有机紫薯水肥一体化栽培技术

李友丽+郭文忠+马丽+王湛+杨子强+贾冬冬

寧夏吴忠市利通区孙家滩开发区位于宁夏中部，属温带大陆性干旱半干旱气候，光热资源丰富、昼夜温差大，年日照时数3000 h以上，全年太阳辐射高达700 kJ/m2，年平均气温8.8℃，无霜期170天左右，年平均降水量193 mm，年蒸发量约2013 mm[1]。孙家滩开发区距离市区约55 km，周边1 km内没有工矿区、工业污染源和生活垃圾填埋场等可能影响生产环境的污染源，具有得天独厚的自然优势，吸引了广东、中国香港等涉农企业来此建设有机蔬菜基地。其中，吴忠市天禾农牧开发服务有限公司在孙家滩建立有机蔬菜生产基地2000亩（133.3 hm2），孙家滩开发区种畜场供港有机果蔬基地也成为宁夏首家国家有机食品生产基地。但是，该地区水资源相对匮乏，劳动力相对较少，迫切需要引进节水、省力的先进灌溉设备与技术。2016年，北京农业智能装备技术研究中心在孙家滩现代农业示范园区安装了有机水肥一体化智能装备，在紫薯生产中示范了有机水肥一体化技术和配套管理，实现了水肥的自动化、高效化管理；并制备出有机液肥，适时适量地为紫薯生长提供养分，使紫薯产量达1733.59 kg/667m2。

栽培概况

品种选择

紫薯栽培品种‘凌紫，属早熟性品种，叶色深绿，顶三叶紫红，叶心脏形，浅裂单缺刻，叶柄叶脉全绿色；薯形长纺锥形，薯皮光滑，紫黑光亮，薯肉深紫色；单株结薯4～6块，每667 m2产量达1500～2500 kg。

培育壮苗

培育无毒健壮的薯苗是紫薯有机栽培生产的关键技术之一。3月下旬，选择避风向阳、土壤肥沃的地块，搭建拱棚（大小根据苗床面积定），覆盖棚膜，以提高地温；4月初，建造苗床，每667 m2备足3 m2苗床（苗床的长×宽=3 m×

1 m），深15～20 cm，在床底铺1层腐熟有机肥浇水盖土。选择100～250 g无病虫的薯块，以3 cm间隔排种，然后覆盖2～3 cm厚细土，浇粪水（40 kg/m2），再盖上地膜（可再加小拱棚保温）。当薯块出苗60%以上时，揭掉地膜；出苗后保持温度在25～30℃，苗床见干见湿，气温高时需注意通风。在具有6个展开叶、薯苗高15～25 cm时，及时剪苗，用于栽插。剪苗时一般需离苗床3 cm以上，留2～3片叶以利再生。

整地做畦

翻地前，先清理前茬残留垃圾，如破碎地膜等。深翻土壤30 cm左右，再均匀撒施基肥（充分腐熟的羊粪3000 kg/667m2），再次深翻使肥和土壤均匀混合。南北向做大垄，垄距为120 cm，垄高30 cm。

定植

定植前，垄上铺置双行滴灌带，覆盖地膜提高地温。于5月上中旬栽插，选择健壮、顶三叶齐平、节间粗短、无气生根、无病害的薯苗，双行定植，定植密度为4000株/667m2。采用水平栽插法，薯苗栽插入土壤5～7 cm深，保持薯苗直立，栽后拍（踩）实，让根与土壤紧密接触，浇足定植水。

田间管理

完成定植后，及时查苗补苗，确保苗齐、苗全。生长前期，及时除草。茎叶封垄后，为抑制茎蔓生根、茎叶生长过旺，需适当提蔓2～3次，控制营养生长，使养分向块根转移，存进块根迅速膨大。提蔓时，要轻提轻放，尽量减少茎叶损伤。生长后期，注意防止茎叶早衰，如长势较旺，需适当减去部分茎蔓，改善通风透光条件。全生育期应加强肥水管理，即先追施N含量相对较高的有机液肥促植株生长，在合理追施高N、高P、高K有机液肥确保植株长势和结薯、膨大。

水肥一体化管理

有机水肥一体化是针对有机肥的机械化、自动化制备与施用，有机生产中水肥精细化、自动化管理而提出，是以常规生产中的水肥一体化技术为基础，将微生物好氧发酵制备出浓度较高、稳定性较好的高N、高P、高K有机液肥，在系统控制下根据作物养分需求规律进行配比混合、稀释，并基于灌溉策略借助微灌系统均匀、适时、适量地输送至作物根际的一种有机栽培水肥一体化管理技术。该项技术是一项集有机液肥制备、有机营养液调配与灌溉为一体的水肥高效管理技术[2]。

在孙家滩现代农业示范园区的水源控制室安装了有机水肥一体化智能装备（北京农业智能装备技术研究中心自主研发）（图1），通过电磁阀、流量计和PVC主管道将装备与紫薯地的田间滴灌系统连接，在有机水肥一体化智能装备与中央控制系统管控下，制备有机营养液、配制与灌溉营养液，实现了紫薯有机栽培的水肥一体化，将水分和养分适时适量地输送给作物，确保紫薯在各生育期的水肥需求，并提高了水肥利用率，大幅降低了人力投入。

有机水肥一体化中央管控系统

有机水肥一体化控制系统由发酵子系统、储液子系统、配液子系统及灌溉子系统四部分组成，每部分彼此独立又相互协同，共同实现对作物（紫薯）水肥的自动管控。发酵子系统自动启动或停止供氧气泵和循环阀门（图2）。储液子系统采用阈值判别法，通过首先检测储液罐中营养液液位，决策出液阀、抽液泵的开闭，将发酵液原液抽至对应储液桶中。配液子系统负责灌溉营养液配制，即根据作物当前生育期对养分需求的特点，采用PID算法，自动调控吸肥电磁阀与清水电磁阀开闭，实时调控电导率至目标值，配置浓度适宜的灌溉营养液。灌溉子系统（图3）主要管控水肥何时供应和供应量，系统根据用户交互的定植日期及灌溉决策（基于土壤含水量变化），控制灌溉水泵、田间电磁阀等开闭，自动执行灌溉流程。

灌溉方式与灌溉系统

该有机水肥一体化智能装备的有机发酵系统配有多级过滤系统，制备的有机营养液符合微灌系统要求（120目），可采用滴灌、微喷等灌溉系统进行灌溉。在紫薯有机栽培中，结合大垄栽培方式，选择滴灌灌溉方式。在紫薯地北端，沿东西方向铺设40PE管道，一端通过流量计、电磁阀与装备出水口连接，另一端接配套堵头，拉直并固定好。铺膜前，对应栽培垄位置，每垄上放置2根滴灌带，用旁通将支管滴灌带与主管道连接，每条滴灌带末端配上堵头（或打结），并进行固定（图4）。

营养液灌溉管理

选择富含N、P或K的秸秆、豆粕、米糠、骨粉、草木灰等农业有机物料，鸡粪、牛粪或羊粪等腐熟禽畜粪便，及磷矿粉、钾矿粉等可做有机肥源的矿物粉，按比例添加微生物菌剂、黑糖，与清水混合（物水比为1：10），在发酵系统中进行20天左右的好氧发酵，得到有机液肥。在中央控制系统的人机友好交互界面输入紫薯定植日期，灌溉液浓度参数值（EC），各生育期土壤含水量范围，及启动灌溉时间（如8：00）。紫薯地栽培垄10～15 cm土层埋设了土壤水分传感器，实时监测土壤含水量变化，用于决策灌溉。每天设定启动灌溉时间点8：00，系统分析土壤水分传感器数据，当土壤含水量低于设定下限（田间持水量75%）时，启动系统，配制营养液，进行灌溉，当本次灌溉量大于等于计算灌溉量时，自动结束灌溉。

病虫害防治

该地区栽培紫薯，病虫害相对较少，但仍需要做好病虫害防控措施，积极采用物理、生物防治为主的综合防控措施，确保紫薯有机栽培的产量和品质。搭建网棚，覆盖银色40目防虫网（图5），将部分虫源拦挡在棚外；在紫薯地插挂黄、蓝诱虫板，布置诱虫灯，放诱虫盆，利用昆虫对颜色、灯光和性激素的趋性，监测并诱杀害虫。培育壮苗，加强水肥管理，及时发现病害并立即处理病株，有效控制病虫害发生。

采收

有机紫薯的栽培管理精细、水肥供应充足及有效防控了病虫害发生，确保了紫薯植株长势和产量形成（图6）。紫薯块根是无性营养体，没有明显的成熟期，在该地区一般是10月上中旬采收。选择晴天上午湿度较低时，抓紧进行采收，产量可达到1733.59 kg/667 m2。同时，采收时一定轻挖、轻装、轻运、轻卸，防止损伤、破损表皮。入窖存放前，剔除破皮、断伤、带病等薯块，否则易在贮存期间感染病害，导致腐烂。

参考文献

[1] 黄灵丹，卢斐，马丽，等.非耕地日光温室4种樱桃番茄初果期生长和叶绿素荧光参数及品质的比较[J].西北农业学报，2016，25（12）：1844-1850.

[2] 李银坤，郭文忠，聂铭君，等.有机栽培水肥一体化系统及方法：中国，201510106953.0[P].2016-09-28.