第三章 简易水肥一体化技术
水肥一体化技术是高效灌溉、施肥发展的趋势。目前，世界先进国家普遍采用包括滴灌施肥在内的水肥一体化技术。但是滴灌前期投资大，技术要求高，因我国是小农经济，大范围的普及应用有困难。而且在西北地区，因农户分散不集中，经济条件不发达，对于滴灌水肥一体化技术前期投资担负不起，在这种情况下，简易水肥一体化技术-施肥枪在西北黄土高原进行了推广和应用。
3.1 简易水肥一体化技术-施肥枪
3.1.1 施肥枪使用现状
西北黄土高原是我国苹果的主产区之一，但是黄土高原地区土壤干旱，水资源匮乏，加之土质比较疏松，容易发生水土流失，导致土壤的保水、保肥性不高。而土壤缺水缺肥，成为限制黄土高原苹果产业发展的主要限制因子。世界苹果生产先进国家普遍采用水肥一体化技术解决水肥利用率偏低的问题。水肥一体化主要是通过滴灌、微喷灌系统进行灌溉施肥。但是滴灌水肥一体化技术的硬件设备要求较高，投资较大，短期内在我国难以普遍推广及应用。目前，施肥枪注射施肥这种简单易行的肥水一体化施肥方法，现在生产应用中已初见成效。该施肥方法是把肥料配制成适宜的低浓度肥料溶液，利用施肥枪借助外界压力系统把肥料溶液吸入与接水孔相连接的管子内，在果树树荫投影处绕着主干的环形土壤带中均匀布置施肥点，施肥时将施肥枪竖直插入并通过控制开关闭合把肥料溶液经枪尖周围的喷水孔注入土壤中。
我国采用的根际注射施肥可利用施肥枪将浓度适宜的肥料溶液直接注入根际土壤中，施肥时无需在树干周围开沟或挖坑。吴小宾等（2011）人通过对比开放射状沟撒施肥料与施肥枪施肥两种施肥方式对桃树氮素吸收、利用与分配果实产量及品质的影响的试验发现，利用施肥枪施肥，桃树新梢叶片与果实中的肥料氮比例显着高于开放射状沟撒施，并且氮素当季利用率显着提高；在整个生长季内，施肥枪施肥桃树的新生器官吸收当季所施的氮素显着高于开沟撒施，整株的氮素当季吸收率为 20.35%,比开放射状沟撒施提高 5.87%;同时，施肥枪施肥有利于提高桃产量并可显着提高果实可溶性固形物的含量。何建等（2013）采用土壤注射施入液体肥和传统沟施肥对塔罗科血橙品质的影响进行了研究，结果表明，注射施肥能够提高塔罗科血橙的可溶性固形物含量和总糖含量；同时在相同施肥量下，注射施肥能够显着提高土壤中的有效养分含量和肥料利用率，从而减少了 N、P、K 肥的施用量。吕丽霞等（2012）利用施肥枪注射施肥研究了不同浓度注射液对苹果园0-60 cm土层土壤理化特性、土壤酶和果实产量及品质的影响。
结果表明，各土层土壤随着注射液浓度的增加 pH 值减小，电导率、碱解氮、速效磷和速效钾养分含量增加；各养分含量均为中层 20-40 cm>表层 0-20 cm>底层 40-60 cm;过氧化氢酶和脲酶的活性以 10%的注射液浓度时最高，而磷酸酶的活性以 5%浓度时最高；注射液的浓度与中层土壤转化酶活性和碱解氮、速效磷、速效钾及电导率呈正相关。在适宜的浓度范围里根际注射施肥可维持土壤适宜 pH 和电导率，有效提高土壤酶活性和速效养分含量。
3.1.2 简易水肥一体化技术系统组成
简易水肥一体化技术充分利用了果园喷药的机械装置，包括配药罐、打药机（三缸活塞泵）、三轮车、管子等。只要将喷药的装置稍加改造，将原来的喷枪换成施肥枪（图3-1），追肥时将要施入的配方肥料溶于水，然后用打药机加压后，通过追肥枪注入果树根系集中分布层，加速养分的吸收利用。
3.1.3 苹果简易水肥一体化技术的应用
3.1.3.1 灌溉施肥量
首先对果园土壤取样进行测定，依据土壤养分测定的结果，结合果树不同时期的需肥特性，制定具体的施肥方案。有机肥、氮磷钾及中微量元素相结合，按一定比例配肥。
以苹果树施肥为例，化肥使用量根据苹果产量确定。如苹果产量是 3000 kg 左右，需施氮 30 kg、磷 9 kg、钾 30 kg（彭永波 2006）。基肥是促进苹果生长和发育的基础，根据苹果树树龄、生育进程、栽培管理季节，科学合理的施用。基肥需开沟环施，施用尿素 32.6 kg,过磷酸钙 25 kg,硫酸钾 29.4 kg.开花后利用施肥枪追肥一次，施用尿素22.6 kg,过磷酸钙 8.3 kg,硫酸钾 5.9 kg,灌水量为 2 m3/亩。在果实膨大期进行两次追肥，第一次是在幼果膨大期，施用施用尿素 10 kg,过磷酸钙 8.3 kg,硫酸钾 11.8 kg,灌水量为 2 m3/亩。在果实膨大后期进行追肥，施用施用过磷酸钙 8.3 kg,硫酸钾 11.8 kg,灌水量为 2m3/亩（表 2-3）。
3.1.3.2 稀释
采用二次稀释法，首先用小桶或者其他容器将配方肥用少量水化开，加入贮肥罐，然后再加水充分搅拌。肥液浓度一般不高于 15%,高温季节不高于 10%（赵志勇 2014）。
3.1.3.3 施肥设备的组装
将高压软管一头与加压泵连接，另一头与追肥枪连接。将带有过滤网的进水管、回水管以及带有搅拌头的另外一根出水管放入贮肥罐，检查管道接口密封情况，将高压软管顺果树行间摆放好，防止软管打结。开动加压泵并调节好压力开始追肥。
3.1.3.4 枪注施肥
在树冠垂直投影外缘打 4~16 个追肥孔，每个孔施肥 5~8 秒，注入肥液 1.5~2 kg,两个注肥孔之间的距离不小于 60 cm,每颗树追施肥水 12.5~15 kg,施肥深度 25 cm 左右（图 3-2）。
3.1.4 简易水肥一体化技术优缺点
施肥枪土壤注射施肥是一种操作简单、省工省时的施肥方法，它能够很好地解决旱塬土壤中肥料不能被溶解的问题。第一，提高肥料利用率。由于肥料是水溶态，可迅速被果树根系吸收。从而避免了固体肥料由于施用过浅、土壤干旱肥料迟迟不能溶解而挥发的缺点。实践证明，由于肥液是高压注入土中，其扩散直径可达 30 cm 以上的范围，与根部接触面积较大，从而更加提高了肥料的利用率，比沟施或地面撒施节省 30%~40%的肥料（王桂华 2006）。第二，避免根系损伤。土壤注射施肥是将配置好的肥料溶液利用施肥枪直接注入根际土壤中，不仅可以减少化肥的挥发和随水流失，而且有效避免了开沟和挖沟对植株根系的损伤。对有地膜覆盖的果园利用施肥枪注射施肥对其的损坏最小，不会破坏原有地膜，并且覆草也能很好的追肥。第三，节省工力。施肥枪注射施肥与传统的施肥方法相比，极大的减轻了劳动强度，提高了工作效率。第四，投资少，设备维护简单。简易水肥一体化技术施肥系统设备投资少，设备维护简便，追肥结束后可将相关设备收入库房。
施肥枪注射施肥对水源和肥料要求较高，在使用施肥枪时需要水溶解性好的化学肥料，避免因肥料发生沉淀而出现的堵塞枪头喷水孔和养分释放不均匀等情况发生（王洪强等 2005; 王桂华 2006）。
3.2 本章小结
西北黄土高原地区推广的果树简易水肥一体化技术即根际注射施肥技术，农户利用农用三轮车机动喷雾器和百元一把的注射施肥枪，将水和肥按一定比例同时注射到果树根部，即给土壤“打针”.注射施肥不用在树干周围人工开沟或刨坑，这不仅避免了对浅土层作物吸收根的损伤，同时也节省了劳力及成本，在满足作物生长需水需肥的条件下达到水肥一体化功效。同时，注射施肥的注射深度、注射量、注射密度、注射时间可根据果树不同时期对养分的需求随时进行调整，从而使水肥在土壤中分布均匀，避免了水肥在土壤中的深层流失和地面蒸发，达到与地下滴灌施肥节水节肥相同的效果。在我国，根际注射施肥技术有更广阔的应用前景。
