连栋温室番茄工厂化生产植株精细化管理技术
2019-01-16王艳芳杨夕同雷喜红牛曼丽王冰华李新旭
王艳芳 杨夕同 雷喜红 李 蔚 牛曼丽 冯 颖 王冰华 李新旭*
(1北京市农业技术推广站,北京 100029;2北京曲辰博识农业科技有限公司,北京 102211)
连栋温室番茄工厂化生产植株精细化管理技术是以吊秧栽培为基础,采取留杈增密、打杈打叶、落蔓等手段进行植株管理,最大限度地利用连栋温室的光照、温度、空间等资源,达到提高单位面积产出率、降低种苗成本、高产高效的目的。
国外连栋温室番茄多采用周年生产的方式,可最大限度降低种苗和人工成本,提高单位面积产量和产值。在长季节栽培模式下番茄秧可长至十几米高,而番茄属蔓生性植物,操作不当易导致茎秆弯折,因此需对番茄植株进行精细化操作管理,管理环节包括吊秧、绕秧打杈、留杈增密、打叶、落蔓、采收等。以荷兰为例,番茄植株管理中绕秧打杈、疏花疏果、打叶、落蔓操作效率分别达到每小时2 200、2 500、1 500、1 800株,串收大番茄采收可达到每小时300 kg。近年来国内连栋温室番茄工厂化生产快速发展,通过栽培模式引进、各环节操作标准制定、专业操作工人培训,初步建立了番茄连栋温室生产中植株精细化管理技术体系,工人操作效率显著提高。本文结合2011~2018年北京小汤山特菜基地连栋温室番茄工厂化生产实践,详细介绍番茄工厂化生产过程中植株精细化管理环节操作标准,以期为连栋温室番茄工厂化生产园区提供技术参考。
1 番茄长季节栽培温室结构及栽培系统
为保证番茄长季节生长空间,提高环境缓冲能力,现代化玻璃连栋温室檐高一般在6 m以上,番茄吊秧高度在3.5 m以上(表1)。以北京市农业技术推广站2016年新建温室(小汤山特菜基地)为例,该温室采用荷兰venlo型全玻璃结构,骨架由钢架和铝合金构成,温室面积2 hm2(30亩),南北长145 m,东西宽136 m,肩高6.0 m,脊高6.70 m。温室采用吊挂式栽培系统,由专用栽培槽、栽培基质、吊挂设备等构成。栽培槽通过钢丝悬挂在温室横梁上(图1),栽培槽体选用优质不锈钢配合聚酯涂层,保证了主体结构的稳定性和耐腐蚀性,栽培槽宽0.2 m,高0.1 m,底端距地面高度0.6 m,槽间距1.6 m,便于植株生长及工人操作。一般采用岩棉(图2)或椰糠作为栽培基质,栽培袋尺寸多为长×宽×高=100 cm×20 cm×7.5 cm或100 cm×20 cm×10 cm。果菜类蔬菜吊秧栽培采用专用吊挂设备(图3),吊挂设备由悬挂在横梁上的钢丝及落蔓钩组成。生产上建议选择连续生长能力强的番茄品种,北京市连栋温室番茄工厂化生产于8月初播种育苗,9月中旬定植,翌年7月中旬拉秧,2011~2018年番茄平均产量达到31 kg·m-2。
表1 北京市代表性园区连栋温室情况
图1 悬挂式“几”字形栽培槽
图2 岩棉栽培基质
图3 吊挂设备
2 植株管理
2.1 定植密度 连栋温室生产中,为进一步降低番茄种苗的成本,多采用单株双头育苗方式(图4),即番茄嫁接成活后在2~3片真叶上方进行摘心去头处理,之后从叶腋处生出的新侧枝中选择长势健壮的侧枝留作新的生长点作双头处理。温室采用南北向栽培,行间距160 cm,单株双头苗的初始定植密度为2.5株·m-2。
2.2 吊秧 在番茄株高30~40 cm时采用绕有绑蔓绳的落蔓钩辅助完成吊秧工作,在番茄茎基部进行绑蔓,随后每周进行绕秧来维持番茄植株直立生长。每株双头植株分别用红色、黄色吊线绑蔓以便于区分(图5)。操作方法:提前将绕有吊秧绳的落蔓钩按照不同颜色悬挂在温室中上部的钢丝上,随后在番茄茎基部采用8字扣(图6)的方式系紧绳子。后期随着植株的增粗,活扣可随之留出空间,防止勒紧植株,影响营养物质运输。操作中要注意避免绳子与茎秆发生摩擦,以防损伤茎表皮,造成感染;同时注意留出绕秧的绳长,避免系的过紧无法绕秧,以系完后绳子轻微耷拉为宜。
图4 单株双头番茄苗
图5 每株番茄苗的双头分别用红色、黄色吊线绑蔓
图6 采用8字扣的方式系绳绑蔓
2.3 留杈增密 番茄定植后很快进入北京地区冬季,光照条件较弱,故初始定植密度较低。在翌年2月下旬光照条件明显转好后,生产中会采取提前留杈增密的方式提高种植密度,以最大限度利用光照资源,提高单位面积产出率。为保证植株营养生长与生殖生长平衡,在第1穗果采收之后(1月中下旬左右)根据北京地区光照条件开始留侧枝,侧枝留取方式为隔1行留1行,以保证每行每侧株数一致,侧枝使用蓝色吊线绑蔓(图7),大型果番茄种植密度可增加至3.75株·m-2。操作时需注意选取顶部花穗下面的叶片叶腋位置留取侧枝,以保证温室生产的均一性;同时提醒工人绕秧打杈时要跳过留侧枝部位,若不慎打掉,需在下1个花穗下的叶片叶腋处及时留出侧枝。
图7 侧枝隔1行留1行并用蓝色吊线绑蔓
留侧枝的时间可根据生产需求及气候变化而改变,如果环境条件适宜,小型果番茄可在3月上旬进行二次留侧枝,密度增加至4.2~4.5株·m-2,留取方法以保持每行的每一侧、每条岩棉条上头数相同为准。当植株出现机械损伤缺株时,需要留侧枝补充植株数量,这时应在距离缺失植株左侧最近的1株未留过侧枝的茎秆上留侧枝,保留的侧枝使用白色吊线绑蔓,以方便工人区分。
2.4 绕秧打杈 绕秧也称为盘头,即按顺时针方向(工人绕秧方向应保持一致)将植株头部绕在吊绳上,定植后每周进行1次,以保持番茄直立生长。绕秧打杈的操作顺序为:先绕秧后打杈,最后疏花。绕秧的同时要将叶腋间抽生的侧芽、侧枝全部去掉,避免养分消耗和植株间相互遮蔽。打杈时应从杈基部打掉,以减少机械损伤,促进伤口愈合,并且尽量避免用手接触植株茎叶,注意消毒,以防止病菌传染。当植株营养生长过旺时,绕秧打杈需再增加1个步骤,即打掉生长点对面的1片小叶,以降低叶片与生长点养分竞争。通过对工人进行专业化操作培训,小汤山特菜基地工人绕秧打杈的操作效率达到每小时900株,可通过进一步提高工人操作熟练度来提高效率。
2.5 疏花疏果 为确保番茄果实大小一致、均匀整齐,提高商品性,在坐果初期将性状不一致、畸形和多余的小果疏去(图8)。疏花疏果每周进行1次,需随之去除花前枝、花前叶。大型果番茄(200 g以上)每穗留果3~4个,中型果番茄(100~150 g)留果5~6个,小型果番茄(10~20 g)留果15个左右,留果数量根据植株长势、环境变化随时调整。摘掉与其他番茄不在一个水平面的番茄,如果出现复穗花(图9)需去除其中1个。经过培训及实践,小汤山特菜基地工人疏花疏果效率达每小时1 500株,操作效率有待进一步提高。
图8 疏花疏果
图9 复穗花
2.6 打叶 在环境及营养状况适宜的条件下,番茄每周平均长出3片叶,而番茄的功能叶片冬季为9~11片,夏季为13~15片,因此及时去掉番茄下部叶片可以改善植株下部的通风透光条件,减少养分损失。生产中每周打叶1次,每次打掉2~3片叶。采用专用打叶刀紧贴叶柄离层去掉叶片,以减少打叶造成的机械损伤,促进伤口快速愈合,降低病害感染的几率。小汤山特菜基地工人的打叶效率为每小时1 500株,与荷兰平均操作效率基本持平。
2.7 落蔓 随着时间推移,番茄植株的茎蔓长度可达15 m左右,需在栽培过程中不断地进行落蔓,使植株生长点保持在吊挂系统下方20~30 cm的位置,以便于工人操作管理。小汤山特菜基地温室的吊挂系统距离地面4.2 m,生产中保持番茄生长点在4 m左右。需采用落蔓钩来辅助完成落蔓,落蔓钩挂在温室上部的铁丝上,可在铁丝上移动,落蔓时始终向右翻转挂钩即可。生产中工人每株每次仅需翻转挂钩1~2次,落秧20~30 cm左右,每周落秧1次,该方法简便快捷、节省人工。落蔓时应注意避免扭裂或折断茎蔓,并保持植株的吊蔓高度一致,保证生长点不会相互争夺光照。小汤山特菜基地工人的落蔓效率在每小时1 500株,与荷兰平均每小时1 800株的效率相比差距较小,可通过进一步提高操作熟练度来提高工人的操作效率。
2.8 采收 采收时用采收剪贴齐果柄根部剪切,串收番茄要将果串平放在采收盒中。果柄不能超过整个果串的宽度。果柄过长,果实码放不整齐,果柄过短,果柄的切口会损伤果实。一般采收盒需要码放2层,过熟的果穗应放在上层,防止挤压受损。通过培训,小汤山特菜基地工人的采收效率达到每小时125 kg。
3 植株平衡调整
番茄生长过程中,当条件不适宜时,植株的光合产物分配不均,会导致一段时间内植株偏向营养生长或生殖生长,植株长势过于健壮(图10)或过于瘦弱(图11)都会影响番茄生长。可以通过调整植株管理策略、水肥管理策略、环境参数等管理方式促进植株正常生长。
图10 长势过壮植株
图11 长势过弱植株
3.1 植株长势过强或过弱的平衡管理 植株长势过于强壮表现为:生长点紧簇、蜷缩,叶片不舒展,叶片颜色浓绿,茎秆节间短,花穗健壮,花朵较大;植株长势过弱表现为:生长点过弱、纤细,叶片小,叶片颜色浅绿,茎秆节间长,花穗弱,花朵小或少。植株长势过强或过弱的平衡主要通过调控温度来调整植物光合作用和呼吸作用的强弱(主要是呼吸作用),进而调整净光合速率的大小和净光合产物的多少。温度调控可以分阶段进行,具体可以细分为白天温度、夜间温度,白天温度又可以分为清晨温度和最高温度,夜间温度可以分为前半夜和后半夜温度,可以通过调整温度的高低和每个阶段时间的长短来实现。如果植株长势过强,可以通过提高白天最高温度(17~27 ℃范围内)和前半夜温度(12~18 ℃范围内)促进光合产物向果实转运;延长后半夜温度(16~19 ℃)时间促进呼吸消耗;调整日出前后温度至17~20 ℃来增强植株呼吸作用;适量减少水分供应,调整营养供给比例(如降低氮钾比例);还可以打掉生长点对面(顶部)的小叶,避免小叶与果穗竞争营养物质;新增果穗可安装果柄夹,防止果柄折断而影响养分向果实输送。
3.2 植株营养生长和生殖生长的平衡管理 植株生长过程中还存在过于营养生长或过于生殖生长的不平衡现象,植株营养生长过旺表现为叶片大、数量多,果实小且数量少,也就是只长叶片不长果实,花穗开花晚,开花节位低。生殖生长过旺表现为叶片少且小,果多且大。净光合产物的合理分配决定了产量的多少,比较理想的状态是:植株净光合产物(产生的糖分)的70%储存在果实里,30%用于根、茎、叶的生长。一般从环境、水肥、作物操作3个方面来进行调整。环境调整包括昼夜温度差调整、昼夜湿度差调整、光照调整。水肥管理分为肥料和水分供给2个方向,肥料主要是指营养元素的比例变化,如氮钾比、肥料浓度的高低等,水分主要指基质含水量的变化情况。作物操作主要是调整植株叶面积指数和果实负载,比如植株偏向生殖生长时,可降低昼夜温差、降低后半夜温度、提高前半夜温度抑制光合产物向果实转运,降低呼吸消耗;可以适量增加水分供应、提高氮钾比促进植株营养生长;还可以通过提早采收、疏花疏果减少果实负载,增加叶片数量,提高叶面积指数等。