果蔬設施栽培水肥一體化體系在錦州地區的應用研究

樊嚴

摘要：錦州地區設施栽培中的水肥管理技術較為落后，制約果蔬產量和品質的提高。結合錦州地區的果蔬設施栽培情況，探討水肥一體化系統的原理、特點和推廣必要性，分析水肥一體化技術的推廣和應用前景，為實現果蔬設施栽培自動化提供借鑒。

關鍵詞：水肥一體化;水肥;果蔬;設施農業

中圖分類號：S625.3? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2021）06-0016-02

水和肥是果蔬生長的關鍵因素，合理的水肥配施能促進果蔬生長發育和提高產量。錦州地區果蔬設施栽培面積較大，但溫室在光、溫、濕、氣、水、肥控制等方面較為落后，嚴重制約當地果蔬產業的創新發展。結合錦州地區應用設施農業水肥一體化設備的實際情況，探討水肥一體化系統的原理、特點和推廣必要性，分析水肥一體化技術的推廣和應用前景，旨在為實現錦州地區果蔬設施栽培自動化提供借鑒。

1 錦州地區推廣水肥一體化的必要性

近年來，在錦州地區的設施果蔬生產中，不合理的水肥管理造成水肥利用率低、土壤次生鹽漬化和酸化嚴重、地下水污染、果蔬產量和品質下降。同時，大量化肥的施用給土壤等環境帶來嚴重的不利影響，成為農產品污染的主要來源之一。

雖然果蔬栽培技術研究院所與遼寧省各大科研院所、高校建立戰略合作平臺，但現有溫室在光、溫、濕、氣、水、肥控制等方面較落后，嚴重制約技術的創新發展。部分地區如葫蘆島連山區引進設施農業水肥一體化設備，但在管控和栽培方面缺乏技術支撐，相關建設進展緩慢。部分涉農企業承接國家級果蔬水肥一體化栽培項目后，也因缺少相關技術支持舉步維艱。

篩選適宜錦州乃至遼西地區的果蔬生產水肥管理體系，制定適合不同果蔬品種的水肥管理栽培標準方案，不僅能為科研項目申請奠定堅實的硬件基礎，還能為農民持續增收提供技術支撐。

2 智能水肥一體化系統的工作原理

2.1工作原理

水肥一體化技術是一項現代農業設施技術，通過精確控制栽培環境中的水分和養分，為作物生長提供最優微環境條件，并實現優質高效、節能環保、節水節肥的目標。水肥一體化系統的原理見圖1。

系統泵將肥水從混合罐泵至灌溉區作物，一小部分肥水經分支回流。在分支回路管道上安裝有1～2個EC傳感器和1～2個pH傳感器，用于測量肥水的電導率及酸性。肥料從母液罐中經由吸肥通道進入，電腦根據EC和pH測量結果控制吸肥閥門的開啟/關閉。混合罐裝有最低液位開關，確保系統泵只能在混合罐中液體充足時工作。混合罐蓋的邊緣設有通風口，用于排放二氧化碳。為方便維護，分支中還設有排水點。智能水肥一體化系統通過精準控制實現無人值守種植。

2.2 管控方案

水肥一體化智能管控裝備安裝于耳房（需考慮溫室的水源位置），根據“肥液濃度”處理的控制需求，設計3組獨立的配肥系統，采用電導率傳感器控制灌溉液濃度，避免高濃度處理肥液對低濃度處理肥液的影響。采用土壤水分傳感器監測土壤含水量變化，實時判斷是否到達設定下限并執行灌溉決策。

灌溉管控包括手動/自動2種方式。在手動方式下，根據用戶需要進行灌溉。在自動方式下，輸入定植時間、生育期、灌溉濃度、土壤/基質含水量上下限值、灌溉面積、計劃濕潤層等信息后，再確定灌溉啟動時間。此后，系統統計分析土壤水分傳感器采集的數據，與設定閾值對比并計算灌溉量，再做出判斷并自動執行。若出現系統備水源異常和缺乏等異常情況，系統將自動報警提示。

觸摸顯示屏進入系統后，在參數設置區設定相關參數和選擇灌溉模式（自動）。系統在設定的灌溉啟動時間進行周期性分析判斷，并按照設定灌溉量進行灌溉。如遇水源缺水或原液桶缺肥等異常情況，系統暫停灌溉則報警提醒用戶。配肥時，可自動打開攪拌泵，使水溶性肥溶解均勻。

3 水肥一體化系統的效益分析

3.1 社會效益

精準估算作物在各個生育期內需水時間和需水量，形成一套科學系統的自動化栽培體系。水肥一體化系統實行一體化綜合管理，灌溉和施肥操作均自動運行，實現農業數字化、智能化、少人化甚至無人化，減輕果蔬種植者的勞動強度和節省人工費用。

果蔬設施栽培水肥一體化有利于建立健康的農業生產體系，提高果蔬產品的食用安全性，滿足人們對綠色、無公害水果的高漲需求。篩選適合錦州地區主栽果蔬品種的水肥管理標準并進行大面積推廣應用，能夠增加果蔬產量和改善果實品質，節省成本投入和增加經濟收入。

3.2 經濟效益

水肥一體化管道鋪設造價約為1 000元/667 m2，平均可使用8～10 a，加之平均節水50%、省肥30%，大大減少水肥的投入費用。同時，水肥一體化系統可全自動運行，節省日益高漲的人工費用，且可以在多品種、多地區推廣應用。采用水肥一體化設備的果蔬種植，套種經濟價值高的矮化蔬菜品種，加之合理密植，既能節省人工和管理成本，也有利于減輕病蟲害，從而減少相關的農資投入。

3.3 生態效益

水肥一體化系統根據作物各個生長階段特點按需科學灌溉和施肥，有利于改良土壤結構、減輕病蟲害和減少環境污染，對保護生態環境具有重要的現實意義。水肥一體化系統能發揮設施農業土壤的生產潛力，有利于農業生產良性循環和農業可持續發展。

4 水肥一體化系統的應用前景

科技創新在精準扶貧、精準脫貧中起支撐和引導作用。以水肥一體化設備為基礎，建立不同果蔬品種的水肥管理栽培標準，是解決錦州地區果蔬設施農業施肥、灌溉率低問題的有效措施。困此，應該通過舉辦培訓班、技術講座、觀摩學習和發放技術傳單等方式，提高水肥一體化技術的應用和示范效果，為農民的生產實踐提供技術支撐。

參考文獻

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[3] 拱國慶，拱忠正，劉敏.水肥一體化在設施蔬菜上的應用[J].農村科學實驗，2016（7）：20-21.

Study on Application of Water and Fertilizer Integration System of Fruit

and Vegetable Facilities Cultivation in Jinzhou Area

FAN Yan

（Jinzhou Academy of Science and Technology， Jinzhou Liaoning 121000， China）

Abstract： Water and fertilizer management technology in facility cultivation in Jinzhou area is relatively backward， which restricts the improvement of fruit and vegetable yield and quality. Based on the situation of fruit and vegetable facility cultivation in Jinzhou， this paper discussed the principle， characteristics and promotion necessity of water and fertilizer integration system， and analyzed the popularization and application prospect of water and fertilizer integration technology， in order to provide reference for realizing the automation of fruit and vegetable facility cultivation.

Key words： water and fertilizer integration; water and fertilizer; fruit and vegetable; facility agriculture

收稿日期：2021-06-23

作者簡介：樊 嚴（1975—），女，高級農藝師，從事設施農業栽培技術、農業面源污染防控技術研究。