李友麗+郭文忠+馬麗+王湛+楊子強(qiáng)+賈冬冬

寧夏吳忠市利通區(qū)孫家灘開發(fā)區(qū)位于寧夏中部，屬溫帶大陸性干旱半干旱氣候，光熱資源豐富、晝夜溫差大，年日照時(shí)數(shù)3000 h以上，全年太陽(yáng)輻射高達(dá)700 kJ/m2，年平均氣溫8.8℃，無(wú)霜期170天左右，年平均降水量193 mm，年蒸發(fā)量約2013 mm[1]。孫家灘開發(fā)區(qū)距離市區(qū)約55 km，周邊1 km內(nèi)沒有工礦區(qū)、工業(yè)污染源和生活垃圾填埋場(chǎng)等可能影響生產(chǎn)環(huán)境的污染源，具有得天獨(dú)厚的自然優(yōu)勢(shì)，吸引了廣東、中國(guó)香港等涉農(nóng)企業(yè)來(lái)此建設(shè)有機(jī)蔬菜基地。其中，吳忠市天禾農(nóng)牧開發(fā)服務(wù)有限公司在孫家灘建立有機(jī)蔬菜生產(chǎn)基地2000畝（133.3 hm2），孫家灘開發(fā)區(qū)種畜場(chǎng)供港有機(jī)果蔬基地也成為寧夏首家國(guó)家有機(jī)食品生產(chǎn)基地。但是，該地區(qū)水資源相對(duì)匱乏，勞動(dòng)力相對(duì)較少，迫切需要引進(jìn)節(jié)水、省力的先進(jìn)灌溉設(shè)備與技術(shù)。2016年，北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心在孫家灘現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)安裝了有機(jī)水肥一體化智能裝備，在紫薯生產(chǎn)中示范了有機(jī)水肥一體化技術(shù)和配套管理，實(shí)現(xiàn)了水肥的自動(dòng)化、高效化管理；并制備出有機(jī)液肥，適時(shí)適量地為紫薯生長(zhǎng)提供養(yǎng)分，使紫薯產(chǎn)量達(dá)1733.59 kg/667m2。

栽培概況

品種選擇

紫薯栽培品種‘凌紫，屬早熟性品種，葉色深綠，頂三葉紫紅，葉心臟形，淺裂單缺刻，葉柄葉脈全綠色；薯形長(zhǎng)紡錐形，薯皮光滑，紫黑光亮，薯肉深紫色；單株結(jié)薯4～6塊，每667 m2產(chǎn)量達(dá)1500～2500 kg。

培育壯苗

培育無(wú)毒健壯的薯苗是紫薯有機(jī)栽培生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。3月下旬，選擇避風(fēng)向陽(yáng)、土壤肥沃的地塊，搭建拱棚（大小根據(jù)苗床面積定），覆蓋棚膜，以提高地溫；4月初，建造苗床，每667 m2備足3 m2苗床（苗床的長(zhǎng)×寬=3 m×

1 m），深15～20 cm，在床底鋪1層腐熟有機(jī)肥澆水蓋土。選擇100～250 g無(wú)病蟲的薯塊，以3 cm間隔排種，然后覆蓋2～3 cm厚細(xì)土，澆糞水（40 kg/m2），再蓋上地膜（可再加小拱棚保溫）。當(dāng)薯塊出苗60%以上時(shí)，揭掉地膜；出苗后保持溫度在25～30℃，苗床見干見濕，氣溫高時(shí)需注意通風(fēng)。在具有6個(gè)展開葉、薯苗高15～25 cm時(shí)，及時(shí)剪苗，用于栽插。剪苗時(shí)一般需離苗床3 cm以上，留2～3片葉以利再生。

整地做畦

翻地前，先清理前茬殘留垃圾，如破碎地膜等。深翻土壤30 cm左右，再均勻撒施基肥（充分腐熟的羊糞3000 kg/667m2），再次深翻使肥和土壤均勻混合。南北向做大壟，壟距為120 cm，壟高30 cm。

定植

定植前，壟上鋪置雙行滴灌帶，覆蓋地膜提高地溫。于5月上中旬栽插，選擇健壯、頂三葉齊平、節(jié)間粗短、無(wú)氣生根、無(wú)病害的薯苗，雙行定植，定植密度為4000株/667m2。采用水平栽插法，薯苗栽插入土壤5～7 cm深，保持薯苗直立，栽后拍（踩）實(shí)，讓根與土壤緊密接觸，澆足定植水。

田間管理

完成定植后，及時(shí)查苗補(bǔ)苗，確保苗齊、苗全。生長(zhǎng)前期，及時(shí)除草。莖葉封壟后，為抑制莖蔓生根、莖葉生長(zhǎng)過(guò)旺，需適當(dāng)提蔓2～3次，控制營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，使養(yǎng)分向塊根轉(zhuǎn)移，存進(jìn)塊根迅速膨大。提蔓時(shí)，要輕提輕放，盡量減少莖葉損傷。生長(zhǎng)后期，注意防止莖葉早衰，如長(zhǎng)勢(shì)較旺，需適當(dāng)減去部分莖蔓，改善通風(fēng)透光條件。全生育期應(yīng)加強(qiáng)肥水管理，即先追施N含量相對(duì)較高的有機(jī)液肥促植株生長(zhǎng)，在合理追施高N、高P、高K有機(jī)液肥確保植株長(zhǎng)勢(shì)和結(jié)薯、膨大。

水肥一體化管理

有機(jī)水肥一體化是針對(duì)有機(jī)肥的機(jī)械化、自動(dòng)化制備與施用，有機(jī)生產(chǎn)中水肥精細(xì)化、自動(dòng)化管理而提出，是以常規(guī)生產(chǎn)中的水肥一體化技術(shù)為基礎(chǔ)，將微生物好氧發(fā)酵制備出濃度較高、穩(wěn)定性較好的高N、高P、高K有機(jī)液肥，在系統(tǒng)控制下根據(jù)作物養(yǎng)分需求規(guī)律進(jìn)行配比混合、稀釋，并基于灌溉策略借助微灌系統(tǒng)均勻、適時(shí)、適量地輸送至作物根際的一種有機(jī)栽培水肥一體化管理技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)集有機(jī)液肥制備、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液調(diào)配與灌溉為一體的水肥高效管理技術(shù)[2]。

在孫家灘現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)的水源控制室安裝了有機(jī)水肥一體化智能裝備（北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心自主研發(fā)）（圖1），通過(guò)電磁閥、流量計(jì)和PVC主管道將裝備與紫薯地的田間滴灌系統(tǒng)連接，在有機(jī)水肥一體化智能裝備與中央控制系統(tǒng)管控下，制備有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液、配制與灌溉營(yíng)養(yǎng)液，實(shí)現(xiàn)了紫薯有機(jī)栽培的水肥一體化，將水分和養(yǎng)分適時(shí)適量地輸送給作物，確保紫薯在各生育期的水肥需求，并提高了水肥利用率，大幅降低了人力投入。

有機(jī)水肥一體化中央管控系統(tǒng)

有機(jī)水肥一體化控制系統(tǒng)由發(fā)酵子系統(tǒng)、儲(chǔ)液子系統(tǒng)、配液子系統(tǒng)及灌溉子系統(tǒng)四部分組成，每部分彼此獨(dú)立又相互協(xié)同，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)作物（紫薯）水肥的自動(dòng)管控。發(fā)酵子系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)或停止供氧氣泵和循環(huán)閥門（圖2）。儲(chǔ)液子系統(tǒng)采用閾值判別法，通過(guò)首先檢測(cè)儲(chǔ)液罐中營(yíng)養(yǎng)液液位，決策出液閥、抽液泵的開閉，將發(fā)酵液原液抽至對(duì)應(yīng)儲(chǔ)液桶中。配液子系統(tǒng)負(fù)責(zé)灌溉營(yíng)養(yǎng)液配制，即根據(jù)作物當(dāng)前生育期對(duì)養(yǎng)分需求的特點(diǎn)，采用PID算法，自動(dòng)調(diào)控吸肥電磁閥與清水電磁閥開閉，實(shí)時(shí)調(diào)控電導(dǎo)率至目標(biāo)值，配置濃度適宜的灌溉營(yíng)養(yǎng)液。灌溉子系統(tǒng)（圖3）主要管控水肥何時(shí)供應(yīng)和供應(yīng)量，系統(tǒng)根據(jù)用戶交互的定植日期及灌溉決策（基于土壤含水量變化），控制灌溉水泵、田間電磁閥等開閉，自動(dòng)執(zhí)行灌溉流程。

灌溉方式與灌溉系統(tǒng)

該有機(jī)水肥一體化智能裝備的有機(jī)發(fā)酵系統(tǒng)配有多級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)，制備的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)液符合微灌系統(tǒng)要求（120目），可采用滴灌、微噴等灌溉系統(tǒng)進(jìn)行灌溉。在紫薯有機(jī)栽培中，結(jié)合大壟栽培方式，選擇滴灌灌溉方式。在紫薯地北端，沿東西方向鋪設(shè)40PE管道，一端通過(guò)流量計(jì)、電磁閥與裝備出水口連接，另一端接配套堵頭，拉直并固定好。鋪膜前，對(duì)應(yīng)栽培壟位置，每壟上放置2根滴灌帶，用旁通將支管滴灌帶與主管道連接，每條滴灌帶末端配上堵頭（或打結(jié)），并進(jìn)行固定（圖4）。

營(yíng)養(yǎng)液灌溉管理

選擇富含N、P或K的秸稈、豆粕、米糠、骨粉、草木灰等農(nóng)業(yè)有機(jī)物料，雞糞、牛糞或羊糞等腐熟禽畜糞便，及磷礦粉、鉀礦粉等可做有機(jī)肥源的礦物粉，按比例添加微生物菌劑、黑糖，與清水混合（物水比為1：10），在發(fā)酵系統(tǒng)中進(jìn)行20天左右的好氧發(fā)酵，得到有機(jī)液肥。在中央控制系統(tǒng)的人機(jī)友好交互界面輸入紫薯定植日期，灌溉液濃度參數(shù)值（EC），各生育期土壤含水量范圍，及啟動(dòng)灌溉時(shí)間（如8：00）。紫薯地栽培壟10～15 cm土層埋設(shè)了土壤水分傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤含水量變化，用于決策灌溉。每天設(shè)定啟動(dòng)灌溉時(shí)間點(diǎn)8：00，系統(tǒng)分析土壤水分傳感器數(shù)據(jù)，當(dāng)土壤含水量低于設(shè)定下限（田間持水量75%）時(shí)，啟動(dòng)系統(tǒng)，配制營(yíng)養(yǎng)液，進(jìn)行灌溉，當(dāng)本次灌溉量大于等于計(jì)算灌溉量時(shí)，自動(dòng)結(jié)束灌溉。

病蟲害防治

該地區(qū)栽培紫薯，病蟲害相對(duì)較少，但仍需要做好病蟲害防控措施，積極采用物理、生物防治為主的綜合防控措施，確保紫薯有機(jī)栽培的產(chǎn)量和品質(zhì)。搭建網(wǎng)棚，覆蓋銀色40目防蟲網(wǎng)（圖5），將部分蟲源攔擋在棚外；在紫薯地插掛黃、藍(lán)誘蟲板，布置誘蟲燈，放誘蟲盆，利用昆蟲對(duì)顏色、燈光和性激素的趨性，監(jiān)測(cè)并誘殺害蟲。培育壯苗，加強(qiáng)水肥管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害并立即處理病株，有效控制病蟲害發(fā)生。

采收

有機(jī)紫薯的栽培管理精細(xì)、水肥供應(yīng)充足及有效防控了病蟲害發(fā)生，確保了紫薯植株長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量形成（圖6）。紫薯塊根是無(wú)性營(yíng)養(yǎng)體，沒有明顯的成熟期，在該地區(qū)一般是10月上中旬采收。選擇晴天上午濕度較低時(shí)，抓緊進(jìn)行采收，產(chǎn)量可達(dá)到1733.59 kg/667 m2。同時(shí)，采收時(shí)一定輕挖、輕裝、輕運(yùn)、輕卸，防止損傷、破損表皮。入窖存放前，剔除破皮、斷傷、帶病等薯塊，否則易在貯存期間感染病害，導(dǎo)致腐爛。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃靈丹，盧斐，馬麗，等.非耕地日光溫室4種櫻桃番茄初果期生長(zhǎng)和葉綠素?zé)晒鈪?shù)及品質(zhì)的比較[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，25（12）：1844-1850.

[2] 李銀坤，郭文忠，聶銘君，等.有機(jī)栽培水肥一體化系統(tǒng)及方法：中國(guó)，201510106953.0[P].2016-09-28.