CN105165540B - 一种设施果树水、肥、气自动化、一体化栽培方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设施果树水、肥、气自动化、一体化栽培方法，实现了设施果树秋施基肥的半机械化，设施果树水、肥、气的一体化供给，秋施基肥与水、肥、气一体化施用的有机结合；简化了秋施基肥的操作难度、减少了劳动力投入，更好的解决了覆地膜栽培模式下设施果树水、肥、气供应与调节难的问题，实现果树水、肥、气按需供给、高效供给、一体化供给。

Description

一种设施果树水、肥、气自动化、一体化栽培方法

技术领域

本发明涉及设施果树生产领域，具体为一种设施果树水、肥、气自动化、一体化栽培方法。

背景技术

果树设施栽培，尤其是早熟促成栽培中，设施内地温上升慢，地温-气温不协调，造成发芽迟缓，花期延长甚至出现核果类果树中的“先叶后花”或“花叶同序”的现象，这中现象严重影响坐果率和果实的第一次膨大生长。另外，地温变幅大，会严重影响根系的活动和功能发挥。

一般在扣棚前1个月左右，设施内地面可充分覆盖地膜，以提高土温。地膜一定要早覆，过晚或临近扣棚时再覆，升温效果差，甚至使地温上升更慢。

扣棚前覆地膜，在整个设施生产过程中一直覆盖地膜作为我国设施果树生产的一项关键技术在设施果树生产过程中广泛应用。设施覆地膜生产虽然有着强大的功能和优势，但是采用此项技术之后也带来一系列的问题，比如由于地膜的覆盖设施生产过程中水、肥、气的补充成为一系列的衍生问题。众所周知设施生产是在设施有限的空间内生产高产量、高品质的果品以淡季供应满足市场需求，使果农获得良好的经济效益。

生产高产量、高品质的果品必然需要保证良好的水、肥、气的供应。由于地膜的覆盖使得补充水、肥比较操作。目前设施内为了保证水、肥的供应一般采用以下的2种方式：1、加大秋施基肥用量；2、果实生长关键期扒开地膜结合浇水冲施速效肥料。采用以上两种方式基本能够保证植株对水与肥的需求，但是存在以下问题：水、肥一次性大量投入，流失较多，水、肥利用率严重偏低；一般采用漫灌的方式补充水、肥，补充后马上覆盖地膜，造成土壤含水量过高，相比于露天造成更长时间的淹水胁迫环境，影响根系发生及正常功能，甚至造成根系死亡；由于操作比较负责，农民经常不按照要求进行水、肥的补充，造成果实品质下降、产量下降。由于地膜的隔绝地膜下面土壤的含量氧显著降低，从而果树对土壤矿质营养的吸收与利用，进而影响品质。

目前设施果树的秋季施用基肥一般采用挖沟秋施基肥，应以树冠为准，逐年向外扩展，深翻至少40厘米深度。然后将混配好的有机肥分层次施入，把地表的表层土回填到下层，下层土放在上面。整个施肥过程中的劳动力投入太大，一亩地的果园如果严格按照以上要求施肥的话要使用10个左右的人工，以现在的劳动力价格为100-150元。所以秋季施肥的劳动力投入就高达1000-1500元。如何提高秋施基肥的机械化程度，降低劳动力投入是设施生产应该抓紧研究的问题。目前研发的一些开沟施肥机大部分适应宽行密植的露天生产，设施生产模式下有限空间内植株密度太大使得实现机械化的可能性太小。

所以在现有的栽培模式下，如何简化秋施基肥的操作难度、减少劳动力投入成为需要研究的内容。覆地膜生产作为设施生产所必须的技术环节其带来衍生问题水、肥、气的有效供给与调节存在困难，现有的技术方式由于操作复杂、难度大、用工量大、操作本身的附带问题不能很好的解决设施果树生长发育过程中的水、肥、气的有效供给。

发明内容

本发明针对以上不足之处，提供了一种为了简化秋施基肥的操作难度、减少劳动力投入，使得秋施基肥实现半机械化；为了更好的解决覆地膜栽培模式下设施果树水、肥、气供应与调节难的问题，实现果树水、肥、气按需供给、高效供给、一体化供给。研发本专利：一种新型设施果树专用肥水气一体化栽培方法，实现了设施果树秋施基肥的半机械化，设施果树水、肥、气的一体化供给，秋施基肥与水、肥、气一体化施用的有机结合。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种设施果树水、肥、气自动化、一体化栽培方法，包含有如下步骤：

（1）机械挖穴 10月中下旬，使用4冲程便携式挖坑机在果园中挖施肥穴；

（2）掺拌回填 在每一个施肥穴中施入肥料，施肥完毕后，使用便携式挖坑机使其与土搅拌均匀，搅拌过程中挖坑机的转速要低，先将掺拌过程中挖出的部分回填，之后再用纯土回填部分，至少回填5cm厚；

（3）覆膜滴管 采用厚度为0.02mm黑色农用地膜进行全园覆盖，然后在施肥穴正中央安装滴头，将滴头穿过表层地膜、施肥穴下面的回填纯土，使滴头的出水口放置于有机肥、化肥、保水剂、土掺拌部分混合基质土壤中，滴头连接支管，支管顺着果树行向铺设，每行支管最后汇入总管，总管入口处通过三通分别连接水泵和空气压缩机，水泵连接水池。

（4）传感智控 在设施果树离树干30cm，下挖地面，在地平面以下20cm地方埋设土壤含水量传感器，土壤含氧量传感器，含水量传感器量程0-100%，含氧量传感器量程0-30%VOL；将土壤含水量传感器与水肥一体化系统首部枢纽智能控制中心连接，水肥一体化系统首部枢纽智能控制中心连接水泵，土壤含氧量传感器与氧气补充系统智能控制中心连接，氧气补充系统智能控制中心连接空气压缩机，水肥一体化系统首部枢纽智能控制中心和氧气补充系统智能控制中心连接总控制中心。

所述施肥穴的挖穴标准为：按照行向两侧离树30cm以上，保证每棵树有一个直径30cm、深40cm的施肥穴的原则进行，挖完后，在施肥穴基部留四分之一挖坑机镟过的土壤。

第二步中在每一个施肥穴中施入肥料成分为：有机肥0.01立方米、复合肥100g、保水剂50g、微量元素肥料10g。

本发明挖施肥穴时，采用机械挖穴，机械挖穴使用便携式挖坑机挖秋施基肥穴，改变传统开沟施肥方式，能够显著节省设施生产的劳动力投入，从以前秋施基肥投入10个劳动力降到了3个劳动力，节约劳动力投入700元左右，另外挖穴施肥比开沟施肥更有针对性，肥效能得到最大化的利用；

根据果树学院士束怀瑞教授的研究结论果树只需要四分之一的根系处于良好的环境中就能保证良好的生长，设施果树现代栽培模式一般株距为80-100cm，挖穴直径30cm，而且每年都在行向上换位置挖穴，第一年能够保证设施果树三分之一的根系处于良好土壤之中，第二年之后能够实现大于三分之一的根系处于良好土壤之中，3年实现行向两侧土壤优化改良。挖穴深度为40cm，能够实现穴内范围断根，3年基本能实现行向上根系实现分批次全部断根；(根据果树地上部与地下部的对应关系，断根促发新根能够显著控制树冠，能够显著提高树体对矿质营养的吸收能力)。

掺拌回填过程中将有机肥、复合肥、微量元素肥料、保水剂一起施入，使用便携式挖坑机搅拌能够实现施入成分的均匀混合，相比传统人工掺拌的形式掺拌均匀度更高，能够显著提高肥效；施入成分中加入了保水剂，保水剂不但能保水、保肥，还能使肥料达到的缓释长效的效果，能够显著提高肥料利用率；保水剂在吸水放水过程中的体积会发生强烈的变化，改善土壤结构，引起土壤孔隙度的增加，为后增氧系统增氧提供氧气存储的空间；施肥穴回填土表层至少5cm的纯土能够降低施入水蒸发、肥挥发、气的扩散提高施入水、肥、气的利用率；

覆膜作为设施生产能否成功的关键性的技术环节，在设施栽培长期覆膜的情况下，造成水、肥、气施用调节困难，尤其是土壤中的氧气含量较低，从11月份覆盖地膜开始，一直到采摘完果子去除地膜，整个生长过程中土壤中的气体无法与空气中进行交换，造成严重缺氧，滴管作为常用的水肥一体化的方式，在覆膜的基础上使用滴管，滴管使用后很好的解决水肥气施用困难的问题。

在滴管系统的首部枢纽引入氧气补充系统能够解决长期覆膜造成土壤含氧量降低，从而影响矿质元素吸收的问题；通过三通将水肥一体化系统与增氧系统智能连接，能够实现滴管系统的功能附加，使得土壤富氧栽培成为可能，使用智能三通实现水肥一体化系统与增氧系统的切换。

传感智控通过智控中心与水、肥、气一体化系统的有效连接实现智控。土壤水分传感器、含氧量传感器为智能控制中心进行自动化控制提供数据支撑。

程序性一体化施用通过一系列程序性参数设定完成水、肥、气一体化施用。

附图说明

图1所示为滴管支管安装示意图；

图2所示为智能传感控制系统结构示意图；

图中1为施肥穴，2为支管，3为智能控制三通，4为空气压缩机，5为水泵、6为滴管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：

如图所示为本发明的一个具体实施例，一种设施果树水、肥、气自动化、一体化栽培方法，包含有如下步骤：

（1）机械挖穴 10月中下旬，使用4冲程便携式挖坑机在果园中挖施肥穴，按照行向两侧离树30cm以上，保证每棵树有一个直径30cm、深40cm的施肥穴的原则进行，挖完后，在施肥穴基部留四分之一挖坑机镟过的土壤；

（2）掺拌回填 在每一个施肥穴中施入有机肥0.01立方米、复合肥100g、保水剂50g、微量元素肥料10g，施肥完毕后，使用便携式挖坑机使其与土搅拌均匀，搅拌过程中挖坑机的转速要低，先将掺拌过程中挖出的部分回填，之后再用纯土回填部分，至少回填5cm厚；

（3）覆膜滴管 采用厚度为0.02mm黑色农用地膜进行全园覆盖，然后顺着果树行向铺设滴管支管，在支管上部安装插件式滴头，滴头安装的位置在施肥穴正中央，然后将滴头穿过表层地膜、施肥穴下面的回填纯土，使滴头的出水口放置于有机肥、化肥、保水剂、土掺拌部分混合基质土壤中，每个滴头通过支管连接起来，每行支管最后汇入总管，总管入口处通过三通分别连接水泵和空气压缩机，水泵连接水池。

（4）传感智控 在设施果树离树干30cm，离地面20cm处埋设土壤含水量传感器，土壤含氧量传感器，含水量传感器量程0-100%，含氧量传感器量程0-30%VOL；根据果园大小，每个果园中分别安装至少3个土壤含水量传感器和土壤含氧量传感器，均匀分布于果园中，将土壤含水量传感器与水肥一体化系统首部枢纽智能控制中心连接，水肥一体化系统首部枢纽智能控制中心连接水泵，土壤含氧量传感器与氧气补充系统智能控制中心连接，氧气补充系统智能控制中心连接空气压缩机，水肥一体化系统首部枢纽智能控制中心和氧气补充系统智能控制中心连接总控制中心。

（5）程序性一体化施用，

在智能控制中心设定：上一年5月20日-下一年3月31日范围内，当土壤含水量低于55%时自动开启水肥一体化系统，通过水泵开始给土壤补水，补水时，可以将果树各个生育期所需的肥料撒入水池中，使肥料通过水流补充入果树中，高于65%时自动关闭水肥一体化系统；4月1日到5月20日范围内，当土壤含水量低于45%时自动开启水肥一体化系统，高于55%时自动关闭水肥一体化系统,。氧气补充系统智能控制中心设定：当土壤含氧量低于15%是启动氧气补充系统补充氧气,当土壤中的含氧量高于17%时停止；肥水一体系统与氧气补充系统通过智能三通控制调节，这两套系统同一时间只能开启一套。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种设施果树水、肥、气自动化、一体化栽培方法，其特征在于，包含有如下步骤：

（1）机械挖穴 10月中下旬，使用4冲程便携式挖坑机在果园中挖施肥穴；

（2）掺拌回填 在每一个施肥穴中施入肥料，施肥完毕后，使用便携式挖坑机使其与土搅拌均匀，搅拌过程中挖坑机的转速要低，先将掺拌过程中挖出的部分回填，之后再用纯土回填部分，至少回填5cm厚；

（3）覆膜滴管 采用厚度为0.02mm黑色农用地膜进行全园覆盖，然后在施肥穴正中央安装滴头，将滴头穿过表层地膜、施肥穴下面的回填纯土，使滴头的出水口放置于有机肥、化肥、保水剂、土掺拌部分混合基质土壤中，滴头连接支管，支管顺着果树行向铺设，每行支管最后汇入总管，总管入口处通过三通分别连接水泵和空气压缩机，水泵连接水池；

（4）传感智控 在设施果树离树干30cm，下挖地面，在地平面以下20cm地方埋设土壤含水量传感器，土壤含氧量传感器，含水量传感器量程0-100%，含氧量传感器量程0-30%VOL；将土壤含水量传感器与水肥一体化系统首部枢纽智能控制中心连接，水肥一体化系统首部枢纽智能控制中心连接水泵，土壤含氧量传感器与氧气补充系统智能控制中心连接，氧气补充系统智能控制中心连接空气压缩机，水肥一体化系统首部枢纽智能控制中心和氧气补充系统智能控制中心连接总控制中心。

2.根据权利要求1所述的设施果树水、肥、气自动化、一体化栽培方法，其特征在于，所述施肥穴的挖穴标准为：按照行向两侧离树30cm以上，保证每棵树有一个直径30cm、深40cm的施肥穴的原则进行，挖完后，在施肥穴基部留四分之一挖坑机镟过的土壤。

3.根据权利要求1所述的设施果树水、肥、气自动化、一体化栽培方法，其特征在于，第二步中在每一个施肥穴中施入肥料成分为：有机肥0.01立方米、复合肥100g、保水剂50g、微量元素肥料10g。