殷小蘭++臧小平++蔡凱++馬蔚紅++林興娥

摘要 針對海南丘陵平地紅毛丹果園水肥管理中存在施肥不平衡、養(yǎng)分流失、易引起灼燒、用工量大等問題，在分析紅毛丹生理及礦質營養(yǎng)特性基礎上，提出了微灌水肥一體化技術，發(fā)揮其在減少含水土壤面積、控制灌水深度、減少蒸發(fā)和滲漏損失等方面的優(yōu)勢，并對其設計要點、施肥管理策略及方案進行了詳細敘述。建立水肥一體化微灌系統(tǒng)后，實際運行結果表明，水肥一體化技術能實現紅毛丹增產、水肥高效耦合、提升果園效益，建議在海南省紅毛丹生產上應用水肥一體化技術。

關鍵詞 紅毛丹；營養(yǎng)特性；水肥一體化

中圖分類號 S147.3；S667.9 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）23-0075-04

Abstract Aiming at the problem of unevenness of application，low fertilizer ulitilization rate and large mount of labour by the traditional fertilization technique on rambutan cultivation in Hainan Province，based on the analysis on the untritional characteristics of rambutan drip fertigation was applied to improve the utilization efficiency of water and fertilizer. Some main points related to the design of engineering and fertilization management were stated. The operation results after fertigation system construction showed that the benefit of rambutan production was increased significantly by fertigation.It also suggested that the method of fertigation was a suitable irrigation and fertilization technique for rambutan production in Hainan Province.

Key words rambutan；nutrion characteristic；fertigation

紅毛丹（Nephelium lappaceum L.）是無患子科韶子屬的多年生常綠喬木，又名毛荔枝、韶子。原產于馬來群島，果實色澤鮮艷，外形美觀，果肉厚，汁多清甜，果品風味獨特，營養(yǎng)價值較高，“味似荔枝，勝似荔枝”，品質優(yōu)良，是一種著名的熱帶珍稀水果[1]。紅毛丹果品成熟期正常情況下正值我國水果上市的淡季，是當前水果市場的緊俏貨源，有利于提高產品競爭力。海南省是我國紅毛丹的主要產區(qū)，2015年海南省保亭縣種植面積約1 166.67 hm2，年產量約1.4萬t。近年來，紅毛丹產業(yè)進入快速發(fā)展階段，海南三亞、保亭紅毛丹生產基地建設被列入海南省“十三五”規(guī)劃重點項目建設內容，成為熱區(qū)農業(yè)增效、農民增收的區(qū)域特色產業(yè)，亦成為當地熱帶農業(yè)的一張名片。紅毛丹生長速度較快，對肥水的需求量較大，均衡、及時的水分、養(yǎng)分供應是新梢花序抽生、果實發(fā)育的重要條件。水肥管理成為紅毛丹生產上與果實產量品質直接相關的重要措施，而掌握紅毛丹生態(tài)習性、營養(yǎng)特性及營養(yǎng)需求是合理水肥管理的前提。傳統(tǒng)的水肥管理模式不僅造成水資源浪費和肥料的流失，而且養(yǎng)分過于充足容易引起植株徒長，采用滴灌水肥一體化技術，根據土壤養(yǎng)分含量和作物的需肥規(guī)律及特點制備成肥水混合液，通過可控管道系統(tǒng)輸送到根系周圍，保證水分、養(yǎng)分適時適量精確供給[2-3]。實現“以肥調水、以水促肥”的效應，顯著提高水肥利用效率，達到增加果實產量、改善果品質量、提高施肥效益目標[4-6]，滿足規(guī)?；l(fā)展對肥水管理提出的精準化、自動化技術要求，加速實現產業(yè)升級，具有良好的應用前景。水肥一體化技術近年來在南方果園得到迅猛應用，粗放式水肥管理模式不利于紅毛丹產業(yè)的提質增效，因此采用水肥一體化技術成為必然。筆者在幾年來課題研究的基礎上，借鑒傳統(tǒng)水肥管理技術，闡述了紅毛丹營養(yǎng)特性、養(yǎng)分需求及水肥一體化技術要點，以期為種植者提供參考。

1 紅毛丹生態(tài)習性、營養(yǎng)特性與養(yǎng)分需求

1.1 生態(tài)習性和營養(yǎng)特性

紅毛丹為典型熱帶果樹，要求高溫多濕、靜風和低海拔環(huán)境。坡地風速一般在1.5 m/s以下，要求年雨量1 800 mm以上，喜濕，并且要求雨量均勻。對濕度要求較高，開花結果要求空氣濕度要保持在85%～88%[7]。若濕度不足，會造成落花落果，或果實發(fā)育不良產生僵果。同時，忌根區(qū)漬水，既要保持供水充分，又要保持排水通暢、透氣。海南南部地區(qū)全年雨量不平衡，4—10月為雨季，雨量占全年雨量的87%，空氣濕度為85%～90%，10月至翌年4月為旱季，空氣濕度為75%～85%[8]。因此，在選擇定植區(qū)時，既要做好排灌系統(tǒng)，同時要注意利用小地形環(huán)境，除建設防護林等防風避風設施外，還應考慮增加噴灌、滴灌設施，以彌補生態(tài)因子的不足。

土壤以耕層深厚、富含有機質、肥沃疏松、排水和通風良好的沖積土或壤土為佳。紅毛丹具有生長迅速、枝梢修剪量大等特點，果實產量高，為喜肥果樹。紅毛丹果園多位于丘陵坡地和低山緩坡地，土壤以磚紅壤為主，且覆蓋較少，高溫多雨風化渣淋溶嚴重引起養(yǎng)分流失。據2015年在海南保亭多點采樣分析，土壤理化性狀（平均值）為土壤有機質1.90%，堿解氮92.49 mg/kg，有效磷14.75 mg/kg，速效鉀45.11 mg/kg，交換性鈣205.6 mg/kg，交換性鎂39.3 mg/kg，pH值4.91。土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀質量分數較低，均處于3～5級水平，土壤pH值多呈酸性，加之傳統(tǒng)栽培管理、肥料施用等措施不當，導致果園土壤普遍貧瘠化和不平衡，在一定程度上限制了產量和品質的提高[9]。endprint

根據對海南13個紅毛丹代表性品系果實礦質元素的測定結果可以看出（表1），礦質營養(yǎng)元素在紅毛丹果實中的含量為P、K、Mg最高，其次為Ca、Fe。其中，果皮中含P、K、Ca、Mn最高，果核中含Mg、Zn最高，果肉中含Fe、Cu最高。相比較于其他熱帶作物，紅毛丹葉含P、N較高，其含P量高于大部分熱帶作物（大部分熱帶作物P含量為8～15 mg/kg），其含N量與香蕉相近[10]。紅毛丹植株在年周期中以開花前對N、P需求最多，隨著對K需求的增多，N、P的用量減少。在果實生長期對K的需求最多，其次為N。成齡樹在收果后、開花前和小果期應適量補充以N、K為主的養(yǎng)分以滿足樹體生長及果實膨大的需求，N、K肥總體分配比率3個時期各占施肥總量的1/3。對P、Mg的需求均以花前較多，P肥一般多作為基肥施用。P肥總體分配比率為采收后與開花前后各占50%。鈣素營養(yǎng)與果實品質（糖度、裂果）密切相關，生產上應注意在采收完畢至開花前土施鈣肥。

1.2 養(yǎng)分需求比例

幼齡紅毛丹（1～3年）肥料三要素養(yǎng)分比例為N∶P2O5∶K2O=1.0∶1.0∶0.4，成齡紅毛丹（≥4年）施肥時期與肥料氮磷鉀的配比∶果實采收后為N∶P2O5∶K2O=1.0∶1.0∶1.0，加施有機肥；開花前為N∶P2O5∶K2O=1.0∶1.3∶1.0；開花期為N∶P2O5∶K2O=1.0∶1.0∶1.4，加施微量元素；坐果初期為N∶P2O5∶K2O=1.0∶1.0∶1.0，加施微量元素和有機肥；坐果后第9周為N∶P2O5∶K2O=1.0∶1.0∶1.4，加施微量元素[11]。

2 微灌水肥一體化技術

2.1 設計要點

2.1.1 灌溉施肥方式。海南南部及東南部紅毛丹主產區(qū)全年干濕季節(jié)明顯，年降雨量1 800～2 300 mm。而蒸發(fā)量則為降雨量的2倍以上，全年旱季長達6個月以上，11月至翌年4月少雨，土壤干旱，不利于開花和稔實（保亭地區(qū)花期2—4月）。受熱帶濕潤氣候條件影響，立地土壤為經過強富鐵鋁化過程形成的磚紅壤，土質疏松，含沙量大。肥力較低，多為旱坡地。紅毛丹為淺根植物，根系生長快，側根良好，對干旱敏感。因此，選擇滴灌方式進行灌溉施肥，滴灌條件下大部分土壤表面保持干燥，且滴頭均勻緩慢地向根系土壤層供水，在土壤中濕潤體呈壇狀[12]?？捎行p少水分蒸發(fā)，水分分布范圍能夠覆蓋根系集中區(qū)域，因而更能適應根系對養(yǎng)分的截獲，使養(yǎng)分能充分被吸收和利用，保證樹體整體的生長發(fā)育?？諝鉂穸葘t毛丹產量和品質有較大影響，滿足紅毛丹生長發(fā)育的濕度要求一般在85%以上[13]。與此同時，在樹體頂部安裝微噴系統(tǒng)進行樹體加濕，微噴灌條件下表面半徑和垂直濕潤深度更為均衡，能更好、更快地對作物進行降溫加濕灌溉，適合環(huán)境溫度高、蒸發(fā)量大的作物種植區(qū)使用。通過地面滴灌+樹頂微噴組合系統(tǒng)，達到下滴、上噴精準灌溉施肥的水肥一體化目的；地面滴灌以灌溉施肥為主，樹上微噴以樹體腔內增濕降溫為主（圖1）。

2.1.2 技術參數。微灌土壤濕潤比：P=30%、25%；微灌水利用系數：η=0.90；設計灌水均勻度：Eu≥85%；設計濕潤深度：z≥0.3 m；設計日供水強度：Ia=6 mm；設計輪灌周期：D=1 d，每次同時灌溉面積：1.00～1.33 hm2。

2.2 水肥一體化關鍵設施

2.2.1 微灌管網系統(tǒng)。對于1個10～20 hm2的中等果園，主管道可選用0.63 MPa、外徑為110 mm的PVC給水管，支管選用0.63 MPa、外徑為110/90/63 mm和0.50 MPa、外徑為50 mm的PVC給水管，毛管為Φ16 mm的聚乙烯（PE）管。主支管道近地表鋪設，覆薄土以保護，方便檢修。地面灌水器選擇滴頭間距為40 cm，滴頭流量為2.8 L/h的滴灌帶。滴灌帶沿著種植行方向每行紅毛丹鋪設1條。再在樹頂用微噴頭進行微噴，采用Φ 4 mm的折射式微噴頭，噴嘴直徑1.2 mm，額定工作壓力通常為100～300 kPa，流量85～110 L/h，噴灑半徑為1.2～1.5 m。每株樹布置1個微噴頭。

2.2.2 首部樞紐工程。主要由水泵機組、過濾器、施肥系統(tǒng)、控制閥門、保護裝置等設備組成。田間灌溉水流量一般為15～60 t/（h·hm2），供水壓力以150～200 kPa為宜。對于一個面積10～20 hm2的中等果園，系統(tǒng)動力類型可選用額定功率18.5 kW的水泵，最大流量94 m3/h，最大揚程44 m。

2.2.3 灌溉水源。在水源保證的條件下建立200～300 m3的蓄水池，挖好坑后在上面鋪防滲膜。

2.2.4 安全防護裝置。為了更好地保護管道系統(tǒng)，整個系統(tǒng)安裝保護設備：66 cm進氣閥、3.3 cm排氣閥，1.0 MPa壓力表。

2.2.5 施肥系統(tǒng)。采用泵吸肥+電導率儀監(jiān)測指導施肥。泵吸肥法施肥通過球閥開關調節(jié)施肥時間和施肥濃度，施肥濃度的監(jiān)測通過電導率儀測定，測定好后，肥料開關保持不動。一般在泵房外設置敞口容器（肥料桶）盛放肥料溶液，也可在蓄水池旁用水泥建造2.5～3.0 m3的混肥池，將水肥在蓄水池溶解好后進行灌溉施肥。

2.2.6 過濾器。首部可以選擇手動自清洗過濾系器或者自動反沖洗過濾系統(tǒng)。對于一個10～20 hm2的中等果園，過濾器可選擇AZUD或FOSION的5.08 cm、130 μm疊片式過濾器。通常在吸水管和吸肥管的入口包上100～120目濾網（不銹鋼或尼龍網），防止雜質進入管道。

3 養(yǎng)分管理方案及效果分析

3.1 肥料選擇與施肥原則

施肥采用傳統(tǒng)施肥與滴灌施肥結合的模式，即土施有機肥和部分化肥作為基肥，追肥則通過水肥一體化系統(tǒng)進行施用。水肥一體化滴灌系統(tǒng)對肥料的選擇要求是具有較好的水溶性。具體而言，包括化學肥料、水溶性配方肥料及漚腐后的有機肥液。微肥一般選擇螯合態(tài)微量元素，可通過葉面噴施與噴農藥一起進行，也可通過加入灌溉系統(tǒng)施入根部。endprint

3.2 水肥管理計劃

3.2.1 施肥方案。以五年生紅毛丹成齡果園為例，單個生長季施肥主要分4個時期，分別為攻梢肥（采收后修剪前）、花前肥、養(yǎng)花肥、壯果肥（果實生長期）?；适展箝_溝土施腐熟有機肥15～20 kg/株+過磷酸鈣0.4 kg/株。追肥則通過滴灌系統(tǒng)施用，采用單質化肥+復合水溶肥，均為國產肥料。單質化肥包括2種：尿素（含純N 46%），硫酸鉀鎂（含K2O 40%、Mg 3%、S 18%）。水溶性肥包括2種：起苗型水溶肥（含純N 20%、P2O5 7%、K2O 17%）、膨果型水溶性肥（含純N 13%、P2O5 7%、K2O 22%）。在攻梢前、花期施用起苗型水溶肥、尿素，在坐果前施用硫酸鉀鎂，坐果后施用膨果型水溶性肥，共分8次施入。成齡紅毛丹滴灌施肥詳細方案如表2所示。

3.2.2 水分管理。主要包括排水、灌水，具體措施如下：

（1）排水。根據種植基地狀況，在坡地上開好梯田及排水溝，主要包括：①環(huán)山阻洪溝。一般深、寬各50 cm，有0.2%～0.3%的比降，并筑成“竹節(jié)狀”，每8～10 m留土墩，地域20～30 cm，以緩沖流速和蓄水。②縱排灌水溝?？稍诼放栽O置“竹節(jié)式”縱排水溝，深、寬20～30 cm，每6～8 m留一低于10 cm路面的土墩，或在每一梯級內側設“消力池”，更好地緩沖水流，蓄水積泥。③橫向排水溝。主要是梯田內側溝，即每一梯級環(huán)山行兩株間設土埂消除梯級內多余積水和積蓄雨水，防止沖刷延長果園濕潤時間。

（2）灌水。紅毛丹為淺根植物，對干旱敏感，當土壤含水量達到田間持水量的65%時為紅毛丹生長受阻水分點[11]。幼苗生長期、新梢抽發(fā)期、花芽形態(tài)分化期及果實發(fā)育前中期對水分需求較多，灌溉頻次為5～7 d灌溉1次。開花前6～8周要稍微干旱，以利于紅毛丹提前開花和同步開花。整個灌溉季節(jié)可用電子張力計控制灌溉，監(jiān)測表層和深層土壤的水勢，從而制定最優(yōu)的灌溉計劃。根據多年試驗結果[14]，使用2支張力計，埋深分別為30、50 cm。張力計固定在距離滴頭<10 cm處，在埋深30 cm張力計的土壤水吸力達到控制灌溉下限（15 kPa）時開始灌溉，50 cm張力計讀數回零時停止灌溉。

在旱季和高溫天氣需要增濕時使用微噴灌系統(tǒng)對樹膛環(huán)境加濕，可根據空氣濕度情況分時段進行噴水，每次噴灌時間20～30 min，用空氣溫濕度計監(jiān)測空氣濕度，在距地表1.5 m處進行測量。

3.3 試驗效果

2014—2015年在海南保亭BR-7品種紅毛丹上進行試驗，表明在施純N 220.4 g/株、P2O5 123.8 g/株、K2O 299.8 g/株條件下，采用水肥一體化滴灌技術的處理紅毛丹較對照（溝施肥料+澆灌）增產17.8%，同時在果實營養(yǎng)品質指標上也表現出積極效果（表3）。經濟效益核算，采用水肥一體化滴灌技術處理純收益較對照增加23 205元/hm2，增長率達31.2%（表4）。與對照比較，水肥一體化處理在增加了微灌設備前期投入的前提下，其經濟效益因產量提高和用工投入減少而出現明顯增加。聯(lián)合國糧農組織認為VCR>2（vario-cost ratio，指純收益增加值與施肥成本增加值的比值）就具有經濟合理性[15]，采用化肥一體化滴灌技術處理VCR為10.3，從產投比而言也是合算的。

4 結語

水肥一體化微灌技術可有效控制灌水及施肥的數量和頻率，及時滿足果樹對水分及養(yǎng)分的需要，減少無效損耗，顯著提高水肥利用效率，具有提升產量、減少人工及促進增收的優(yōu)勢。根據海南紅毛丹產區(qū)特點，本設計采用的技術和設計參數可靠，運行效果較佳，設計簡單易行，具有較強的實際應用和推廣價值。

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