水肥一體化系統(tǒng)與透濕性反光膜技術(shù)在崇明“紅美人”生態(tài)種植中的應(yīng)用探究

摘要：本文以“崇明紅美人生態(tài)種植”為載體，分別介紹了水肥一體化系統(tǒng)與透濕性反光膜技術(shù)，并對技術(shù)整合創(chuàng)新進(jìn)行探究。為崇明紅美人生態(tài)種植創(chuàng)新整合技術(shù)提供一定的發(fā)展方向，也為崇明地區(qū)紅美人的品質(zhì)提高提供一定的實(shí)踐依據(jù)。

關(guān)鍵詞：紅美人? 水肥一體化? 透濕性反光膜

一、背景

崇明三島作為上海柑橘的主要產(chǎn)區(qū)，受北緣地區(qū)冬季極端低溫、土壤PH值偏高、地下水位高、土壤粘重，加之雨量多、立地光照條件差，年有效積溫略低等環(huán)境條件造成糖度較低、病蟲害嚴(yán)重、品質(zhì)較差。同時，傳統(tǒng)種植生產(chǎn)過程中存在著農(nóng)藥、化肥、水、人工等方面的大量浪費(fèi)，而且產(chǎn)量還要經(jīng)常受到天氣影響，將會嚴(yán)重制約了柑桔產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，要打破這種靠天吃飯、盲目生產(chǎn)，必須轉(zhuǎn)變思想，借助現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)行高效生產(chǎn)，并通過智能精確灌溉施肥以及透濕性反光膜的鋪設(shè)對紅美人進(jìn)行科學(xué)調(diào)控達(dá)到高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品品質(zhì)實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收的目的。

二、研究目的

采用地膜覆蓋輔以肥水一體化技術(shù)，即在條形壟式栽培面上覆蓋一層具有防雨、透氣和反光特點(diǎn)的透濕性膜，并于其下鋪設(shè)水肥一體化滴灌裝置，實(shí)現(xiàn)有效紅美人根系土壤周年濕度的保持，并有效改善果樹的光照條件，實(shí)現(xiàn)紅美人植株中、下部葉片多得到12 - 14%的反射光，因而可以促進(jìn)樹干、中下部的光合作用強(qiáng)度，提高葉綠素含量，延緩葉片衰老，從而使這些部位的果實(shí)充分著色，增加著色度，進(jìn)而提高優(yōu)質(zhì)果率。

三、水肥一體化技術(shù)應(yīng)用介紹

智能肥水一體化系統(tǒng)是在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，建設(shè)水肥一體自動化管理控制系統(tǒng)，建立土壤水分調(diào)控、生態(tài)有機(jī)肥灌施兩者相結(jié)合的“紅美人”肥水灌溉數(shù)據(jù)，將滴灌與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)新技術(shù)。利用物聯(lián)網(wǎng)測土配方施肥系統(tǒng)獲得測土數(shù)據(jù)，智能化將可溶性固體或液體肥料，按區(qū)域內(nèi)土壤養(yǎng)分含量和紅美人的需肥規(guī)律和特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)配方精準(zhǔn)，經(jīng)滴灌系統(tǒng)適當(dāng)加壓、凈化、過濾等處理，通過可控管道系統(tǒng)供水、供肥，使水肥相融后，通過管道和滴頭形成滴灌、均勻、定時、定量，浸潤紅美人根系發(fā)育生長區(qū)域。避免了農(nóng)業(yè)用水的浪費(fèi)、大幅度地提高了肥料的利用率，提高紅美人種植的生產(chǎn)能力，達(dá)到節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)能、節(jié)省人力的目標(biāo)，不僅而且還可大大提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，真正起到節(jié)能增效的作用，促進(jìn)了紅美人種植的可持續(xù)發(fā)展。

系統(tǒng)由水肥一體化灌溉設(shè)備，農(nóng)業(yè)環(huán)境感知設(shè)備，一體化管理平臺，以及配套的通信設(shè)備，手機(jī)APP端等軟硬件構(gòu)成。整套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動感知，自動上傳，自動分析，自動管理等功能，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)管理的完美結(jié)合。

四、透濕性反光膜技術(shù)應(yīng)用介紹

1、透濕性反光膜地面覆蓋對紅美人樹冠微氣候環(huán)境的影響

自然條件下，桔園各高度間的反射光可見光波段的光質(zhì)均無明顯差異;而反光膜覆蓋能顯著提升可見光各波段的絕對輻射，尤其是綠、黃、橙、紅部分的可見光，且在高度上提升效果表現(xiàn)為樹冠中部>樹冠底部>地表，而在方位上其提升幅度則表現(xiàn)為東>南>西>北。

2、透濕性反光膜地面覆蓋對紅美人光合日變化的影響

結(jié)果表明，透濕性反光膜的鋪設(shè)顯著提升了果實(shí)成熟期紅美人葉片的凈光合速率，各測定時間的Pn值始終高于對照。果實(shí)成熟期的紅美人葉片凈光合速率的日變化為單峰曲線，最高值出現(xiàn)在中午12點(diǎn)，此時鋪設(shè)條件下Pn為3.73 μmol·m·s，較對照提升了1.3 μmol·m·s，差異極顯著。

3、反光膜地面覆蓋對紅美人果實(shí)顏色的影響

‘紅美人’果實(shí)亮度值L逐漸升高，至成熟期穩(wěn)定。露地環(huán)境自反光膜鋪設(shè)75 d后顯著高于對照，至采收時顯著提高了約8%。就紅美人果實(shí)的紅綠值a*而言，采露地環(huán)境反光膜的鋪設(shè)較對照顯著提高了20%。而紅美人果實(shí)的藍(lán)黃值b*至采收期，露地環(huán)境鋪設(shè)較對照顯著提升了7%。

4、反光膜覆蓋對紅美人果實(shí)可溶性固形物與可滴定酸的影響

成熟期露地環(huán)境反光膜鋪設(shè)的紅美人果實(shí)可溶性固形物含量達(dá)到12.57 °Brix，較對照顯著提升了2.44°Brix。就可滴定酸含量而言，在反光膜鋪設(shè)較對照降低了0.3%，差異極顯著。

5、透濕性反光膜地面覆蓋結(jié)論

透濕性反光膜鋪設(shè)：1）顯著增加光強(qiáng)反射率，增加光照利用率;改善紅美人樹內(nèi)膛光照;2）果實(shí)著色好、均勻;3）增加可食率;4）可溶性提高顯著，提高2-3°Brix;5）降低紅美人果實(shí)可滴定酸含量0.2%。

五、小結(jié)

水肥智能一體化系統(tǒng)的應(yīng)用在整合目前國內(nèi)外先進(jìn)的紅美人種植技術(shù)的基礎(chǔ)上，將信息技術(shù)與農(nóng)藝技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了信息化和自動化控制，完成水肥一體化自動控制生產(chǎn)管理功能。根據(jù)水肥需求規(guī)律進(jìn)行施肥與灌溉，對橘樹水分和養(yǎng)分進(jìn)行綜合調(diào)控和一體化管理，具有肥隨水走，利于作物吸收的特點(diǎn)，通過以水促肥、以肥調(diào)水，實(shí)現(xiàn)水肥耦合，全面提升水肥利用效率，不僅節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)能、節(jié)省人力，而且還可大大提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，同時減輕了增施肥料對環(huán)境的污染。

透濕性反光膜具有提質(zhì)增效的效果，每年8月，在紅美人樹下鋪上反光膜，增加果子反射光，9月份以后，隔絕雨水，降低土壤含水量，通過補(bǔ)光、控水，增強(qiáng)光合作用，使紅美人著色更均勻、完全提高含糖量。此外，鋪反光膜可抑制雜草生長，不用除草劑，使紅美人更安全放心，同時減少除草人工成本。

參考文獻(xiàn)

[1]喜多景治.愛媛果試第28 號（紅美人）.紅美人61（12）：20 – 21.

[2]柯甫志，徐建國，孫建華，盧秀春，管順根，羅君琴，聶振朋.日本紅美人新品種——紅美人.浙江紅美人，2011，28（4）：22 – 23.

本文由2018年上海市科技興農(nóng)推廣項(xiàng)目提供資助（課題編號：滬農(nóng)科推字（2018）第4-10號）

作者簡介：黃桂利（1972.9-）男，上海，漢，碩士，上海橘野農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，研究方向：城鄉(xiāng)融合的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、策劃和實(shí)施，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局研究。