蔬菜、果树水肥一体化高效节水技术研究与示范_果树水肥一体化技术

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蔬菜、果树水肥一体化高效节水技术研究与示范

完成单位：土壤肥料工作站

一、来源与背景

蔬菜、果树水肥一体化高效节水技术研究与示范，来源于农业部优势农产品 重大技术推广旱作节水项目（2004-2010年）--因水调整种植业结构，设施水 肥一体化高效节水技术集成示范项目。

l、天津市水资源极缺，严重制约农业可持续发展。天津市属于重度资源型 缺水地区，区域性、季节性、水质性缺水的特点尤为突山。天津市人均本地水资 源占有量只有160 m3，仅为全国人均占有量的1/15。在整个郊区用水中，农业 用水11.22亿m3，占70%。由于供水水源严重不足，特别是遭遇连续枯水年时，会山现严重的缺水，农业灌溉用水和生态环境用水没有保障，供需矛盾十分突出。天津市春季干旱少雨，冬季少雪，旱灾时有发生，春旱较严重。水资源紧缺成为 天津市农业发展的瓶颈，发展节水型高效农业是天津市农业可持续发展的必由之 路。

2、蔬菜果树作物水肥投入粗放，导致水肥投入成本高。蔬菜果树种植，水

肥投入还比较粗放，主要是过量灌溉和大量施肥的水肥管理种植模式。灌溉方而： 普遍采用畦灌和管灌方式，其中蔬菜，一个生育期内灌水3-8次，单次灌水量 40-55 m3/667m2，总灌水量140-440 m3/667m2，远超出蔬菜作物需水要求，果园 灌溉一般大水漫灌2-4次，每次灌水量约80 m3/667m2左右，亩总灌水量160-320 m3/667m2。施肥方而：多采取一水一肥，冲施、撒施方式为主，一方面施肥量普 遍偏高，且呈只增不减趋势；另一方而基肥追肥比例不合理，底肥依赖复合肥； 追肥量几乎都偏高，肥料品种过于单一，主要是氮肥偏多、钾肥偏少。

3、研究示范推广水肥一体化技术是天津市蔬菜果树种植可持续发展的迫切 需求。2008年，市委、市政府提出了天津市设施农业“4412”总体目标，大力 发展都市型现代设施农业。截至2010年底全市蔬菜种植面积达160万亩，总产 达506万吨，全市设施蔬菜基地面积60万亩大量新建改施农业丞需质量提升，而质量提升工程中最主要的技术之一就是水肥一体化技术。

二、项目关键成果及其取得方式

该项目在实施中，主要开展了水肥一体化灌溉施肥制度研究、土壤测墒灌溉 研究、盐渍化土壤因盐灌溉研究、微灌与施肥设施的集成及水肥一体化技术体系 研究等等。形成了如下关键成果：

1、开展了微灌条件下的盐渍化土壤水盐运动规律研究，提出了微灌与畦灌 相结合的水肥一体化控盐方法，建立了适合盐渍化土壤的“滴灌十畦灌十测墒灌溉 十地膜覆盖”技术模式。

2、开展了蔬菜和果树微灌模式的灌溉制度和施肥制度的研究，编制了水肥 一体化技术规程，建立了主要蔬菜果树灌溉施肥制度、总结了不同时期设施蔬菜 灌溉施肥制度差异。

3、开展了测墒定额灌溉研究，建立了墒情临测点，提出了适宜灌溉的土壤 水势起点、灌溉水量、灌溉频率，开发了适于小农户分散经营的自动灌溉系统，建立测墒灌溉方法和指标摸索土壤水势变化规律。

4、开展了微灌与施肥设施的集成配套技术研究，提出了适宜天津市高含砂 量水源过滤组合，不同种植模式下灌溉与施肥设备设计方案，改造和创新了过滤 设备，解决了过滤不彻底而引起的灌水器堵塞问题。

5、在蔬菜、果树上进行了大量的示范试验，水肥一体化技术生产应用效果 真实显著，初步评价了水肥一体化技术的水分与肥料利用效果。

6、开展了植株营养诊断与氮肥施用技术研究，通过测定植株硝态氮含量，确定作物氮素营养水平，及时调整氮肥的施用量，初步确立了植株氮素诊断技术 指标，为氮素控制提供依据。

三、先进性

水和肥是两大重要物质元素，它的投入和利用情况直接影响着农产品的产 量、品质和生产效益，并且直接或间接的影响着生态环境。该项目通过微灌、品 种、灌溉、施肥和栽培管理等技术集成优化，建立了微灌技术应用条件下的水肥 协调管理技术体系，让农户掌握和应用水肥一体化技术，提高农作物产量和品质，促进农民增收，全面提高水肥及灌溉设备利用效率。在确定灌水制度的基础上，研究出少量多次灌水和施肥的技术，实现了水肥统筹应用，明显减少了蔬菜、果 树灌水量，提高灌溉水的利用效率；节省肥料施用量，提高肥料利用率；降低劳 动强度，节省人工；改善品质、提高产量和生产效益。

四、创新点

l、首次摸清了天津市设施蔬菜、果树的灌溉施肥现状，为制定合理的灌溉 施肥制度奠定基础。调查显示，天津蔬菜果树的水肥投入比较粗放，过量灌溉和 过量施肥的水肥管理种植模式相当普遍。一是农民引用了粮食作物的地而漫灌模 式，二是由于经济作物产量高，农民舍得投入肥料。摸清了传统的地面灌溉方式 水量大，水土流失严重，蔬菜、果树施肥量偏高的主要原因是施肥方法，由于多 采取一水一肥的施肥方式为主，大量肥料随水流火，是造成肥料利用率低的主要 原因。同时，摸清了农民施基肥不同的习惯方式。

2、研究了天津市辣椒、甜瓜、葡萄和冬枣需水需肥规律，建立了微灌施肥 制度，集成了天津市主要蔬菜果树水肥一体化技术体系。研究了蔬菜、果树不同 生育期的土壤水势变化规律，发现了不同种植时期(茬口)设施蔬菜灌溉施肥制 度的差异，通过测定蔬菜硝酸盐含量，确定了蔬菜植株氮素营养诊断指标和推荐 施肥量，将微灌施肥与品种、栽培、节水设施有机结合，建立了符合天津市土壤 和水资源条件下的不同区域、不同作物的微灌施肥制度，初步建立了天津市主要 蔬菜果树水肥一体化技术体系。

3、研究了盐渍化土壤微灌条件下的水盐运移规律，创立了适合天津滨海盐 渍化土壤的“滴灌十畦灌（压盐）十测墒灌溉+地膜覆盖”的水肥一体化技术模式。研究发现，畦灌与滴灌结合的灌溉施肥制度，一方而通过畦灌可以有效解决有机 肥分解和冬季土壤供水问题，另一方而滴灌可显著降低根系周边的土壤可溶性含 盐量，为作物主根系创造一个良好的水盐环境，符合天津市的土壤特点和种植管 理要求，也便于农民接受。

4、集成创新了有效地过滤设备组合，解决了含沙量大的水源过滤不彻底造 成的灌水器堵塞问题。研究发现，天津市大港区太平镇过去废弃的冬枣滴灌系统 主要是由于井水含沙量高，一般离心过滤器十网式过滤器的配置不能满足需要，经过反复实验，研究提出了一级过滤系统，一级过滤由离心过滤器、网式过滤器 与10 m3氧化沉淀水罐组成，二级过滤是在每个轮灌区再增加一个120 目网式过 滤器，有效解决了过滤不彻底造成灌水器堵塞的问题。

5、利用张力计电磁负压开关，开发了适宜小规模分散经营农户的测墒自动 灌溉系统。研究发现，实现自动控制的关键是电磁阀启动参数的设置。产品推荐 的电了张力计开关点为-0.25bar，这个改置值过于偏低，不能够启动电磁阀进行 灌溉，研究认为张力计开关点改置数值为-0.18bar左右比较合理，建立了不同 作物灌水指标体系，解决了自动灌溉系统的启动问题。

五、成熟程度适用范围

水肥一体化技术经过多年的示范研究应用，已经在管理好、设施全的改施蔬 菜园区和果园普遍应用了该项技术，逐步成为主要的效果稳定、模式成熟的农业 技术；结合示范项目实施，逐步建立了在分散种植、小农户管理条件下水肥一体 化技术小范和推广机制，并取得了显著成效。天津市大多是只有1个或儿个大棚、几亩果园的小农户，种植分散，作物品种不统一，微灌设备也多种多样。应用作 物覆盖了黄瓜、番艄、辣椒、笳了、豇豆、甜瓜、青萝卜、菜花等蔬菜和冬枣、葡萄和桃等果树。因此，研究与示范过程中，针对不同条什、不同种植规模，重 点研究了在小农户管理条件下的水肥一体化技术，编制了通俗易懂、操作性强的 科普读物和技术明白纸，受到农民欢迎，使天津市的水肥一体化技术更适于目前 条件下推广应用，应用而积在短短的几年内得到迅速发展，并取得显著成效。

六、应用情况

已分别在静海县、宝坻区、武清区、西青区、宁河县、北辰区、汉沽区、大 港区、津南区、蓟县等10个区县21个乡镇建立了核心示范区28个，建立水肥 一体化技术核心示范片11450亩，其中蔬菜6000亩，果树5450万亩，辐射推广 50000亩，其中蔬菜辐射推广38000亩；果树辐射推广12000亩。通过项日实施，在黄瓜、番笳、辣椒、茄了、豇豆、甜瓜、青萝卜、菜花等蔬菜和冬枣、葡萄和 桃等果树上进行了应用示范。

七、效益

1、通过示范应用水肥一体化技术，蔬菜平均每亩省水90m3，节水36.5%，核心区6000亩蔬菜当季节水合计54 2万m3，亩平均省肥16.2kg，节肥11.7%，增加蔬菜产量509kg，增产l2To，节本增效1138元；果树平均每亩省水l66rr13，节水44.7%，核心区5450亩果树当季节水合计90.4万m3，亩平均省肥28.4kg，节肥39.9%，增产7 8%，增加果品l05kg，节本增效934元。

2、应用水肥一体化技术，节水、节肥、省工、增产、增效的综合效果农民 十分认可，项目区蔬菜效益454万元，果树效益328万元，科研成果已获经济效 益782万元。项目完成后农民将继续应用该技术，并将扩大规模，预计今后3 年蔬菜、果树推广而积分别可达到l2万亩、9万亩。

3、年经济效益。年经济效益1375.8万元，即在经济效益计算年限内，每年 为社会创造1375.8万元。科研投资年均纯收益率为1.19。

八、发展前景

l、潜在的生产需求巨大。日前，天津市蔬菜播种面积160万亩，改施蔬菜 面积60万亩，果树种植面积49万亩，而当前水肥一体化应用面积却不足5万亩。实际上，本市适于应用水肥一体化技术的农作物，蔬菜、果树等作物面积更大，水肥一体化技术潜在需求前景巨大。

2、现代农业发展的主旋律要求。水肥一体化技术符合“高产、优质、高效、生态、安个”的现代农业发展主旋律要求，加大技术推广是建改“资源节约和环 境友好型”农业的切入点，是转变农业生产方式关键的技术措施。根据应用效果 显示，水肥一体化技术使单位面积灌水、肥料施用量都大幅减少，同时使农作物 产量增加，品质明显得到改善，实现农民增收和提高产品市场竞争力。水肥一体 化技术的应用可以提高农业水资源生产效益，同时会大幅降低肥料施用量，有效 降低因过量施肥对地下水的面源污染。

3、标准化生产体系发展的要求。水肥一体化技术是蔬菜、瓜果等经济作物 生产中非常重要的技术体系，具有管理模式化、技术标准化、农产品质量优质率 高和商品化程度高的特点，为农产品参与市场竞争、建立优质优价的市场价格体 系和产品销售体系提供技术基础。

“十二五”本市将全而启动实施种植业设施提升工程，在全市二代节能温室 以上设施农业推广应用水肥一体化技术。水肥一体化技术将进入一个研究、生产、推广并进发展的黄金时代期，前景十分广阔。有理由相信，水肥一体化技术将作 为天津市都市农业未来发展重要的支撑技术得以广泛地应用。