设施草莓智能化精准水肥一体化技术应用效果浅析

郑育锁，张 滈，张文霞，刘亚全，韩 旭，张 颖

（1.天津市土壤肥料工作站，天津 300061；2.天津市津南区土壤肥料站，天津 300350）

草莓智能化精准水肥一体化技术是在草莓种植过程中将营养液的自动调配和灌溉有机结合的一项现代农业技术。营养液调配的准确性影响作物的营养成分供应，灌溉量影响作物水分的供应，精确控制施肥量、灌溉量和灌溉施肥时间，不但可以有效提高作物的品质、产量，而且可以提高水肥资源利用率，节约资源、减少环境污染。目前在各类温室栽培中，自动灌溉施肥应用需求越来越多。但是由于智能化灌溉施肥机的使用对技术人员要求高、灌溉施肥制度等技术参数设置困难，导致种植户对智能化精准水肥一体化技术应用比较困难，应用效果不清楚。为此，通过智能化精准水肥一体化技术模式与传统沟灌冲施肥和膜下滴灌注肥泵模式示范应用比较，初步分析了其在节水、省肥、省工、增产、节本增效方面情况，为种植户在设施草莓上应用智能化灌溉施肥机提供依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

1.1.1 基本情况 试验于2015 年9 月4 日至2016年5月25 日，在天津市津南区小站镇北湖村隆申草莓专业种植合作社日光温室进行，棚室种植面积为78 m×6 m。土壤为重壤盐化潮土。土壤情况见表1。

表1 试验地土壤基本情况

1.1.2 试验材料 草莓品种为津韵1号，每667 m2定植9 000株，起垄种植，每垄种植两行，垄距62.5 cm，垄宽40～50 cm，垄沟宽30～40 cm，垄高20～25 cm，种植行距20 cm，株距25 cm。试验用肥料：草莓苗移栽前, 整地时施牛粪7m3·（667 m2）-1，猪粪 7 m3·（667 m2）-1，配合每667 m2施过磷酸钙50 kg，均匀撒施耕翻。追肥主要有3种配比水溶肥料（20-20-20，19-8-27，16-8-32）。

1.1.3 灌溉施肥设备 定植前整地、施底肥、做畦后，定植后东西向铺设3条微喷带，用于缓苗灌溉；缓苗后撤掉微喷带，沿走道垂直栽培垄东西向铺设支管，管径为32 mm，沿每个栽培垄在两行草莓苗中间南北方向铺设1条滴灌带，滴头间距20 cm，管径为8 mm，滴头流量1.6 L。首部施肥设备：膜下滴灌注肥泵注肥处理为两个1 m3储水桶，配备高扬程低流量注肥泵。膜下滴灌智能灌溉施肥处理为一套PLC智能灌溉施肥机，包含3 路营养液、1路酸液的智能灌溉施肥机，在管路上集合EC/pH 传感器，通过智能控制系统控制文丘里吸肥器和灌溉泵，能实现不同营养液浓度、不同灌溉模式的自动控制。灌溉水源为井水。

1.2 试验设计

试验设有3个处理。

处理1：沟灌冲施肥

处理2：膜下滴灌注肥泵注肥

处理3：膜下滴灌智能灌溉施肥

3个处理分别设在3个同样条件的棚室中，除了缓苗后追肥灌溉施肥方式、灌溉施肥制度有差异外，种苗、底肥、定植时间、灌水时间、植保栽培管理措施等情况都一致。

灌溉施肥方案设计是根据草莓的需水、需肥特点，结合各处理模式灌溉施肥方式，按照目标产量方法，进行灌溉、施肥量的计算，滴灌方式坚持少量多次原则，施肥制度与灌溉制度拟合，制定了各处理灌溉施肥方案，如下表2、3、4所列。3种模式所用的肥料品种、配比相同，在不同生育期推荐使用不同的肥料配比。

表2 沟灌冲施肥灌溉施肥方案

表3 膜下滴灌注肥泵注肥灌溉施肥方案

表4 膜下滴灌智能灌溉施肥灌溉施肥方案

2 结果与分析

2.1 节肥、节水效果

3个处理运用不同的灌溉施肥方式和不同的灌溉施肥方案。从表5可见，全生育期沟灌冲施肥、膜下滴灌注肥泵注肥、膜下滴灌智能灌溉施肥三种模式每667 m2灌溉量分别为314 m3，238 m3和193 m3，每667 m2施肥量分别为132.5 kg，95.5 kg和89.5 kg，处理3比处理1每667 m2节水量121 m3，节水38.5%，省肥43 kg，节肥32.4%；处理3比处理2每667 m2节水46 m3，节水18.9%，省肥6 kg，节肥6.3%。

表5 三种模式亩灌溉施肥数据汇总表

2.2 增产效果

从3个处理中随机确定3个垄进行连续产量记录统计。从表6可见，沟灌冲施肥、膜下滴灌注肥泵注肥、膜下滴灌智能灌溉施肥3种模式单垄平均产量分别为14.0 kg，15.2 kg和17.1 kg，每667 m2产量分别为1 506 kg，1 624 kg和1 828 kg。可见处理3比处理1增产量322 kg，增产21.4%，处理3比处理2增产量204 kg，增产12.6%。

表6 三种模式草莓产量结果汇总表

2.3 省工节本效果

草莓生产投入成本包括了棚租、整地起垄人工、定植人工、披叶疏花疏果人工、放风灌溉施肥人工、棚膜、地膜、种苗、电费、肥料和灌溉设备等投入。3个处理，不同的灌溉施肥方式，灌溉、施肥投入成本也不同。主要投入成本情况统计见表7。可见，处理3比处理1投入成本年增加916元，其中肥料成本减少744元，灌溉用工减少550元，电费增加210元，灌溉施肥设备增加2 000元。处理3比处理2投入成本增加890元，其中肥料成本减少240元，电费增加30元，灌溉施肥设备增加1 000元。总之，滴灌灌溉施肥设备投入占总成本比重较低。

表7 各处理每667 m2投入成本结果汇总表 （单位：元）

2.4 经济效益分析

3个处理综合考虑产量、投入成本分析，经济效益汇总分析如表8。草莓种植基地以采摘销售途径为主，草莓价格平均按照40元·kg-1计算。处理3比处理1每667 m2增收12 164元，处理3比处理2增收7 570元。

表8 各处理草莓产量结果汇总表

3 结 论

设施草莓采取滴灌施肥比沟灌冲施肥能够显著地节水、省肥，增加草莓的产量和效益。每667 m2节水量121 m3，节水38.5%，省肥43 kg，节肥32.4%，节水、节肥效果明显；增产量322 kg，增产21.4%；增收11 964元。可见水肥一体化技术对草莓节本增效效果十分显著。膜下滴灌注肥泵注肥与膜下滴灌智能灌溉施肥相比，灌溉施肥制度明显不同，其节水省肥增产增效效果也十分明显，每667 m2节水量46 m3，节水18.9%，省肥6 kg，节肥6.3%，增产量204 kg，增产12.6%；增收7 370元。

[1]朱翠英，刘利，付喜玲，等.设施无土栽培条件下草莓芳香物质和营养品质的研究[J].天津农业科学，2015,21（12）：1-7.

[2]邓永卓，徐建坡，祁欣，等.天津设施草莓生产中存在的问题及对策[J].天津农林科技，2013（6）：33-34.