不同流出率对黄瓜椰糠栽培的影响

钟 泽，许光利，程 果，陈秀楠，杨云云，李文虎

（1.中国农业科学院郑州果树研究所 郑州 450009； 2.江苏绿港现代农业发展股份有限公司 江苏宿迁 223800）

现代温室无土栽培中，营养液的管理受到普遍重视。黄瓜是无土栽培的主要作物之一，针对黄瓜灌溉营养液配方、营养液浓度和灌溉量的试验都有较多报道。灌溉是种植的重要环节，合理的灌溉才能体现无土栽培的产量和品质优势。曹云娥等的研究发现，黄瓜种植过程中，不同生育期要采用不同的灌溉量。王铁臣等利用不同灌溉量对春大棚黄瓜的研究表明，随着灌水量的增加，产量、效益也呈现增加趋势。方栋平等的研究同样证实，滴灌施肥比例和水分与黄瓜的株高、叶面积、干物质量、产量和品质均呈正相关关系。但是，一味地提高灌溉量并不能同步提升经济效益。赵青松等利用醋糟基质进行的试验表明，随着灌水量的增加，黄瓜产量增加但水分利用效率下降。吴兴彪的研究也发现，日光温室越冬茬黄瓜的滴灌量普遍偏高。智能玻璃温室无土栽培多采用高架、基质袋和少量多次的灌溉方式，该模式下的试验报道尚不多。目前，这类园区流出液的再利用率也不高，原因是流出液的净化、杀菌不仅需要设备投入和大量的运行成本，同时还面临杀菌不彻底带来的病害传播风险。对于开放式无土栽培系统，流出液的排放就是肥水的损失。所以，灌溉量的多少对提高肥水利用率具有重要的意义。高架无土栽培中，流出率常作为灌溉量的控制指标。资料显示，黄瓜高架无土栽培流出率一般控制在10%～35%之间。由于这个区间较宽，种植者面临如何选择的难题。因此笔者在玻璃温室椰糠栽培中，设置不同的流出率指标，观察灌溉量对黄瓜生长和产量的影响，为水肥管理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在江苏省宿迁市南蔡乡江苏绿港科技园2号玻璃温室西区进行，总面积1680 m，种植面积1440 m，6 个种植区。试验在其中的4 个种植区进行，每个区安装氟碳基质槽栽培架4 行，长24 m，行间距1.4 m。开放式灌溉系统，由1 台施肥机、1 个配液罐和相互独立的4 套储液罐、施肥泵、水表、管道和滴箭等组成，按4×4 拉丁方布局，满足4 个处理、4 次重复的田间试验要求。

椰糠种植条长1 m，宽18 cm，吸水膨胀后高约8 cm，平放在栽培架上，每行放置22 条。定植前，用灌溉水饱和基质，浸泡24 h 后，在底部与侧面交接处，两边各开6 个流液口，让游离水自由排出，随后用灌溉水继续冲洗基质至流出液EC 值低于2.0 mS·cm。每个椰糠条定植4 株，株距0.25 m，每行种植88 株。

灌溉水为深度100 m 的井水，主要指标见表1。

表1 灌溉水主要指标

试验品种为江苏绿港现代农业发展股份有限公司（简称江苏绿港）选育的小果型水果黄瓜绿美1号，72 孔穴盘育苗，2 叶1 心时定植。试验肥料为江苏绿港研发的黄瓜椰糠种植专用肥，分A、B 两种，分别包装。使用时先配制成10%的母液A 和母液B，另配制5%的硝酸母液C。施肥机根据设定的EC 和pH 值，自动吸取A、B 和C 配制灌溉液，输送到各处理的储液罐中。

试验于2019 年10 月17 日定植，2020 年3 月2 日结束，共进行137 d。

1.2 试验设计

按流出率不同，试验设置T1=15%、T2=20%、T3=25%和T4=30%共4 个处理。试验期间，选择一个区组测定各处理的流出率，根据当日流出率与设定值的差异，调节第2 天的灌溉量。每天的灌溉量由灌溉次数和每次灌溉时长来确定，处理间的差异通过每次灌溉时长来调节，即各处理每天的灌溉次数相同，每次灌溉的起始时间相同，但结束时间不一样。灌溉由施肥机上设置的太阳辐射累积值来触发，当辐射积累达到设定值时灌溉1 次，这样，当天的灌溉次数就与光照度相关，实现灌溉量与天气状况相结合。田间排列按随机区组法。

1.3 测试项目与方法

1.3.1 流出率 各处理固定一行，用水桶收集当天的流出液，第2 天早上测定体积算出总流出量，同时根据水表算出总灌溉量。流出率/%=流出量÷灌溉量×100。

1.3.2 流出液EC 和pH 值 记录流出液体积后取样，用上海雷磁DZB-712 多参数分析仪测定。

1.3.3 灌溉液EC 和pH 值 每天17:00，从各处理的储液罐中取样测定，仪器同上。

1.3.5 产量 每次采收时，按小区记录采收的量，最后汇总。

1.3.6 蔓长 试验结束时，各小区取3 株，用卷尺测定。

1.3.7 叶数 测定蔓长后，通过叶痕计算叶数。

1.3.8 肥料用量 按实际肥料总用量和各处理的灌溉量来计算各处理的肥料用量。

1.3.9 肥料生产力 肥料生产力=产量÷肥料用量。

1.3.10 数据处理 试验数据用Excel 2007 软件进行处理。差异显著性按《农业试验统计方法》，用Excel 2007 函数和计算功能进行检验。

2 结果与分析

2.1 各处理灌溉液的EC、pH值的比较

灌溉液由施肥机自动配制，设置EC=2.0 mS·cm，pH=6.0，精度为±0.2，即当营养液同时达到EC 1.8 ～2.2 mS·cm和pH 5.8～6.2 时，结束配液并输送到对应的储液罐中。为了防止灌溉液出现异常波动，每天下午从各处理的储液罐中取样进行检测，结果见表2。

表2 各处理灌溉液EC、pH 平均值的比较

从表2 可以看到，T1 的EC 和pH 最高，T2 和T4 最低。EC 最高2.09 mS·cm，较最低2.06 mS·cm仅高出0.03 mS·cm；pH 最高6.02，较最低5.98 高出0.04，方差分析差异都不显著。检测值与设定值的最大差异EC 为0.09 mS·cm，pH 为0.02，都小于配肥精度±0.2。可以认为，试验期间，各处理灌溉液保持了良好的一致性。

2.2 各处理灌溉量和流出率的比较

从表3 流出率数据看，各处理实测值分别是14.72%、18.77%、24.02%和28.41%，都比设定的值稍低。差异最小的处理1 比设定值低0.28%，最大的处理4 比设定值低1.59%。由于气候环境和作物生长的不确定性，实际流出率与设定值完全吻合是很难做到的。从总体看，处理间流出率体现了阶梯变化，T2 比T1 高4.05 个百分点，T3 比T2 高5.25个百分点，T4 比T3 高4.39 个百分点，统计分析都达到极显著差异水平，每株的灌溉量也呈现了逐级增加的趋势。所以，试验过程中，流出率的实际结果体现了处理间的差异。

表3 各处理灌溉量、流出率的统计比较

2.3 各处理流出液EC、pH的比较

从表4 可知，处理间EC 和pH 的方差分析都未达到显著差异水平。尽管处理3 的EC 比处理2高出0.01 mS·cm，但总体趋势是随着流出率的增加，EC 和pH 呈递减的趋势。由于流出液的EC、pH 都高于灌溉液，所以，随着流出率的增加，流出液的EC 和pH 更接近于灌溉液的EC 和pH。

表4 各处理流出液EC、pH 平均值的比较

2.4 各处理流出液中主要营养元素和钠、氯含量的比较

从表5 可以看到，由于样品取自不同生育期，测定值波动较大，方差分析没有显著性差异。流出液中大量元素和中量元素的含量与流出率也没有正相关或负相关的关系，说明流出率在15%～30%之间时，对营养元素的含量没有产生明显影响。钠和氯离子是土壤和基质栽培主要监测的盐渍化离子，特别是钠离子，它不是植物必须营养元素，地下水中含量又较高。从数据看，除T2 中氯离子含量（，后同）比T1 略高1.19 mg·L外，钠、氯两种离子的含量都随流出率的增加呈递减的趋势，说明灌溉量的增加减轻了该类离子的积累。灌溉水中，钠离子含量是59.13 mg·L，氯离子含量是10.03 mg·L。流出液T4 中钠含量最低（142.28 mg·L），比灌溉水高83.15 mg·L，高出140.62%。T1 最高（181.96 mg·L），比灌溉水高122.83 mg·L，高出207.73%；氯离子含量T4 最低（16.91 mg·L），比灌溉水高6.88 mg·L，高出68.59%。T2 最高（30.32 mg·L），比灌溉水高20.29 mg·L，高出202.29%。由此可见，2 种离子的积累都比较明显。

表5 各处理流出液中主要营养元素和钠、氯含量平均值的比较 （mg·L-1）

2.5 各处理间单株产量、蔓长和叶片数的比较

从表6 可以看出，T1 产量最高（每株3.39 kg），比最低的T2 和T4（每株3.16 kg）高出0.23 kg，但统计分析没有显著性差异，也没有趋势性的变化。所以，流出率对产量没有产生实质性影响。从蔓长和叶片数来看，随着流出率的增加，有先增后降的趋势。T3 比T1 的蔓长多0.45 m，叶数多3.0 片，方差分析也达到了5%显著差异水平。但流出率最高的T4，蔓长和叶数都较T3 低。蔓长和叶数增加但产量不增加，说明在对营养生长促进的同时，抑制了生殖生长，导致坐瓜率降低。流出率过高时，对营养生长同样有不利的影响。

表6 各处理间单株产量、蔓长和叶片数的比较

2.6 处理间肥料生产力的比较

从表7 看，随着流出率的增加，用肥量逐级增加。T4 分别比T3、T2 和T1 多用肥4.99、9.82、14.39 kg，多出10.55%、23.12%和37.96%。相反，T1的肥料生产力比T2、T3 和T4 分别高5.28、7.42、10.18 kg·kg，达到20.16%、30.85%和47.82%，T1与T3 相比达到了显著差异水平，与T4 相比达到了极显著差异水平。

表7 各处理间肥料生产力的比较

3 讨论与结论

椰糠具有良好的理化性质，已逐步代替泥炭、岩棉成为最广泛的栽培基质。因为多余的水可以及时流出椰糠，再大的灌溉量也不会对作物产生涝害，所以生产中灌溉量普遍偏高。然而资料显示，灌溉量达到某一适宜值时，作物对营养液的吸收和利用最佳，过高或过低均会影响作物对营养元素的利用效果。试验中，蔓长和叶片数呈现先增加后减少的现象，验证了这一结论。从产量方面看，流出率从15%增加到30%时，没有出现趋势性的变化，没有显著性差异，也部分验证了黄瓜无土栽培流出率应控制在10%～35%之间的可行性。

无土栽培中，实现设定的流出率指标并不是一件容易的事。因为气候的变化是不确定的，作物对水肥的需求是品种、光照、温度、湿度等多种因素综合影响的结果。目前，还没有好的量化工具和实用的预测模型。生产上，当日的流出率，要等灌溉结束后才能计算。对次日灌溉参数的调整，是基于当日的气候特点进行的，很容易出现偏差。利用太阳辐射能积累的方式来控制灌溉，使灌溉次数随光照度变化自动增减，大幅度降低了偏差。在连续晴天或连续阴雨天时，流出率实测值与设定值容易一致；但从晴天变阴雨天时，流出率往往偏大；从阴雨天变晴天时，流出率容易偏小。

适宜的流出率需要有好的灌溉方式来实现。无土栽培时，不是每次灌溉都会有流出液产生，更不是每次灌溉的流出率都相同。一般情况下，灌溉是在日出后1 h 和日落前1 h 之间进行，夜间不灌溉。流出液是在灌溉3～4 次后产生，随后逐渐增多。所以，要得到相应的流出率，不仅要合理设置施肥机的辐射积累值来调节1 d 的总灌溉次数，还要精细调整每次的灌溉时长，同时，在每天灌溉结束前，要根据流出情况决定是否增加或减少一次灌溉，这样才能使实际流出率与目标流出率接近一致。

通过此次黄瓜椰糠栽培试验，可以得出流出液EC、pH 随流出率提高而更加接近灌溉液EC、pH，但营养元素含量没有发生规律性的变化，对流出液的化学性质没有产生实质性影响。流出率的提高，对基质中Na、Cl 离子有更强的冲洗作用，更能防止基质次生盐渍化的产生。所以，流出率的设定要依据灌溉水中Na、Cl 及其他元素含量来综合确定，防止非营养元素积累产生危害。对于黄瓜等果菜来说，过旺的营养生长会降低坐果率或抑制果实膨大。当出现旺长时，降低灌溉量是一个有效的途径。适宜的灌溉量不仅能平衡营养生长和生殖生长的关系，更能有效地提高肥料生产力。综合试验数据得出，当灌溉水中钠离子含量不超过60 mg·L时，15%流出率可以作为黄瓜椰糠栽培适宜的灌溉量指标，这对相同地下水质的黄河故道等地区有较好的借鉴作用。