設施草莓智能化精準水肥一體化技術應用效果淺析

鄭育鎖，張 滈，張文霞，劉亞全，韓 旭，張 穎

（1.天津市土壤肥料工作站，天津 300061；2.天津市津南區土壤肥料站，天津 300350）

草莓智能化精準水肥一體化技術是在草莓種植過程中將營養液的自動調配和灌溉有機結合的一項現代農業技術。營養液調配的準確性影響作物的營養成分供應，灌溉量影響作物水分的供應，精確控制施肥量、灌溉量和灌溉施肥時間，不但可以有效提高作物的品質、產量，而且可以提高水肥資源利用率，節約資源、減少環境污染。目前在各類溫室栽培中，自動灌溉施肥應用需求越來越多。但是由于智能化灌溉施肥機的使用對技術人員要求高、灌溉施肥制度等技術參數設置困難，導致種植戶對智能化精準水肥一體化技術應用比較困難，應用效果不清楚。為此，通過智能化精準水肥一體化技術模式與傳統溝灌沖施肥和膜下滴灌注肥泵模式示范應用比較，初步分析了其在節水、省肥、省工、增產、節本增效方面情況，為種植戶在設施草莓上應用智能化灌溉施肥機提供依據。

1 材料和方法

1.1 供試材料

1.1.1 基本情況 試驗于2015 年9 月4 日至2016年5月25 日，在天津市津南區小站鎮北湖村隆申草莓專業種植合作社日光溫室進行，棚室種植面積為78 m×6 m。土壤為重壤鹽化潮土。土壤情況見表1。

表1 試驗地土壤基本情況

1.1.2 試驗材料 草莓品種為津韻1號，每667 m2定植9 000株，起壟種植，每壟種植兩行，壟距62.5 cm，壟寬40～50 cm，壟溝寬30～40 cm，壟高20～25 cm，種植行距20 cm，株距25 cm。試驗用肥料：草莓苗移栽前, 整地時施牛糞7m3·（667 m2）-1，豬糞 7 m3·（667 m2）-1，配合每667 m2施過磷酸鈣50 kg，均勻撒施耕翻。追肥主要有3種配比水溶肥料（20-20-20，19-8-27，16-8-32）。

1.1.3 灌溉施肥設備 定植前整地、施底肥、做畦后，定植后東西向鋪設3條微噴帶，用于緩苗灌溉；緩苗后撤掉微噴帶，沿走道垂直栽培壟東西向鋪設支管，管徑為32 mm，沿每個栽培壟在兩行草莓苗中間南北方向鋪設1條滴灌帶，滴頭間距20 cm，管徑為8 mm，滴頭流量1.6 L。首部施肥設備：膜下滴灌注肥泵注肥處理為兩個1 m3儲水桶，配備高揚程低流量注肥泵。膜下滴灌智能灌溉施肥處理為一套PLC智能灌溉施肥機，包含3 路營養液、1路酸液的智能灌溉施肥機，在管路上集合EC/pH 傳感器，通過智能控制系統控制文丘里吸肥器和灌溉泵，能實現不同營養液濃度、不同灌溉模式的自動控制。灌溉水源為井水。

1.2 試驗設計

試驗設有3個處理。

處理1：溝灌沖施肥

處理2：膜下滴灌注肥泵注肥

處理3：膜下滴灌智能灌溉施肥

3個處理分別設在3個同樣條件的棚室中，除了緩苗后追肥灌溉施肥方式、灌溉施肥制度有差異外，種苗、底肥、定植時間、灌水時間、植保栽培管理措施等情況都一致。

灌溉施肥方案設計是根據草莓的需水、需肥特點，結合各處理模式灌溉施肥方式，按照目標產量方法，進行灌溉、施肥量的計算，滴灌方式堅持少量多次原則，施肥制度與灌溉制度擬合，制定了各處理灌溉施肥方案，如下表2、3、4所列。3種模式所用的肥料品種、配比相同，在不同生育期推薦使用不同的肥料配比。

表2 溝灌沖施肥灌溉施肥方案

表3 膜下滴灌注肥泵注肥灌溉施肥方案

表4 膜下滴灌智能灌溉施肥灌溉施肥方案

2 結果與分析

2.1 節肥、節水效果

3個處理運用不同的灌溉施肥方式和不同的灌溉施肥方案。從表5可見，全生育期溝灌沖施肥、膜下滴灌注肥泵注肥、膜下滴灌智能灌溉施肥三種模式每667 m2灌溉量分別為314 m3，238 m3和193 m3，每667 m2施肥量分別為132.5 kg，95.5 kg和89.5 kg，處理3比處理1每667 m2節水量121 m3，節水38.5%，省肥43 kg，節肥32.4%；處理3比處理2每667 m2節水46 m3，節水18.9%，省肥6 kg，節肥6.3%。

表5 三種模式畝灌溉施肥數據匯總表

2.2 增產效果

從3個處理中隨機確定3個壟進行連續產量記錄統計。從表6可見，溝灌沖施肥、膜下滴灌注肥泵注肥、膜下滴灌智能灌溉施肥3種模式單壟平均產量分別為14.0 kg，15.2 kg和17.1 kg，每667 m2產量分別為1 506 kg，1 624 kg和1 828 kg。可見處理3比處理1增產量322 kg，增產21.4%，處理3比處理2增產量204 kg，增產12.6%。

表6 三種模式草莓產量結果匯總表

2.3 省工節本效果

草莓生產投入成本包括了棚租、整地起壟人工、定植人工、披葉疏花疏果人工、放風灌溉施肥人工、棚膜、地膜、種苗、電費、肥料和灌溉設備等投入。3個處理，不同的灌溉施肥方式，灌溉、施肥投入成本也不同。主要投入成本情況統計見表7。可見，處理3比處理1投入成本年增加916元，其中肥料成本減少744元，灌溉用工減少550元，電費增加210元，灌溉施肥設備增加2 000元。處理3比處理2投入成本增加890元，其中肥料成本減少240元，電費增加30元，灌溉施肥設備增加1 000元。總之，滴灌灌溉施肥設備投入占總成本比重較低。

表7 各處理每667 m2投入成本結果匯總表 （單位：元）

2.4 經濟效益分析

3個處理綜合考慮產量、投入成本分析，經濟效益匯總分析如表8。草莓種植基地以采摘銷售途徑為主，草莓價格平均按照40元·kg-1計算。處理3比處理1每667 m2增收12 164元，處理3比處理2增收7 570元。

表8 各處理草莓產量結果匯總表

3 結 論

設施草莓采取滴灌施肥比溝灌沖施肥能夠顯著地節水、省肥，增加草莓的產量和效益。每667 m2節水量121 m3，節水38.5%，省肥43 kg，節肥32.4%，節水、節肥效果明顯；增產量322 kg，增產21.4%；增收11 964元。可見水肥一體化技術對草莓節本增效效果十分顯著。膜下滴灌注肥泵注肥與膜下滴灌智能灌溉施肥相比，灌溉施肥制度明顯不同，其節水省肥增產增效效果也十分明顯，每667 m2節水量46 m3，節水18.9%，省肥6 kg，節肥6.3%，增產量204 kg，增產12.6%；增收7 370元。

[1]朱翠英，劉利，付喜玲，等.設施無土栽培條件下草莓芳香物質和營養品質的研究[J].天津農業科學，2015,21（12）：1-7.

[2]鄧永卓，徐建坡，祁欣，等.天津設施草莓生產中存在的問題及對策[J].天津農林科技，2013（6）：33-34.