西部旱區蘋果園雨水收集型水肥一體化施肥技術
2024-01-01 00:00:00楊江生王婷
落葉果樹 2024年4期
摘 要：中國西部旱區是我國蘋果的主要產區之一，但土地瘠薄，水資源匱乏成為制約蘋果產業發展的主要因素。滴灌、噴灌、微噴灌等水肥一體化技術在提高水肥利用效率方面表現優異，但所需的硬件設備要求高、投資大，短期內難以廣泛應用。將雨水收集在簡易的貯水罐、貯水池，利用施肥槍在果樹樹冠外圍投影處注入作物根部土壤中來搭建一套簡易的肥水液，實行簡易的肥水一體化管理方法可行。
關鍵詞：旱區；雨水收集；水肥一體化
中圖分類號： S661.1 文獻標識碼： A
文章編號： 1002-2910（2024）04-0083-03
收稿日期：2024-01-18
*通信作者：王婷（1987-），女，甘肅天水人，農藝師，從事果樹栽培、病蟲害防治方面的研究工作。E-mail：1156074099@qq.com
作者簡介：楊江生（1978-），男，甘肅禮縣人，助理研究員，從事北方落葉果樹的栽培及生理研究工作。E-mail：959348773＠qq.com
水肥一體化是通過合理管理水分和肥料，以提高作物產量質量和減少資源浪費為目標的先進農業生產技術措施，其核心理念是肥水供給和作物生長發育節奏的準確耦合。我國西北地區土壤貧瘠，水資源缺乏成為制約當地蘋果產業可持續發展的主要因素。國內對果園水肥一體化技術研究較多，如陜西渭北紅富士蘋果園施肥槍減量施肥對果品產量質量的影響［1］；水肥一體化系統中桃園注射施肥對桃樹生長及果實品質的作用［2］；水肥一體化加施鐵鋅肥對棗吊的生長有顯著的促進作用，能夠有效增加紅棗的單果重，促進紅棗的坐果率，提高紅棗的產量［3］；有機全營養液肥水肥一體化能夠增加獼猴桃的單果重，有利于果實膨大發育并且能夠顯著提高獼猴桃的產量［4］；滲灌施氮處理顯著促進了嘎拉蘋果樹體葉片生長和氮素利用，并提高了果實產量和品質［5］；施肥和灌水都降低了土壤中真菌數量，使沙地紅棗土壤肥力升高［6］；山東蘋果主產區滲灌施肥器不同應用參數（開孔率、埋土深度、灌水流量）對蘋果生長發育、土壤氮磷鉀養分分布、養分吸收量和果實品質的影響［7-9］等研究結果均表明，采用水肥一體化施肥模式可有效提高果樹的生長發育水平及產量質量。但當前水肥一體化研究應用多集中于當地經濟發展水平較高，自動或半自動肥水一體化設備能夠普及應用的地區。鑒于西部果園氣候干旱、降水不均、地形破碎、經濟欠發達的現實，其推廣應用的難度較大。筆者在考慮操作難度、勞動效率和設備成本等因素下，簡述雨水收集型簡易果園水肥一體化技術在西部干旱、半干旱地區的實施技術要點，為當地的蘋果生產提供簡便易行的解決方案。
1 雨水收集
建造簡易雨水收集池，利用溝渠、田間道路排水系統、村莊主干道排水渠收集雨水并存儲到集水池，合理規劃雨水收集的位置，最大限度地收集雨水，減少水分蒸發損失。
1.1 屋頂雨水收集
收集建筑物的屋面雨水，利用收集管道和排水口，截獲和導流雨水，貯存到水桶、水池或地下水井中。
1.2 溝渠和排水渠收集
利用溝渠和田間道路排水系統，收集和導流自然降雨徑流。通過田間路面或果園道路兩邊排水渠，將雨水引導到果園集水坑、集水池或其它儲存設施中，上面加蓋塑料布或木板，防止枯枝落葉進入。
1.3 村莊主干道雨水收集
村莊內主干道可以稍加改造，能夠很方便的將雨水從主干道中截獲，然后導流存儲在地下水井或蓄水設施中。這種方法能夠收集較多雨水，可作為整村果園灌溉或水肥一體化施肥用水來源。
1.4 農戶庭院雨水收集
利用農戶寬敞庭院的水泥地，在降雨來臨前打掃干凈地面，通過導流孔或管道將收集的雨水集中存儲于貯水桶、水井或水窖。
2 水肥一體化設備
由一套肥料配液裝置和施肥設備組成。在作業過程中，肥料與灌溉水按照一定比例混合，然后通過施肥裝置輸送到果樹毛根分布區。
2.1 小型農機搭載貯水桶構成的水肥一體化設施
西部旱區農戶家庭大多擁有小型拖拉機、小型三輪車、電動三輪車等農機設備，在車廂上加載一個500 kg以上的塑料貯水桶，先將肥料攪拌溶解在水桶中，再進行施肥灌溉作業。
2.2 果園貯水池內直接溶解肥料的水肥一體化設施
將肥料按要求直接溶解在果園內簡易貯水池內，再利用自然高差或抽水泵抽提肥液進行施肥灌溉。按照每個貯水池2 m3的貯水量，每株果樹一次澆灌10 kg肥液，則此種貯水池可滿足100株果樹的肥水需求。
2.3 利用水窖貯水構建肥水一體化設施
將水窖（圖1）等大型貯水容器收集的雨水抽入塑料貯水桶或其他盛水設備，再將樹體所需肥料溶解其中進行果園施肥灌溉作業。如能夠將村內主干道、果園主干道的自然降雨能有效的收集在一起，以每個水窖貯水15 m3，每株果樹每次澆灌20 kg肥液計算，則此一個水窖可滿足750株果樹的水分養分需求。以西部旱區普遍采用的55株/666.7 m2果樹計，約合果園0.93 hm2（14畝）。由此可以大大緩解西部旱區早春、夏季持續干旱對果樹生長發育的不利影響。
3 施肥
依據西部旱區農村經濟現狀，采用施肥槍或開穴多點澆灌是符合當前現實情況的理想選擇。在具體的作業過程中，一臺小型水泵一頭插入肥水桶抽提肥水液，一頭連接根據果園實際面積所需的PPR管或更加便宜的PVC管作肥液輸送管，管子另一頭連接施肥槍插入樹冠外圍投影區，分東西南北四個點每個施肥點注射入約5 kg的肥液，或直接在果樹樹冠外圍開挖8～10個深30 cm深的施肥穴均勻灌入10 kg肥料溶液。
3.1 施肥槍施肥
市面上有各式施肥槍出售，根據天水地區淺山旱地的使用經驗，在選擇施肥槍作為肥水一體化的施肥設備時，腳踏板和槍頭的距離應該大于40 cm以上。由鍍鋅管或其它輕質材料制成，肥水控制開關輕巧有力，能經受住長時間的反復按壓。槍體和輸液管的連接接頭做工精細，在較大壓力下作業時無液體泄漏現象。
3.2 肥液澆灌施肥
經濟情況不支持購置水泵、輸液管的農戶，可將配制好的肥液參照多點開挖施肥穴的方法來直接澆灌樹冠外圍新根、毛根分布較密的區域，以此來達到提高水肥吸收，提高果園效益的生產目的。
3.3 肥料配比
水肥一體化技術中的水肥投入比例和施肥時間首先要明確果樹不同生長階段的養分需求變化。其次，密切注意果園的土壤水分，果樹養分狀態在樹體生長上的表現是調整水肥投入的關鍵，在日常的果園管理中，土壤干濕狀況、樹體生長狀態、葉片形態及顏色等，都可作為水肥一體化管理中的要素加以考慮。還要根據當地土壤特性、氣候條件和果樹品種來制定適合果園的水肥投入策略，達到最大程度地滿足植物的需求，提高果樹生產效益和水肥利用效率。結合長期的果樹生產實踐和學者研究成果，西部旱區蘋果園666.7 m2施優質有機肥料4 000 kg，生物菌肥275 kg，中微量元素肥5.52 kg，澆水約3.1 m3可基本滿足蘋果優質高效的肥水需求。在確保基肥足量施入的前提條件下，在花后、花芽分化期、果實彭大期、果實臨近成熟期采用水肥一體化技術追肥4次，具體肥料配比及施肥時間參考表1，整個果樹生長期每666.7 m2投入尿素18.8 kg，過磷酸鈣13.9 kg，硫酸鉀27.8 kg，比常規施肥方法，極大的節約了肥料投入，也緩解了化肥流失導致的環境污染問題。
4 小結
水分和養分是蘋果產量、質量構成的基礎物質保障，而水肥一體化這種將肥料和水分有機結合在一起，根據果樹生長發育不同階段的需水需肥規律，精準供給水分養分的技術在果樹上的應用可以提高樹體發育水平和產量、品質［10］，并在具體的實踐過程中結合區域氣候特點、果樹品種等要素給出了最優施肥量［11］。面對西部干旱缺水的現實情況，提出的雨水收集型水肥一體化技術成為一項實用技術，即通過不同方法收集、貯存自然降水，解決水源供給問題，再結合西部農村經濟情況，構建簡易的水肥一體化設施。最后結合前人研究成果和長期生產實踐的基礎之上給出西部旱區水肥一體化技術的追肥配比參考。該技術近2年在天水市秦州區、秦安縣魏店鎮等年降水量400～500 mm蘋果主產區應用以來，農戶利用9～10月的密集降雨，采樣屋面、庭院來收集雨水后儲藏于水窖之中，或通過果園開挖貯水池來收集田間道路降水，天水市果樹研究所在蘋果示范園靠近主干道的地方修建可以貯水20～40 m3的大型雨水收集池來集中貯藏秋季道路雨水，在來年果樹生產中利用小型三輪車裝載配好的肥水桶，水泵、PPR管、施肥槍組成一套簡易的肥水一體化設備，不論是對抗春旱的干旱或是其后的噴藥、施肥，果園產量質量、樹體生長勢上均表現出優于單獨施肥的傳統果園管理模式。綜合天水地區蘋果園應用成效，建議西部旱區農戶每1 333.4 m2（2畝）果園開挖一個2 m3貯水池收集雨水，組裝一套簡易肥水一體化設備來克服西部蘋果園生產中面臨的主要矛盾，為化肥減施，果園增效提供物質保障。
參考文獻：
［1］ 王博文. 施肥槍減量施肥和PGA增效劑在旱地蘋果園的應用效果研究［D］.楊凌： 西北農林科技大學， 2016.
［2］ 白紅. 鉀肥和注射施肥對桃園土壤環境及果實產量品質的影響［D］. 楊凌：西北農林科技大學， 2016.
［3］ 牛惠杰. 水肥一體化技術對沙地紅棗生長效應的研究［D］. 楊凌： 西北農林科技大學， 2016.
［4］ 賀浩浩. 獼猴桃園水肥一體化應用效果研究［D］. 楊凌：西北農林科技大學， 2016.
［5］ 田歌， 李慧峰， 田蒙， 等. 不同水肥一體化方式對蘋果氮素吸收利用特性及產量和品質的影響［J］. 應用生態學報， 2020， 31（6）：1867-1874.
［6］ 杜曉蘭. “水肥一體化”對黃土沙地紅棗林土壤養分及生物學特性的影響［D］. 楊凌：西北農林科技大學， 2015.
［7］ 孫方軒. 滲灌施肥器在蘋果上應用參數及其效果研究［D］. 泰安：山東農業大學， 2023.
［8］ 姜劍. 蘋果種植戶水肥一體化技術采納行為及其效應研究［D］. 泰安：山東農業大學， 2023.
［9］ 姜劍， 張化楠. 資本稟賦、內在感知、外部環境對果農水肥一體化技術采納行為影響分析——基于山東568份果農調研數據［J］. 科技與經濟， 2022， 35（4）：51-55.
［10］ 王麗. 甘肅隴東矮化蘋果園水肥一體化技術研究［D］. 楊凌：西北農林科技大學， 2023.
［11］ 張天皓， 陶茹， 樊淼淼， 等. 基于水肥一體化的蘋果減肥施肥技術優化［J］. 西北農林科技大學學報（自然科學版）， 2021， 49（12）：97-106.
