水肥一体化对设施蔬菜生产的影响研究进展

我国水资源总量约27×1012m3，居世界第6位，但人均占有量仅为世界人均的1/4，我国是农业大国，耕地平均摊水量只有世界平均数的3/4[1]。随着不合理利用和浪费越来越严重，水资源匮乏问题日益加重。目前，中国只有40%的耕地得到灌溉，每年农业缺水300亿m3。近10年来，中国每年干旱面积达2 000万～2 700万hm2，由于缺水，每年生产的粮食不足7 000万～8 000万t，受影响地区逐年扩大。随着中国经济的快速增长和工业化、城镇化水平的不断提高，原本明显不足的水资源将继续向工业等非农业产业转移。在未来的20年里，中国人口将继续增长，一方面会直接扩大对水的需求，另一方面会增加对农产品需求的压力，进一步加剧农业缺水的矛盾[2]。

化肥与农业可持续发展关系密切。为了提高作物的产量，人们开始大量施用化肥。数据表明，自20世纪80年代以来，我国化肥供应量每年以4%的速度增长。目前，我国已是世界上最大的化肥消费国。尽管耕地面积还不到全世界总量的10%，但我国化肥施用量却接近世界总量的1/3[3]。由于长期过量施肥，导致化肥利用率不断下降，已经引起一系列问题，比如土壤盐渍化、酸化、板结化，同时过量施用化肥影响农产品品质等。由此可见，如何用好化肥，充分发挥化肥的作用，不仅是一个现实问题，而且是关系我国农业可持续发展的一个极其重要的问题。

目前，在我国蔬菜生产中存在着水资源浪费、过度施肥等问题，不仅造成土壤次生盐渍化、酸化加重、地下水污染，而且影响着蔬菜的产量及品质。水肥一体化技术可以有效缓解这一问题，该技术是将灌溉与施肥有机结合的一项农业新技术，根据作物需求对农田水分、养分进行综合调控和一体化管理，以水促肥、以肥调水，实现水肥耦合，全面提高水肥利用效率[4]。具体做法是借助压力系统（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，以及作物不同生长期需水、需肥规律，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。

1 对设施蔬菜土壤的影响

土壤是设施蔬菜赖以发展的物质基础，随着我国设施蔬菜栽培面积的扩大，传统的施肥灌溉方式不仅造成水肥资源浪费，同时也导致土壤养分失衡、酸化、次生盐渍化等一系列问题，并且土壤pH值和EC值也受到不同程度的影响，水肥一体化可以减少传统施肥方式对土壤的影响。

张红梅等[5]通过对大棚黄瓜的研究，比较了水肥一体化和常规水肥管理技术（对照）对大棚土壤理化性状、土壤酶活性的影响。结果表明，水肥一体化技术增强了土壤纤维素酶和过氧化氢酶的活性，在黄瓜生长的4个时期，土壤纤维素酶活性分别比对照高10.41%、47.55%、28.51%和40.58%，盛果期过氧化氢酶活性最高，从而提高了土壤微生物活动的强度；在黄瓜不同生长时期，水肥一体化处理中的土壤养分含量均高于对照；土壤中有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量在苗期均差异显著，分别比对照高29.22%、15.19%、12.07%和31.68%，土壤中有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量拉秧后分别比对照高1.42%、17.40%、4.96%和25.67%，土壤pH值变化不明显，总盐含量和EC值有所下降。

徐岩[6]以生菜为试材，研究了不同水肥对土壤环境的影响。结果显示，在同一水肥处理下，低水平处理土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量低于高水平处理。土壤团聚体结构与土壤有机质、速效氮、速效钾成极显著正相关，与土壤速效钾成显著正相关；有机质与土壤速效钾成显著正相关；土壤速效氮与速效钾成显著正相关。

宋卓琴[7]以番茄为研究对象，研究了日光温室水肥管理对土壤的影响。试验证明，水肥一体化处理降低了土壤的EC值，提高了土壤pH值，由此说明，日光温室采用水肥一体化对土壤的酸化和土壤盐渍化有很好的抑制效果；通过对番茄收获后土壤中全氮、有机质、有效磷和速效钾等养分含量的测定，可以得出水肥一体化可以很好地保持耕层土壤较高的养分水平，提高养分有效性，通过相关性分析发现，土壤养分之间存在极显著的相关性，其中全氮和有机质的相关系数为0.984。

文章来源：《水资源与水工程学报》 网址: http://www.szyysgcxb.cn/qikandaodu/2021/0205/462.html