42 Vegetables 2021 1 設施蔬菜 水肥氣一體化在設施甜瓜栽培上的應用 周 勃 1 高 強 1 2 符小發(fā) 1 任海龍 3 張 龑 2 仙 鶴 4 張 浩 1 1 新疆農(nóng)業(yè)科學院海南三亞農(nóng)作物育種試驗中心 海南 三亞 572014 2 新疆農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)作物品種資源研究所 新疆 烏魯木齊 830091 3 廣州市農(nóng)業(yè)科學研究院 廣東 廣州 510335 4 新疆農(nóng)業(yè)科學院綜合試驗場 新疆 烏魯木 齊 830012 收稿日期 2020 09 10 基金項目 三亞市專項科研試制項目 2017KS19 通訊作者 高強 摘要 為了改善三亞設施甜瓜栽培過程中因根系環(huán)境缺氧造成甜瓜減產(chǎn)的現(xiàn)狀 引進微納米氣泡發(fā)生 器作為甜瓜灌溉用水的增氧裝置 結合三亞現(xiàn)有以滴灌為主的水肥一體化栽培技術 設計了供水系統(tǒng) 過濾系統(tǒng) 施肥系統(tǒng) 管道系統(tǒng) 增氧系統(tǒng)裝置 研發(fā)出了具體的增氧和肥水管理方案及其配套的設施 甜瓜栽培技術 實現(xiàn)了三亞設施甜瓜水肥氣一體化高效栽培 有效提高了甜瓜的產(chǎn)量和品質(zhì) 實現(xiàn)667 m 2 增收1 612 2 012元 關鍵詞 水肥氣一體化 甜瓜 栽培技術 Application of the Integration of Water Fertilizer and Air on Melon Cultivation in Facilities ZHOU Bo 1 GAO Qiang 1 2 FU Xiaofa 1 REN Hailong 3 ZHANG Yan 2 XIAN He 4 ZHANG Hao 1 1 Hainan Sanya Crop Breeding Experiment Center Xinjiang Academy of Agricultural Sciences Sanya 572014 China 2 Institute of Crop Germplasm Resources Xinjiang Academy of Agricultural Sciences Urumqi 830091 China 3 Guangzhou Academy of Agricultural Sciences Guangzhou 510335 China 4 Comprehensive Testing Ground Xinjiang Academy of Agricultural Sciences Urumqi 830012 China Abstract In order to improve the situation of decreased melon yield caused by the hypoxia of root environment in the process of melon cultivation in Sanya facilities the micro nano bubble generator was introduced as increasing oxygen device of melon irrigation water The devices of water supply system ltration system fertilization system pipeline system and increasing oxygen system were designed and speci c schemes of increasing oxygen and fertilizer and water management and the technology of supporting melon cultivation were developed by combning with the existing integration of water and fertilizer cultivation technology based on drip irrigation Finally the integration of water fertilizer and air cultivation technology of Sanya melon in facilities was achieved and the yield and quality of melon increased effectively The income incressed by 1 612 2 012 yuan per 667 m 2 Keywords integration of water fertilizer and air melon cultivation technology 43 Vegetables 2021 1 設施蔬菜 1995年吳明珠院士采用大棚生態(tài)型無土栽培 方式使得新疆哈密瓜在海南三亞種植成功 海南 甜瓜開始從露地栽培向設施栽培發(fā)展 1 隨著栽 培技術的提高 2016年三亞 樂東 陵水和東方 4個地區(qū)甜瓜栽培面積就已達到4 734 hm 2 目前 膜下滴灌 水肥一體化灌溉的栽培方式在三亞設 施甜瓜生產(chǎn)中也日趨成熟 2 3 但受地膜覆蓋和 采用低含氧量井水灌溉等綜合因素的影響及土壤 缺氧和甜瓜根系間歇性低氧的脅迫 根系代謝和 微生物活性不佳 4 5 導致三亞設施甜瓜減產(chǎn) 根系缺氧對三亞設施甜瓜栽培不利 根據(jù)三 亞現(xiàn)有的設施灌溉系統(tǒng) 甜瓜的水肥需求規(guī)律 引進微納米氣泡發(fā)生裝置和過氧化尿素肥料 開 展了多年增氧灌溉試驗 確定了以微納米氣泡發(fā) 生裝置作為增氧設備的水肥氣一體化栽培技術 以期為三亞甜瓜的可持續(xù)發(fā)展提供借鑒 1 經(jīng)濟效益分析 水肥氣一體化技術是在三亞廣泛使用的設 施甜瓜栽培技術的基礎上 加裝微納米氣泡發(fā) 生器作為增氧設備 安裝簡單且成本低廉 國 產(chǎn)微納米氣泡發(fā)生器的成本價格在6 000元左右 日本本洲進口的試驗用微納米氣泡發(fā)生器價格在 18 000元左右 在設備維護保養(yǎng)較好的情況下 每臺設備可使用5年左右 每年種植2季 可供應 3 667 m 2 左右設施甜瓜 折合每667 m 2 設施甜瓜新 增成本為 國產(chǎn)設備每667 m 2 增加成本200元 日 本本洲進口設備每667 m 2 增加成本600元 使用該 技術和常規(guī)種植管理方式相比 平均單果質(zhì)量提 高19 每667 m 2 種植1 700 1 800株 商品株數(shù) 1 700株 折合667 m 2 產(chǎn)量提高578 kg 市場價格穩(wěn) 定在4元 kg左右 每667 m 2 增收1 612 2 012元 效 益分析見表1 2 設施農(nóng)業(yè)水肥氣一體化系統(tǒng)建設 增氧系統(tǒng)是實現(xiàn)設施農(nóng)業(yè)水肥氣一體化的必 要設備 同時配合供水系統(tǒng) 過濾系統(tǒng) 施肥系 統(tǒng)和管道系統(tǒng)等使用 2 1 供水系統(tǒng) 在設施大棚旁邊修建1個3 6 m 3 的蓄水池 配套1個0 75 kW的清水泵 用內(nèi)徑25 mm的塑料 軟管連接 連接處用不銹鋼卡扣固定 水源為機 井 1個清水泵供水面積約667 m 2 蓄水池可用于 溶解肥料 2 2 增氧系統(tǒng) 土壤中O 2 不足會影響作物根系和土壤呼吸 降低ATP的產(chǎn)生 減少根系對水分和養(yǎng)分的吸收 以及對冠體的營養(yǎng)傳輸 增加根部O 2 會增加根 系對P K肥的吸收 6 微納米氣泡發(fā)生裝置體積 小 主要由空氣壓縮機 循環(huán)水泵 壓力溶氣罐 和釋放器組成 7 安裝使用方便 加壓溶氣析出 氣泡機制形成的微納米氣泡具有在水中存在時間 長 不易浮出而破裂的特點 可提高水溶解氧含量 2倍以上 三亞實測水中溶解氧含量從3 4 mg L增加 至7 2 mg L 在外接制氧機的情況下 可更明顯 提高水溶解氧含量 經(jīng)過2年的增氧灌溉試驗 采 用微納米氣泡發(fā)生裝置增氧有利于甜瓜生產(chǎn)各時 期的養(yǎng)分和水分管理 增產(chǎn)效果顯著 每667 m 2 增 產(chǎn)20 左右 8 裝置安裝方法 將微納米氣泡發(fā)生裝置放置 于水池邊 裝置的進水管和出水管 釋放器 均 放入水池中 對水池中的水進行增氧 同時 水 池中安放0 75 kW的清水泵 被用作增氧水泵灌溉 系統(tǒng) 安裝時 出水管 釋放器 和進水管與微 納米氣泡發(fā)生裝置主機連接處需要安裝穩(wěn)固 嚴 實 不漏氣 安裝灌溉系統(tǒng)時 毛管的長度應不 表1 經(jīng)濟效益分析 技術模式 667 m 2 有效 株數(shù) 株 平均單果 質(zhì)量 kg 667 m 2 新增成本 元 667 m 2 新增 產(chǎn)量 kg 667 m 2 新增 利潤 元 設備安裝 設備電費 常規(guī)管理 1 700 1 76 0 0 水肥氣一體化 1 700 2 10 200 600 100 578 1 612 2 012 44 Vegetables 2021 1 設施蔬菜 長于50 m 以免毛管末端溶解氧濃度明顯降低 2 3 過濾系統(tǒng) 配備篩網(wǎng)過濾器 濾除灌溉水中的懸浮物質(zhì) 和固體顆粒 防止各種污染物進入灌溉系統(tǒng)而堵 塞滴頭 或在系統(tǒng)中形成沉淀而影響使用 2 4 管道系統(tǒng) 管道系統(tǒng)包括主管 支管 毛管 主管由25 mm PVC塑料管組裝而成 與潛水泵軟管連接延伸 到設施大棚內(nèi) 可視情況安裝球閥開關 支管 由6 6 cm無孔滴灌帶連接而成 根據(jù)甜瓜種植行 距打孔安裝 并旁通連接毛管 毛管為滴孔間距 10 20 cm 滴頭流量2 L h的迷宮式或貼片式滴 灌帶 滴灌帶鋪設于行間 3 水肥一體化技術 3 1 品種選擇 三亞設施甜瓜以厚皮網(wǎng)紋甜瓜種植為主 品種 如長香玉 金蜜6號 西州蜜17號 西州蜜25號 黃夢脆 耀農(nóng)25號 口口脆 玫瓏 金海蜜等 3 2 培育壯苗及定植 3 2 1 播種育苗 甜瓜育苗可在設施大棚內(nèi)進行 一般在每年 的2 3月 8 9月 11 12月進行 每年可種植 3季 為降低臺風和病蟲害風險 也可種植2季 播種在1 2月 9 11月進行 三亞甜瓜設施大 棚采用頂部加厚塑料薄膜覆蓋防水 四周孔徑為 1 5 mm的紗網(wǎng)防蟲 育苗前確保大棚封閉嚴實 做好防鼠工作 市場采購瓜菜專用的育苗基質(zhì)或 腐熟的椰糠 細砂 2 3 1 體積比 加適當清水拌勻 以抓起基質(zhì)捏成團 不滴水且 掉到地上能散開為宜 將拌好的基質(zhì)裝入72孔瓜 菜育苗穴盤中 后將種子直播于穴盤中 用基質(zhì) 覆蓋 播種深度控制在1 2 cm 播完種后在表 面覆蓋1層拌好的基質(zhì) 并澆透水 播種后棚內(nèi)溫度高 蒸發(fā)量大 每天澆1次 清水 確保基質(zhì)保持濕潤狀態(tài) 3 5 d即可出 苗 甜瓜出苗后需水量增大 每天早晚澆1次透 水 7 10 d甜瓜幼苗長至2 3片真葉時即可移苗 定植 3 2 2 定植 清除雜草 每667 m 2 撒施腐熟羊糞1 t 復合 肥 17 17 17 50 kg 生石灰60 80 kg 阿維 菌素殺菌劑2 kg 整平土地 做成高壟畦 壟距 150 cm 壟高20 cm 一般大行距90 cm 小行距 60 cm 每壟鋪設2條滴灌帶 貼片式滴灌帶墊片 朝下擺放 且擺放在2行甜瓜穴內(nèi)側 然后覆蓋 地膜 并將膜兩邊拉緊 壓實 定植前1 d澆透 水 用打孔器打孔 孔距40 cm 將甜瓜帶基質(zhì)苗 從穴盤里取出 放入苗穴內(nèi) 用細土封嚴穴孔 再次澆透水 可隨水滴入74 63 kg hm 2 甲殼素海藻 肥 有利于幼苗快速長出新根 緩苗成活 3 3 水肥氣管理 3 3 1 水肥管理 三亞種植甜瓜的土地多為旱地 以砂質(zhì)改良 土壤為主 保水 保肥能力較差 根據(jù)甜瓜整個 生育期的需水 需肥規(guī)律 甜瓜植株苗期至坐果 期的需水 需肥量逐漸增大 坐果25 d左右至成 熟 需水 需肥量逐漸減少 結合三亞甜瓜種植 棚內(nèi)氣溫高 蒸發(fā)量大等特點 制定以下灌水 追肥方案 苗期至開花期以追施氮肥為主 可隨 水滴灌液態(tài)肥料 如甲殼素海藻肥等 開花 期至果實膨大期結束 可隨水滴灌可溶性復合肥 17 17 17 復合肥需先溶解再加入水池 成熟期 減少復合肥的施入 隨水追施一定量的KH 2 PO 4 來補 充磷肥 成熟前5 10 d停止灌水和追肥 以促進果 實糖分積累 減少裂果 具體灌水施肥方案見表2 3 3 2 增氧方案 增氧濃度 灌水前提前打開微納米氣泡發(fā)生裝 置增氧 隨著增氧時間的延長 溶解氧濃度不斷增 加 3 m 3 的水池經(jīng)1 h后增加到6 8 7 5 mg L 之后逐漸保持不變 溫室甜瓜水肥氣熱耦合栽培 試驗結果表明 溶氧量為8 25 8 74 mg L時 甜 瓜產(chǎn)量達到最高 9 因此 在條件允許的情況下 可外接制氧設備 提高溶解氧濃度 每次灌水和 追肥均可增氧 有利于根系對礦物質(zhì)等養(yǎng)分的吸 收 3 4 田間管理 3 4 1 開花坐果期管理 吊蔓 植株6 l0片葉時 用塑料繩纏繞吊單 蔓 及時打杈去卷須 依據(jù)棚高在25 29片葉時 摘心 授粉留瓜 授粉前和授粉期間應注意薊馬的 45 Vegetables 2021 1 設施蔬菜 防治 授粉選用0 1 氯吡脲 吡效隆 水劑10 mL 對水1 2 kg 并在該液體中加入5 mL 2 5 適樂 時 噴施雌花 每株噴施相鄰的2 3個雌花 高 溫時注意施用低濃度 全天均可噴施 或者采用 人工輔助授粉進行 具體方法為 于雌花開放的 08 00 10 00 采摘當天開放的雄花 將雄花 花粉直接輕輕涂抹于雌花柱頭上 一般選擇主蔓 10 14節(jié)雌花授粉坐瓜 授粉后5 10 d幼瓜長至 雞蛋大小即可吊瓜 選瓜時淘汰畸形瓜 同時將 未坐瓜節(jié)位的子蔓全部去除 1株留1瓜 淘汰的 幼瓜要及時清理出大棚 3 4 2 病蟲害防治 三亞設施甜瓜主要病害有白粉病 霜霉病 病毒病 主要害蟲有美洲斑潛蠅 薊馬 蚜蟲 粉虱 根結線蟲等 采收前15 d不用有機農(nóng)藥防 治 而用化學防治且要考慮安全間隔期 防治甜 瓜霜霉病 可用64 惡霜 錳鋅可濕性粉劑500倍 液噴霧 安全間隔期為4 d 72 2 普力克水劑 600 1 000倍液噴霧 安全間隔期為3 d 防治 白粉病可噴施50 甲基托布津可濕性粉劑500倍 液 安全間隔期為7 d 或32 5 嘧菌酯懸浮劑 1 500倍液 安全間隔期為7 d 防治甜瓜病毒 病以預防傳播媒介蚜蟲和薊馬的大發(fā)生為主 在 病毒病發(fā)生初期 防治斑潛蠅選用10 滅蠅胺懸 浮劑300 400倍液 安全間隔期為7 d 每隔 7 10 d施用1次 連噴2次 防治蚜蟲 薊馬可選 用2 5 乙基多殺菌素懸浮劑1 000倍液噴霧 安全 間隔期為2 d 或25 噻蟲嗪水分散粒劑3 000倍 液噴霧 安全間隔期為7 d 一般初花期開始防 治 每隔3 5 d施用1次 直到果實膨大吊瓜即可 停止噴藥 3 4 3 采收 果實采收前5 10 d 減少灌水追肥 在保證植 株不死的情況下 應停止灌水 使甜瓜糖分快速積 累 當用手持測糖儀測定折光糖含量在15 以上時 即可采收 注意采收前還應停止化學農(nóng)藥的使用 參考文獻 1 楊小鋒 范榮 王學林 2014 2015年海南三亞厚皮甜瓜 品種比較試驗 J 中國瓜菜 2016 29 3 32 35 2 侯萍 李銘 何進武 等 海南設施甜瓜栽培技術發(fā)展現(xiàn) 狀與新技術的應用 J 中國瓜菜 2017 30 12 39 41 3 謝錚輝 李茂芬 李玉萍 等 水肥一體化技術在海南西 甜瓜生產(chǎn)中的應用 J 熱帶農(nóng)業(yè)工程 2015 39 3 34 36 4 謝恒星 不同灌溉方式下溫室甜瓜生長效應及植株液 流研究 D 楊凌 西北農(nóng)林科技大學 2010 5 劉鑫 劉智遠 雷宏軍 等 不同增氧灌溉方式春小麥生 長及產(chǎn)量比較 J 排灌機械工程學報 2017 35 9 813 819 6 BENJAMIN K S AMEUR M M JOANN K W et al Root derived respiration and nitrous oxide production as affected by cropphenology and nitrogen fertilization J Plant and Soil 2010 326 1 369 379 7 鄧超 楊麗 陳海軍 等 微納米氣泡發(fā)生裝置及其應用 的研究進展 J 石油化工 2014 43 10 1206 1213 8 高強 周勃 任海龍 等 增氧灌溉對大棚甜瓜生長 品 質(zhì)和產(chǎn)量的影響 J 北方園藝 2020 2 46 51 9 鄧慧玲 水肥氣熱耦合對非耕地溫室甜瓜生長 產(chǎn)量 和品質(zhì)影響研究 D 寧夏 寧夏大學 2018 蔬 表2 灌水施肥方案 生育時期 灌水次數(shù) 灌水定額 m 3 hm 2 次 施肥次數(shù) 每次灌水加入的肥料量 kg hm 2 甲殼素海藻肥 復合肥 KH 2 PO 4 苗期 1 111 94 1 149 25 伸蔓期 15 29 85 1 2 149 25 開花期 10 59 70 1 74 63 149 25 果實膨大期 20 74 63 3 223 88 14 93 成熟期 20 59 70 前10 d每天1次 后10 d 每2天1次 1 149 25 29 85