加拿大安大略省高密度果园格架建设经验（上）

麻珊珊（译）

加拿大安大略省使用格架系统种植苹果很多年，这些年来有诸多设计和方式。目前他们的很多商业果园都在使用如图1所示的格架系统，其原因主要有以下几个：

图1 果园格架系统

1）格架系统支撑果树更好地进行生殖生长而不是营养生长，避免形成粗干大枝。

2）格架给果树生长提供了一个骨架，果树按照搭建的结构生长，长势一致、园貌整齐。

3）格架系统改善光照利用率，使果实品质提升，采收期一致。

4）格架支撑系统有利于果树早产，果树第2年或第3年开始有产量，在前5年产量提高30%。

5）格架系统减少人工成本，修剪、疏果都很简易。

6）树体固定后可减少因在风中摆动导致的嫁接口处折断和果实碰伤。

7）格架系统可以更好地让果园实现窄的结果墙、2D结构。

坚固的格架系统很重要

现代高密度栽培模式的高产量需要有坚固的格架系统支撑。果树盛果期格架系统坍塌会造成巨大经济损失。格架系统价格昂贵，加拿大安大略省2014年每米立柱及所需地锚、钢丝配件的价格为2.7美元。格架系统需要一次建好，很难维修和改造，常见问题有：

1）立柱安装浅，通常立柱入土深度应达到全长的1/4。

2）立柱在地面以上折断，原因是风大或立柱质量不好。

3）地锚拉弯或被拔出地面。

4）钢丝因为变形或损坏而断开。

5）树高超过顶端钢丝部分，缺少支撑。

6）钢丝固定钉安装不当。

1 当地的条件影响

加拿大安大略省所有果园都有独特的土壤、排水系统、地势、风、雪荷载和预期产量。有些地方的条件更具挑战性，这对格架系统的强度有影响（表1）。

表1 果园条件对格架力量的影响

2 果园布局及设计

没有完全相同的两个果园，因此所有格架设计都要根据当地果园适应性来调节。许多因素决定了适宜的果园布局和设计。

1）行距和树距。根据每公顷所定植果树的总数来确定。表2是种植时不同株行距下1 hm2果园的栽植株数。切记，需在统计时排除岬角因素。如，株行距1 m×3.5 m的果园，其密度为10 000÷1 m/株÷3.5 m/行=2 857 株/hm2）

表2 不同株行距1 hm2果园的栽植株数

2）理想树高和行距之间的关系。行距决定了最佳树高，以最大限度增加日光照（图2）。

图2 行向为南北行，为获得最佳光照，理想树高为行距的90%

3）行长。150 m的长度是减少末端端柱加载和简化田间工作流程的理想选择。

4）地势。地势不平的地面需要柱子来固定，并且用钉子固定的角度与平地不同（图3），是因为在金属丝上需要更多的垂直拉力。

5）按顺序钉杆/行：假设不包括岬角，每行内嵌的杆数量=[行长（m）-2×行头杆到地锚的距离（m）]÷柱距（m）

如：[408英尺行-2×9英尺终支柱长度]÷30英尺柱距=13个内嵌柱（在每个集成终支柱后，第一个柱子应该是15英尺，其余的间距是30英尺）

图3 安装时，带有斜切端点的铁钉会在木材内部展开，有助于将铁钉固定在合适位置

6）风速和负载量。加拿大安大略省苹果种植区的风荷载从0.25到0.45 kPa不等(10年设计1次)。靠近五大湖通常意味着风很大。局部风随出现程度不同变化很大。美国奥马哈市出版的《819农场建筑标准》指出了许多地区设计的风荷载。大多数气候变化预测都表明，未来阵风事件的强度和频率将会显著增加，因此迫切需要坚固的格架系统。切记，果园生产至少能够持续20年以上，因此也很可能遭遇大风。

7）本地的地下土壤环境。咨询当地建筑商、瓷砖排水承包商和农民来确定（土壤中是否有）潜在的石头或基岩，这些可能会影响柱和锚的安装类型。

3 地锚系统（END-OF-ROW锚系统）

地锚系统将行稳定在同一方向。安大略省主要有两大系统：角立柱和H立柱。无论采用何种系统，行头柱的直径都应该大于行内柱。

1）角立柱地锚系统。国际拔河联盟(比勒陀利亚大学，2002年)委托进行的一项研究发现，最熟练的8人拔河队员从1号位置（前）到8号位置（末端）的平均身体角度为 46.9°～71.3°。 这8个位置的平均角度为58.1°（图4）。这说明人们本能地趋向于力最强的方向——呈60°的等边三角形！

图4 拔河比赛队员最佳的倾斜度

如图4是由杆、线和地面之间构成等边三角形的理想型地锚系统。这可能是一个挑战，许多种植户会偏向更直立的角度。就如同拔河一样，将柱子的角度增加到70°是可以接受的，但是更直立的角度就不能。

如图5所示，柱子、线和地面呈60°角，形成等边三角形以确保力的最大化。击打使端柱在原生土壤中扎深3～4英尺（0.9～1.2 m）。这种装置使用较短的回接线路，距离地面7英尺（2.1 m），而不是从柱子的顶部来减少空间。这种格架使用16英尺（4.87 m）的柱子，埋入地面3.75英尺（1.14 m）来适应未来防雹网。这要求更长和更重的地锚。

为确保有足够的锚固，柱式锚（图6）应该扎深至少4英尺（1.2 m）。不建议增加高桩。因为原生土会降低锚的固力，并可能导致柱子倾斜。这种立柱式锚是垂直锤击的，但是如果把它安装在一个倾斜约10°的拉力下 （在同一方向的斜端柱），它将加强整个组装系统。

图5 地锚系统

旋入式螺旋锚（图7）需要非常坚固和较深的锚定。这意味着螺旋输送器至少48英寸（1.2 m）长，至少有1个直径0.75英寸（19 mm）的轴，一端有1个较重的眼圈，用来固定电线，另外一端有直径至少6英寸（15 cm）的螺旋杆。土壤越瘠薄，树体长势越好，需要的锚定就应该越坚固。为获得最好的锚固效果，应将螺旋式锚定安装在原生土中，并且与锚固索保持一致。显然，这是一个挑战，因此很多种植者安装垂直锚或几乎垂直的锚定，结果可能会导致锚定弯曲。

图 7的旋入式锚，68英寸（172 cm）长，轴径3/4英寸（19 mm），重眼环和6英寸（15 cm）直径的螺旋杆。注意重眼环是从左边土壤中伸出的。

GrippleTM开发了一种易于安装的锚，其设计避免了锚角和弯曲问题（图8）。这种锚安装速度快，可在大多土壤下使用，并且在安装过程中对地下土壤干扰小，能提供良好的锚固。

图7 旋入式螺旋锚

图8 新GrippleTM土壤锚固

在斜角度支柱系统中，机器运作时地锚拉线仍暴露在损坏的地方。一些种植者在端柱和锚之间种植2～3株树作为可视化标记，并生产更多的水果。注意那些比内嵌式立柱还短的端柱。这一设计使部分格架具有纵向拉力。切记这是需要最佳支撑格架的一部分。一致的立柱高度避免了顶线从第一个内嵌立柱向下倾斜到端柱。

2）H立柱地锚系统。H立柱锚系统由两个重立柱组成，需压实到至少3～4英尺（0.9～1.2 m）的原生土壤中（图9）。水平立柱安装在约顶端钢丝高度的3/4处，往往与第二高钢丝的高度一致。从第2个立柱/水平立柱的交点到靠近地端立柱处安装1根地锚拉线。水平立柱应该是10～12英尺（3～3.6 m）长。因为支撑线被安装在角度很直立的位置，有端柱从地面凸出的危险，应避免较短的立柱。避免在垂直立柱上开槽，这会削弱立柱的坚固性且导致腐烂。相反，可以用斜钉或螺旋钉来固定垂直立柱。当把这些固定线拉紧后，水平立柱将被紧紧固定在合适的位置。

这个系统避免了上述角柱系统存在的顶线向下倾斜问题，但第1个内嵌柱应该与H立柱总成保持一个“半空间”。

一些种植者在第2个立柱的底部到第一个端柱的顶部之间安装了一个立柱，试图将角柱和H立柱结合起来。尽量不要这样做，因为那样会像“千斤顶”一样把尾杆从地下拔出来。

图9 石质土壤通常选用H型立柱和锚固系统