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農作物精緻栽培之重心—養液肥培管理

農委會農業試驗所 張庚鵬、李艷琪

 

壹、認識養液肥培管理

  肥料是提供作物營養的物質。也就是說,為了促進作物生長、提高產量或增進品質而有直接或間接地供給作物的物質。地球上幾乎沒有一個地方的土壤(或任何一種栽培介質),可以不施用任何肥料而能長期種植作物並獲得高產。在大多數情況下、由於種植作物,土壤逐漸變得貧瘠。因此,即使在最簡單的農業制度下,也需要施用肥料。

  早期人類所使用的肥料不外動物的糞尿、屍骸,或植物性的堆肥。施用此等肥料常因受限於施用量不足、營養要素的釋出難以掌控,及施用方法不當,所栽種作物的產量可說低得可憐。直至高要素成分、高溶解度、低成本的化學肥料的發明,農業發生震撼性的「綠色革命」—由於化學肥料的廣泛使用,作物產量呈倍數的增長,也使人類戰勝了飢餓。時至今日,雖偶有因化學肥料施用過量而導致土壤暫時酸化,或造成環境水質污染之事例發生,化學肥料仍是農業先進國家農作物栽培上使用的最主要肥料。

  施肥在栽種作物上既然扮演如此重要的角色,因此,在栽種作物前先擬定一套合理的肥培管理辦法是絕對必要的。何謂合理化肥培管理?簡單地說,就是讓所施用的肥料達成最高效率的生產量的肥培管理方式稱之。但是要達成此種目標可不容易。首先,得先明瞭栽植土壤(或其他介質)之理化性質,然後,按所栽種作物之生育特性(長短期採收、品種差異等),參酌不同生育時期(苗期、營養生長期、生殖生長期等)、氣候( 光照強度、溫溼度高低、通風狀況等)、栽培方法(設施或露地栽培、灌溉方法等)等因子之影響,以適當比率、適當量之肥料,適時以最佳的施用方法施用。接著以一套簡單而實用的方法來進行肥力監控也是必須的。如此,當栽培環境(如大量雨水沖淋等)或作物生育條件(如大量採收果實等)發生變化時,才可以隨時掌握肥力變化情形,給予適當的肥料補充。

  養液肥培管理技術乃是跳脫傳統之施肥模式,將高溶解性化學肥料操作得更精緻的一種施肥技術,通常應用於具高經濟作物之栽培。由於影響肥培管理的因子眾多,以養液肥培管理才能更有效率地因應各種變因,若採用傳統之肥培管理方法─撒施、溝施、條施化學或有機肥料,以雨水或溝渠水為水分供給方式,此法將因受限於土壤水分,肥料之溶解度及不同要素在土壤移動率不易控制,欲維持適當而穩定之土壤肥力及高肥料利用率實屬不易,自然無法達成高產、高品質之目的,養液肥培管理與傳統之肥培管理之簡單區別 表1DOCX / pdf所示。

 

貳、養液肥培管理之操作要領

  操作養液肥培管理,其管理重點主要在下列3項:

  1. 具備簡易實用之灌溉管路及適當供液量之設定

      水分是作物生長所不可或缺的要素。正常說來,只要溶氧量充足,水分愈多,作物生育愈旺盛。而在作物營養上,水分是營養要素(肥料)溶解的必要溶劑,只有溶於水的營養要素才能為作物吸收利用。在具備防雨設施及灌溉管路之土壤或介質內,以養液肥培管理栽種作物,由於供液量易於控制,穩定的肥力狀況亦易達成;若在多雨季節之露地栽培,溶解性液肥易因雨水淋洗而流失,維持穩定的土壤肥力極為不易,此種狀況並不適宜養液肥培管理之操作。灌溉管路方面,若無裝設防草設施(如防草蓆、不織布、銀黑塑膠布等),則採用噴灌或滴灌皆可,若有,則以滴灌較為合宜。供液量之決定主要由作物生育狀況及氣候條件決定,而以恆定維持土壤(或介質)最佳水分狀態為基準。表2DOCX / pdf列出3種作物在不同生育狀況及不同氣候條件下之每日需水量。

  2. 養液要素組成及濃度量之供給

      一般而言,栽培土壤(介質)之理化性質、作物之生育特性及氣候條件為養液組成及濃度量供給之主要影響因子。土壤理化性質方面,由於土壤之物理(如質地、團粒結構、孔隙度等)及化學(如酸鹼度、有機質、各要素含量等)性質與肥培管理直接相關,在擬定肥培管理流程時,土壤之理化性質常被列為優先考量因子。例如,在粗質地(如砂土,石礫地等)土壤栽種作物,供液方式宜採低濃度、高頻度方式,以求較佳肥效;在強酸性土壤(如紅壤等)栽種,所供應肥料除氮、磷、鉀外,亦需酌量增施鈣、鎂、硼等元素,而在鹼性土壤(如濁水溪流域之石灰粘板岩沖積土),則應注意酌施鐵、錳、鋅、硼等微量元素。作物之生育特性方面,不同的生育時期(苗期、營養生長期、生殖生長期等)及不同品種均應有不同的肥培管理。苗期栽培僅需較少量肥料,肥料過量亦致生育不良或肥傷;營養生長期當以較高比率之氮肥為主,以生產足量的枝條及葉面積。生殖生長期則應適度將氮肥降低,提高鉀肥,因為此時期若氮素過多,枝葉繁茂將對果實或切花不利。氣候條件方面,光照、溫度、通風等因子會影響不同要素之吸收速度及效率,故視不同氣候條件調整養液之要素比率及濃度量是非常重要的。以介質栽培蕃茄為例,本省在低溫季節以荷蘭Sonneveld氏等之蕃茄養液配方栽種,可獲得滿意之蕃茄產量;但若在高溫季節,則調整配方有其絕對必要性(表3、表4DOCX / pdf)。

  3. 土壤介質肥力之監控

      為了讓所栽植作物能達成高產、高品質之目的,恆定地維持、監測土壤中適當的要素比率及要素量(及最佳肥力)是必須的。然則,肥力如何監控呢?一般說來,最精確的肥力監控方式為:定期(且為短期,需能顧及生育過程中的變因)正確地採取土壤及植體樣本進行要素分析,如此即可準確地測知土壤與植體中要素比率及含量,並補其不足。可惜的是,因為種種因素影響,標準的土壤與植體樣本採樣及分析數據解讀方法並不容易建立,而且要素分析需昂貴的儀器及消耗大量的時間、人力,此法常窒礙難行。

      根據多年的試驗及經驗,以簡易之EC(電導度)測定法作為養液肥培管理之肥力監控方法,在一定的範圍有相當大的用處。由於土壤的EC值測定容易(僅需取一份土壤,加入五份純水攪拌後即可由電導度計測定,在田間亦能輕鬆操作),而經由電導度值即可粗略得知土壤中要素之總量。此等肥力監控法需特別注意二項原則;第一:得先建立EC與肥力、作物產量之關係式,如此,吾人即可直接由土壤之EC值來判斷要素之總量,並定出適當肥力之EC值範圍。第二:由於土壤之EC值僅表示土壤中之要素總量,無法表示個別要素之量及比率,是故,以固定比率之養液肥培管理下之EC肥力監控,才有其特殊存在之肥力意義界定。若在介質(如泥炭土、岩棉、純水等)栽培,由於作物生育所需之全部必要元素之量與比率皆能控制,以EC測定法作為肥力監控方式,當較土壤栽培更能精準。

 

參、結 論

  綜合上述,若能掌握養液肥培管理技術之重點,並正確地付諸執行,則所栽培作物因水分、肥力充足,肥力穩定,且各生育時期之要素比率適當,自能生長快速、繁茂,產量與品質皆高。然則,天下並無白吃之午餐。由於國內養液肥培管理的研究與應用較農業先進國家(典型者如荷蘭)起步晚得多,而養液肥培管理技術操作之複雜度遠高於傳統之施肥方式,初學者較難在短時間內熟悉操作要領。是故,有興趣從事養液栽培者,宜先實際學習養液肥培管理技術,參酌吸取業者之操作經驗,並時時與專家聯繫討論,如此才可望獲致成功。

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