南方地区设施甜瓜水肥药气一体化栽培技术

马二磊 臧全宇 丁伟红 王毓洪 黄芸萍 李林章 郝芳敏

（宁波市农业科学研究院/宁波市瓜菜育种重点实验室 浙江宁波315040）

我国甜瓜栽培历史悠久，目前甜瓜栽培面积和产量均居世界首位[1]。甜瓜属于高档果品，具有栽培周期较短、投入产出高等优点，是一种高效经济的瓜果作物[2]。甜瓜产业是浙江省“十三五”重点发展的特色优势产业，也是浙江省十大农业主导产业之一。浙江省甜瓜生产主要分布在东部沿海，形成了“环杭州湾—环三门湾—环乐清湾—环温州湾” 沿海甜瓜产业带，涉及嘉兴、杭州、宁波、台州、温州等5 市，占浙江甜瓜总播种面积的50%以上，产值超过10 亿，集聚效应显著[3-5]。生产中存在施肥盲目性大、劳动强度高、占用劳力多、肥料利用率低、浪费严重等问题。大水漫灌后地面较湿导致田间操作不便，而且棚内湿度迅速增大，极有利于病害的传播和发生，易造成土壤透气性差、地温低、易积苗、返苗慢、湿度大，同时费水、费肥、费工。水肥药气一体化技术是一项新的种植管理技术，将水、肥、农药、氧气融合在一起，综合对植物进行管理，一些科研单位在进行尝试性应用，预计将逐步发展为主流灌溉模式。目前，简易水肥一体化技术与传统灌溉施肥相比具有投资少、适应性广、设备维护简单、对肥料的要求较低等特点，在生产中应用较为普遍。在前期甜瓜生长发育特性、施肥方案等研究基础上，本文作者根据开展的相关试验[6-7]和多年的种植经验，总结出南方地区设施甜瓜水肥药气一体化栽培技术，以期为生产实践提供借鉴参考。

1 甜瓜需水和需肥特性

1.1 甜瓜需水特性

甜瓜不同生育期对土壤水分的要求是不同的，其对水分的吸收规律是发芽期高，幼苗期低，伸蔓期和开花坐果期逐步增加，果实膨大期快速增加，此时需水量达到峰值，到转色成熟期急剧回落。在整个生育期内，果实膨大期为需水高峰期，也称为需水敏感期。幼苗期适宜土壤湿度为65%～70%，伸蔓期为70%～80%，开花坐果期为50%～60%，果实膨大期为80%～85%，结果后期为55%～60%。甜瓜对空气相对湿度要求低，以50%～70%为宜。在栽培过程中，应当根据不同的气候、土壤和植株的不同发育时期及生长状况，进行适时、适量的灌溉。

1.2 甜瓜需肥特性

甜瓜整个生育期需氮、磷、钾肥比例约为2∶1∶3，钾肥最多，氮肥次之，磷肥最少。甜瓜苗期、伸蔓期需氮肥较多，开花结果期植株由营养生长逐步转向生殖生长，需磷肥逐渐增多，果实膨大期需钾肥较多[3]。甜瓜坐果前对矿质营养需求相对较少，以茎叶为营养中心，吸收缓慢，此时适量水肥能够促进植株的营养生长。坐果后对矿质营养需求加大，吸收加速，营养中心转向果实，此时水肥供应充足才能够保障甜瓜果实产量和品质的形成。氮、钾的吸收高峰在坐果后16~17 d 内（网纹甜瓜在网纹开始发生期），坐果后26～27 d（网纹甜瓜在网纹发生终止期）吸收量就急剧下降。磷、钙的吸收高峰期在坐果后26～27 d，并延续至果实成熟。不同的甜瓜品种和类型，对各种矿质元素的吸收高峰期出现的迟早有一定的差别，但对各元素的吸收规律基本是一致的。根据不同生长发育阶段养分吸收比例，掌握轻施提苗肥、巧施伸蔓肥、重施膨瓜肥的原则。

2 肥料、药剂选择

肥料要满足杂质较少、纯度较高、不产生沉淀的要求，宜选择溶解度高、溶解速度快、腐蚀性小的肥料。微生物菌剂要满足含量高、纯度高、活性好的要求，宜选择溶解度高、溶解速度快的微生物菌剂，目前菌剂产品良莠不齐，要选择正规厂家、大品牌生产的菌剂产品。药剂要满足内吸性农药、吸收率高、传导速度快、效应持久的要求，宜选择杀虫、杀菌效果较好的内吸性农药。钙镁肥在使用时与其他肥料、药剂混合易产生沉淀，宜单独使用。微生物菌剂和杀菌剂应分开使用，以免影响使用效果。

不同肥料搭配施用，应充分考虑肥料品种之间的相容性，避免相互作用产生沉淀或拮抗作用。优先选择灌溉施肥专用水溶性肥料，水溶性肥料需符合HG/T 4365-2012 标准，包括水溶性复合肥、水溶性微量元素肥、含氨基酸类水溶性肥料、含腐殖酸类水溶性肥料等。在甜瓜栽培中，铵态氮肥比硝态氮肥肥效差，且铵态氮会影响含糖量，因此生产中应尽量选用硝态氮肥。液态肥可以不搅拌，固态的肥料需要搅拌成液肥，灌溉前要将水肥溶解液中的有机沉淀物过滤出去，以免引起灌溉系统的堵塞。补充磷素一般采用磷酸二氢钾等可溶性肥料作追肥。追肥补充微量元素肥料，一般不能与磷素追肥同时使用，以免形成不溶性磷酸盐沉淀，堵塞滴头或喷头。甜瓜施肥忌氯，因此不能使用含氯可溶性肥料，还要注意防止氨气产生的气害。

3 水肥药气一体化管理运筹方案

施肥时既要从整个生育期来考虑，又要注意施肥的关键时期，基肥与追肥相结合。播种或定植时施入基肥，果实膨大期及时追肥。整地做畦时，宜施用含氮、磷、钾丰富的有机肥、硫酸钾型三元复合肥；伸蔓期，宜追施含氮量高的大量元素水溶肥；果实膨大期，宜追施含钾量高的大量元素水溶肥。需要注意的是在果实膨大后不再施用速效氮肥或高氮的三元复合肥，以免降低含糖量。根据土壤水分、肥力状况，以及甜瓜不同生育阶段、不同生长季节的需水和需肥特点，按照平衡施肥的原则，调节滴灌、追肥水量和次数，使甜瓜不同生育阶段获得最佳需水、需肥量。

整地覆膜前浇透底水，用水量为18～20 m3/亩，灌水方式为沟灌，基肥施用量：谷乐丰高浓聚谷氨酸特种有机肥（N+P2O5+K2O≥5%，有机质≥45%，聚谷氨酸≥880 mg/kg，枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌≥2 亿/g）100 kg、硫酸钾型复合肥20 kg、过磷酸钙30 kg。定植：滴灌1 次，用水量为2～3 m3/亩，施灌根宝（有效活菌数≥10 亿/g，为枯草芽孢杆菌、粉红粘帚霉）400 倍液，同时打开补气装置。伸蔓期：滴灌1 次，用水量为3～4 m3/亩，施复合微生物菌剂 （有效活菌数≥50 亿/mL，为枯草芽孢杆菌、粉红粘帚霉）300 倍液、艾可收（20∶20∶20+TE）2 kg/亩，同时打开补气装置。花期：滴灌1 次，用水量为3～4 m3/亩，随滴灌施药，每亩施25%阿米西达悬浮剂200 mL+70%锐胜噻虫嗪可分散粉剂100 g，同时打开补气装置。花期：滴灌1 次，用水量为3～4 m3/亩，施美上美钙镁肥（Ca+Mg≥10.0%）5 kg/亩，美上美钙镁肥单独施用，同时打开补气装置。果实膨大初期：滴灌1 次，用水量为7～8 m3/亩，施艾可收（15∶6∶35+TE）10 kg/亩、冠菌灵（有效活菌数≥10 亿/g，为枯草芽孢杆菌、粉红粘帚霉）300 倍液，同时打开补气装置。果实膨大中期：滴灌1 次，用水量为3～4 m3/亩，施艾可收（15∶6∶35+TE）5 kg/亩、冠菌灵（有效活菌数≥10 亿/g，为枯草芽孢杆菌、粉红粘帚霉）300 倍液，同时打开补气装置（附表）。采收前10 d，为防止裂瓜、烂瓜、提高甜瓜甜度，停止灌水。灌根宝、复合微生物菌剂、冠菌灵由中国农业科学院和北京启高生物科技有限公司生产，艾可收、美上美钙镁肥由上海永通生态工程股份有限公司生产，阿米西达悬浮剂、锐胜噻虫嗪可分散粉剂由先正达作物保护有限公司生产，可以选用成分、功能相近的农药和化肥进行替代。

4 水肥药气一体机操作

新型水肥药气一体化智能灌溉设备由宁波财经学院张育斌教授研制，设备主要由微纳米气泡增氧装置及水气灌溉装置两部分组成，智能控制系统主要包括微纳米气泡增氧模块、水气灌溉决策系统、水气灌溉控制系统及远程监测控制模块。微纳米气泡增氧模块通过气体发生装置，可将空气颗粒高速切割形成微纳米气体，对灌溉水进行曝气处理，形成微纳米气泡水，使水从低氧状态（1.8 mg/L）达到饱和状态（8.2 mg/L）。水肥药气一体机的操作程序是首先接通电源，打开机器，出现操作界面；然后启动水泵，用清水湿润系统； 接着在操作界面依次点击启动施肥泵、肥桶、药桶、气桶、搅拌机，机器启动后即可自动将肥、药、气注入水中，滴灌到土壤。在操作完成后，继续用清水进行滴灌，以清洁管道，避免肥料在系统管网中残留引起的肥料堆积和微生物滋生，进而造成灌溉系统堵塞，无法正常运转。

附表 甜瓜水肥药气一体化管理运筹方案

5 经济效益分析

甜瓜水肥药气一体化灌溉施肥设备每亩投入80 000 元，按使用15 年计，年投入5 333 元。应用甜瓜水肥药气一体化技术后，瓜苗根系变密、叶片肥厚，甜瓜产量和品质提高。按照平均亩产量约2 300 kg计，由于品质提高，销售价格约高1 元/kg，每亩可增加收益2 300 元； 较常规栽培方法平均每亩增产约300 kg，可溶性糖含量提高1%～3%，以甜瓜价格8 元/kg 计，每亩可增收2 400 元； 肥料成本增加135 元，水肥管理可节省3.3 个人工，按照150 元/工的价格，可节省495 元，累计节本360 元；减少用药3 次，农药成本减少300 元，农药管理可节省2.7 个人工，可节省405 元，累计节本705 元。应用水肥药气一体化技术累计节本增效432 元。每亩减少20 m3水量，减少化肥20 kg，减少农药使用3 次，节水率达到40%、节肥率达到35%、节药率达到30%。应用该技术每亩累计节本增效705 元，经济效益显著。