果蔬设施栽培水肥一体化体系在锦州地区的应用研究

樊严

摘要：锦州地区设施栽培中的水肥管理技术较为落后，制约果蔬产量和品质的提高。结合锦州地区的果蔬设施栽培情况，探讨水肥一体化系统的原理、特点和推广必要性，分析水肥一体化技术的推广和应用前景，为实现果蔬设施栽培自动化提供借鉴。

关键词：水肥一体化;水肥;果蔬;设施农业

中图分类号：S625.3    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2021）06-0016-02

水和肥是果蔬生长的关键因素，合理的水肥配施能促进果蔬生长发育和提高产量。锦州地区果蔬设施栽培面积较大，但温室在光、温、湿、气、水、肥控制等方面较为落后，严重制约当地果蔬产业的创新发展。结合锦州地区应用设施农业水肥一体化设备的实际情况，探讨水肥一体化系统的原理、特点和推广必要性，分析水肥一体化技术的推广和应用前景，旨在为实现锦州地区果蔬设施栽培自动化提供借鉴。

1 锦州地区推广水肥一体化的必要性

近年来，在锦州地区的设施果蔬生产中，不合理的水肥管理造成水肥利用率低、土壤次生盐渍化和酸化严重、地下水污染、果蔬产量和品质下降。同时，大量化肥的施用給土壤等环境带来严重的不利影响，成为农产品污染的主要来源之一。

虽然果蔬栽培技术研究院所与辽宁省各大科研院所、高校建立战略合作平台，但现有温室在光、温、湿、气、水、肥控制等方面较落后，严重制约技术的创新发展。部分地区如葫芦岛连山区引进设施农业水肥一体化设备，但在管控和栽培方面缺乏技术支撑，相关建设进展缓慢。部分涉农企业承接国家级果蔬水肥一体化栽培项目后，也因缺少相关技术支持举步维艰。

筛选适宜锦州乃至辽西地区的果蔬生产水肥管理体系，制定适合不同果蔬品种的水肥管理栽培标准方案，不仅能为科研项目申请奠定坚实的硬件基础，还能为农民持续增收提供技术支撑。

2 智能水肥一体化系统的工作原理

2.1工作原理

水肥一体化技术是一项现代农业设施技术，通过精确控制栽培环境中的水分和养分，为作物生长提供最优微环境条件，并实现优质高效、节能环保、节水节肥的目标。水肥一体化系统的原理见图1。

系统泵将肥水从混合罐泵至灌溉区作物，一小部分肥水经分支回流。在分支回路管道上安装有1～2个EC传感器和1～2个pH传感器，用于测量肥水的电导率及酸性。肥料从母液罐中经由吸肥通道进入，电脑根据EC和pH测量结果控制吸肥阀门的开启/关闭。混合罐装有最低液位开关，确保系统泵只能在混合罐中液体充足时工作。混合罐盖的边缘设有通风口，用于排放二氧化碳。为方便维护，分支中还设有排水点。智能水肥一体化系统通过精准控制实现无人值守种植。

2.2 管控方案

水肥一体化智能管控装备安装于耳房（需考虑温室的水源位置），根据“肥液浓度”处理的控制需求，设计3组独立的配肥系统，采用电导率传感器控制灌溉液浓度，避免高浓度处理肥液对低浓度处理肥液的影响。采用土壤水分传感器监测土壤含水量变化，实时判断是否到达设定下限并执行灌溉决策。

灌溉管控包括手动/自动2种方式。在手动方式下，根据用户需要进行灌溉。在自动方式下，输入定植时间、生育期、灌溉浓度、土壤/基质含水量上下限值、灌溉面积、计划湿润层等信息后，再确定灌溉启动时间。此后，系统统计分析土壤水分传感器采集的数据，与设定阈值对比并计算灌溉量，再做出判断并自动执行。若出现系统备水源异常和缺乏等异常情况，系统将自动报警提示。

触摸显示屏进入系统后，在参数设置区设定相关参数和选择灌溉模式（自动）。系统在设定的灌溉启动时间进行周期性分析判断，并按照设定灌溉量进行灌溉。如遇水源缺水或原液桶缺肥等异常情况，系统暂停灌溉则报警提醒用户。配肥时，可自动打开搅拌泵，使水溶性肥溶解均匀。

3 水肥一体化系统的效益分析

3.1 社会效益

精准估算作物在各个生育期内需水时间和需水量，形成一套科学系统的自动化栽培体系。水肥一体化系统实行一体化综合管理，灌溉和施肥操作均自动运行，实现农业数字化、智能化、少人化甚至无人化，减轻果蔬种植者的劳动强度和节省人工费用。

果蔬设施栽培水肥一体化有利于建立健康的农业生产体系，提高果蔬产品的食用安全性，满足人们对绿色、无公害水果的高涨需求。筛选适合锦州地区主栽果蔬品种的水肥管理标准并进行大面积推广应用，能够增加果蔬产量和改善果实品质，节省成本投入和增加经济收入。

3.2 经济效益

水肥一体化管道铺设造价约为1 000元/667 m2，平均可使用8～10 a，加之平均节水50%、省肥30%，大大减少水肥的投入费用。同时，水肥一体化系统可全自动运行，节省日益高涨的人工费用，且可以在多品种、多地区推广应用。采用水肥一体化设备的果蔬种植，套种经济价值高的矮化蔬菜品种，加之合理密植，既能节省人工和管理成本，也有利于减轻病虫害，从而减少相关的农资投入。

3.3 生态效益

水肥一体化系统根据作物各个生长阶段特点按需科学灌溉和施肥，有利于改良土壤结构、减轻病虫害和减少环境污染，对保护生态环境具有重要的现实意义。水肥一体化系统能发挥设施农业土壤的生产潜力，有利于农业生产良性循环和农业可持续发展。

4 水肥一体化系统的应用前景

科技创新在精准扶贫、精准脱贫中起支撑和引导作用。以水肥一体化设备为基础，建立不同果蔬品种的水肥管理栽培标准，是解决锦州地区果蔬设施农业施肥、灌溉率低问题的有效措施。困此，应该通过举办培训班、技术讲座、观摩学习和发放技术传单等方式，提高水肥一体化技术的应用和示范效果，为农民的生产实践提供技术支撑。

参考文献

[1] 陈红燕，顾丽，王仁良.简述水肥一体化技术及其在设施蔬菜栽培中的运用[J]. 农家科技（下旬刊），2019（8）：61.

[2] 赖添奎.水肥一体化技术及其在设施蔬菜栽培中的应用[J].农业工程技术，2018（14）：24-25.

[3] 拱国庆，拱忠正，刘敏.水肥一体化在设施蔬菜上的应用[J].农村科学实验，2016（7）：20-21.

Study on Application of Water and Fertilizer Integration System of Fruit

and Vegetable Facilities Cultivation in Jinzhou Area

FAN Yan

（Jinzhou Academy of Science and Technology， Jinzhou Liaoning 121000， China）

Abstract： Water and fertilizer management technology in facility cultivation in Jinzhou area is relatively backward， which restricts the improvement of fruit and vegetable yield and quality. Based on the situation of fruit and vegetable facility cultivation in Jinzhou， this paper discussed the principle， characteristics and promotion necessity of water and fertilizer integration system， and analyzed the popularization and application prospect of water and fertilizer integration technology， in order to provide reference for realizing the automation of fruit and vegetable facility cultivation.

Key words： water and fertilizer integration; water and fertilizer; fruit and vegetable; facility agriculture

收稿日期：2021-06-23

作者簡介：樊 严（1975—），女，高级农艺师，从事设施农业栽培技术、农业面源污染防控技术研究。