基于发育阶段的设施黄瓜水肥一体化技术

黄绍文，唐继伟，张怀志，袁硕，王玉军

（中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，农业部植物营养与肥料重点实验室，北京 100081）

基于发育阶段的设施黄瓜水肥一体化技术

黄绍文，唐继伟*，张怀志，袁硕，王玉军

（中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，农业部植物营养与肥料重点实验室，北京 100081）

水肥一体化技术是未来农业生产中具有广阔前景的新技术，设施蔬菜最具潜力发展水肥一体化技术。设施黄瓜水肥一体化技术的核心是借助压力灌溉系统，将完全水溶性固体肥料或液体肥料，按设施黄瓜生长各阶段对养分的需求和土壤养分的供给状况，配兑而成的肥液与灌溉水融为一体，适时、定量、均匀、准确地输送到设施黄瓜根部土壤。本文简要介绍了基于发育阶段的设施黄瓜水肥一体化技术要点，主要包括施肥总量的推荐方法、基肥用量的确定方法、滴灌水量的运筹方案、滴灌追肥的运筹方案等内容。该技术节水40%以上，节肥30%以上，提高氮肥利用率40%以上，增产10%以上，增收15%以上。

设施黄瓜；水肥一体化技术；发育阶段；施肥量推荐方法；滴灌专用肥

我国设施蔬菜生产中大水大肥现象很普遍，主要设施菜区黄瓜N、P2O5和K2O每667m2平均施用总量（化肥养分+有机肥养分）分别超出各自推荐量的1.6、4.8和1.8倍。大水冲施造成大量的肥料和水分损失、地下水硝酸盐污染，化肥过量和不合理施用也导致了土壤次生盐渍化、养分非均衡化等一系列较为严重的问题[1-5]。为此，我国设施蔬菜生产肥水管理技术必须加以改进，亟待建立设施蔬菜肥水科学管理技术体系。水肥一体化技术是未来农业生产中具有广阔前景的新技术，也是设施蔬菜最具潜力的技术。设施黄瓜水肥一体化技术的核心是借助压力灌溉系统，将完全水溶性固体肥料或液体肥料，按设施黄瓜生长各阶段对养分的需求和土壤养分的供给状况，配兑而成的肥液与灌溉水融为一体，适时、定量、均匀、准确地输送到黄瓜根部土壤。该技术解决了正确施肥总量、正确施肥模式、正确肥料运筹、正确肥料产品、正确施肥位置、正确滴灌制度等关键问题，具有节工、节水、节肥、节药、高产、高效、优质、环保等好处。该技术适用于我国北方冬春茬、秋冬茬以及越冬长茬的设施黄瓜种植区，也适用于南方大棚黄瓜种植区。

1 技术要点

1.1 施肥总量的推荐方法

设施菜田土壤养分管理策略是针对不同肥力土壤制定不同的施肥策略，中肥力土壤补充收获带走的养分，进行维持性施肥；高肥力土壤充分利用土壤养分，适当减施肥料；低肥力土壤以增产和培肥地力为目标，适当增施肥料。施肥量的确定是施肥技术的核心问题。目前测土推荐施肥方法主要包括土壤肥力指标法、土壤肥力临界值法、目标产量测土施肥法等3个方法，需要开展大量土壤测试、大量田间试验，较为准确的参数仍难以获得，计算也较为复杂。近些年中国农业科学院农业资源与农业区划研究所蔬菜土壤肥料团队研制了基于土壤养分系统管理理念的设施蔬菜施肥量简便快速推荐方法，养分推荐量=养分吸收量×校正系数[6]，其中单位产量养分吸收量参数比较容易获得，不同土壤肥力水平下养分吸收量的校正系数的确定是该方法的核心。利用多年多点大量肥料试验获得的主要设施蔬菜单位产量氮磷钾吸收量参数，以及依据设施蔬菜养分循环特征参数确定的不同土壤肥力水平下养分吸收量的校正系数，采用设施蔬菜施肥量简便快速推荐方法，确定主要设施蔬菜单位产量养分推荐量，比如设施秋冬茬或冬春茬黄瓜单位产量1000kg，N、P2O5和K2O推荐量平均分别为2.90kg、1.10kg和2.75kg；日光温室越冬长茬黄瓜单位产量1000kg，N、P2O5和K2O推荐量平均分别为3.08kg、1.09kg和2.98kg。根据设施黄瓜单位产量氮磷钾推荐量，可计算目标产量水平下的氮磷钾推荐量。设施秋冬茬和冬春茬黄瓜每667m2目标产量8000～10000kg，中肥力土壤N、P2O5和K2O适宜用量范围分别为23～29kg、9～11kg和22～28kg；越冬长茬黄瓜每667m2目标产量15000～18000kg，中肥力土壤N、P2O5和K2O适宜用量范围分别为46～55kg、16～20kg 和45～54kg。按照设施菜田不同肥力水平土壤养分管理策略，相对于中肥力土壤施肥总量，高肥力土壤减施肥料（养分）用量的20%，低肥力土壤增施肥料（养分）用量的20%。推荐的N、P2O5和K2O总量根据设施菜田肥力状况、黄瓜不同生育阶段需肥规律，按基肥、追肥比例及追肥次数进行分配。

1.2 基肥用量的确定方法

设施黄瓜定植前科学施用有机肥是高产优质的基础，提高土壤C/N比、供肥平稳，抗逆性强、高产稳产。有机、无机肥料优化配施，能稳定提升土壤有机质，加速养分循环利用。在天津市西青区和河北省石家庄两基地开展的设施蔬菜有机肥/秸秆替代化肥模式8年定位试验结果表明，基于蔬菜产量和土壤地力的正确施肥模式是有机肥-秸秆-化肥（或高碳有机肥与化肥）优化配施，有机肥/秸秆替代化肥的适宜比例为50%，按此比例及上述养分（化肥+有机肥）施用总量确定有机肥/秸秆（或高碳有机肥）用量。并依据设施黄瓜不同生育阶段养分需求和供应特征，明确设施黄瓜适宜的基肥化肥养分用量占化肥（基肥+追肥）养分总量的比例为15%左右。鸡粪或猪粪中加入作物碎秸秆，按1:1或加入更多秸秆共同沤制，充分腐熟。秋冬茬和冬春茬黄瓜每667m2施腐熟有机肥4～5m3（或商品有机肥1000～1200kg），化肥10～15kg作基肥（尽量选用低磷化肥品种）；越冬长茬黄瓜每667m2施腐熟有机肥5～7m3（或商品有机肥1500～2000kg），化肥20～30kg作基肥（尽量选用低磷化肥品种）。针对次生盐渍化、酸化等障碍土壤，每667m2补施100kg的生物有机肥或土壤调理剂。

1.3 滴灌水量的运筹方案

重点推广应用膜下滴灌技术，选择适宜的滴灌设备、施肥设备、储水设施、水质净化设施等，根据黄瓜长势、需水规律，天气情况、棚内湿度，实时土壤水分状况，以及黄瓜不同生育阶段对土壤含水量的要求（如秋冬茬黄瓜苗期、开花坐果后、进入冬季后保持土壤含水量分别为土壤最大持水量的75%～90%、80%～95%和75%～85%），调节滴灌水量和次数（一般每667m2每次滴灌水量为10～15m3，根据具体情况调节滴水量），使黄瓜不同生育阶段获得最佳需水量。

1.4 滴灌追肥的运筹方案

设施黄瓜生育期间追肥结合水分滴灌同步进行。根据设施黄瓜不同生育期、不同生长季节的需肥特点，按照平衡施肥的原则，在设施黄瓜生育期分阶段进行合理施肥。（1）定植至开花期间，选用高氮型滴灌专用肥，（如N-P2O5-K2O=22-12-16+TE+BS，TE指螯合态微量元素，BS指植物刺激物；或氮磷钾配方相近的完全水溶性肥料），每667m2每次4～6kg，定植后7～10d第1次滴灌追肥，之后15d左右1次（温度较高季节7d左右1次。（2）开花后至拉秧期间，选用高钾高氮型滴灌专用肥（如N-P2O5-K2O=20-8-22+TE+BS，或氮磷钾配方相近的完全水溶性肥料），每667m2每次7.5～10kg，温度较低季节15d左右1次，温度较高季节7～10d 1次。滴灌专用肥尽量选用含氨基酸、腐植酸、海藻酸等具有促根抗逆作用功能型完全水溶性肥料。根据天气情况、黄瓜长势、棚内湿度等情况，调节滴灌追肥用量和时间。如使用低浓度滴灌专用肥，则肥料用量需要相应增加。在农化服务指导下，菜农也可按设施黄瓜不同生育阶段专用肥配方自配滴灌专用肥。

另外，逆境条件下需要加强叶面肥管理，如花蕾期、花期和幼果期叶面喷施硼肥2～3次，第一穗果前期叶面喷施钙肥3～4次，开花期至果实膨大前叶面喷施镁肥2～3次。

2 应用效果

基于发育阶段的设施黄瓜水肥一体化技术在河南省郑州、河北省石家庄、天津市西青区等试验示范基地近5年应用取得良好效果，可节水40%以上，节肥30%以上，提高氮肥利用率40%以上，增产10%以上，增收15%以上，并降低了设施黄瓜病虫害发生，改善了产品品质和生态环境。见图1，植株长势旺盛，坐瓜能力强，不黄叶，不早衰。

图1 设施黄瓜水肥一体化技术

[1]Zhang Y G,Jiang Y,Liang W J.Accumulation of soil soluble salt in greenhouse vegetable under heavy application of fertilizers[J]. Agricultural Journal,2006,1(3):123-127.

[2]Shi W M,Yao J,Yan F.Vegetable cultivation under greenhouse conditions leads to rapid accumulation of nutrients,acidification and salinity of soils and groundwater contaminations in South eastern China[J].Nutrent Cycling in Agroecosystems,2009,83:73-84.

[3]黄绍文,王玉军,金继运,等.我国主要菜区土壤盐分、酸碱性和肥力状况[J].植物营养肥料学报,2011,17(4):906-918.

[4]史静,张乃明,包立.我国设施农业土壤质量退化特征与调控研究进展[J].中国生态农业学报,2013,21(7):787-794.

[5]黄绍文,高伟,唐继伟,等.我国主要菜区耕层土壤盐分总量及离子组成[J].植物营养与肥料学报,2016,22(4):965-977.

[6]李国龙,唐继伟,黄绍文,等.氮磷钾均衡管理对戈壁滩日光温室基质栽培秋冬茬番茄产量与养分吸收的影响[J].中国土壤与肥料,2015,2:49-56.

Drip Fertigation Technology of Greenhouse Cucumber Based on Management Strategy at Different Grow th Stages

HUANGShao-wen,TANG Ji-wei*,ZHANGHuai-zhi,YUANShuo,WANGYu-jun
(Key LaboratoryofPlant Nutrition and Fertilizer,Ministry ofAgriculture/Institute ofAgricultural Resources and Regional Planning,Chinese Academy ofAgricultural Sciences,Beijing 100081,China)

Drip fertigation technology,as a new technology with broad prospects for future agriculture,has the most development potential in greenhouse vegetable production.The drip fertigation technology is developed to supply needed nutrients to greenhouse cucumber through an automatic drip irrigation system with water soluble fertilizers to be completely desolved in the irrigation water,and supply the water and fertilizers to cucumber roots timely,quantitatively,evenly and precisely.The nutrients application rates were determined by demands of cucumber at different growth stages and nutrient supply capacity of the soil. This paper summarizes the key points of drip fertigation technology of greenhouse cucumber based on different growth stages, mainly including such as the recommended method of fertilization amount,method for determining the basal fertilization rate, drip irrigation water management plan,and drip irrigation top-dressing fertilizer management scheme.Compared with conventional water and fertilizer management,the fertigation technique can save more than 40%of water and more than 30%of fertilizers,at the same time,accompanied by respectively increasing yield and income bymore than 10%and 15%,and improve nitrogen recovery rate over 40%.

Greenhouse cucumber;drip fertigation technology;growth stages;the recommended method of fertilization amount; drip irrigation special-purpose fertilizer

S642.2

A

1008-1038(2017)05-0082-03

10.19590/j.cnki.1008-1038.2017.05.024

2017-02-26

国家重点研发计划项目（2016YFD0201000）；现代农业产业技术体系建设专项（CARS-25）；中国农业科学院科技创新工程协同创新任务（CAAS-XTCX2016003）资助

黄绍文（1964—），男，研究员，博导，主要从事蔬菜营养与高效施肥研究

*通讯作者：唐继伟（1963—），男，主要从事蔬菜高效施肥技术研究