设施草莓滴灌施肥田间工程设计及技术要点

周浩 陈斌 丁华萍 钱钧 仲崇平 吉训凤 沙捷亚

灌溉施肥技术具有节水节肥、保护环境、提高作物产量和品质等优点[1]，广泛应用于设施园艺生产。草莓是江苏海安县冬春季主要水果作物，主要采用棚式、垄式栽培结合微喷灌技术。压差式施肥罐、微喷灌系统具有灌溉速度快、用工少、成本低等优点，深受当地种植大户喜爱，但存在易产生田间积水和肥液浓度不均衡等缺点。目前，与草莓栽培配套的滴灌系统的设计、设备选择、工程安装方面的研究较为简单，对实际生产指导意义不大[2～5]。2013年，浙江海安县农林技术服务推广公司以设施草莓水肥一体化田间试验为依托，在大公镇姜桥村崔益俊设施草莓园进行施肥器的筛选、田间管路的布设及实际操作试验，旨在为基层农技人员提供生产指导。

1 试验装置及控制方法

滴灌系统由首部枢纽和田间管路组成。首部枢纽包括水泵、施肥装置、过滤器、控制装置（阀门）、测量装置（水表、压力表）和保护装置（单向阀）等（图1）。田间管路包括滴灌带和控制装置等。系统采用手动控制的操作方法，未安装自动化设备，水泵、阀门的启闭等操作均由人工完成，满足试验分区、分期精确定量灌溉施肥的要求。

图1 首部枢纽工程设计

2 关键设备的选型及安装

2.1 施肥器的选择与安装

目前常见施肥器有压差式施肥罐、文丘里施肥器、水力驱动比例式施肥泵[6]，其中，压差式施肥罐属总量控制施肥，作业时肥液浓度不断降低，难以实现精量控制。文丘里施肥器对工作压力要求高，首部工作压力较小时，易出现不吸肥甚至倒吸现象[1]。水力驱动比例式施肥泵施肥精度高、稳定、易控制[7]，适于精确施肥。本试验选用以色列产MixRite 2504自动比例式施肥泵，属水力驱动比例式施肥器，其工作原理是在水力驱动下，直接从肥料容器中提取所需肥液，同时在比例泵腔体内混合，为植物生长提供合适比例的养分，该施肥器核定比例0.4%～4%，可按照试验要求调控施肥浓度。施肥泵前后均安装过滤器，拦截自来水及肥液中的杂质，防止堵塞滴孔。

2.2 水源的选择及计量控制

试验地紧靠居民区，考虑取水便利及水质等因素，选择自来水作水源，采用DN15 PPR管与自来水管路连接。用DN15旋翼式水表控制灌水量。因试验地地处自来水管网末梢，水压不稳，综合分析滴孔工作流量、工作压力及施肥、过滤设备的水头损失等因素，选择扬程10 m、流量720 L/h的水泵，在水压较低时段进行加压。配套使用量程0～0.6 MPa的压力表（施肥泵正常工作水压为0.02～0.6 MPa），监测管网水压，防止水压过大导致滴灌带爆裂。安装DN15单向阀，防止肥液反向流动污染水源。

实际生产过程中，建议以河水、井水等为水源，配套水池或水箱蓄水，充分保证水压稳定，有条件的可安装减压阀、电接点压力表等控制水压，也可配套安装恒压变频器稳定水压。

2.3 滴灌带的选择及分区控制

试验地土壤类型为潴育型水稻土，质地重壤土，参考重壤土的土壤水分运动规律[8]，选择与比例式施肥泵匹配的内镶贴片式滴灌带，管径16 mm、单孔流量2.7 L/h、滴头间距20 cm、壁厚0.3 mm。试验采用三膜覆盖、垄式栽培方式，每垄双行，滴灌带铺设在2行草莓之间，采用滴灌带旁通阀将每条滴灌带分别与支管连接，分区启闭阀门，分别滴灌施肥。

3 技术要点

3.1 施肥比例调试

根据试验所需的水量及施肥量等确定施肥比例（即吸入肥液与入水口水量的比值），上下转动调节施肥泵上的刻度达到预设值。初次使用时，盛一定体积的清水于容器内，并设定不同施肥比例，通过水表读取入水口水量，数次校核施肥泵比例。施肥泵启动之初，需要按下顶部的排气阀进行排气，直到有少量水从排气阀溢出，再迅速关上排气阀。

3.2 输水压力调控

系统运行之初，观察压力表，把水压控制在0.10～0.15 MPa（此滴灌带最大工作压力为0.15 MPa）。如无压力表，观察滴灌带，若滴灌带近似圆形，水声不大，则压力合适；若滴灌带绷得太紧，水声过大，说明压力偏大，调整阀门，或开启田间水龙头泄压。

3.3 灌水量的调控

根据草莓肥水需求规律、栽培方式、滴灌施肥的特点等，确定全生育期灌水定额、施肥总量及各生育期施肥比例。实际操作时，还需综合考虑日照、降水量、温湿度、苗情等，确定每次灌水量。实践证明，草莓定植醒棵前，每天滴灌以不产生田间径流为原则，保证草莓正常活棵。草莓正常生长后，用水量减少。本试验条件下，草莓全生育期滴灌水量为2 175 m3/hm2，其中醒棵前每次90 m3/hm2，前期每次70.5 m3/hm2，中后期每次 48 m3/hm2。

3.4 肥料种类的选择

适合滴灌施肥的肥料需要满足溶解度高、杂质含量低、不会引起灌溉水pH值剧烈变化、对灌溉系统腐蚀性小及多种肥料溶解混合后不发生化学反应产生沉淀等要求[9]。本试验以研究草莓氮、磷、钾肥适宜用量为目的，使用的都为化学肥料，主要有尿素、硫酸钾、磷酸二氢钾、硫酸锌等。

3.5 其他

定期清洗施肥泵内零件，检查记录活塞及密封圈。定期打开过滤器排污，清洗滤网。冬季大棚外的管道需埋于冻土层以下或进行保温处理，防止冻坏水管，且每次灌溉施肥后，放空管中余水，避免结冻。

[1]李敬德，刘雪峰.设施农业微灌施肥系统选型配套研究[J].北京水务，2011（1）：34-37.

[2]王健，张建青.设施草莓滴灌施肥技术的效果研究[J].中国土壤与肥料，2008（1）：78-79.

[3]黄玲娟.草莓种植大户高产栽培经验总结[J].上海农业科技，2002（5）：51-52.

[4]陈素娟，陈国元，袁卫明，等.大棚草莓膜下滴灌栽培技术规范[J].北方园艺，2013（16）：50-52.

[5]袁云，范宝光，王红梅，等.设施草莓栽培技术[J].中国农业信息，2014（19）：38-39.

[6]韩启彪，吴文勇，刘洪禄，等.三种水力驱动比例式施肥泵吸肥性能试验[J].农业工程学报，2010，26（2）：43-47.

[7]李久生，张建君，薛克宗.滴灌施肥灌溉原理与应用[M].北京：中国农业科学技术出版社，2003.

[8]刘大江，马玉祥，段晓研，等.大田滴灌工程设计主要参数选择[J].甘肃农业，2006（4）：113.

[9]赵静峰，李艳霞，权明伟.水肥一体化应用技术要点剖析[J].科技向导，2012（8）：308.