李亚东
“水肥一体化”在西方发达国家的果园管理中已经作为一项实用技术被广泛应用。如何合理施肥，发挥肥料最大效益，是农业生产中一个永恒的话题。“庄稼一枝花，全靠肥当家”阐述的就是这个道理。威海市北国蓝莓科技有限公司在蓝莓的生产实践中根据土壤和叶片测试结果，应用“水肥一体化”技术，达到了“省钱、精准、高效和省力”的效果。根据2015年对定植2-3年生蓝莓的实际测算，每亩施肥的费用平均100元左右，仅仅相当于土壤常规施肥的1/3。北国公司张亮和江新超根据几年来的生产实践，撰写了“蓝莓水肥一体化”技术要点，本人参考苹果等水肥一体化技术资料整理编辑成文，供蓝莓种植者参考使用。
-编者按
一、作物养分吸收基础知识
（一）根系吸收养分的原理
作物根系一般能吸收气态、离子态和分子态养分。气态养分有二氧化碳、氧气及水汽等。离子态养分又可分阳离子和阴离子两类，阳离子养分有：NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+等；阴离子养分有：NO3-、H2PO4-、HPO42-、SO42-、H2BO4-、B4O72-、Cl-等。作物根系也能吸收少量分子态的有机养分，如尿素、氨基酸、糖类、磷脂类、生长素、维生素和抗生素等。
土壤中的养分可分为有机态和无机态等两种成分。根系对无机态养分的吸收有主动吸收和被动吸收。主动吸收又称代谢吸收，是一个需要消耗能量的代谢过程，具有选择性；被动吸收又称非代谢吸收，不需要消耗能量，属物理或物理化学作用。根系吸收初期以被动吸收为主，后期以主动吸收为主，通常是两者相结合进行。
1.根系对无机态养分的被动吸收
根系对养分的被动吸收主要以截流、扩散、质流和离子交换等形式进行。气体二氧化碳、氧气和水可以从高浓度向低浓度扩散，通过质流进入植物体内。离子态养分质流进入根内，主要受土壤溶液中离子态养分含量和植物蒸腾作用的影响。当离子态养分较多（施肥后），气温较高，植物蒸腾作用较大时，通过质流进入根内的矿质元素也多。根系进行呼吸所产生的H+离子和HCO3-离子（或OH-离子）与土壤中阴、阳离子进行交换，使部分离子态养分吸附在根细胞表面而被植物吸收。
作物根系从土壤中吸收养分有三种方式，即扩散、截获和质流。
（1）扩散：在土壤溶液中某种养分的浓度出现差异时所引起的养分运动，使养分由浓度高处向低处扩散，最后趋于平均分布。作物不断从根际土壤吸收养分，使根际土壤溶液中的养分浓度相对降低，造成根际土壤和远离根际土壤中养分含量的差异。远离根际处的养分浓度高，养分则慢慢向根际扩散，并被根系吸收。通常在施肥或土壤中有机质矿质化后，会因养分浓度提高而向周围扩散，从而被作物根系吸收利用。
（2）截获：当根系尤其是数目很多的根毛与土壤养分直接接触时，就可以进行离子交换而获得养分，不通过土壤溶液。这种不通过运输，而依靠根系从土壤中直接吸收养分的方式称为截获。
（3）质流：质流与扩散不同，不是养分的浓度差引起的养分运动，而是土壤水溶液中的养分蒸腾作用把养分运送到根际。当作物蒸腾作用消耗了根层土壤中大量水分后，植物根系为了维持正常的蒸腾作用，必须不断地从周围环境中吸收水分。这就造成土体中大量水分流向根部，以补充根系周围水分的亏缺，则产生了质流作用。土壤水溶液中的养分也随着水分的流动被带到根的表面。从而，为作物获得更多养分提供了有利条件。
一般认为，养分在土壤中长距离时，质流是补充养分的主要形式，而短距离内，扩散作用可更有效地补充养分。如果从养分在土壤中的移动性来看，硝酸态氮移动性较大，质流可提供大量的氮素供作物根系吸收，提供的磷、钾较少。氮通过扩散作用运输的距离比磷和钾要远得多。根系对磷的吸收比对钾的吸收作用更大，因为磷的扩散远远低于钾。
2.根系对无机态养分的主动吸收
无机态养分的主动吸收分为离子泵解说和载体解说，都是通过代谢过程，消耗能量吸收土壤中的养分。植物体内离子态养分的浓度比外界土壤中溶液浓度高，而根系仍能逆浓度吸收，且吸收时有选择性，这是由于植物体内能量的释放以及酶的作用结果，其中包括一系列生理生化过程。
3.根系对有机态养分的吸收
根系能直接吸收利用有机态养分（如各种氨基酸、磷酸己糖、磷酸甘油酸和酰胺等），它是通过生物膜酶载体进入细胞的。可见土壤和肥料中的有机态养分，是植物养分直接来源之一。所以有机肥不但能提高土壤肥力，也能直接被根系吸收，营养植株，既能肥土，又能肥树。
（二）土壤水分是影响作物根系吸收养分的主要原因
水分是生命活动的重要因素，对作物吸收养分的影响是多方面的。土壤中养分的释放、迁移和植物吸收养分等都和土壤水分有密切关系，土壤水分适宜时，养分释放及其迁移速率都高，从而能够提高养分的有效性和肥料中养分的利用率。土壤水分是化肥溶解和有机肥料矿化的必要条件，养分通过扩散与质流的方式向根表迁移以及根系对养分的吸收都必须有水。
土壤水分影响土壤中离子的溶解度、土壤氧化还原状况，也间接影响离子的吸收。当土壤处于干旱状态时，无机态养分的浓度相对提高，影响作物根系对养分的吸收。但当灌溉量或降雨量过多时，一方面稀释土壤中养分的浓度,加速养分的流失，另一方面会使土壤下层的氧不足，根系集中生长在表层，不利于吸收深层养分，同时有可能出现局部缺氧而导致有害物质的产生而影响植物的正常生长，甚至死亡。所以在干旱地区采取保墒措施，可增加根部对养分的吸收。在灌区提倡合理用水对防止水肥损失和提高肥效都具有重要意义。
通俗地讲，就是肥料必须要溶解于水，根系才能吸收，不溶解的肥料是无效的。生产当中，无论我们施用哪一种肥料，要被果树吸收利用，就必须首先溶解于水。一些肥料能快速溶解于水，肥效迅速，属于速效肥料；一些肥料不易溶于水，在土壤中缓慢的溶解，被果树缓慢的吸收，所以肥效很长，属于长效肥料；还有一些肥料，施入土壤后，需要漫长的分解转化过程，如有机肥等，最终形成小分子有机物被果树吸收利用属于缓释肥；肥料施入土壤后形成肥料溶液的时间长短，很大程度上决定了肥效起作用的时间长短，肥料在土壤中存放的时间越长，肥料损失就越大，肥料的吸收利用率就越低。反之，我们采取肥水一体化施肥，直接将肥料溶解于水，就大大的缩短了肥料吸收进程，减少了肥料挥发、淋溶、径流以及被土壤固定的机会，提高了肥料利用率。
二、水肥一体化的概念
水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统（或地形自然落差），将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌，均匀、定时、定量地浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同作物的需肥特点、土壤环境和养分含量状况、作物不同生长期需水情况、需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。
三、水肥一体化的优点
1、水肥均衡
传统的浇水和追肥方式，作物饿几天再撑几天，不能均匀地“吃喝”。而采用滴灌，可以根据作物需水需肥规律随时供给，保证作物“吃得舒服，喝得痛快”。
2、高效性
传统施肥由于肥料在土壤中待的时间较长，肥料经过挥发、淋溶、径流以及被土壤固定，肥料利用率很低。滴灌水肥一体化，直接把作物所需要的肥料随水均匀的输送到植株的根部，作物“细酌慢饮”，肥料利用率大幅度提高，肥料用量可减少50%，用水量只有沟灌的30%-40%。
3、精确性
可以根据蓝莓各个时期对养分的需求规律，将果树迫切需要的元素通过配方化的方式供应给果树，少量多次，使得施肥的时间、种类以及数量与果树需肥情况尽量吻合，符合果树生长规律和节奏。
4、可控性
传统施肥，肥料施入土壤后，等天下雨，啥时下雨啥时肥料起作用，失去可控性，往往造成氮肥肥效滞后，与果树生长节奏不符，造成果树生长紊乱，采取水肥一体化追肥，可以准确的控制肥效。
5、省工省时
传统的沟灌施肥，费工费时，非常麻烦。而使用滴灌，只需打开阀门，合上电闸，几乎不用工。
6、减轻病害
很多病害是土传病害，随流水传播。采用滴灌可以直接有效的控制土传病害的发生。
7、控温调湿
冬季使用滴灌能控制浇水量，降低湿度，提高地温。传统沟灌会造成土壤板结、通透性差，作物根系处于缺氧状态，造成沤根现象，而滴灌可有效避免因浇水过多而引起的作物沤根、黄叶等问题。
8、无损伤
水肥一体化不损伤果树的根系，不损坏果园土壤结构。
9、可与覆盖技术完美组合
果园覆盖是一项非常好的保水措施，但是土壤覆盖后追肥就比较麻烦，采用水肥一体化，无需将土壤覆盖物打开，非常方便，而且补充水分不易蒸发，效果很好。
四、适宜水肥一体化的蓝莓果园类型和地势
对于山地梯田、平地模式、洼地抬田的蓝莓果园均可使用。
适宜于浅土层沙质土壤。沙地果园土壤属于沙质土并且土层浅，土壤保肥保水能力很差，按照传统方式施肥，经多次浇水，大量肥料淋溶浪费，而采用滴灌施肥，通过少量多次施肥，可以大幅度提高肥料利用率，节约用水，避免土壤忽干忽湿，肥料供应饥饱不匀的现象。
适应于设施栽培的蓝莓园，采用水肥一体化施肥，可以避免传统冲施肥造成的土壤板结、地温上升缓慢、棚内湿度过大、病害发生严重等问题。
适宜于生草、覆草、覆膜等进行土壤管理制度的蓝莓园。对于这些果园，如果采用传统挖沟或穴施肥，必须把覆盖物先去除掉再进行施肥，然后再进行覆盖，费工费时，而采用水肥一体化施肥就不存在这个问题，非常方便。
五、蓝莓水肥一体化灌溉施肥系统的构成
所谓灌溉施肥系统，是节水灌溉系统与施肥技术的结合体，两项技术措施合理统筹运用，可以发挥节水、节肥的作用。一套完整的灌溉施肥系统，主要由水源工程、施肥管理、部首控制枢纽、输配水管网、滴水器等几个部分组成（见图1所示）。
图1 灌溉施肥系统构成与水肥耦合示意图
（1）水源工程
用于节水灌溉的水源，可以来自河流、水库、机井、池塘等，只要水质符合微灌（滴灌）要求即可（如表1所示）。
表1 滴灌系统堵塞程度的水质临界值表
（2）部首控制枢纽
由电机、水泵、过滤器、控制和微量设备（压力调节阀、分流阀、水表）等组成。其中过滤器是灌溉施肥系统中的关键设备之一，其作用是把灌溉水中的固体颗粒、有机物质、微生物及化学沉淀物等各种污物和杂质清除掉，以防止滴头阻塞而影响灌水施肥效果。常用的过滤器有筛网过滤器、砂砾石过滤器、离心式过滤器等。如用井水灌溉，可选用筛网过滤器滤掉井水中沙或石灰石；如用池塘水、河水、水库水或湖水等灌溉，可选用砂砾石过滤器清除细沙和水中漂浮物、藻类、细菌、幼虫。在施肥装置之后应安装二级过滤器，以避免灌溉水中因加入肥料形成沉淀，阻塞滴头。
（3）施肥装置
向灌溉系统注入可溶性肥料溶液的装置称为施肥装置。常用的有文丘里注入器，水力、电力、内燃机等驱动的注入泵，压差式施肥罐，等等。泵入式输入肥液浓度均匀，但需要外加动力和装置，成本高，易发生故障。压差式施肥装置，是利用压力管两端的压力差，将肥液或化学药剂注入系统。形成压差的方法主要有3种，在主管中串联文丘里管或阀门、皮托管。文丘里压差式喷灌施肥装置是利用文丘里管造成的压差式原理而设计的施肥装置，不需要附加动力，装置无转动部件，维修较少，运行可靠，造价低。缺点是如果直接安装在骨干管道上，则水力损失较大。这个缺点可以通过并联文丘里管与管道来克服。微灌系统对文丘里施肥装置的技术要求有两点：一是要形成足够的压力差，使肥料能从肥料罐流入主管中，同时必须减少水力损失，不影响喷灌系统的工作性能；二是必须保证施肥的均匀性和适当的施肥时间以保证农艺和作业的要求。
（4）输配水管道
由干管、支管、毛管等组成。
（5）滴水器
滴水器可分收缩式滴头、长流道管式滴头、涡流式滴头、发丝管、压力补偿式滴头、孔口滴头、膜片式多孔毛管和双壁管（或称滴灌带）等，一般可使用流量4~8L/h的单出口滴头或流量为2~8L/h的多出口滴头。
六、灌溉施肥的频率与控制
肥料注入微灌系统的频率视情况而定，以保证养分不发生淋溶损失和满足根系的最佳养分需求为前提。对蓝莓果园来说，灌溉施肥的肥料施用原则是：数量减半、少量多次和养分平衡。
七、蓝莓水肥一体化技术要点
1、水肥一体化肥料的选择
肥料必须易溶于水，杂质少，专门的水溶肥溶解性好，杂质少，但其成本较高，是普通肥料的2-3倍，所以选用一些质量较好，水溶性较好、杂质较少的普通肥料，按照一定的比例进行混合。表2中列出了部分可溶性肥料之间的相溶性。根据肥料的兼容性，可利用同类的其他肥料来代替或者在不同的滴灌循环中施用不同的肥料。
表2 部分可溶性肥料之间的相溶性
2、水肥一体化施肥的方法
（1）先计算好水泵一次开阀能浇灌的面积，计算出此面积定植的株数。
（2）按照每株所需要的肥料克数，计算出总肥料量。
（3）将计算好的肥料溶解到施肥桶里，充分搅匀，让其最大限度的完全溶解。
（4）根据每次每个地块的浇灌时间来调整肥料吸入的速度，同时检查滴管系统是否正常，正常后将肥料溶液打开，调整吸入时间。以后每次每个地块的浇灌以此类推。
（5）浇灌的总时间根据所处地块苗木根系部位的湿润程度来确定，对于山东地区定植2到3年的树体，每株苗木需要4-5升水，才能将根系周围的土壤彻底湿润。
3、水肥一体化施肥的时期
1）施肥时期
抓住蓝莓养分需求三个关键时期：即萌芽前、坐果后和果实膨大三个时期。以山东乳山为例，第一次为4月底5月初，第二次为5月底6月初，第三次为6月底7月初。秋季结合秋施有机肥可以补充一次。
2）施肥量
在蓝莓施肥上，由于各地的土壤类型、肥力状况和气候条件以及管理水平的差异，需要根据具体的情况来进行调节，表3和表4是美国蓝莓生产中的一个施肥标准，供生产者参考使用
表3 不同树龄蓝莓施肥量
注：本表格由美国俄勒冈州立大学杨伟强博士提供， 表中的施肥量指的是纯N、P2O5和K2O的用量。
表4 蓝莓滴灌施肥量
(资料来源：BLUBERRIES by Jorge B. Retamales and James F. Hancock)
4、水肥一体化施肥的注意事项
（1）肥料在溶解的时候，要反复搅动，保证肥料充分溶解。
（2）在肥料吸入的过程中不要搅动，防止不溶解的杂质进入滴灌带，堵塞滴头。
（3）两个肥料桶切换的过程中，要把握好时机，防止吸进空气，水泵抽不出水。
（4）吸入肥料的桶要链接到水泵的吸水管一端。
（5）水泵的送水管要链接过滤器，保证杂质最大限度的不进入滴灌带里，造成堵塞。经常检查过虑器，一旦杂质过多，要及时的进行清洗。
（6）磷肥最好采用土壤施用，氮肥和钾肥可通过灌溉施肥加入，其他微量元素采用叶面喷肥方式。
（7）最重要的一点，要根据树龄和树势计算好准确的施肥量，切忌施肥过量。
后记：水肥一体化具有高效、精准、省力等优势，是未来果树生产的一个发展趋势，推荐蓝莓种植者实践应用。本文中的部分表格和文字材料来自于赵正阳主编“中国果树科学与实践-苹果”一书中施肥管理章节，特此说明。
威海市北国蓝莓科技有限公司自制蓝莓水肥一体化系统图解
图1 水源：可以是干净的平塘、河流等
图2 准备好施肥桶并连，注意施肥桶要连接到吸水管处。
图3 将肥料按比例配好后，倒入灌内并溶解
图4 注意出水的前段如果没有过滤器，要加装过滤器
图5 肥料随滴灌系统进入土壤
图6 采用水肥一体化技术二年苗定植的第三年长势郁郁葱葱，生机勃勃。
图7 美国蓝莓园水肥一体化控制系统
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发表于 2016-7-18 21:57
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