钢架大棚西瓜长季节栽培膜下微灌施肥的定量管理参数探究

张达余，周森林，田明月

（江苏省阜宁县农业委员会 江苏阜宁 224400）

西瓜长季节栽培是以钢架大棚为增温、遮雨手段，利用西瓜根系发达、易发侧蔓、多次结果的习性，通过调控光、水、气、肥等各种生产要素，使生长期延长至270d左右，采收5茬果，每667 m2产量5 000 kg以上，产值达2万元，是阜宁农民增收致富的新途径，但大面积生产上也常出现因肥料、水分管理不当，造成减产欠收。梁志怀等[1]已探索出一套适合于我国南方高温潮湿地区西瓜长季节设施栽培技术，其中施肥技术以冲施、深施为主，灌溉技术仅限于设备安装与操作，缺少随水施肥的数量指标。关于西瓜水肥一体化方面的研究很多，但多从省工、节本、环保方面证明其优点，而根据土壤养分状况、水分状况和西瓜吸收养分状况，研究施肥、灌水效率较少。适合当地推广的施肥、灌水的量化指标报道甚少。笔者针对阜宁县钢架大棚长季节西瓜生产上普遍存在的施肥、灌水随意性较大，缺乏定性、定量指标现状，2014—2015年，通过定点对土壤养分、土壤水分、植株养分的测定和化肥参数试验，得到了养分、水分定量管理参数，为西瓜高产高效栽培提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 供试品种

中果型西瓜‘早佳’（8424）。

1.2 钢架大棚结构

宽 6 m，高 2.3 m，长 30～40 m，南北走向，每排棚错位排列，以便通风散湿。早春地膜、中膜、厚膜3层覆盖。

1.3 微灌设施

微压泵动力0.8～1.5 KW，田头主管带PE外径5cm，田间微灌带外径2.7cm，孔距21cm，异位双孔，铺于地膜下距栽植行15cm处。单侧供水长度30～40 m，每段主管控制面积333 m2左右。蓄水（溶肥）池 20 m3，每次供水量 8 m3。

1.4 化肥参数试验

2014年在阜宁县沟墩镇三合大棚西瓜基地进行，设不施氮（每 667 m2用 P2O510 kg，K2O 22 kg）、不施磷（每 667 m2用 N 20 kg，K2O 22 kg）、不施钾（每667 m2用 N 20 kg，P2O510 kg）、常规施肥（每 667 m2用 N 20 kg，P2O510 kg，K2O 22 kg）、不施肥 5 个处理，随机区组排列，3次重复，每个小区面积60 m2，3月2日每棚定植2行，行距3 m，株距0.6 m。获取植株养分吸取量，单位经济产量吸肥量、肥料利用率、养分校正系数。

1.5 土壤养分测定

在移栽前多点取样，测定土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾，评估土壤供肥能力。有机质采用重铬酸钾容量法、碱解氮采用碱解扩散法、有效磷采用钼锑抗比色法、速效钾采用火焰光度法测定[2]。

1.6 土壤水分测定

在2015年每月5日进行定点速测，评估土壤水分丰缺。

1.7 植株养分测定

每批采瓜后，测定植株养分吸收量，评估生产每1 000 kg商品西瓜所需吸收N、P2O5、K2O量。

2 结果分析

2.1 施肥参数

2.1.1 施肥量参数 施肥量=（目标产量×单位产量养分吸收量-土壤供肥量）/肥料当季利用率，式中各项数值如下（表1）：

目标产量根据生产实际确定，比如前3 a每 667 m2平均产量4 500 kg左右，再提高10%，每667 m2平均产量约5 000 kg。

单位产量养分吸收量根据植株检测，在阜宁沙壤土地区每生产1 000 kg商品西瓜，需吸收N 2.82 kg；P2O50.9 kg；K2O 3.19 kg。

土壤供肥量=土壤养分测定值×校正系数×0.15，根据土壤样品检测和化肥参数试验结果，计算得到每 667 m2N：100.51×0.26×0.15=3.9 kg；P2O5：10.41×0.73×0.15=1.14 kg；K2O：62.64×0.43×0.15=4.04 kg。

某元素当季利用率/%=（施肥区西瓜植株某养分总量-空白区西瓜某养分总量）/施肥区某养分施入量×100，试验结果获N、P2O5、K20的利用率分别为：52.7%、29.8%、54.2%。

表1 每667 m2目标产量5 000 kg水平下施肥量计算结果

2.1.2 基肥及配方参数 基肥的施用应统筹考虑以下四方面因素：一是为了保证西瓜品质和提高土壤后期供肥能力，要增施商品有机肥；二是前期对磷吸收多，高峰出现早，伸蔓期也需一定量供给，若前期缺磷，即使后期补足也不能弥补应用效应，因而要加大比例；三是基肥均匀分布于耕作层，作用可发挥到整个季节；四是农民投肥习惯，便于市场采购。建议每667 m2施商品有机肥800～1 000 kg，15∶15∶15 硫酸钾型复合肥 50 kg，硼肥 0.5 kg，锌肥1 kg，移栽前7d旋耕翻入土。

2.1.3 追肥及配方参数 在施肥总量中，扣除基肥后，余下即为追肥，根据每茬的产量合理确定投肥量。每茬瓜一般施用3次，即1次伸蔓（恢复）肥，2次膨果肥（表2）。

表2 肥料运筹方案

追肥中 N、P2O5、K2O 比例约为 39∶12.6∶47.8，拟合成配方16∶5∶20，生产上应选择此配方或相近的全溶性硝硫基复合肥料，实行膜下水肥一体化追施（表 3）。

在膨果期和恢复期，叶面喷施有机液肥、磷酸二氢钾、微肥等补充营养。

2.2 微灌参数

2.2.1 微灌灌水量定额参数 微喷灌系统设计灌水量定额计算[3]：I=0.1rhp（β1-β2）/η

I：设计灌水量定额，计量单位mm；r：土壤容重，计量单位g·cm-3，一般在 1.1～1.35g·cm-3，具体数值通过实测土体容重得到；h：计划湿润层深度，计量单位cm，视根层分布，苗期取10cm、伸蔓期限15～20cm、结瓜期取20～25cm；p：土壤湿润面积占铺地面积的比例，西瓜生产上取50%；β1：灌溉将要实现的适宜土壤含水量上限（生产上取土壤饱和含水量的80%，土壤饱和含水量水平可以对土体进行实测得到，一般适宜西瓜种植的土壤饱和含水量为21%～26%）；β2：适宜土壤含水量下限，情形如同β1，一般取土壤饱和含水量的60%；η为喷洒水利用系数，大棚膜下微灌取0.9～1。

若计算单位面积的灌水量m0，计量单位m3，用公式：m0=2/3I进行折算。如坐果期的微灌定额：

I=0.1×1.25×20×50%×（23×80%-23×60%）÷0.9=6，每 667 m2折合m0=4。

2.2.2 单次微灌时间参数 用单次灌水时间评估一个灌水周期内单个操作工段喷洒水的控制时间，公式：t=60abI/q/1 000+t’

t：喷洒时间，计量单位min；a：微灌喷孔间距，生产中是0.105 m（具体以生产实际情况计算，下同）；b为微灌支管之间距离，生产中是3 m；I为设计灌水定额，比如取6 mm；q为喷孔流量，取0.006 m3·h-1；t’为灌溉延时系数，取 0～2 min。

t=（60×0.105×3×6）/（1 000×0.006）+t’，约合20 min。

2.2.3 微灌周期参数T=I/Ea；式中：T为微灌周期，单位d，I为设计灌水定额，取6 mm；Ea为西瓜需水旺盛期日平均耗水强度，单位mm·d-1，膜下微灌地面蒸发量接近于0，耗水量主要为叶面蒸腾，通常 1～1.2 mm·d-1，以膨果期为例：T=6/1.2=5。

2.2.4 微灌方案及灌水运行控制 一般情况下，早期微灌 2～3 m3，每次 10～15 min，灌水间隔 10d。中后期每次微灌4～4.5 m3，每次20 min左右，灌水间隔5～7d以上。每次每段主管道供水面积约2×667 m2，微灌带输水长度不超过40 m。没有压力表时，可从微灌带运行状况上加以判断，若微灌带呈近似圆形，出水声不大，可认为压力合适。若微灌带绷得太紧，水声太大，说明压力太大，予以调整，应加大灌水面积，以免管道破裂。若微灌带呈扁形，说明压力偏小，应减少微灌面积。

2.3 微灌施肥定量管理方案

根据上述各项参数整理结果（表4），对施肥与微灌加以耦合，通过2015年的示范验证，结论为可行且具有重演性。

表4 西瓜长季节设施栽培膜下微灌施肥定量管理方案

3 讨论与小结

阜宁县西瓜多在沙壤土地区种植，长季节栽培时，由于生长期长、生产量大、主要营养元素容易失衡，施肥应遵循少量多次。在土壤养分碱解氮100 mg·kg-1、有效磷 10 mg·kg-1、速效钾 65 mg·kg-1和肥料利用率N 50%、P2O530%、K2O 55%左右的情况下，通常每667 m2总施肥量为N 19.1 kg、P2O511.3 kg、K2O 22 kg 以及商品有机肥 800～1 000 kg。基肥以市场易购的15∶15∶15硫酸钾型复合肥为主，追肥应选择16∶5∶20或配方相近的全溶性硝硫基复合肥，避免单施或混施单质化肥的麻烦。长季节栽培西瓜属于避雨栽培范畴，土壤水分主要依靠人工补给，要始终保持见干见湿。一般微灌21次，每次 3～4 m3，约 15～20 min，总微灌溉量每 667 m2约76 m3。随水追肥14次，每667 m2用专用配方肥70～75 kg。生产上应根据栽培品种、棚室结构、土壤质地、气象因素变化而作相应调整。