm2，農(nóng)藥為22 500元/hm2，地租及種苗25 500元/hm2，設(shè)施45 000元/hm2，用工及其他費用為10 500元/hm2，共投入150 600元/hm2，純收益為117 960元/hm2，產(chǎn)出投入比為1.78∶1。同時在果實營養(yǎng)品質(zhì)指標上表現(xiàn)正常（表3）。

3.5 設(shè)施維護及其他

3.5.1 施肥系統(tǒng)。要注意控制施肥時間，一般土壤干旱時施肥時間1～2 h，當土壤濕潤時，要控制在0.5～1.0 h內(nèi)施完。否則會導致肥料淋洗到根部以下，造成肥料浪費。每次施完肥后，應對管道用灌溉水沖洗，將殘留在管道中的肥液排出，一般清水滴灌10～15 min。

3.5.2 過濾系統(tǒng)。針對不同水質(zhì)的水源選擇不同的過濾器種類。水質(zhì)清澈，雜質(zhì)較少且主要是粗顆粒雜質(zhì)，可以選擇120目的疊片過濾器。當水質(zhì)比較渾濁，細泥沙細顆粒多，選擇介質(zhì)過濾器（沙石過濾器），同時修建沉沙池工程，并在溝渠、水塘、水池等建攔污網(wǎng)，水泵吸水法蘭頭和肥料池出水口還必須包扎100目以上的紗網(wǎng)，可以減輕過濾器的負擔，減少清洗次數(shù)。

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