梁錄瑞，劉文杰，李丙智，閔顯寧

（1陜西省千陽縣果業(yè)發(fā)展中心，陜西 千陽 721100；2西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西 咸陽 721101；3陜西省寶雞市陳倉區(qū)桑果工作站，陜西 寶雞 721300）

世界發(fā)達(dá)國家美國、法國、意大利、荷蘭、日本、韓國等幾乎所有的蘋果園均采用水肥一體化高效管理技術(shù)，通過滴灌施入生物肥及化肥，向土壤增加有機(jī)質(zhì)和土壤微生物，可以疏松土壤、改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、增加土壤通透性，提高土壤肥力，達(dá)到持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的目的。結(jié)合灌水，把經(jīng)過葉分析缺少的營養(yǎng)通過滴灌施入土壤，肥料的利用率顯著提高，其中氮肥利用率從25%提高到35%~60%，磷肥的利用率從10%提高到30%~40%，鉀肥的利用率從40%提高到70%~80%。要減少化肥使用量，保護(hù)生態(tài)，就要實(shí)施滴灌的水肥一體化高效管理技術(shù)。

1 陜西省寶雞市肥水一體化管理概況

蘋果是陜西寶雞農(nóng)村區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)量和產(chǎn)值在陜西寶雞農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。2019年陜西蘋果產(chǎn)量已達(dá)1 135.58萬t，面積61.46萬hm2，出現(xiàn)一批果農(nóng)收入過萬元的鄉(xiāng)、過2萬元的村和過50萬元的戶。2019年陜西寶雞蘋果產(chǎn)量已達(dá)110萬t，面積7.07萬hm2，出現(xiàn)一大批果農(nóng)收入過萬元的鄉(xiāng)、過2萬元的村和過50萬~60萬元的戶。蘋果生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、銷售的產(chǎn)業(yè)鏈帶動了寶雞農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，已成為農(nóng)民增收致富的主要來源，為脫貧攻堅、鄉(xiāng)村振興、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步做出巨大貢獻(xiàn)。

目前，寶雞蘋果肥水一體化應(yīng)用面積1.33萬hm2，占總面積的25%。大多數(shù)種植戶采用簡易蓄水池+肥料的泵吸式施肥法[1]、有機(jī)肥+肥水一體化[2]、施肥器+滴灌模式，還有一些農(nóng)戶選用科學(xué)的施肥方案，減少水肥浪費(fèi)。在灌溉過程中，強(qiáng)化設(shè)備的日常維護(hù)和保養(yǎng)，提高了灌溉效果。水肥一體化技術(shù)做到真正的“精準(zhǔn)”，避免了肥水浪費(fèi)，666.7 m2節(jié)省肥料60%，節(jié)水70%(圖1)。

圖1 肥水一體化管理標(biāo)準(zhǔn)化示范園

2 肥水一體化的應(yīng)用效果

陜西從2013年開始進(jìn)行水肥一體化技術(shù)推廣，在千陽縣南寨鎮(zhèn)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化示范園，面積433.3 hm2，在水溝鎮(zhèn)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化示范園66.7 hm2；還有扶風(fēng)縣法門鎮(zhèn)，隴縣東風(fēng)、東南、曹家灣、天成、城關(guān)、固關(guān)、八渡鎮(zhèn)實(shí)施水肥一體化技術(shù)推廣。全市肥水一體化技術(shù)推廣面積3 400 hm2?，F(xiàn)以千陽縣為例，說明水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用效果。

寶雞華圣果業(yè)有限公司于2014年5月引進(jìn)荷蘭2年生無病毒蘋果大苗，在千陽縣水溝鎮(zhèn)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化示范園6.7 hm2，配套滴管系統(tǒng)，進(jìn)行肥水一體化管理，7月開始施肥，當(dāng)年每666.7 m2灌水量44 m3，施用純氮、純磷、純鉀分別為4.3、3.8、7.58 kg[3]。采用少量多次的施用方式，前期以氮肥為主，中后期減少氮施用量，增施磷、鉀肥[4]?；视昧繙p少45.8%。當(dāng)年苗木生長良好，農(nóng)藝性狀指標(biāo)增長明顯，從‘密謝拉’‘金冠’及授粉樹海棠中隨機(jī)選100株進(jìn)行生長指標(biāo)測試，生長季末測定株高、干粗、總枝數(shù)、長枝(＞30 cm)數(shù)。結(jié)果顯示，平均株高分別為215、235、152 cm，干粗分別是2.1、2.4、1.3 cm，總枝數(shù)分別是30、29、25個，長枝數(shù)分別是11、15、3個。2015年每株結(jié)果30個，2016年100個。666.7 m2產(chǎn)量、產(chǎn)值比對照提高10.9%和14.5%，從而減少化肥用量，降低生產(chǎn)成本，增加產(chǎn)量和改善品質(zhì)。

陜西海升公司實(shí)施肥水一體化管理，根據(jù)天氣情況，20 d滴管施肥1次，全年施肥10次，平均株灌水0.5 m3，平均每666.7 m2追肥50.00元左右。通過對果園不同區(qū)域土壤養(yǎng)分測定和葉片營養(yǎng)分析，針對M9T337自根砧矮化密植果樹，全年滴灌10次[5]，化肥用量減少46.8%，666.7 m2產(chǎn)量、產(chǎn)值比對照提高11.9%和14.8%。實(shí)現(xiàn)化肥減量、增產(chǎn)提高的目的。

德方園、大地豐泰、景千合作社、豐禾、麒麟等全年滴灌10次，第7年實(shí)現(xiàn)666.7 m2產(chǎn)果3.5~6.0 t、產(chǎn)值1.4萬~1.8萬元?；视昧繙p少46.3%，產(chǎn)量、產(chǎn)值比對照提高10.5%和14.8%。

3 推廣肥水一體化所采取的措施

3.1 強(qiáng)化技術(shù)培訓(xùn)力度，提升果農(nóng)管理水平

矮砧密植的水分高效管理與規(guī)范化利用技術(shù)是一項(xiàng)果園肥水管理新技術(shù)，要做好該技術(shù)的推廣工作，必須加強(qiáng)對基層技術(shù)推廣隊伍的培訓(xùn)和指導(dǎo)，做好技術(shù)幫扶，使高水平的專業(yè)技術(shù)人員扎根技術(shù)推廣一線。通過專題講座、課堂培訓(xùn)、田間示范等形式，加大對應(yīng)用技術(shù)的果農(nóng)、合作社管理人員等的培訓(xùn)力度，促使從業(yè)人員快速掌握水溶肥的作用、肥料的選用和正確使用方法、灌水時間、設(shè)施維護(hù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，全面提升水分高效管理與規(guī)范化的技術(shù)推廣服務(wù)和應(yīng)用水平，使水溶肥發(fā)揮最大肥效。

3.2 加強(qiáng)水溶肥產(chǎn)品的研發(fā)推廣

適合精準(zhǔn)滴管施肥的肥料應(yīng)滿足以下要求:肥料中養(yǎng)分含量較高，溶解度高，能迅速地溶于灌溉水中[6]；雜質(zhì)含量低，其所含調(diào)理劑物質(zhì)含量最小，能與其他肥料匹配混合施用，不產(chǎn)生沉淀；流動性好，不會堵塞過濾滴管和滴頭；與灌溉水的相互作用很小，不會引起灌溉水pH值的劇烈變化，尤其不引起pH值升高；對滴管系統(tǒng)的腐蝕性很小。針對上述的技術(shù)要求，政府促進(jìn)灌溉企業(yè)海升、華圣、木美土里、德方園等和水溶肥企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，推廣高品質(zhì)的水溶肥，減少設(shè)備堵塞情況發(fā)生；千陽縣加大政策和資金支持力度，開發(fā)性價比高、使用年限長的環(huán)保材料，降低生產(chǎn)成本，提高使用的便捷性，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。

3.3 加強(qiáng)管護(hù)和社會服務(wù)

建立健全良好的售后維修制度，配備專業(yè)運(yùn)營人員定期檢修，并從技術(shù)層面降低運(yùn)營成本。加強(qiáng)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝融合，結(jié)合遙感、人工智能技術(shù)，建立相關(guān)的專家決策系統(tǒng)，提高設(shè)備性能、精度和智能性，保證水分高效管理與肥水一體化規(guī)范化發(fā)展的實(shí)際需要[7]。

3.4 水肥一體化的具體技術(shù)

3.4.1 水肥一體化系統(tǒng)

主要由水源、首位樞紐、輸配水管網(wǎng)、滴灌帶組成。

水源 千陽縣矮砧蘋果主要分布在縣城北面臺塬地，機(jī)井水源成本高，水源以千河引水、大溝水庫、夜叉母河、寶豐水庫等6大水庫水源為主，但由于千河水源不能經(jīng)常滿足滴灌系統(tǒng)的要求，因此，修建一些配套的引水、蓄水或提水工程，如蓄水池、沉沙池。

首位樞紐 主要由水泵、施肥裝置、過濾設(shè)備，以及安全測量設(shè)備(控制閥門、進(jìn)(排)氣閥、壓力表、流量計)等組成。其作用是從水源取水加壓，并注入肥料(經(jīng)過濾后按時、按量輸送到輸配水管網(wǎng)中)，并通過壓力表、流量計等測量設(shè)備檢測系統(tǒng)情況。承擔(dān)整個系統(tǒng)的驅(qū)動、檢測和調(diào)控任務(wù)，是全系統(tǒng)控制調(diào)配中樞。以千河為水源的過濾器組合為沙石過濾器+網(wǎng)式過濾器，或疊片過濾器；以機(jī)井為水源的過濾器組合為離心過濾器+網(wǎng)式過濾器，或疊片過濾器。

輸配水管網(wǎng) 輸配水管網(wǎng)的作用是將首部樞紐處理過的水、肥按照計劃要求輸送、分配到每個滴水、施肥單元和滴水器，滴灌施肥系統(tǒng)的輸配水管道一般由干管、支管和毛管等二級管道組成，毛管是滴灌系統(tǒng)末級管道，其中安裝灌水器(即滴灌帶)。

滴灌帶 滴灌帶及滴頭是通過流道或孔口將滴灌帶中的水變成水滴或細(xì)流，均勻、穩(wěn)定的滴入土壤作物土層，滿足作物對水肥的需求[8]，滴頭是滴送系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，其性能、質(zhì)量的好壞直接影響到滴灌施肥系統(tǒng)的可靠性及滴水、施肥的優(yōu)劣。根據(jù)土壤質(zhì)地選擇滴管帶滴頭流量；沙壤土應(yīng)當(dāng)選擇偏大滴頭流量，粘土應(yīng)當(dāng)選擇偏小滴頭流量。

3.4.2 水肥一體化的滴灌

滴灌次數(shù) 全年滴灌十一二次，其中萌芽期2次、謝花后2次、花芽分化期2次、果實(shí)膨大期2次、成熟期2次、落花期1次。

主要肥料與施肥定額 尿素、磷酸一銨、磷酸二氫鉀、硝酸鉀、氨基酸、黃腐酸鉀等水溶性固體及液體肥料，根據(jù)滴灌設(shè)備泵前吸肥法滴灌施肥工程工藝參數(shù)，不同的肥料類型選用不同施肥量，施肥次數(shù)和施肥時間(表1)。每666.7 m2施40~45 kg，氮磷鉀配比12∶7∶13。施肥7次，其中萌芽前1次、謝花后2次、花芽分化期1次、果實(shí)膨大期2次、成熟期1次、落花期1次。每666.7 m2澆水20 m3，液體肥4~5 kg。

表1 水肥一體化的施用時間和用量 kg

3.4.3 水肥一體化設(shè)施的維護(hù)

水肥一體化運(yùn)行維護(hù)的關(guān)鍵首先是整個管道系統(tǒng)維持低的恒壓，需要配置質(zhì)量好的變頻控制器、變頻水泵，以維持整個灌溉系統(tǒng)穩(wěn)定的壓力供應(yīng)。其次是整個滴灌系統(tǒng)防止堵塞問題，使用自清潔的壓力補(bǔ)償抗堵塞滴頭，提高滴灌均勻度。灌水器的堵塞是當(dāng)前滴灌應(yīng)用中最主要的問題，嚴(yán)重時會使整個系統(tǒng)無法正常工作，甚至報廢。引起堵塞的原因可以是物理因素、生物因素或化學(xué)因素。如水中的泥沙、有機(jī)物質(zhì)或是微生物以及化學(xué)沉凝物等。因此，滴灌時水質(zhì)要求較嚴(yán)，一般均應(yīng)經(jīng)過濾，必要時還需經(jīng)過沉淀和化學(xué)處理。需要進(jìn)行多級過濾系統(tǒng)，保證每次灌溉前半小時滴灌后，再進(jìn)行管道化施肥，施肥停止后，待管道液肥滴完后，需再進(jìn)行半小時灌溉，確保肥液清洗干凈。灌溉水肥需適量，防止土壤鹽分積累。每年定期對蓄水池清污。每年秋季或春季采用0.2%檸檬酸液對滴灌管道進(jìn)行清洗。冬季上凍前，及時排放所有灌溉管道系統(tǒng)的水，防止管道凍裂。