櫻桃種植新技術——水肥一體化種植技術,高效、節水、生態、安全

在水資源緊缺的背景下,北京農業的發展必須從首都資源稟賦實際出發,與首都戰略功能定位契合。都市型現代化農業以節水富民、提質增效為目標,是北京農業發展的正確方向。北京市委、市政府於2014年9月印發的《關於調結構轉方式發展高效節水農業的意見》中強調,

今後一段時期北京農業的總體思路是按照“高效、節水、生態、安全”的基本原則,加快調整種植結構,以水肥一體化為抓手,確保高標準節水技術全覆蓋。

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1 北京市櫻桃種植現狀及存在的問題

櫻桃是廣大民眾非常喜歡的水果之一,近年來,北京櫻桃產業得到了快速發展,種植面積不斷增加。根據北京市園林綠化局統計數據,2016年由於氣候條件適宜,櫻桃生長良好,產量高、品質佳。2016年,北京市全市櫻桃總產量和總收入再創歷史新高,總產量高達938.6萬kg、總收入3.9億元,同比分別增長19.1%和7.3%。全市櫻桃採摘量510.8萬kg、採摘收入2.5億元,同比分別增長16.2%、30.8%。通州、順義、門頭溝及海淀四大櫻桃產區的產量均超過100萬kg。2016年全市共有193萬人次參與了櫻桃採摘遊活動,同比增長83.2%;採摘的櫻桃量佔總產量的54.4%,而採摘收入佔到了當年櫻桃總收入的64.1%。

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作為北京城市副中心,通州區的產業必須低水耗、低能耗、低排放,同時必須高產出。作為北京四大櫻桃產區之一,目前通州區櫻桃園灌溉相當一部分採用地面大水漫灌,微灌比例較少且配套較差,主要存在的問題如下:一是大水漫灌方式粗放,水肥利用率不高;二是微灌管網布置不科學,水分生產效率不高;三是櫻桃園漫灌條件下鋤草、施肥等田間管理人工成本高。因此,通州區櫻桃種植中水肥一體化技術的配套實施和職業農民培訓工作亟待跟進。

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2 水肥一體化配套技術的要點

2.1灌溉形式的選擇

櫻桃不耐旱也不耐澇。土壤乾旱時,樹體和果實發育遲緩,櫻桃產量和品質會有所下降;土壤水分含量過大時,易引發流膠病。櫻桃尤其適宜在空氣溼潤的環境中生長。適宜櫻桃灌溉的現代節水灌溉技術包括滴灌、微噴灌和湧泉灌(也稱小管出流灌)等形式。

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滴灌是利用滴頭將有壓水流變成細小的水滴,溼潤植物根區土壤的灌水方法。在系統首部加設施肥裝置,可實現灌溉、施肥同時進行。滴灌是局部灌溉,比地面灌溉省水30%~50%;滴灌系統(尤其是壓力補償式)可有效控制每個滴頭的出水量,灌水均勻度高;滴灌肥料利用率高,比常規施肥節省30%-60%;滴灌便於自動化控制,還可減少施肥、鋤草等農事活動的勞動力投入,具有省工的特點。但滴灌也具有易堵塞、一次性設備投資較大、對肥料要求高、乾旱少雨地區可能會引起鹽分積累等缺點。

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微噴灌與滴灌形式類似,也是利用管道輸送有壓水流,通過微噴頭將有壓水以噴灑狀溼潤土壤。微噴灌也具備節水、節肥、省工、灌水均勻度高等特點,但在這幾個指標上,微噴灌技術要低於滴灌。但微噴頭的孔徑比滴頭大得多,防堵塞性能好,對水質過濾要求低;同時,微噴灌可改善園區小氣候,為櫻桃生長提供更適宜的空氣環境。

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但微噴灌的水分利用效率較滴灌低,同時影響肥料的利用效率,而且微噴更高。所以,目前國內果園使用滴灌形式更多。但是國外果園灌溉使用微噴灌形式更多,這可能是因為水源情況不同,微噴灌抗堵塞效果更好,而且微噴灌還能改善田間小氣候的緣故。

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湧泉灌也稱小管出流灌,

是利用4的小塑料管替代滴頭,並輔以田間滲水溝,形成一套以小管出流為特色的微灌系統。湧泉灌的流量大,克服灌水器易被堵塞的難題。湧泉灌設計簡單,抗堵塞性能好較好,對水質要求不高,價格適中;但湧泉灌在節水、灌水均勻度等方面較微噴灌和滴灌形式差一些。

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2.2灌溉系統設計

2.2.1確定工程設計參數

確定合理的櫻桃設計耗水強度、土壤溼潤比、灌水均勻度及灌溉水利用係數等指標。

2.2.2佈置灌溉系統

要根據櫻桃園區實際情況,以投資省、便於管理為原則,結合水源工程確定首部樞紐的位置;選擇適宜的灌水器類型;毛管和灌水器的採用單行毛管直線佈置、雙行毛管平行佈置或單行毛管帶環狀佈置,可根據工程投資及農戶需求而定。幹、支管的佈置形式取決於水源、地形、櫻桃樹分佈和毛管的佈置,力求管理方便、投資少。

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2.2.3確定灌溉制度和工作制度

計算設計灌溉定額,確定一次灌水延續時間,如需採用分組輪灌的形式,還要確定輪灌組數目,並劃分合理的輪灌組。

2.2.4管網設計

根據輪灌或續灌的實際情況,計算毛管、支管、幹管等各級管道的流量;根據允許水頭偏差的分配要求、管道經濟流速等標準,結合管材的規格尺寸確定各級管道的實際管徑;在確定各級管道管徑後,根據輪灌組的劃分情況,選擇最不利輪灌組,計算管網水頭損失;最終確定系統總揚程,並對水泵進行選型。

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2.3施肥、過濾裝置配套

櫻桃園水肥一體化技術實施時,可利用加壓泵或重力自壓式施肥法進行施肥,在灌溉系統的首部安裝容量適宜的施肥閥或採用文丘裡施肥器等。過濾設備可有效防止灌水器堵塞而影響灌水效果,是水肥一體化技術中最為關鍵的設備之一。對於首部系統較大的園區,為確保灌溉質量可在施肥設備前後安裝多級過濾設備;對於首部系統較小的園區,可僅在施肥設備之後安裝過濾設備。

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3 水肥一體化技術實施中存在問題的解決

3.1系統堵塞

堵塞問題是水肥一體化技術實施中最常見的問題。除了規劃設計時要根據水質條件、項目區大小、資金情況等配備各級過濾設備之外,在使用時要注意定期清洗過濾設備。對於面積較大的項目區,建議最好安裝自動反清洗過濾設備。施肥完成後,需要繼續用清水灌溉20mm左右,將管道中殘留的肥料沖洗掉,避免在滴頭處生長藻類青苔等,造成灌水器堵塞。

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3.2 過量灌溉

過量灌溉不僅會造成水資源浪費,還可能會將肥料淋洗到根層以下,造成水肥利用率均不高,無法體現水肥一體化技術的優勢。每次灌溉的時間需要根據不同生育階段櫻桃的需水特性、土壤實際水分條件綜合確定;灌溉時需要一併施肥時,尤其是要嚴格控制好施肥時間。

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3.3 肥料選擇

易溶解、溶解快、雜質少是水肥一體化技術中肥料使用的基本要求。氮肥、磷肥、鉀肥、鎂肥、複合肥等無機肥料,具有養分含量高、肥料快等特點,適宜水肥一體化技術使用。但這些肥料養分單一,使用時應根據養分需求情況配合使用。有機液肥在水肥一體化技術中也可使用,但需要做好過濾。

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4 結語

水肥一體化技術是應對水資源緊缺現狀的核心技術,這項技術也是一種專業性較強的技術,需要政府部門、科研院所、灌溉企業等多部門協作推進。研發、推廣適用性強、節水節肥效果好、造價低、可操作性強的水肥一體化系統,對農戶進行操作管理培訓是水肥一體化技術進一步示範推廣的主要方向。


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