徐闻县香蕉水肥一体化应用及效果调查

2019-11-22蒋亭亭吕名礼吴竹方惠张冬菊何华成张中华

南方农业·下旬 2019年7期

蒋亭亭　吕名礼　吴竹　方惠　张冬菊　何华成　张中华

摘要在香蕉生产中，水肥管理至关重要，针对徐闻县“十年九旱”的问题，探索最适合当地香蕉生长的水肥一体化模式具有重要意义。通过调查，滴灌带与微喷都能够起到节水增效的作用，但微喷带用水量大、肥料浪费严重，易发生病虫害等缺点明显，而滴灌水肥一体化技术是目前比较成熟且效果最好的，具有节水、增效、优质、增产的使用效果，适合大规模推广。

关键词香蕉;滴灌带;微喷带;水肥一体化

中图分类号：S435.11 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.21.009

香蕉（Musa nana Lour.）属于芭蕉科芭蕉属[1]，广泛栽培在热带地区，含有大量的蛋白质、糖、维生素以及膳食纤维，其果肉香甜且热量低，具有补充能量、清热解毒、舒缓压力和缓解便秘的功效[2]。

香蕉、柑橘、苹果和葡萄是世界上产量最高的四大水果，占总水果产量的60%左右[3]。香蕉在全世界种植面积仅次于椰子和葡萄，但是其产量是最高的。香蕉喜欢湿润高温的生长环境，主要产区为东南亚热带国家[4]。近20年来，我国香蕉种植面积逐年扩大，产量和种植面积均居我国水果生产总量的第4位，已经成为我国四大主要水果之一[5]，其主要种植区域分布在广东、广西、云南、海南和福建5个产区（表1）。香蕉品种繁多，其中香牙蕉、大蕉、贡蕉、龙牙蕉及粉蕉是我国目前种植的主要品种[6-7]。

广东省是我国香蕉生产和出口的主要省份，种植面积最大，产量最高[8]。广东省主要香蕉产地位于珠三角地区、雷州半岛和粤西地区[9]。广东省徐闻县位于雷州半岛，属于典型的热带季风性气候，全年光照足，雨量充沛，年降水量达到1 300 mm以上，水热资源极其丰富，非常适合香蕉的种植。徐闻县土壤类型为砖红壤，是由火山喷发喷溢物火山红泥覆盖冷却形成的，以玄武岩为主，矿质元素含量高，有机质丰富，适合香蕉生长。由于香蕉的生长特性，茎叶庞大且根系分布浅，水分蒸发快，整个生长发育期需要多次施肥灌溉，因此水肥管理很大程度上成为了香蕉品质与产量的决定性因素。

徐闻县受到季风性气候影响，雨季和旱季交替明显，季节性干旱明显，降雨量分布不均（如图1），10月到次年5月为旱季，干旱持续时间长[10]，再加上当地土壤地势高，土质疏松不易保水，导致当地出现“十年九旱”的状况，小旱年年有，中旱3～4年发生一次[11]，水分的供应严重影响了香蕉的产量和品质。另一方面受到当地种植技术的限制，香蕉水肥一体化还没有得到普遍应用，选择水肥一体化的用户也没有充分发挥其技术优势。因此，针对当地的气候条件以及土壤状况，根据香蕉的水肥需求规律，探索最适合当地香蕉生长的水肥一体化模式具有重要的意义，也是解决季节性干旱，提高香蕉产量和品质的重要手段。为此，在徐闻县进行了香蕉水肥一体化灌溉模式的调研，进一步研究香蕉的需水需肥制度以及最适合当地的灌溉模式。

1 香蕉的需水特性

香蕉是典型的大水大肥作物，一年内要施肥灌溉多次。香蕉的叶片宽大肥厚，光合作用与蒸腾作用过快，导致植株的蒸腾量大于土壤水分的吸收量，造成水分供不应求的现象，进而造成水分胁迫，影响香蕉的正常生长发育。以徐闻县为例，徐闻县位于雷州半岛上，雨量充沛，农户普遍认为当地并不缺水，仅靠当地降雨量就能满足香蕉的正常生长。但是当地属于典型的季风性气候，旱季持续时间长达6个月，造成降雨量时空分布不均衡，无法满足香蕉生长阶段对水分的需求，尤其是蕉叶快速生长期，这期间是香蕉的需水高峰期，缺水干旱会导致香蕉抽蕾期延长，导致延迟上市，还会导致果指短，影响香蕉的产量，同时还会导致香蕉商品性降低。

2 徐闻县香蕉水肥一体化现状调查

2.1 调查方法

在徐闻县香蕉主产区南山镇选取2户典型种植大户进行生产调查，了解当地香蕉的生产种植模式以及水肥一体化现状。调研采用访谈以及现场考察的方式进行，逐一对调查内容进行记录、实地调研，统计调查数据，汇总后进行核查分析。主要调查内容针对当地农户对香蕉的生产管理措施，包括种植规模、种植方式、树龄、土壤状况、产量、施肥量、施肥時期、灌水量、灌溉方式、灌水时间、肥料种类和水肥一体化程度等。

2.2 调查结果分析

2.2.1 香蕉基地一（当地种植大户）

主要种植品种为芭蕉与粉蕉，种植面积80 hm2，地处徐闻县南山镇，选用的灌溉方式为微喷带以及滴灌带，建设有水肥一体化滴灌系统。该系统为以色列进口，主要由首部系统、田间首部、灌水器、田间管网组成。

管道布置形式包括水源、加压系统（加压泵）、施肥池、主干、支干、支管、滴灌管。建设有简易的泵房，水源来源为地下水，利用水泵加压，用PVC管连接蓄水池和田间的滴灌系统。首部系统安装有叠片过滤器，使用手动控制方式，田间首部装有控制阀、进排气阀、泄压阀用于控制管道的启闭和调节管网水流、水压，保证了水泵和管网的安全。田间灌水器采用两种：1）内镶贴片式滴灌带，双行铺设，具有一定的紊流功能;2）微喷带，行间单行铺设。建有施肥池，采用人工混匀的方式。基本实现了水肥一体化，自动化灌溉，适合大面积香蕉基地使用。

2.2.2 香蕉基地二（徐闻县南山镇香蕉种植示范基地）

主要种植品种为粉蕉、芭蕉和威廉斯。采用宽窄行种植方式，每667 m2种植150株。种植面积100 hm2左右，基地进行标准化管理，现代化程度高，配备完善的水肥一体化及传感系统。

该系统主要由首部枢纽、田间首部、田间管网、灌水器以及传感系统组成。

首部系统安装有大功率自吸式水泵、成套的砂石过滤器和叠片过滤器，形成了首部枢纽整体。安装有两套施肥系统：1）为比例式注肥泵，安装在水泵入水口，肥料浓度与用量精准可调，通过水泵的吸力在灌溉的同时将水溶肥吸入灌溉系统，使用方便，用于小规模施肥灌溉;2）建设标准化的施肥池，适合大型香蕉基地应用。田间灌水器选用的内镶贴片式滴灌带，滴头内镶在滴灌带内部，具有迷宫流道设计，保证灌水均匀度。滴头间距为30 cm，滴头流量2 L·h-1，香蕉种植区域开浅沟，采用单行铺设方式。建设有自动控制系统，包括管道压力传感器、田间水分传感器、数字式张力计等。能够检测不同剖面的土壤水分含量，全面、科学地反馈土壤情况，为水肥一体化精准化灌溉和施肥提供基础信息。

两个基地施肥所处位置接近，种植管理成熟，灌溉施肥模式基本相同（如表2），采用“少量多次”的施肥原则，按照叶片数施肥法进行施肥。有机肥与磷肥当作基肥施入，氮肥、钾肥、镁肥全部通过水肥一体化灌溉系统施入，微量元素肥料以叶面喷施方式进行喷洒。

其中磷肥随有机肥做基肥深翻入土，氮肥选择尿素，钾肥选择氯化钾（白色粉状），镁肥选择硫酸镁，钙肥选择硝酸铵钙。在施肥前后进行滴水，滴肥前先滴清水10 min，肥液滴完后再滴10 min，延长设备使用寿命。

3 香蕉不同灌溉方式的对比分析

根据调查了解，徐闻县当地香蕉种植主要灌溉方式为滴灌带与微喷带两种，这两种灌溉方式在当地已经有了一定的规模和示范基础，种植户能够普遍接受，因此主要分析这两种灌溉方式的优缺点，希望能够改善当地香蕉种植遇到的季节性缺水问题，普及高效节水灌溉，对当地香蕉的增产增收起到一定的推动作用。

3.1 不同灌溉方式的优缺点

3.1.1 微喷带

在徐闻县最为常见的灌溉方式即为微喷带（如表3），原理通过机械或者激光在带面上直接打出一系列的出水小孔，以3孔、5孔、7孔居多，通过田间管道借助水压将水从管道小孔喷出，水流在空气中经过碰撞以及空气阻力、重力等作用形成细流、破碎分散成水滴，滴落在作物以及土壤表面，完成灌溉。

微喷带具有以下优点：1）使用简单、安装方便、使用率高，不需要额外安装滴头、滴箭、微喷头等灌水器，只需要按照一定的距离在田间进行铺设就可以完成喷水灌溉，施工工程量小，收放、维护方便省事;2）灌水量大、灌水周期短，在短时间内即可以满足作物灌水需求，适合水源充足的地区;3）对水源水质要求较低，喷水开口孔径为0.5～1.0 mm，孔径较大，不易堵塞，对水肥一体化系统的过滤系统要求较低;4）设施简单、价格低廉，投入成本低，国内价格在0.3～0.8元/m，加上泵站以及田间管网建设，每667 m2投入成本300～600元，农户接受程度更高。

微喷带也具有很多不足之处：1）微喷带耗水量大，水分利用率低，无法做到精准灌溉，容易造成土壤板结，地面湿度大，易发生病虫害;2）微喷带管径较大，流量大，影响最大铺设长度;3）微喷带轮罐区小，需要很多分区灌溉，劳动量大;4）受到地形限制，适合地形相对平缓地区，不适合丘陵、山地等，影响出水均匀度;5）抗老化能力差，过水能力一般，使用年限短;6）无法使用水肥一体化，不能实现水肥同步，肥料利用率低。

3.1.2 滴灌带

滴灌指具有一定压力的水，通过田间管网输送到毛管，然后经过毛管上的滴箭、滴头、滴灌管、滴灌带（如表4）等孔口式灌水器将水一滴一滴地、均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中，以满足作物生长需求的灌水形式。滴灌是目前最有效的精准灌溉方式之一，可结合水溶性肥料实现水肥一体化，经过调查，滴灌技术在香蕉种植上的应用，存在以下优缺点。

1）优点。①节约农业灌溉用水，水分利用率高。滴灌将灌溉水输送到作物根际周围，保证蔬菜生长所需水分，同时减少了作物行间地面水分蒸发以及地表径流，相比传统大水漫灌节水30%～50%，节省了水资源。

②操作简单，可实现自动化控制以及物联网控制。滴灌流量小，所需的水压小，相同泵压能够满足大面积灌溉，便于规模化管理。③省工省力省心，能够大面积灌溉，缩短了灌溉周期，减少了人工。④滴灌水肥一体化，肥料与水肥能够同时供应，实现适时、适量、可控、精准灌溉施肥，同时提高了肥料利用率。⑤减少地表径流、表面蒸发和深层渗漏，减少了面源污染。⑥不受地形影响，能够满足绝大多数地形条件。

2）缺点。①前期一次性投入成本相较微喷带价格高。②对水源水质要求较高，滴头容易堵塞，需要配备过滤设备。

3.2 效果分析

据统计广西是全国香蕉水肥一体化程度最高的地区，已有80%的香蕉园应用水肥一体化技术，但是只有40%应用滴灌技术，另外40%使用简单的微喷带技术，海南、云南等产区水肥一体化应用超过50%，广东水肥一体化应用不超过30%。臧小平等[12]研究报道滴灌比微喷带节水50%以上，产量能增加11%，滴灌和微喷带的灌水量为传统灌溉的27%，在不影响香蕉产量的条件下，节水效果明显高于传统灌溉和微喷带[13]。

经过调查，徐闻县当地施肥习惯为基肥使用有机肥与磷肥，追肥使用氮肥与钾肥。微喷带采用先撒肥料后浇水的方式，滴灌带采用水肥一体化的方式，在灌溉施肥上可以节省大量的人工和时间，同时还可以减少肥料的用量。采用微喷带灌溉，无法实现水肥一体化，无法做到省工省力，人工成本高。微喷带除施肥需要人工外，在灌溉控制端由于无法做到自动控制，需要多次往返开闭阀门，造成时间以及人工的额外增加，滴灌仅需要通过主阀门即可控制，减少了大量的劳动量。

4 结论

综上所述，滴灌带与微喷带都能在一定程度上起到节水增效的功效，微噴带价格低廉，前期投入低，使用方便，不失为小规模用户的一个好选择。滴灌带可以实现水肥一体化的功能，能够起到节水、节肥、节约成本、省工、省时、省力以及自动化控制的功能，可实现规模化灌溉，适合大面积种植。

水肥一体化技术能够改善当地农业灌溉条件，使香蕉能够得到适时适量的灌溉施肥，使当地农业逐步向优质、高效、节水、增产型的现代农业发展，缓解水量供需平衡，改善田间小气候，滴灌水肥一体化技术适合作为一项综合管理技术措施进行推广应用，有利于香蕉产业化、规模化发展。

参考文献：

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