一种黄瓜的水肥一体灌溉方法及其应用与流程

1.本发明涉及蔬菜施肥技术领域，尤其涉及一种黄瓜的水肥一体灌溉方法及其应用。


背景技术：

2.黄瓜是人们喜食的重要蔬菜，在蔬菜生产中占重要地位。水肥一体化是一种将灌溉与施肥融为一体的施肥技术，是通过压力系统将肥料溶液以较小流量直接、准确地施与作物根部附近的土壤表层的灌水施肥技术，它是提高蔬菜水分和肥料利用率的有效途径之一。水肥一体化能够按照作物需求规律，通过水肥耦合，提高作物水肥利用率。
3.

技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.本发明要解决的技术问题是黄瓜生产过程中的如下一个或多个问题：
6.(1)施肥过多导致黄瓜产量降低；
7.(2)节省黄瓜生产过程中所消耗肥料；
8.(3)提高黄瓜的肥料利用率；
9.(4)减少根结线虫对黄瓜的危害。
10.(二)技术方案
11.为了解决上述技术问题，本发明在第一方面提供了一种黄瓜的水肥一体灌溉方法，所述方法包括如下步骤：
12.(1)根据黄瓜的不同生长时期的养分用量比例制定水溶肥配方；
13.(2)按照氮、磷、钾所需元素的量计算不同生长时期的水溶肥用量；
14.(3)黄瓜苗期的水溶肥中氮、磷、钾元素含量比例为22:6:24；
15.(4)黄瓜花期的水溶肥中氮、磷、钾元素含量比例为22:6:24；
16.(5)黄瓜瓜期的水溶肥中氮、磷、钾元素含量比例为20:5:30。
17.在一些优选的实施方式中，所述黄瓜的生长时期分为苗期、花期和瓜期。
18.在另一些优选的实施方式中，所述氮肥的比例以水溶肥所含氮含量转化为n 计算。
19.在另一些优选的实施方式中，所述磷肥的比例以水溶肥所含氮含量转化为 p2o5计算。
20.在另一些优选的实施方式中，所述钾肥的比例以水溶肥所含氮含量转化为 k2o计算。
21.本发明在第二方面提供了一种黄瓜的水肥一体灌溉方法在黄瓜生产中的应用，所述应用包括如下步骤：
22.(1)通过权利要求1中的元素比例确定黄瓜不同生长时期所需的氮、磷、钾元素比
例。
23.(2)在苗期和花期共施肥4次，在瓜期施肥20～25次。
24.在一些优选的实施方式中，黄瓜苗期的水溶肥用量为16.7～24.4kg/667m2。
25.在另一些优选的实施方式中，黄瓜花期的水溶肥用量为16.7～24.4kg/667m2。
26.在另一些优选的实施方式中，黄瓜瓜期的水溶肥用量为62.9～91.9kg/667m2。
27.(三)有益效果
28.本发明的上述技术方案具有如下优点：
29.(1)在大幅减少肥料用量的条件下，与传统习惯施肥处理相比产量不减，且表现稳产；
30.(2)显著降低果实硝酸盐含量；
31.(3)根据作物养分需求规律设计，节肥增收效果显著；
32.(4)对耕层土壤速效磷含量的提高发挥了极大作用，减少了磷肥用量，显著降低了土壤耕层磷素富集。
附图说明
33.图1显示了不同施肥处理对黄瓜产量的影响。其中，a为昌平银黄试验点；b 为房山弘科农场试验点；c为昌平金六环试验点。
34.图2显示了优化施肥节肥效果图。其中，a、b为昌平银黄试验点；c、d为房山弘科农场试验点；e、f为昌平金六环试验点。
35.图3显示了不同施肥处理对土壤速效磷含量的影响。其中，*a为昌平银黄试验点；b为房山弘科农场试验点；c为昌平金六环试验点。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.1材料与方法
38.1.1供试材料与试验设计
39.本试验选择黄瓜为种植作物，于2019年在北京市房山区弘科农场、北京市昌平区金六环基地和银黄基地日光温室进行。所用品种为“北农佳秀”，由房山弘科农场统一育苗；各试验点的栽培方式均为畦栽，采用滴灌方式，种植密度为45000 株﹒hm-2
，春茬栽培3月初定植，7月底收获。3个试验点土壤基本理化性质如表 1所示：
40.表1各试验点供示土壤基本理化性状
[0041][0042]
1.2试验设计
[0043]
试验设计4个处理，3次重复。分别是ck1(不施有机肥、不施化肥处理)， ck2(优化有机肥、不施化肥处理)，fp(农民习惯处理)，opt(优化施肥处理)。各处理具体施肥量如表2所示。各处理灌水制度一致，定植之前，灌水300-375m3﹒hm-2
；苗期+花期灌水4次，每次60-90m3﹒hm-2
；瓜期灌水25-30次，每次90-105 m3﹒hm-2
。
[0044]
表2试验各处理不同时期施肥量分配表
[0045][0046][0047]
注＊各处理施用的有机肥均为商品有机肥，追肥为大量元素水溶肥
[0048]
1.3测定指标与方法
[0049]
土壤采集时间为定植前和黄瓜收获后，土壤ph值，水土比2.5:1浸提采用ph 计测定；土壤有机质，重铬酸钾氧化-外加热法测定；碱解氮，1mol﹒l-1
碱解-扩散法；土壤有效磷，0.5mol﹒l-1
nahco3浸提-钼锑抗比色法；土壤速效钾，1mol ﹒l-1
中nh4oac-火焰光度法(鲍士旦，2000)。
[0050]
果实维生素c(vc)含量采用2％草酸浸提-2，6二氯靛酚滴定法测定；硝态氮(硝酸盐)含量用酚二磺酸分光光度法测定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定；可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝g－250染色法测定(催建宇等，2007)。
[0051]
1.4数据处理
[0052]
试验数据均采用excel进行处理、作图，sas统计软件进行方差分析。
[0053]
2结果与分析
[0054]
2.1不同施肥处理对黄瓜产量的影响
[0055]
如图1所示，3个试验点ck1产量均最低，opt与fp产量均无显著差异。房山弘科和昌平金六环试验点ck2与施肥处理(fp、opt)相比产量无显著差异，然而昌平银黄由于其土壤肥力属于低肥力水平，ck2与施肥处理产量差异显著，分别比fp、opt减少30％、29％。以上试验结果表明，优化施肥opt处理在大幅减少肥料用量的条件下，与fp相比产量不减，且表现稳产；低肥力土壤上施肥显著增加黄瓜产量。
[0056]
2.2不同施肥处理对黄瓜品质的影响
[0057]
如表3所示，3个试验点ck1、ck2硝酸盐显著低于施肥处理(fp、opt)， fp处理硝酸盐含量均最高，opt比fp硝酸盐含量分别降低21％、16％和17％。各处理vc含量、可溶性糖及可溶性蛋白差异不显著。
[0058]
表3不同施肥对黄瓜品质含量的影响
[0059][0060][0061]
2.3不同施肥处理对节肥效果的影响
[0062]
2.3.1总养分节肥效果
[0063]
opt处理施肥根据作物养分需求规律设计，节肥效果显著。如图2-2所示，3 个试验点opt于fp相比，总养分n分别节约248kg﹒hm-2
、420kg﹒hm-2
、606kg ﹒hm-2
；总养分p2o5分别节约315kg﹒hm-2
、434kg﹒hm-2
、447kg﹒hm-2
；总养分k2o分别节约318kg﹒hm-2
、377kg﹒hm-2
、452kg﹒hm-2
；n、p2o5、k2o节肥率分别为38％、73％、51％；49％、78％、49％；53％、78％、53％。
[0064]
2.3.2化肥纯养分节肥效果
[0065]
opt处理施肥根据作物养分需求规律设计，节肥效果显著。如图2所示，3 个试验点opt于fp相比，化肥纯养分n、p2o5、k2o分别节约4kg﹒hm-2
、111kg ﹒hm-2
、351kg﹒hm-2
；化肥纯养分p2o5分别节约38kg﹒hm-2
、80kg﹒hm-2
、127 kg﹒hm-2
；化肥纯养分k2o分别节约99kg﹒hm-2
、97kg﹒hm-2
、205kg﹒hm-2
；n、 p2o5、k2o节肥率分别为1％、62％、46％；12％、60％、28％；29％、67％、42％。
[0066]
2.4不同施肥处理对收获期土体速效磷分布的影响
[0067]
从图3中可知，3个试验点不同施肥处理速效磷在根层有大量积累，耕层以下骤减。在0-20cm土层中，3个试验点各处理速效磷含量差异显著，fp处理速效磷均最高，3个试验点opt处理土壤速效磷比fp处理分别减少43％、12％和1％，20-40cm 和40-60cm土层各处理速效磷含量差异不显著，说明施肥对耕层土壤速效磷含量提高发挥极大作用。
[0068]
2.5不同施肥处理对经济效益的影响
[0069]
表4所示，3个试验点中昌平银黄和房山弘科农场试验点优化施肥处理经济效益均最高，昌平金六环试验点ck2经济效益最高。昌平银黄试验点ck1处理经济效益最低，而房山弘科农场和昌平金六环试验点fp处理经济效益最低，这主要与昌平银黄试验点土壤肥力低有关，不施肥处理产量低，而房山弘科农场及昌平金六环中高肥力ck处理产量较高，fp处理施肥成本高有关。与fp处理相比，3个试验点opt分别增加31726元﹒hm-2
、64267元﹒hm-2
、33784元﹒hm-2
，增加率分别为：11％、24％、9％。
[0070]
表4不同施肥对黄瓜经济效益的影响
[0071][0072]
注*黄瓜单价按照4元﹒kg-1
计算，有机肥单价为500元﹒t-1
，水溶肥单价为12元﹒kg-1
[0073]
3讨论
[0074]
本研究结果表明，优化施肥在大幅减少肥料用量的条件下，产量不减。这主要是由于优化施肥集成有机肥替代化肥技术、测土配方施肥技术、水肥一体化技术，首先优化施肥用量，优化施肥根据温室春茬黄瓜养分吸收规律及土壤养分供应能力设计，满足作物目标产量养分需求施肥；同时结合有机肥替代化肥技术，有效减少了化肥用量，提高肥料利用率，避免浪费。
[0075]
本发明的研究结果表明，与现有技术的施肥方案相比，本发明的施肥方案降低果
实中硝酸盐含量。硝酸盐在人体内可被转化为亚硝酸盐，亚硝酸盐有致癌作用。因此硝酸盐含量是蔬菜安全品质中监控的重要指标，可作为品质代表指标进行综合评价。黄瓜硝酸盐含量与施氮量有关，施氮量的多少直接影响着黄瓜硝酸盐含量。氮肥和磷肥可引起蔬菜果实中硝酸盐的大量积累，钾离子在影响蔬菜对硝酸盐吸收的同时，也能够促进植物体内氮素的代谢。
[0076]
本本发明的研究结果表明，所采用的施肥方案有效降低土壤速效磷累积。土壤速效磷是植物体吸收磷素的直接来源，土壤速效磷含量是衡量土壤供磷能力及评估磷素流失风险的重要指标。它的动态变化与施肥量和作物吸磷量有很大关系。减少磷肥用量可以有效降低土壤累积风险。本发明的施肥方案通过测土配方施肥技术合理推荐磷肥用量，同时有机肥替代部分化肥磷素，有效降低了磷肥用量，减少了土壤磷素累积。
[0077]
根据本发明的研究结果可以看出，本发明的施肥方案：
[0078]
(1)在大幅减少肥料用量的条件下，与现有技术中的施肥处理相比产量不减，且表现稳产；低肥力土壤上施肥显著增加黄瓜产量。
[0079]
(2)显著降低果实硝酸盐含量。
[0080]
(3根据作物养分需求规律设计，节肥增收效果显著。
[0081]
(4)减少了磷肥用量，显著降低了土壤耕层磷素富集。
[0082]
(5)基于有机肥替代化肥、测土配方施肥、水肥一体化技术的施肥方案有助于从源头降低菜地化肥面源污染风险。
[0083]
每个处理分别随机挑选20株黄瓜，统计病情指数。病害级别诊断方法采用根畸变百分率法划分黄瓜根部受害程度后进行计算，分级和计算方法如下：
[0084]
0级：所有根系均无根结和肿胀部位；1级：0％≤受根结线虫危害根肿胀部位或根结＜10％；2级：10％≤受根结线虫危害根肿胀部位或根结＜25％；3级：25％≤受根结线虫危害根肿胀部位或根结＜50％；4级：50％≤受根结线虫危害根肿胀部位或根结＜75％；5级：75％≤受根结线虫危害根肿胀部位或根结≤100％。
[0085]
病情指数＝[∑(各病级植株数
×
病级数值)/(调查总植株数
×
最高病级数)]
×
100
[0086]
ck1和ck2和fp的病情指数普遍较高，黄瓜根部受根结线虫病害重、根结多，相应的黄瓜产量也较低。而病情指数低时，黄瓜的产量较高。从3个试验点的黄瓜病情指数与产量相对比可以发现，两者呈正相关。
[0087]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。