甘肃河西地区果树日光温室设计与生产管控技术*
2021-04-20宋明军王志伟甘肃省农业科学院蔬菜研究所兰州730070甘肃省农业科学院农业经济与信息研究所兰州730070
宋明军,王志伟,赵 鹏(.甘肃省农业科学院蔬菜研究所,兰州 730070;2.甘肃省农业科学院农业经济与信息研究所,兰州 730070)
甘肃省河西地区位于甘肃省中西部,属大陆性干旱气候,气候干燥、冷热变化剧烈,风沙较多。年均气温5.8~9.3 ℃,10 ℃以上的有效积温为3000~4000 ℃,全年日照可达2550~3500 h,光热资源丰富,昼夜温差大,有利于农作物干物质积累,特别适于瓜果糖分的积累,是甘肃省节能日光温室发展的优势地区之一[1]。针对甘肃省鲜食水果周年生产不均衡,尤其是冬季水果供应短缺的问题,甘肃省充分利用河西地区光热资源优势,进行了果树专用型日光温室的研究。重点研究了果树日光温室结构、建造、墙体蓄热、环境管控和轻简化栽培技术,实现了日光温室果树反季节生产。种植作物包含葡萄、草莓、杏、李、枣、桃、枇杷、无花果、火龙果等品种[2-4],主要茬口以促早栽培为主、秋延迟栽培为辅[5]。为保障甘肃省水果周年供应,为农村经济发展做出贡献。现将甘肃省果树专用型日光温室设计建造和生产管控技术进行总结,以期对生产者提供一定的借鉴作用。
设计指标要求
光照光照条件良好,可促使果树花芽分化,增加果树的产量,设施果树温室应适当加大采光屋面面积,增加温室采光能力,温室初始透光率需在80% 以上。
温度温室内设计温度主要取决于种植作物对温度的要求。一般桃树促早栽培,扣棚后温室内白天保持20~25℃,夜间应维持在7~10℃,冬季室内设计气温不低于5℃。
温室屋面角果树一般树形高大,需合理增加温室高度、跨度和前屋面角,前屋面底角大于75°。
整体抗压性要求可承担风压、雪压和架材固定荷载等20 年一遇的最大荷载组合。
设计依据和建造参数
设计依据和结构参数
甘肃省河西日光温室适宜区处于北纬37.96°~39.79°,最大冻土层深度1.00~1.44 m,极端最低温度-29.3℃,年均气温5~8℃。根据以上气候条件,设计了一种适宜甘肃省河西地区进行反季节果树生产的日光温室,具体参数如表1,温室结构见图1。
主要建筑材料
温室墙体温室墙体为干打垒土墙,内侧砌筑0.24 m 厚多孔砖蓄热墙体。
后屋面采用20 cm 厚双面彩钢聚苯板,建造时聚苯板之间用建筑胶粘结,保证材料的严密性。
骨架温室骨架材料选择80 mm×30 mm×2 mm椭圆型镀锌钢管或采用镀锌轻型钢桁架结构。
覆盖材料温室前屋面覆盖0.12 mm EVA 长寿无滴膜或0.10 mm PO 膜,秋冬季节,前屋面夜间覆盖复合保温被。
表1 甘肃省河西地区果树日光温室结构参数
图1 甘肃省河西地区果树日光温室剖面结构图
适宜建造地点
建造该温室应选择地势相对开阔,温室前部没有遮挡,排灌方便,交通便利,地质条件好的地方。土壤pH 为6.5~8.0,土壤含盐量0.25%以下,地下水位在地表2 m 以下,保水、透气良好的壤土和沙壤土为好。
温室建造与管控技术
墙体保温蓄热技术
甘肃省河西地区虽然光照资源丰富,但是昼夜温差较大,特别是冬季外界最低气温普遍会下降到-20℃以下,因此对日光温室的保温和蓄热提出了更高的要求。为了增加温室的蓄热和保温能力,温室墙体采用干打垒土墙,厚度大于当地最大冻土层厚度0.5 m以上,并且在墙体内表面砌筑多孔砖墙体(图2),多孔砖的孔洞朝向棚内,利用多孔砖增加墙体表面积,提高墙体白天的蓄热能力。经观测,通过增加墙体内表面积的方法,可使温室最低温度提高2° 左右。
合理增大种植空间
因果树一般树型较高,普通日光温室的设计参数并不适宜果树栽培,除采取合理修剪矮化栽培技术外,果树日光温室设计跨度为10 m,适当增加前屋面底角,提高温室墙体高度,可以增加温室利用空间。由于增加前屋面底角,造成温室顶部角度较小,存在排水不畅、顶通风口容易形成兜水的问题,在前屋面顶通风口安装防虫网和硬质网片(图3),可防止通风口形成水兜。
轻简化管理技术
随着劳动力成本不断上升,研究和引进温室轻简化栽培技术,提高温室的管理水平和降低温室的人工成本十分重要。通过应用温室内的智能温室控制系统,实时收集室内温湿度、土壤温湿度、位置传感器等信息,然后由电脑根据程序发出各项指令,联动卷帘机、水泵、卷膜机动作,实现自动升降卷帘、温湿度控制风口开合、智能滴灌等功能(图4)。在果树反季节栽培中,根据栽培果树不同生育时期的特点,通过实时监测和精准控制揭盖帘及通风时间,调控果树需冷量及促进和打破休眠,并且可通过温室监控系统对温室内作物进行实时监测,提高温室的标准化管理水平。在温室内配套轨道运输车,也可有效降低温室管理的劳动强度。这些措施的应用,降低了温室劳动强度30%~50%。
辅助授粉
图2 多孔砖蓄热墙体
图3 顶通风口设置防兜水网片
图4 温室智能控制设备
图5 桃树熊蜂授粉
图6 桃树促早栽培
辅助授粉方式为熊蜂授粉(图5),一般桃树开花达到5% 时,温室中央放置1 箱熊蜂。熊蜂蜂箱放置高度距地面100 cm,巢门朝北;静置2 h 后打开巢门。为提高坐果率,在花期喷0.2%的硼酸溶液。日光温室花期受温度、光照等因素的影响,坐果不稳定,因此只疏果不疏花,疏果也要分多次进行。
增光技术
因冬季光照较弱,为有效增加温室内的光照强度,主要采取适当减小后屋面长度的方法来增加前屋面采光面积,提高温室的采光量。果实着色期,在果树下铺设反光膜,通过反光膜对阳光的反射、辐射,来改善温室内果树,尤其是树冠内膛、下裙枝等部位的光照条件,使这些部位的果实,尤其是果实不易着色的部位充分着色,增加全红果数量,进而达到提高果品外观质量的目的。具体是将影响果实着色的叶片摘除,摘叶量不超过总叶量的30%。摘叶后在行间铺反光膜,或者铺设白色地膜也具有反光作用。
病虫害防治技术
坚持“预防为主,综合防治”的植保方针,提倡应用农业防治、物理防治和化学综合防治,采用病虫害绿色防控技术,防虫网、频振式杀虫灯、色板、烟雾剂、弥雾机以及高效、低毒、低残留化学农药,坐果期不用农药等化学防治方法,确保果品质量达到无公害的要求。
总结
果树日光温室栽培可以人为调控果实成熟期,提早或延迟采收期,使果品周年供应市场。但是目前国内日光温室主要以种植蔬菜为主,蔬菜型日光温室并不完全适宜果树栽培,目前果树在日光温室生产中存在的主要问题有以下4 个方面:(1)设施结构不适宜,如建造方位不合理、前屋面底角较小、墙体厚度不够、环境调控能力弱等;(2)机械化、智能化程度低,不适于现代化和轻简化生产方式;(3)保温措施不完善,温室的保温性能有待进一步提升;(4)果树设施栽培配套的工程技术及设备研发有待加强。
针对反季节果树生产中存在的以上问题设计的果树专用型日光温室,在甘肃省农业科学院张掖试验场进行生产应用,开展设施桃轻简化栽培技术集成示范研究(图6),桃树第三年产量达2450 kg/667 m2,取得了良好的应用效果[6]。