設施草莓滴灌施肥田間工程設計及技術要點

周浩 陳斌 丁華萍 錢鈞 仲崇平 吉訓鳳 沙捷亞

灌溉施肥技術具有節水節肥、保護環境、提高作物產量和品質等優點[1]，廣泛應用于設施園藝生產。草莓是江蘇海安縣冬春季主要水果作物，主要采用棚式、壟式栽培結合微噴灌技術。壓差式施肥罐、微噴灌系統具有灌溉速度快、用工少、成本低等優點，深受當地種植大戶喜愛，但存在易產生田間積水和肥液濃度不均衡等缺點。目前，與草莓栽培配套的滴灌系統的設計、設備選擇、工程安裝方面的研究較為簡單，對實際生產指導意義不大[2～5]。2013年，浙江海安縣農林技術服務推廣公司以設施草莓水肥一體化田間試驗為依托，在大公鎮姜橋村崔益俊設施草莓園進行施肥器的篩選、田間管路的布設及實際操作試驗，旨在為基層農技人員提供生產指導。

1 試驗裝置及控制方法

滴灌系統由首部樞紐和田間管路組成。首部樞紐包括水泵、施肥裝置、過濾器、控制裝置（閥門）、測量裝置（水表、壓力表）和保護裝置（單向閥）等（圖1）。田間管路包括滴灌帶和控制裝置等。系統采用手動控制的操作方法，未安裝自動化設備，水泵、閥門的啟閉等操作均由人工完成，滿足試驗分區、分期精確定量灌溉施肥的要求。

圖1 首部樞紐工程設計

2 關鍵設備的選型及安裝

2.1 施肥器的選擇與安裝

目前常見施肥器有壓差式施肥罐、文丘里施肥器、水力驅動比例式施肥泵[6]，其中，壓差式施肥罐屬總量控制施肥，作業時肥液濃度不斷降低，難以實現精量控制。文丘里施肥器對工作壓力要求高，首部工作壓力較小時，易出現不吸肥甚至倒吸現象[1]。水力驅動比例式施肥泵施肥精度高、穩定、易控制[7]，適于精確施肥。本試驗選用以色列產MixRite 2504自動比例式施肥泵，屬水力驅動比例式施肥器，其工作原理是在水力驅動下，直接從肥料容器中提取所需肥液，同時在比例泵腔體內混合，為植物生長提供合適比例的養分，該施肥器核定比例0.4%～4%，可按照試驗要求調控施肥濃度。施肥泵前后均安裝過濾器，攔截自來水及肥液中的雜質，防止堵塞滴孔。

2.2 水源的選擇及計量控制

試驗地緊靠居民區，考慮取水便利及水質等因素，選擇自來水作水源，采用DN15 PPR管與自來水管路連接。用DN15旋翼式水表控制灌水量。因試驗地地處自來水管網末梢，水壓不穩，綜合分析滴孔工作流量、工作壓力及施肥、過濾設備的水頭損失等因素，選擇揚程10 m、流量720 L/h的水泵，在水壓較低時段進行加壓。配套使用量程0～0.6 MPa的壓力表（施肥泵正常工作水壓為0.02～0.6 MPa），監測管網水壓，防止水壓過大導致滴灌帶爆裂。安裝DN15單向閥，防止肥液反向流動污染水源。

實際生產過程中，建議以河水、井水等為水源，配套水池或水箱蓄水，充分保證水壓穩定，有條件的可安裝減壓閥、電接點壓力表等控制水壓，也可配套安裝恒壓變頻器穩定水壓。

2.3 滴灌帶的選擇及分區控制

試驗地土壤類型為潴育型水稻土，質地重壤土，參考重壤土的土壤水分運動規律[8]，選擇與比例式施肥泵匹配的內鑲貼片式滴灌帶，管徑16 mm、單孔流量2.7 L/h、滴頭間距20 cm、壁厚0.3 mm。試驗采用三膜覆蓋、壟式栽培方式，每壟雙行，滴灌帶鋪設在2行草莓之間，采用滴灌帶旁通閥將每條滴灌帶分別與支管連接，分區啟閉閥門，分別滴灌施肥。

3 技術要點

3.1 施肥比例調試

根據試驗所需的水量及施肥量等確定施肥比例（即吸入肥液與入水口水量的比值），上下轉動調節施肥泵上的刻度達到預設值。初次使用時，盛一定體積的清水于容器內，并設定不同施肥比例，通過水表讀取入水口水量，數次校核施肥泵比例。施肥泵啟動之初，需要按下頂部的排氣閥進行排氣，直到有少量水從排氣閥溢出，再迅速關上排氣閥。

3.2 輸水壓力調控

系統運行之初，觀察壓力表，把水壓控制在0.10～0.15 MPa（此滴灌帶最大工作壓力為0.15 MPa）。如無壓力表，觀察滴灌帶，若滴灌帶近似圓形，水聲不大，則壓力合適；若滴灌帶繃得太緊，水聲過大，說明壓力偏大，調整閥門，或開啟田間水龍頭泄壓。

3.3 灌水量的調控

根據草莓肥水需求規律、栽培方式、滴灌施肥的特點等，確定全生育期灌水定額、施肥總量及各生育期施肥比例。實際操作時，還需綜合考慮日照、降水量、溫濕度、苗情等，確定每次灌水量。實踐證明，草莓定植醒棵前，每天滴灌以不產生田間徑流為原則，保證草莓正常活棵。草莓正常生長后，用水量減少。本試驗條件下，草莓全生育期滴灌水量為2 175 m3/hm2，其中醒棵前每次90 m3/hm2，前期每次70.5 m3/hm2，中后期每次 48 m3/hm2。

3.4 肥料種類的選擇

適合滴灌施肥的肥料需要滿足溶解度高、雜質含量低、不會引起灌溉水pH值劇烈變化、對灌溉系統腐蝕性小及多種肥料溶解混合后不發生化學反應產生沉淀等要求[9]。本試驗以研究草莓氮、磷、鉀肥適宜用量為目的，使用的都為化學肥料，主要有尿素、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、硫酸鋅等。

3.5 其他

定期清洗施肥泵內零件，檢查記錄活塞及密封圈。定期打開過濾器排污，清洗濾網。冬季大棚外的管道需埋于凍土層以下或進行保溫處理，防止凍壞水管，且每次灌溉施肥后，放空管中余水，避免結凍。

[1]李敬德，劉雪峰.設施農業微灌施肥系統選型配套研究[J].北京水務，2011（1）：34-37.

[2]王健，張建青.設施草莓滴灌施肥技術的效果研究[J].中國土壤與肥料，2008（1）：78-79.

[3]黃玲娟.草莓種植大戶高產栽培經驗總結[J].上海農業科技，2002（5）：51-52.

[4]陳素娟，陳國元，袁衛明，等.大棚草莓膜下滴灌栽培技術規范[J].北方園藝，2013（16）：50-52.

[5]袁云，范寶光，王紅梅，等.設施草莓栽培技術[J].中國農業信息，2014（19）：38-39.

[6]韓啟彪，吳文勇，劉洪祿，等.三種水力驅動比例式施肥泵吸肥性能試驗[J].農業工程學報，2010，26（2）：43-47.

[7]李久生，張建君，薛克宗.滴灌施肥灌溉原理與應用[M].北京：中國農業科學技術出版社，2003.

[8]劉大江，馬玉祥，段曉研，等.大田滴灌工程設計主要參數選擇[J].甘肅農業，2006（4）：113.

[9]趙靜峰，李艷霞，權明偉.水肥一體化應用技術要點剖析[J].科技向導，2012（8）：308.