王嘉 程崔迪 陳紅方 許明君

摘 要：基于土壤環(huán)境智能監(jiān)測的肥水一體化技術(shù)應用于浙貝藥材栽培試驗，結(jié)果表明：浙貝追肥肥水一體施肥法對后期生長發(fā)育有一定促進作用，能延枯增產(chǎn)10.6%;肥水一體化具有減肥節(jié)本增收的效果，每畝比常規(guī)施肥凈增收入538元;供試土壤含水量在21～30%動態(tài)變化范圍為肥水開始滴管與停止滴管的主要依據(jù)。

關(guān)鍵詞：浙貝;肥水一體;智能監(jiān)測;效果

浙貝母是百合科多年生藥用植物，具有止咳化痰、清熱潤肺之功效，是浙江省著名的中藥材，已有300多年的人工栽培歷史。

浙貝母是比較耐肥性作物，在傳統(tǒng)栽培方式中常常過量施肥或施肥不當引起浙貝肥害，不但增加生產(chǎn)成本，且導致農(nóng)業(yè)面源污染。因此，為改進浙貝施肥方法，嘗試肥水一體化的先進施肥技術(shù)，將可溶性肥料溶解于水，形成稀釋肥液，結(jié)合土壤肥力狀況和浙貝需肥特性，通過滴灌系統(tǒng)適時適量補充浙貝營養(yǎng)，滿足浙貝營養(yǎng)需求，提高施肥效應，減輕肥料面源污染。為此開展了本試驗研究，現(xiàn)將結(jié)果初報如下。

一、材料與方法

試驗設于寧波天宮現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范基地，其農(nóng)業(yè)設施與試驗控制條件較好，有完備的滴灌系統(tǒng)。設施大棚前茬為番茄，面積240平米，小區(qū)面積22平米;供試土壤有機質(zhì)含量5.16%，全氮0.324%，速效磷174mg/kg ，速效鉀820mg/kg 。浙貝于11月10日下種。根據(jù)浙貝需肥特性，處理與對照區(qū)基肥施用相同，即浙貝下種前畝施入顆粒有機肥600公斤，復合肥40kg（N-P2O5-K2O=15-15-15），肥料與土翻耕混合。下種后覆雙色膜保墑除草，待出苗時揭膜。

處理區(qū)：為肥水一體化施肥處理，釆用肥水一體化滴灌裝置，滴灌輔于畦面，滴孔距離30cm，浙貝種植縱向排列與滴灌并行，可溶性肥料經(jīng)過與水混溶后通過滴灌補給土壤養(yǎng)分;

追肥：釆用諾普豐優(yōu)質(zhì)水溶性肥料（氮-磷-鉀N-P2O5-K2O=19-19-19），肥水濃度800倍，在苗期增施少量尿素（4公斤/畝），補充氮素促進營養(yǎng)生長，花后期增施少量硫酸鉀肥（4公斤/畝），滿足浙貝鱗莖膨大需求。施肥時間根據(jù)浙貝生育特性和土壤含水量變化確定肥料滴施時間，整個生育期肥水一化共滴施8次，合計追肥畝施N：5.81kg，P2O5：3.97kg，K2O：5.97kg;

對照區(qū)：不設滴灌，施肥按生產(chǎn)上常規(guī)條狀撒施。施追肥3次，分別在齊苗期、現(xiàn)蕾期、摘花后十天左右（約3月底）施入，三次畝施復合肥料分別為20kg、12.5kg、12.5kg，均以條狀撒施，合計畝施追肥：N：6.75kg，P2O5：6.75kg，k2O：6.75kg。

土壤水分動態(tài)監(jiān)測：土壤含水量智能監(jiān)測是實施肥水一體化施肥的重要手段，應用物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)智能感知大棚環(huán)境（土壤溫、濕度，大棚空氣溫、濕度，光照）的動態(tài)變化，尤其是土壤含水量是確定適時肥水滴灌的重要條件。試驗釆用國內(nèi)先進的浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司生產(chǎn)的物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。土壤含水量傳感器置于試驗小區(qū)土壤深度8-10cm處，每隔30分鐘自動監(jiān)測記錄一次數(shù)據(jù)，并保存數(shù)據(jù)記錄，試驗視表土狀況與含水量測定值結(jié)合浙貝需肥特性確定肥水供給時間。同時獲得大棚與土壤的溫、濕度及光照等環(huán)境動態(tài)變化。

二、結(jié)果與分析

1.肥水一體化施肥對浙貝生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

浙貝出苗后隨著溫度回升，生長發(fā)育加快。從表1可知，采用肥水一體化施肥的營養(yǎng)生長速度略快于常規(guī)施肥，提前1-2天進入生殖生長，植株高度比對照高約7-8厘米。到生長后期，肥水一體化施肥比對照延遲枯萎3天左右。浙貝打頂摘花后是地下鱗莖膨大的關(guān)鍵時期，延遲枯萎有利于提高產(chǎn)量，試驗表明肥水一體化施肥比常規(guī)施肥增產(chǎn)10.6%。

從生長性狀與產(chǎn)量來看，采用肥水一體化供肥，能把養(yǎng)分通過滴灌輸入植株根部，創(chuàng)造浙貝良好的根部營養(yǎng)環(huán)境，促進浙貝生長發(fā)育，增強光合作用與光合產(chǎn)物的積累，達到延緩衰老增加產(chǎn)量。

2.肥水適時補給的土壤適宜含水量

由圖1可見，浙貝出苗初期生長主要依靠母鱗莖提供營養(yǎng)促進莖葉生長，對土壤環(huán)境表現(xiàn)不明顯，到生長進入旺盛期至臨枯萎期時，土壤肥水環(huán)境對浙貝鱗莖發(fā)育膨大與植株枯萎期影響較大，土壤水分狀況是實施肥水補給的重要因素之一，如圖1所示，土壤溫度下午3：30左右時呈現(xiàn)高峰，夜間2時左右達到底谷，溫度變幅在17-28oC 之間。土壤濕度視肥水補給而變化，在表土約5cm左右發(fā)白，土壤含水量接近20-22%時，土壤開始處于缺水狀態(tài)，需及時進行肥水滴灌以創(chuàng)造浙貝適宜的土壤肥水環(huán)境，待土壤含水量達到30%左右時，根部土壤已較潮濕可停止補給。因此，土壤含水量的動態(tài)監(jiān)測為作物的適時與適量灌水提供了科學依據(jù)。

3.肥水一體化的減量施肥效果

肥水一體化的減量施肥，采用濃度0.12%（800-1000倍）的肥液通過滴管糸統(tǒng)緩慢滲入浙貝根部土壤。根據(jù)浙貝營養(yǎng)特性，苗期適量增施了氮肥后期適宜補施了鉀肥，并視土壤濕度適時控制肥水用量，以防止養(yǎng)分的流失與揮發(fā)，提高肥料利用率。在浙貝生長期肥水一體化滴灌八次，每次肥液用量折畝施900-1100公斤，在土壤含水量接近22%時開始滴灌，至土壤含水量臨近30%時停滴。肥水一體化與對照施肥情況見表2，可見肥水一體化比常規(guī)施肥用量顯然減少，氮磷鉀養(yǎng)分分別減施14%、41%、12%，同樣可看出常規(guī)施肥磷素養(yǎng)分過量，易隨雨水流入河塘引起富營養(yǎng)化，因此肥水一體化具有減肥環(huán)保效果。

肥水一體化效益分析，從表3.4可知，在基肥施用相同情況下，追肥采用肥水一體的總施肥成本雖然畝增47元，但結(jié)果畝增產(chǎn)浙貝42.5公斤，畝增凈收入538元，增幅10.6%。從施肥效率來看，人工常規(guī)條施法一般一人日施2畝左右，而一體化施肥只要滴管面積大，一人至少能管理施用15-50畝，效率可大幅提高。

三、結(jié)語

肥水一體化是集節(jié)水、節(jié)肥、環(huán)保、增效于一體的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)施肥技術(shù)，尤其在農(nóng)業(yè)設施完備水資源缺乏的茄科類蔬、瓜、果等更有應用意義。

土壤濕度智能監(jiān)測的傳感器應置于作物根糸的密集區(qū)域與深度，能反映作物根部的土壤濕度環(huán)境，初次滴施時間可根據(jù)理論監(jiān)測與田間觀察相結(jié)合獲得適宜肥水一體滴管時間。

肥料選擇上應考慮養(yǎng)分含量與水溶性及成本，進口液態(tài)肥料因價格高適宜于高檔經(jīng)濟作物上應用，大眾蔬菜作物應考慮液肥成本及相混肥料溶解后不能產(chǎn)生沉淀，肥液隨混即用。

通訊作者：崔迪（1985-）女，浙江寧波人，工學博士，講師，從事智能信息處理研究。

基金資助項目：

國家科技部星火計劃項目（2015GA701030）;

國家大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（201811058014）;

寧波市科技局農(nóng)業(yè)攻關(guān)項目（2017C10049）;

寧波工程學院奉化研究院自然科學基金（FHI-018105）