“水肥一体化”技术在马铃薯栽培中的运用研究

罗琛杰，罗旭歌

（1.水发浩海集团有限公司，宁夏 固原 756000；2.固原市职业技术学校，宁夏 固原 756000）

0 引言

“水肥一体化”技术是灌溉与施肥同步供应的一项农业应用技术，按照土壤养分含量和作物根系可耐受肥液浓度，将肥料与水一起灌溉，均匀、定时、定量输送到作物根系的发育生长区。马铃薯生长必须要有合理的光照、温度、空气、水分和养分，其中只有水分和肥料能够人为控制。为提高养分利用率和种植效益，马铃薯栽培应采用“水肥一体化”技术，减少人工施肥和人工灌溉，使养分精准输送到每棵作物的根部，以此真正实现施肥的平衡与集中，减少水分的下渗和蒸发，有利于实现马铃薯栽培的集约化和标准化。

1 “水肥一体化”技术应用效益

1.1 节水与节肥增产效果显著

“水肥一体化”技术可有效控制灌溉用水量、灌溉时间和肥料用量，提高了水肥利用率和施肥集中化。传统灌溉方式下的水分利用率只有45%左右，而运用水肥一体化技术可使水分利用率高达95%，节水率为40%～50%。常规施肥的肥料利用率最高达40%，而水肥一体化施肥方式的肥料利用率可达80%，化肥节省率约为30%～50%，可根据作物的施肥需求精准控制肥料用量，使作物根部直接吸收肥料养分，有效减少肥料挥发与淋失引发的养分损失，实现了灌溉与施肥的低投入量、高利用率和高产量。

1.2 优化生长环境，改善作物品质

水分与肥料的快速吸收，提高了作物根部对营养的吸收量和储备量，有效避免因土壤潮湿和空气潮湿造成病虫大量繁殖，优化了作物的生长环境。病菌、害虫等有害生物的滋生得到抑制，降低了病虫害防治农药和劳动力的投入。并且水肥一体化技术为管网供水，无须开展耕地开沟、挖渠等过程，大大减少了作物生产的工程量和生产成本。同时，水肥一体化技术能够为不同生长期的作物提供适时、适量的养料，可缩短农作物的生长周期、延长农作物的收获期，作物的营养品质和外观品质得到改善，增强对恶劣气候与环境的适应和抵御能力，全面提升农产品绿色化、优质化与特色化[1]。

1.3 增强土壤微生物活性，促进边缘土地开发利用

水肥一体化技术会提高农作物大棚内的整体温度，相较于常规施肥法，滴灌施肥可使低温提高2～3℃，防止土壤出现板结现象，有效改善土壤微生态环境和物理性质，减轻土壤水渍化、盐渍化、土传病害对作物生长造成的伤害。合理的灌溉用水量和化肥施用量能够避免多余和存积的肥料、农药等物质渗透到土壤深层，防止出现地下水污染和农业面源污染。水肥一体化技术可使农作物在沙丘、丘陵地、轻度盐碱地等持水能力差、土层贫瘠的环境下生长，使水分在作物根部得到充分扩散、肥料集中补给，激发各类土壤的种植和增产潜力，有助于边缘土地的开发利用，为实施“藏粮于地、藏粮于技”提供耕地资源补充。

2 马铃薯的需水规律和灌溉方式

2.1 马铃薯需水规律

在不同气候、土壤、作物品种的种植条件下，马铃薯的需水量也有所差异。比如在肥沃的土壤上生产1kg块茎耗水量为97kg，而在贫瘠的土壤上则耗水170kg。马铃薯的需水量还要按照生产既定指标，每生产1kg马铃薯耗水量为100～150kg，若每亩地生产块茎为1000～1500kg，则每亩地空间需要150～200t 水。处于不同生长期马铃薯的需水量也不同：幼苗期需水量最少，所需水量只占全生长期的10%；块茎形成期是马铃薯块茎发育的关键时期，需水量占总需水量的30%；块茎增长期需水量最多，占总需水量的50%；淀粉积累期占总需水量的10%。因此，在马铃薯栽培灌溉过程中，要依照马铃薯生长期的蓄水规律，特别关注块茎的形成期和增长期，确保马铃薯的需水高峰期获取充分营养[2]。

2.2 马铃薯的灌溉方式

我国现有常用的马铃薯节水灌溉方法主要为喷灌和滴灌。喷灌水分散布均匀，但依赖喷灌设备，且会受到风力影响，难以灌溉耕地全局。滴灌是最有效的节水灌溉方式，水分可直接渗入作物根系，避免因冠层潮湿抑制马铃薯正常生长，且相较喷灌成本较低，是水肥一体化技术的主要灌溉方式。与传统灌溉方式相比，滴灌的节水率达47.2%，水的利用率高达95%，产量可提高2%～4%，收入增加250～650 元/亩，实现马铃薯栽培的节水增产。

3 “水肥一体化”技术在马铃薯栽培中的具体运用

3.1 良种选择与处理

在东北地区，马铃薯种子播种前需要耕翻整地，对土壤进行深耕处理，每亩地施1500～2000g 优质肥，均匀施肥后用旋耕机整地铺平。而后选用高产抗旱的优良种薯，每亩种植140～150kg 种子，种薯通过催芽、切种、拌种处理后才能正式播种。在西北地区，马铃薯栽培需要选择1 年以上未种植过同类作物的地块，需要输送15～20cm 的土层，将有机肥均匀混合土壤中。根据马铃薯对生长温度的要求确定播种时期，比如马铃薯结薯期需要在15～25℃的环境下，所以结合块茎生长周期，当土壤10cm 处温度为7～8℃时便可播种。马铃薯的种薯应选择生理壮龄的块茎，但若块茎过大，需要使用刀口锋利的道具，按照35～45g 的重量切块。

3.2 建立滴灌系统及铺设方式

在东北地区，建立滴灌系统需要按照马铃薯栽培土壤质地、种植规模、水源、地势等情况搭建管道系统，确定有效湿润区、滴灌间距、滴灌毛管规格和铺设范围等建立滴灌系统。滴灌系统通常选用薄壁滴灌带，控制滴灌头间距为20～30cm，水流量为1～1.5L/h，平直铺设在马铃薯种植区域间，露天放置于土面上即可。若有充足的场地空间条件，可在耕田周边修建泵房，将滴灌系统的首部安装在泵房里，但如果条件有限，可以运用柴油机或汽油机水泵制作移动式泵房，滴灌灌溉要控制用量，每5～10 亩的耕地区域灌溉时间应为2～4h。滴灌系统要按照南北方向铺设，滴灌带和滴灌头间距应为85cm 和30cm，滴灌头的水流量为1.2L/h～1.4L/h，滴灌带需要置于土中，并定期查看滴管系统观察滴灌带是否持续滴水，以此防止因滴灌带压扁而延误作物灌溉[3]。

在西北地区，滴灌系统的建立也需要根据种植环境的基本情况确定滴管系统，运用薄壁滴灌带，也需要将滴灌头的间距控制在20～30cm，而水流量需要控制在1.2～1.5L/h，西北地区泵房的灌溉量为每6～8 亩地需要灌溉2～3h。灌溉系统的灌溉带也需要按照南北方向铺设，滴灌带和滴灌头的间距与东北地区相同，滴灌头的水流量为1.3～1.5L/h。

3.3 田间管理与水肥管理

在东北地区，种苗生长前要严格防范牲畜破坏栽培环境，在种薯发育全周期都需要运用滴灌管道浇水追肥。通过运用水肥一体化技术，只需将肥料倒入施肥容器中，打开施肥泵，肥料会被水泵进入滴管系统，同步开展灌溉和施肥，滴灌系统会将水分和肥料输送到种苗根系。在水肥一体化灌溉时，要避免不同种化肥的混合使用，比如应在硫酸镁化肥施肥完毕后，再施磷酸二铵。浇水追肥结束后，为防止滴管内生长藻类物质，要及时进行冲水洗涤，根据灌溉面积确定清洗时间，时间一般为10～30min。在马铃薯生长过程中，要根据出苗和发育情况分阶段开展多次滴灌，在马铃薯发育成型的终花期后，要延长滴灌时间，并在作物收获前的半个月左右停止滴灌。

在西北地区，马铃薯的生育期在4 月中旬，运用覆膜垄作的方式，确定栽培的垄宽和沟宽，若每亩需要生产2500kg 马铃薯，则每亩需要种植5000 株种薯。4 月中旬需开展第一次灌溉，每亩灌溉总水量为50m3，在土地起垄前每亩需施2～3t 农家肥，以及氮肥21.5kg、磷肥15.9kg、钾肥5kg，也可选用尿素、过磷酸钙、硫酸锌等化学肥料。在开花期前需灌溉3 次、施肥1 次，开花期后灌溉6 次，施肥1 次，每次施肥选用5kg/亩的尿素化肥。除尿素化肥外，也可根据不同化肥的养分数量混合施肥（表1），并要注重西北地区土壤偏碱性，所以钾肥尽量选择硫酸钾。此外，养分含量低、杂质过多、无法溶于水的肥料不适用于“水肥一体化”技术，可选用硝酸钾、硝酸钙、磷酸一铵、磷酸二铵、氯化钾等肥料[4]。

表1 西北地区马铃薯滴管施肥制度

3.4 收获

东北地区的马铃薯收获需要将种植田地中的滴灌设备全部拆除，运用杀秧机杀秧收获，当马铃薯植株完全枯死后，在晴天进行收获。马铃薯收获时要防止薯皮出现破皮、缺口等损伤，以免影响马铃薯的贮藏和售卖品质。西北地区马铃薯的收获期为植株枝叶枯黄、薯块周皮发硬、干物质含量增加，需要在升温前一周收获。在冬季来临和雨季来临前，尽管块茎未达收获标准，也需要早收，避免恶劣气候影响马铃薯品质。收货时，要清除薯块附近茎叶和枝叶，收获后立刻放置于筐篓或麻袋中，避免马铃薯因户外暴晒而引起芽眼老化，以此保证马铃薯品质、口感和薯形[5]。

4 “水肥一体化”技术在马铃薯栽培中实际案例分析

以西吉县马铃薯新优品种引种筛选及绿色高效生产技术示范项目为例，该示范项目致力于研发与创新马铃薯栽培技术、品种和病虫害防治，进而解决马铃薯品种缺乏、先进栽培技术推广瓶颈问题。该示范项目搭建了马铃薯新优品种展示区，用于新优品种的种植和比较，探索更优质的马铃薯品种；马铃薯高新技术展示区，主要展示马铃薯精准栽培技术、智能水肥一体化技术、病虫害智能监测和立体防治技术等高新技术；马铃薯大田高效节水灌溉展示区，运用可控管道系统和滴头在作物根系进行均匀、定时、定量的浇灌，通过水肥一体化技术提高水资源利用率和马铃薯生产效益；绿色马铃薯认证示范展示区，在土壤和水分等条件都符合国家绿色食品产地环境质量指标要求的地块种植马铃薯，培育具有国家绿色食品认证的马铃薯[6]。

该项目基于科技示范区的科技创新优势和已有的“智力资源”，创新了科技服务和技术推广服务。并根据不同种马铃薯的品质指标，采用归一化的处理方式明确各类马铃薯的综合评价指标，以此科学评价马铃薯的栽培和加工效果。通过创建马铃薯绿色高效生产技术示范项目，引进马铃薯试验品种8～10 个、示范品种5个、推广种植品种3 个，积极推广与运用马铃薯大田精准栽培技术、智能水肥一体化技术、病虫害智能监测和立体防治技术、马铃薯全程机械化栽培技术，以此推动西吉县马铃薯产业科技化和现代化。该示范项目在西吉县吉强镇万崖村、火石寨沙岗村等地修建马铃薯栽培基地2000 亩，平均亩产达到2000kg，经济效益达400 万元，带动示范基地实现总产值2000 万元，助推乡村振兴和农业科技化。

5 结语

马铃薯是对水分和肥料需求较高的作物，灌溉和施肥是决定马铃薯高产栽培的重要环节，合理的水肥管理方案能够提高马铃薯的抗逆性和增产潜力。而“水肥一体化”技术是集节水和高效施肥于一体的水肥管理方式，基于滴灌系统提高水分利用率和肥料利用率，马铃薯栽培运用水肥一体化技术能够确保水分和养分的合理调节与平衡供应，实现节肥增产和高产高效，并可提高马铃薯品质，滴灌系统的浇水追肥能确保种苗在恶劣环境下依然获得充足的养分，避免土壤盐化板结和根系缺氧伤根，大幅度商品价值，是解决资源短缺、推动农业生态可持续发展的可靠保障。