油橄欖智能滴灌水肥一體化栽培技術應用效果分析

劉江林

油橄欖（Olea europaea L.）又名齊墩果，原產于地中海沿岸地區，是木樨科木樨欖屬小喬木。油橄欖作為世界著名的木本油料兼果用樹種，是著名亞熱帶果樹和重要經濟林木，有“植物油皇后”之稱。1975 年，地處秦嶺與岷山之間的隴南市武都區在“兩江一水”（白龍江、白水江、西漢水）流域海拔700 至1500 米范圍內的河谷及半山地帶開始引種栽培油橄欖并獲得成功。隴南是我國油橄欖最佳適生區，為“國家油橄欖示范基地”“中國油橄欖之鄉”，油橄欖基地面積、鮮果產量、初榨油產量和經濟效益均居全國第一，被列入《世界油橄欖分布圖》，良種引進及試驗示范走在全國前列，新產品研發處于全國領先水平。截至2021 年底，隴南市油橄欖種植面積達5.06 萬公頃，綜合產值25.08 億元，惠及4 個縣區42 個鄉鎮338 個村40 多萬群眾，油橄欖已成為當地群眾穩定脫貧的致富果。

1998 年實施天保工程后，原甘肅省白龍江林管局舟曲林業局（現更名為白龍江插崗梁省級自然保護區管護中心）在位于隴南市武都區兩水鎮白龍江南岸段河壩村托塔山開發建設了666.7 公頃油橄欖種植基地，最多年份采摘油橄欖鮮果22 噸。2019 年至2021年，插崗梁省級自然保護區管護中心應用中國林業科學研究院華北林業實驗中心的科技成果——人工林智能滴灌水肥一體化栽培技術體系，在兩水林場油橄欖基地實施中央財政林業科技推廣示范項目“油橄欖智能滴灌水肥一體化栽培技術推廣與示范項目”，建立6.67 公頃智能滴灌水肥一體化栽培示范區，輻射帶動33.33 公頃，成為甘肅首個應用水肥一體化智能灌溉技術進行油橄欖苗木智能灌溉、精準施肥、高效栽培的示范基地。項目總投資50 萬元。該項目的運行，節約了人力資源、降低了勞動強度、提升了灌溉管理水平，為林區發展智能高效節水灌溉，提高水資源利用率，起到了示范引領作用。現將3 年來項目推廣與應用效果分析如下。

一、試驗地概況

試驗地地處隴南市武都區兩水鎮白龍江南岸段河壩村托塔山，位于插崗梁保護區兩水林場油橄欖基地，經營總面積192.3 公頃。地理坐標33°23′45″～33°24′57″N，104°47′59″～104°49′02″E。海拔1050～1100 米，坡度20°，坡向為北坡和東北坡，地形為川臺地和平地。年均氣溫14.9℃，年日照時數為1709～1911 小時，≥10℃的活動積溫為4568.7℃，年降水量450～600 毫米，空氣相對濕度為61%，無霜期242～273 天。pH 值7.0～8.0，土壤質地疏松，通氣和透水性能良好，是油橄欖最佳適生區。種植的油橄欖20年生，株行距4 米×5 米。

二、試驗方法

2020 年，采用先進的物聯網、云計算等智能技術和滴灌技術，建立了6.67 公頃智能滴灌水肥一體化栽培的油橄欖示范區，分為4 個可獨立控制灌溉與施肥管理的小區，滴灌管沿樹行鋪設，行距4 米、6 米。使用手機、電腦等終端設備對示范區的灌溉與施肥進行智能化監測和控制，從而實現了對每個小區便捷、高效的水肥管理。2021 年，使用智能滴灌水肥一體化系統對油橄欖林實施了灌溉與施肥管理。通過布設在油橄欖林內的土壤環境傳感器以及對油橄欖植株與果實的養分分析，對推廣示范園油橄欖樹體的生長發育規律、土壤水分變化規律以及節水、提高灌溉施肥勞動效率、投入、產出情況進行初步總結和評價，制定出科學的智能滴灌灌溉與施肥管理制度，達到了對油橄欖林適時適量的精準灌溉和少量多次的精細施肥管理。項目推廣技術路線圖見圖1。

三、水肥一體化智能滴灌系統的結構

基于物聯網的水肥一體化滴灌技術是將灌溉與施肥融為一體的農業新技術，借助壓力系統，將可溶性固體或液體肥料，按土壤養分含量和作物種類的需肥規律和特點，配兌成肥液與灌溉水一起通過可控管道系統供水、供肥，使水肥相融后，通過管道和滴頭形成滴灌，均勻、定時、定量，浸潤作物根系發育生長區域。

水肥一體化智能滴灌系統的結構主要由首部樞紐（水泵、動力機、過濾設備、施肥系統、控制閥等）、輸配水管網（包括干管、支管、毛管三級管道）、灌水器（分為滴頭、滴灌管、支管等）以及流量、壓力控制部件和測量儀、土壤環境傳感器、電磁流量計等智能控制管理系統組成。其中，首部系統中的重要環節是施肥環節和過濾環節，施肥環節中可以應用施肥器、注肥泵、智能施肥等設備進行高效施肥，過濾環節可以應用網式過濾器、疊片過濾器等，水源采用水井，針對不同的水質加裝過濾器來實現精細過濾。通過手機APP 與系統軟件云平臺等智能終端發出人為設定程序指令，指揮滴灌系統完成水源增壓、過濾、調壓、計量、注肥、輸送、灌溉等過程，實現全自動水肥一體化遠程控制系統自動滴灌。智能滴灌系統結構見圖2。

四、水肥一體化智能滴灌技術應用效果

2021 年，使用智能滴灌水肥一體化系統對油橄欖林實施了灌溉與施肥管理，并對應用水肥一體化智能滴灌技術后在省工、節水、節肥、增產等方面的效果進行對比分析。調查結果表明，引進水肥一體化自動灌溉系統后，具有明顯的節水、節肥、省工、增產等優點。應用效果見表1。

（一）增產

經對油橄欖園進入盛果期的成年樹進行產量測定，使用智能滴灌管理的油橄欖果實產量達到了9900公斤/公頃，而常規管理的油橄欖果實產量僅為6000公斤/公頃，增產3900 公斤/公頃，增產65%。6.67 公頃示范區總增產26000 公斤，增收15.6 萬元。

表1 油橄欖水肥一體化智能滴灌技術應用效果

（二）節水

傳統灌溉方式為人工管灌，兩水油橄欖園在本項目實施前采用1.2 寸塑料管逐株澆灌，每棵樹澆足澆透需用時5 分鐘，經測試管道流量為600 升/小時，則每棵樹需灌水180 公斤，要把全園2300 多株樹全部澆灌一遍至少需要15 天。使用智能滴灌管理6.67 公頃油橄欖示范林，全年用水量0.4 萬立方米，而常規管理全年用水量1.5 萬立方米，相比之下，使用智能滴灌管理，節水73.3%。

（三）節肥

油橄欖示范園傳統施肥方式為人工撒施，使用智能滴灌管理6.67 公頃油橄欖示范林，全年肥料用量6噸，而常規管理全年肥料用量為13 噸，相比之下，使用智能滴灌施肥可直接將養分輸送到根部，肥料是水溶性肥料，吸收利用率高，節肥53.8%。而傳統施肥方式施肥量大，吸收利用率低，會造成土壤富營養化和土壤污染，不利于環保。

（四）節省勞力

使用智能滴灌管理6.67 公頃油橄欖，全年灌溉施肥只需30 個工日，而常規管理全年需要300 個工日，每個工價100 元，相比之下，使用智能滴灌管理，可節省人工達90%，節省人工成本2.7 萬元。在不計算節水、節肥成本的條件下，使用智能滴灌系統管理6.67公頃油橄欖可實現節本增效18.3 萬元，相當于每公頃節本增效27450 元。按照裝備智能滴灌系統使用期限10 年預測，可以持續改善油橄欖的生長和發育狀況，提高油橄欖的果實產量和品質，使種植者獲得長期穩定的增益。

綜合來看，應用水肥一體化智能滴灌系統后，節約人工90%，節水73.3%，節肥53.8%，增產65%（如圖3），由此則節約人工最明顯，該套系統可滿足6.67 公頃橄欖園的灌溉，如面積足夠大，則節約人工成本將更加顯著，達到了節水、省肥、增產、增效的目的，實施結果對建立油橄欖良種繁育、豐產栽培基地起到示范輻射作用，經濟、生態和社會效益顯著。