甜樱桃设施栽培环境要求及调控技术

李延菊，李晶，张福兴，孙庆田，张序，田长平，王玉霞，李芳东

（山东省烟台市农业科学研究院，山东烟台265500）

设施栽培甜樱桃，不仅使其成熟期提前，还避免了露地栽培中经常遇到的花期低温、阴雨、大风等不良天气造成的授粉不良，及采前降雨引起的裂果等问题，加之上市时间早，果品价格较露地栽培高几倍甚至十几倍，且产量稳定，显著提高了经济效益。在甜樱桃设施栽培中，温室大棚等设施为甜樱桃提供了一个半独立于自然界大气候的、半封闭式的人工生态环境。设施甜樱桃生长的环境条件，如温、光、湿、气等，除了受外部环境因素影响以外，设施结构和管理水平也对其有较大影响，因此，甜樱桃的产量、品质和经济效益等受这些环境因子的直接影响[1]。若设施环境调控不当，则会出现花叶倒序、授粉受精不良等生长发育不协调的问题。因此，棚室内环境管理水平对甜樱桃设施栽培至关重要。目前，一些发达国家，如荷兰、以色列、美国等，已经依照种植作物的生长发育特点实现了对设施内温、光、水、气等多种环境因子的自动调控[2]，但我国在甜樱桃设施栽培小气候环境自动调控研究和开发方面还处于探索阶段。

鉴于此，本文综述了我国甜樱桃设施环境调控技术的研究结果和各地管理经验，为了设施构造科学优化、资源节约与高效利用，实现设施栽培甜樱桃丰产、优质、高效，并为设施甜樱桃精确的环境管理提供参考。

1 温度

棚室内温度不断变化，适宜的温度范围随作物物候期的变化而不同。因此要根据物候期进行适宜的温度调控，以方便管理应用。温度调控主要包括气温调控和地温调控[3,4]。

表1 甜樱桃各发育期气温及地温指标Table 1 The Index of air temperature and soil temperature of sweet cherry at different growth stages

不同品种甜樱桃完成自然休眠期的时间不同，需冷量约为800～1440 h。山东烟台大约在12 月底～翌年1 月上旬可通过休眠。具体升温时间，除了依据休眠期的低温需冷量，还应根据保护地栽培的设施类型和果实上市期确定。适宜的温度是设施生产管理的核心之一，也是决定生产效益的关键因素。根据生产经验，适宜的温度及地温调控指标见表1。设施栽培管理人员要严格按表中温度的要求，进行管理并作好记录。

1.1 气温

棚室内甜樱桃的物候期大体分为萌芽期、开花期、幼果生长期及果实着色至成熟期。为满足甜樱桃的生长发育，各个时期均需要相对不同的温度条件[4,5]。

1.1.1 气温要求

（1）萌芽期

萌芽期，也称孕花期，温度不可过高或过低，棚室内温度过高或过低都会影响花芽分化的质量，最终影响树体坐果率和产量。因此，应缓慢提高温度，从初升温至开花期保证有1 个月左右的时间，否则，即使是开花，也很难保证较高的坐果率。初升温的半个月内，棚内温度白天适宜在10 ℃，每2～3 d 上升1 ℃，最高不超过16 ℃，夜间控制在3～5 ℃。

（2）开花期

花期最适宜的日平均温度在15～16 ℃，白天温度控制在16～20 ℃、夜间不低于5～7 ℃。中午时段如果温度偏高，花器官会快速老化，丧失活性，影响坐果，做好通风工作利于降温。花器官耐寒力较差，夜间温度低于0 ℃，会冻伤花器官，首先是花粉管的生长会受到影响，从而影响坐果。

（3）幼果期

谢花后授粉受精良好的幼果便进入迅速生长期，此时的温度应比花期高2～3 ℃，白天可保持在18～22 ℃，夜温在10～12 ℃。白天温度超过25 ℃会加剧落果；夜间温度不宜低于8 ℃，低温对幼果生长不利，否则也易造成落果，这个阶段夜温高一些，利于果实发育，可提早上市。

（4）果实着色至成熟期

硬核期保持幼果期的温度即可，膨大成熟时要再提高2～3 ℃，白天可达20～25 ℃、夜间在10～15 ℃，昼夜温差要达10 ℃以上，便于糖分积累和果实着色。

1.1.2 调控技术

（1）保温措施

对于保温性能差的温室或大棚，应加盖草帘子或棉被。而对于华北及以北的地区，由于1～2 月份气温较低，单纯用保温措施不够，夜间温度过低或连续阴雪天，将会影响上市期，效益偏低，因此，需要在棚室内增加取暖设备。通常使用的取暖设备有火灶地龙式取暖器、热风锅炉式取暖器、热水锅炉散热器等。为了防止产生有毒有害气体，给人和树体带来危害，要时常检查取暖设备的各个连接处，避免漏烟。

（2）降温措施

在大棚和温室的管理中，夜间保温很重要，但白天的通风更为重要。只有良好的通风方法，才能有效调控棚室内的温度。可以通过安装通风窗、通风口和通风孔等来降低生产过程中的温度。通风的位置和方法很关键，充分利用好边风口和顶风口的关系。实践表明，升温到萌芽期，一般年份不需要开启边风口，只开顶风口就可以有效调控温度；但到开花前，需要逐渐开启边风口，对树体进行锻炼；从花期到果实成熟期，每天视具体天气情况开启边风口，特别是在花期经常会遇到连续几天的极端高温，此时应该放下保温材料遮光，加强两边通风、棚内喷水等措施降温，避免出现损失。根据具体天气情况和甜樱桃各生育阶段的温度要求，来灵活掌握通风量，达到通风降温目的。要在棚内温度达到最适气温时开始逐步通风。

1.2 地温

在生产中，最容易被忽视的就是地温，地温调控主要是指提高地温。设施内较露地受光时间短，同时由于棚体覆盖物和树体遮挡，地面所接收的光照强度较弱，地温长期偏低。扣棚升温后，气温较为适宜，符合甜樱桃地上部分的生长发育，但地温较低，不能满足根系良好的生长发育要求，出现地温和气温不协调，容易造成先叶后花、发芽迟缓、花期延长、坐果率降低，从而导致减产。另外，甜樱桃根系的活动、对营养物质的吸收以及同化物的转化均受地温的影响，因此，前期提高地温是很有必要的。

1.2.1 地温要求

（1）萌芽期

此期地温应达到8～12 ℃。为了保证地温同步上升，最好在扣棚前20～30 d 覆盖地膜，这样扣棚升温时，地温能达到12～13 ℃。

（2）开花期

开花期适宜地温13～15 ℃。为防高温伤根，可于谢花后除去地膜。有机质含量高、土壤肥沃、通风透光好的棚室内地温可达15～16 ℃，棚体结构老化、土壤地力瘠薄、通风透光差的棚室内地温可以低3～4 ℃。

（3）幼果期

幼果期适宜的地温为15～18 ℃。前期土壤温度低，会抑制根系的活性，影响植物细胞分裂素的合成，从而影响果实生长，导致落果。后期到果实硬核期，气温会比较高，地温不再是主要的影响因素。这时需要将地膜撤掉，提高土壤的透气性。

（4）着色期至成熟期

着色期至成熟期地温保持在16～20 ℃。

1.2.2 提高地温技术

（1）高畦起垄栽培

特别是在平坦地和低洼地块需要高畦起垄，此技术在我国甜樱桃露地和设施栽培中均有大面积的推广应用。建园时采用高畦栽培，垄高40～50 cm，可以使土壤疏松透气，受光量增大，利于提高地温、排水防涝，还有利于适度控制树势较旺品种，如美早、红灯等。

（2）树盘内覆盖二膜

在树盘内，先在地表覆盖地膜，其上用废旧的塑料薄膜起小拱棚[6]。该方法方便浇水，易于控制湿度。具体方法为：小拱棚采用毛竹片搭成，棚底宽1.4 m，棚高20～30 cm，上覆盖聚乙烯塑料薄膜，由于拱棚内有空气隔层，此方法比单纯覆盖地膜的地温要提高3 ℃左右。

（3）增设地温加热系统

一是在地下30 cm 处埋设电加热系统；二是埋设地热管，用热水或热风循环系统。这两项措施都比较容易调控与地上部分的平衡，效果较好，但造价较高。

2 湿度

设施栽培由于避开了自然雨水，为人工调控湿度创造了条件。棚内湿度管理与温度管理同等重要，湿度调控不合理直接影响甜樱桃树体正常的生长和发育[7]。棚室内的湿度调节，主要是调节空气和土壤的湿度。棚室内湿度各个时期的要求也有所不同。

2.1 湿度要求

2.1.1 萌芽期

萌芽期空气相对湿度要保持在70%～80%，如果此时湿度过低，容易造成萌芽和开花不整齐。

2.1.2 开花期

开花期对湿度的要求较为严格，空气相对湿度一般在50%左右为宜。湿度过低，花药不容易开裂，花粉难散开，不利于授粉；雌蕊容易失水老化，不易受精，影响坐果。湿度过高，花药也不容易开裂释放花粉，影响授粉；同时易发生花腐病，引起花腐和果腐。

2.1.3 幼果期

幼果期湿度控制在60%左右。谢花后，视土壤含水情况及时浇水并浇透，浇水时间的早晚与坐果率高低有很大关系，浇水越早，坐果率越高。

2.1.4 果实着色期

果实着色期相对湿度控制在60%以下。硬核期到果实转色期更要保持土壤水分稳定，防止忽干忽湿，导致裂果。同时湿度过大时，棚膜上会挂较多水珠，降低透光率，也不利于果实着色。

2.2 调控技术

2.2.1 除湿技术

（1）通风排湿

生产中采用最多的排湿方法是通风排湿。花期是控制湿度的重点时期，此期白天加强通风排湿，湿度过大时，白天可有针对性的应用几次短期高温后通风排湿的方法，易于湿度的调整。

（2）覆盖地膜并膜下灌溉

棚室中的空气湿度大部分是由土壤中水分蒸发而致。覆盖地膜，可阻挡水分的大量蒸发，降低空气湿度。平时灌溉，可采用膜下滴灌。另外，选择晴天的上午浇水，并在中午注意通风也可排出一部分湿气。

（3）放置生石灰

果实着色期，如果通风等方法不能排出过多的湿气，可在棚内放置生石灰，利用其吸湿特性，吸收棚内空气中水分，可有效防止裂果的发生。具体方法是用木箱或盆等容器盛装生石灰，每隔3～5 m 放置一处，每667 m2用量为200～300 kg。

2.2.2 增湿技术

一般在萌芽期是需要增湿的，可以通过灌溉和喷水来完成。萌芽期，棚内湿度低时，树体容易出现生理性缺水，加之地上地下温度不协调，导致开花不整齐，或部分芽出现干枯现象。灌溉对提高地温不利，可在晴天上午的9∶00～10∶00，进行地面和树冠洒水、喷雾来增加湿度。可通过灌溉来调整土壤湿度，一般在升温前灌一次透水，然后覆盖地膜。

3 光照

甜樱桃是喜光树种。由于冬春的太阳光照较弱，加上受建造方位、设施结构、棚膜、架材及管理技术的影响，远不能满足甜樱桃生长发育对光照的需求。如光照不良，会造成枝叶徒长，坐果率降低，果个小，果实品质差等[4,5]。因此设施栽培的甜樱桃必须采取有效措施，增加棚室内的光照。

3.1 设施设置

在设施的设计之初，选择科学合理的设施结构。选择采光良好的棚室方位角和屋面角；适当降低棚室高度，增加下部光照；同时尽量减少遮光的架材，且使用棉被保温要比草帘的表面污染轻；高透光率的薄膜要比普通的薄膜好，特别是在表层进行静电处理的薄膜，具有自清洗功能，采用这样的材料可以改善光照。

3.2 环境调控

3.2.1 延长光照时间

要坚持适当早揭晚放草帘和保温被等保温材料，并使用卷帘机等设备，尽量延长光照时间；阴天时，在不影响温度的前提下尽量揭开覆盖物，散射光也有利于树体的生长发育。

3.2.2 铺设反光膜

自幼果期开始，在树冠下面和后墙铺挂高聚脂铝膜[5]，将射入棚室树冠下和后墙上的阳光反射到树上，此方法能增加光照25%～30%。

3.2.3 补光

冬季的光照时间短，或者遇阴雪天气，要进行人工补充光照。一般采用日光灯、白炽灯、农用高压汞灯和碘钨灯等进行补光。如采用150～200 W 的白炽灯，可每隔5 m左右安装一只，灯泡挂于树冠上方。也可使用“绿色光源”——LED 补光灯，既可以有效改善设施内的光照条件，又可改善光质[8]。

4 CO2

CO2是植物光合作用不可缺少的原料。设施环境中CO2浓度的日变化规律是：从下午盖帘后，随着果树光合作用的减弱和停止，而土壤有机质分解和果树呼吸作用释放出CO2，使设施内的CO2浓度不断升高，并在翌日清晨揭帘前达到最高值；揭帘后随着光照强度和温度的逐渐增加，光合作用逐渐增强，消耗大量CO2，使设施内空气中CO2浓度降低，至上午9∶00 左右已接近最低水平。此时如果通风换气，设施内CO2浓度逐渐回升，最终与外界达到平衡；若未通风，则CO2浓度持续降低，中午前后达到最低水平，以后逐渐回升[9]。甜樱桃设施栽培CO2浓度应不低于330 μL/L。若树体长期处于CO2浓度低的条件下，就会严重影响其光合作用。研究表明，在设施内的弱光条件下，人工及时补充CO2，达到室外浓度的3 倍时，光合强度提高2 倍以上[10]。生产中通常采用人为补充CO2气体的办法来解决。

4.1 增施有机肥

多施有机肥是目前我国设施内补充CO2最切实可行的方法。土壤中增施有机肥和地面覆盖杂草等[11]，通过有机物腐烂分解，既可以提高土壤营养水平，又可促进根系的吸收作用，增加棚室内CO2的含量[12]。

4.2 通风换气

采用通风换气来补充设施内CO2浓度是简便易行、投入最少的一种方法。要把握好通风的时间以及通风持续的时间。一般换气时间为上午10 时到下午14 时，每天通风换气1～2 次。根据棚内温度高低，决定通风换气时间长短。

4.3 化学反应法

化学反应法即CO2发生器法，其原理是用硫酸与碳酸盐反应，产生CO2[13]。该方法操作简单，价格低，适合广大果农，易于推广。具体方法是顺棚室的走向每隔10 m左右在棚架上吊挂一个塑料桶，桶口略高于树体，桶内装入1 kg 稀硫酸（浓硫酸与水的比例为1∶3）。每天上午日出后1～2 h 内，向桶内加80 g 碳酸氢铵。此方法在补充CO2的同时，还能将不宜在保护地中直接施用的碳铵转化为比较稳定的硫酸铵，可作肥料使用。

4.4 注意事项

在温室内补充CO2时，一般花后进行，在揭帘前0.5～1 h 施，阴天可不施。施用后，适当提高棚内温度，以便充分发挥肥效。

5 小结

甜樱桃设施栽培的关键环节即为适宜的环境条件及调控技术。但目前，有关甜樱桃设施环境调控方面的技术研究仍相对滞后。下一步，随着科学研究的不断深入，亟需根据甜樱桃所需要的适宜环境条件及相关试验数据，建立生长模型，逐步实现甜樱桃设施栽培管理的智能化。因此，研究适宜的设施类型及环境调控措施，能为甜樱桃设施栽培的智能调控提供技术支撑。