毛葱套种大豆高效水肥一体化种植技术的研究与应用

孙雪娇 王利斌 董永鹭 赵红星 任慧 张航

(长春市农业机械研究院，吉林 长春 130062)

1 毛葱套种大豆的种植模式

毛葱，又称珠葱，是洋葱的一个品种，适宜黑土地生长[1]。毛葱套种大豆的种植模式是指采用垄作的方式在垄台种植毛葱在垄沟种植大豆，隔垄种植，便于机械化收获[2]。毛葱套种大豆高产技术主要利用毛葱与大豆的共生期短，对光照反应不十分敏感，毛葱前期生长强势而大豆后期生长强势的特点，把二者进行合理套种，毛葱收获后大豆可正常生长，毛葱产量与单种毛葱产量差别不大，大豆也能获得不错的产量[3]。毛葱套种大豆生产技术充分利用了水、肥和光照等自然条件，大大提高了单位土地利用率，从而增加了经济效益，具有很大的发展前景[4]。

以科学发展观为统领，以发展现代化农业为主攻方向，以增加农民收入为目标，通过毛葱套种大豆高产种植模式的推广，努力走出一条内涵挖潜，提高套种指数，增加总产的道路，并通过典型示范和辐射带动，加快毛葱套种大豆高产高效栽培模式生产的标准化、规模化发展水平，促进先进技术、创新技术的示范及推广，推动特色农业向高产、优质、高效的现代化农业方向发展。同时也为政府部门的指导、监督和管理提供一个科学的依据。

2 毛葱套种大豆种植农艺内容

毛葱套种大豆高效水肥一体化种植技术装备的示范是根据在毛葱播种后的整个生长过程中进行精准施水、施肥及施药的农艺要求来进行，同时在毛葱生长中期对毛葱种植的垄沟套种大豆进行精准施水、施肥及施药等农艺操作。

图1 毛葱套种大豆种植模式

2.1 毛葱的种植过程

毛葱采用垄作方式，垄距65cm，每垄栽种毛葱2行，行间距10～12cm，株距6cm[5]。每年4月10日左右开始毛葱种植，持续时间一般不超过10d。机械撒种，人工播种，种植深度以毛葱种子顶部与垄台平面持平。机械开沟，铺设滴灌带，毛葱播种后完成主、副管道与滴灌带的连接，完成水肥一体化滴灌装备其他部件安装和调试。毛葱种植后，立即使用水肥一体化装备进行滴灌施水，水量以能够浸湿整个垄面为宜。

2.2 毛葱的田间管理

2.2.1 施肥方式和施肥量

种植前在整地阶段一次性施足底肥，在6月初再追肥1次，随滴灌一起完成。肥料以化肥或液体有机肥为主。

图2 毛葱的种植过程

2.2.2 毛葱的田间管理

喷施化学除草剂或机械、人工进行除草。利用水肥一体化设备进行精准施水施肥及施药。

2.2.3 毛葱的虫害治理

毛葱在生长过程中主要病虫害是蛆虫和潜叶蝇。蛆虫可采用乐果拌底肥与整地一起完成，生长期也可随水肥一体化装备进行滴灌来完成。毛葱茎叶易受潜叶蝇侵蚀，影响叶片的光合作用，降低毛葱的产量，喷施灭蝇胺、吡虫啉等药物进行防治[6，7]。

2.2.4 毛葱的病害治理

毛葱在生长过程中主要病害是软腐病和病毒病。发现毛葱患软腐病，要及时喷施农用链霉素、青霉素、水合霉素和噻菌铜等药物(任选1种即可)，以防腐烂；同时增施膨大素，以增加产量。病毒病可用速效病毒A(20%盐酸吗啉胍)、病毒K和植病灵等药物进行防治(任选1种即可)；同时增施促长剂，以增强植株抗病能力[7]。

图3 毛葱的田间管理

2.3 毛葱的收获过程

毛葱收获一般在每年的7月15日左右，一般持续7d左右。葱头经过3d左右的晾晒后进行捡拾、储存。毛葱种植地块连续种植时间一般不超过3年，然后进行轮作更换。毛葱套种的大豆选用生长期短的品种，生长期一般不得超过2个月，种植时间一般在毛葱生长中期进行机械化播种，一般在6月13日开始左右套种大豆，持续种植时间4～5d完成。大豆机械化播种在毛葱两垄之间的垄沟种植，采取隔行播种，利于毛葱机械化收获。

图4 毛葱的收获过程

3 毛葱套种大豆水肥一体化技术方案

根据毛葱套种大豆的农艺要求，对给水、肥料、农药使用以及水肥流程进行综合调控和一体化管理，以水促肥，以肥调水，实现水肥耦合、相互促进，全面提升水肥利用效率[8-10]。不仅保证毛葱高效生长的灌溉用水，而且还能兼顾套种大豆生长用水用肥用药。其意义不只是节水、节肥、环保高效，更重要的是，毛葱套种大豆高效生长方式是一种效能提高。该项目的示范推广，对恢复东北地区的大豆面积，支持东北地区积极推行大豆与其它作物合理套种，能够起到引领和推动作用，使大豆和油料的自给率能够有一个较大的提高。该项技术不仅能够提高毛葱的产量，而且还能对毛葱套种大豆高效种植起到较好的促进作用。

4 滴灌水肥一体化技术装备技术设计、工作原理及技术要点

水肥一体化技术就是根据作物需求，采用滴灌技术，对水分、肥料进行综合调控和一体化管理，不仅能完成毛葱生长期灌溉要求，而且还能满足套种的大豆整个生长期用水。

4.1 滴灌水肥一体化技术装备技术设计

根据毛葱套种大豆的农艺要求和技术特点有针对性的设计。保证毛葱在整个生长期供水、施肥和用药要求，进行用水流程设计，根据设计流程及流量要求确定主管道、副管道，滴灌管的口径、长度及管件尺寸和型号，确定施肥器(施药器)流量和型号，施肥泵流量和型号。根据毛葱套种大豆种植的农艺要求，保证毛葱整个生长期用水和毛葱生长中期套种大豆生长期用水要求。

图5 毛葱套种大豆种植及给水灌溉技术流程

图6 滴灌水肥一体化系统流程图

4.2 滴灌水肥一体化系统的工作原理

打开输水控制阀门，由输水泵从深水井里把地下水抽出来，经过过滤器滤除水中的泥沙等大颗粒物质，同时把配置好的液体肥料(或配置好的药液)经过文丘里注肥器、流量调节阀门、止回阀、流量计注入主管道、副管道，进入到滴灌管，从滴灌头出来进入土壤中。其中，文丘里注肥(注药)器是注肥系统的核心部件，借助进水口和出水口产生的压差，利用其水力特性，将肥料吸入至管道，注入混肥系统，通过流量调节器，可以调节注入量的大小，直观地反映在流量计上，止回阀防止清水倒流[11，12]。

由于毛葱种植和套种的大豆生育期不同，有分开还有重叠，而且毛葱收获时节滴灌水肥一体化设备部分管道还需要暂时移除，鉴于上述原因，综合考虑土壤肥力、生育期、毛葱、大豆生长营养状况、天气等因素，决定灌溉施肥次数的综合因素。以薄肥勤施为原则，视天气情况，观察并测定土壤含水量，毛葱一般3～4d施水1次，大豆一般7～12d施水1次，通过灌溉给水主、副管道上的阀门开关来实现。

4.3 滴灌水肥一体化施肥(施药)技术要点

滴灌施肥最核心问题是过量施水。不能因为滴灌出水少，施肥量不够，而延长施水时间。不仅造成水资源浪费，而且导致不被土壤吸附的养分淋洗到根层以下，浪费肥料。过量施水常表现出缺氮症状，叶子发黄，作物生长受阻。施肥后要及时清洗管道。一般先滴水，等管道完全充满水后开始施肥，原则上施肥时间越长越好。施肥结束后要继续滴0.5h清水，将管道内残留的肥液全部排出，否则会在滴头处生长藻类及微生物，导致滴头堵塞。准确的滴清水时间可以用电导率仪监控。要控制好系统压力，系统工作压力应控制在规定的标准范围内。过滤器是保证系统正常工作的关键部件，要经常清洗。加强管理，防止杂物进入灌水单元或供水管内。肥料的混合以及相互作用，主要解决2个问题：肥料必须液体化，要经过多级过滤，保证滴灌头的孔径要求。

图7 滴灌水肥一体化设备在毛葱地的铺设图

5 效益分析

5.1 经济效益

农安县哈拉海镇毛葱套种大豆高效水肥一体化种植技术的采用，年收益为7.04元·hm-2；常规单一种植大豆年收益为2.20万元·hm-2，多增收4.84万元·hm2，具有显著的经济效益；套种模式下的毛葱产量与单种毛葱产量差别不大，大豆也能获得不错的产量，1hm2毛葱的种植便可以多收益0.5hm2大豆的产量。可以多收益大豆的效益和国家补贴约为1.10万元·hm-2。毛葱套种大豆实现滴灌水肥一体化灌溉施水，不仅种植效率高，而且还能节水省肥，节省用工成本，可以缩短种植时间，有利于提高毛葱在形状、外观、成熟期等方面的一致性，提高了商品性，具有良好的经济效益。而套种的大豆产量、品质也都相继得到了提升，卖相好，价格高，农民的收入得到提高。而常规单一大豆种植均未配置水肥一体化装备，都是依靠自然降水满足作物生长需求，自然降水如果不能满足要求，种植过程用水大多是采用人工作业，进行漫灌，费水费力，肥料农药无法控制，存在灌溉时间长，成本高等因素，生产的大豆产量低、质量差，利润下降，收益少。

5.2 生态环境效益

采用滴灌水肥一体化技术进行灌溉，更加精准地控制施水、施肥和用药的用量，减少了肥料和农药的用量，不仅节约了种植成本，而且还对水土保持等生态环境质量的提高起到了促进作用。

5.3 社会效益

毛葱套种大豆高效水肥一体化种植技术，是对水分和肥料进行综合调控和一体化管理，以水促肥，以肥调水，实现水肥耦合，相互促进，全面提升水肥利用效率[13]。不仅保证毛葱高效种植，而且还能兼顾套种大豆的生长用水用肥和用药需求。其意义不只是节水节肥，环保高效，更重要的是对毛葱套种大豆高效生长模式效能的提高。该项目的示范、推广和应用，对恢复东北地区大豆种植面积，支持东北地区积极推行大豆与其它作物合理套种，起到引领和推动作用，也是对2022年中央一号文件精神和农业农村部唐仁健部长提出的“大力实施大豆和油料产能提升工程”“使大豆和油料的自给率能够有一个较大的提高”，“油瓶子”里要尽可能多装中国油的有力支持。

毛葱套种大豆高效及滴灌水肥一体化种植技术的示范、推广和应用，可大大降低毛葱套种大豆的作业成本和劳动强度，提高毛葱套种大豆的生产效率和农民收入，是不断拓宽农民增收渠道，提高农民生活质量的一个有效途径，对建设繁荣、富裕、美丽的现代化农村，实现城乡一体化融合发展和乡村振兴具有推动作用。

6 存在的问题及解决对策

由于水肥一体化设备初期的投入成本较高，导致很多农户不愿意使用该设备，这就需要政府加强引导，给予政策补贴以及加强示范点的建设，只有让农户切实感受到了收益，才愿意接受新技术。另外，水肥一体化技术是一项综合性的工程技术，目前市场上没有水肥一体化设备的合格标准，有些滴灌施肥设备的稳定性差，产品的精度低，存在质量问题，这就需要科研部门加强水肥一体化技术的研究，深入调研并根据各地区的土地环境、土壤条件等制定适宜的科学合理的灌溉制度和施肥方案[8]。