孫周平 富宏丹 余朝閣 劉興安 宋衛(wèi)堂 田素博
(1 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,遼寧沈陽 110866;2 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院,遼寧沈陽 110866;3 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院,北京 100083)
日光溫室約占我國設(shè)施蔬菜總面積的1/3,日光溫室蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅解決了北方地區(qū)冬春蔬菜供應(yīng)難題,而且成為農(nóng)民增收、脫貧致富和鄉(xiāng)村振興的支柱產(chǎn)業(yè)之一。然而傳統(tǒng)日光溫室番茄等果菜類蔬菜生產(chǎn)采取南北壟栽培方式,因壟距短,難以進行機械化作業(yè),導(dǎo)致生產(chǎn)用工多、勞動強度大、勞動效率低。另外,我國農(nóng)村勞動力老齡化和不足問題越來越突出,將成為制約我國設(shè)施蔬菜可持續(xù)發(fā)展的重要限制因素。因此,為了促進我國日光溫室蔬菜產(chǎn)業(yè)輕簡化、機械化和綠色化發(fā)展,在承擔(dān)國家“十三五”重點研發(fā)課題“設(shè)施蔬菜優(yōu)質(zhì)輕簡高效生產(chǎn)技術(shù)集成與示范”的基礎(chǔ)上,筆者從日光溫室園區(qū)選擇的產(chǎn)地環(huán)境要求、日光溫室宜機化設(shè)計及配套裝備要求、栽培茬口、品種選擇與育苗、定植前準備、定植、定植后管理、采收與包裝等8個方面,對日光溫室番茄生產(chǎn)全過程的輕簡化、機械化與綠色化關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)總結(jié),以期為日光溫室番茄的優(yōu)質(zhì)輕簡高效生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。
日光溫室番茄生產(chǎn)園區(qū)應(yīng)選擇生態(tài)條件良好、遠離污染源,且具有可持續(xù)生產(chǎn)能力的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域;地塊選擇地勢高、排灌方便、地下水位低于2 m、土層深厚疏松、富含有機質(zhì)的砂壤土或壤土。
2.1 日光溫室結(jié)構(gòu)宜機化設(shè)計與要求 優(yōu)先推薦建造或選用第三代高效節(jié)能日光溫室,其優(yōu)型結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。
表1 第三代節(jié)能日光溫室斷面結(jié)構(gòu)參數(shù)
基于設(shè)施結(jié)構(gòu)、農(nóng)機與農(nóng)藝融合的要求,日光溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮以下3 點(圖1):一是溫室跨度應(yīng)滿足適宜的壟距,如果設(shè)置壟距1.8 m 的東西壟4、5、6 個,則對應(yīng)的溫室跨度分別為8.2、10.0、11.8 m;二是溫室骨架距離前底角0.5 m 處的高度應(yīng)大于1.5 m;三是設(shè)置農(nóng)機進出溫室的通道,即在同一山墻設(shè)置大門和小門,或兩端山墻分別設(shè)置大門和小門,大門用于農(nóng)機進出,小門用于平時作業(yè),同時也可以在骨架處設(shè)置活動門。
圖1 日光溫室結(jié)構(gòu)宜機化設(shè)計
2.2 日光溫室配套環(huán)境調(diào)控設(shè)備 選用透光性高、流滴性好、防霧性能強的棚膜;選擇保溫、防水或散濕性能好的保溫被;配套保溫被卷放機械與遙控器、溫室頂部自動放風(fēng)器、溫室底部機械放風(fēng)器、冬季棚膜自動清潔帶、溫室環(huán)境檢測儀、北墻懸掛反光膜、環(huán)流風(fēng)機、應(yīng)急加熱裝置、補光燈、除濕機等環(huán)境調(diào)控設(shè)備,以滿足不同栽培季節(jié)番茄對溫度和光照的基本需求。
2.3 日光溫室配套輕簡化生產(chǎn)設(shè)備 輕簡化生產(chǎn)設(shè)備主要有撒肥機、旋耕機/深旋機/滅茬機、起壟+鋪滴灌帶+覆膜多功能一體機、秧苗移栽機、水肥一體化灌溉機/吸肥器及滴灌系統(tǒng)、小型電動三輪運輸車、精量電動彌粉機、管道式彌霧機、電動噴霧器、黃(藍)板、防蟲網(wǎng)、殺蟲燈、藥劑熏蒸器、落秧器、吊秧夾、果穗勾、多功能作業(yè)平臺等。
日光溫室番茄常見茬口包括秋冬茬、越冬茬、冬春茬等。秋冬茬番茄7—8 月育苗,7 月下旬至9 月初定植,10—12 月采收;越冬茬番茄9—10 月育苗,10—11 月定植,翌年1—4 月采收;冬春茬番茄11—12月育苗,翌年1—2月定植,4—6月采收。
選擇適合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)茬口和主要銷售地區(qū)消費特點、耐栽培季節(jié)不良環(huán)境、抗相應(yīng)茬口主要病蟲害、不易早衰、連續(xù)坐果能力強、優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)和商品性好的番茄品種。優(yōu)選育苗場集約化培育的優(yōu)質(zhì)壯苗,育苗方法可參考茄果類蔬菜育苗技術(shù)規(guī)程(尚慶茂等,2022)。
5.1 溫室及土壤消毒
5.1.1 夏季土壤消毒 夏季在前茬作物拉秧后進行高溫悶棚消毒。方法:每667 m土壤表面撒施1 500~2 000 kg 粉碎的玉米或水稻秸稈,然后深翻,混合均勻后澆透水,覆蓋地膜,密閉溫室,高溫悶棚20~30 d(天),使距地表25 cm 的土層溫度達到55 ℃(圖2)。高溫悶棚期間也可以不用地膜等覆蓋地面,每隔7~10 d(天)旋耕1 次,然后繼續(xù)高溫悶棚,總計旋耕2~3 次。如果土壤酸化嚴重,在施用秸稈的基礎(chǔ)上,可以每667 m撒施氰氨化鈣60~100 kg,將土壤的pH 值調(diào)節(jié)至6.0~7.0 之間。
圖2 日光溫室夏季高溫悶棚太陽能消毒
5.1.2 秋冬季土壤消毒 宜選擇植物源、微生物源等土壤消毒劑,例如辣根素,于定植前15~20 d(天)進行土壤消毒。方法:前茬作物拉秧后清潔病殘體,旋地,然后在地面上均勻擺放舊滴灌管,覆蓋塑料膜,并將膜四周壓嚴實(圖3)。先澆透水,再隨水沖施消毒劑,消毒劑用量參考產(chǎn)品說明書。15 d(天)后揭膜散氣,待氣體完全揮發(fā)后即可整地做畦。
圖3 日光溫室辣根素土壤消毒
5.2 施肥與整地 基肥采取“有機肥與無機肥配施,以有機肥為主”的原則。根據(jù)溫室栽培年限、土壤肥力和目標產(chǎn)量,施入適量的復(fù)合肥、有機肥或堆肥(腐熟農(nóng)家糞肥),以及玉米或水稻秸稈,注意土壤肥力高的取低值,土壤肥力低的取高值(表2)。其中有機肥和秸稈可在每年倒茬時一次性施用,也可以結(jié)合高溫悶棚撒施粉碎秸稈。其他微生物菌肥和中微量肥料可根據(jù)實際情況施用。
表2 日光溫室番茄每667 m2 基肥施用方案
采用撒肥機將所有肥料均勻撒施于土壤表面,然后用旋耕機深翻30 cm 左右。顆粒狀肥料撒施可以采用佐佐木2FD-500 型撒肥機〔佐佐木愛克賽路機械(南通)有限公司〕,有機肥撒施可以采用禾田TKT-S600C-1 型自走式有機肥撒肥車(滁州禾田農(nóng)業(yè)機械有限公司,圖4-A);旋耕機可以采用悅田YTSF-145 型深翻機和悅田YTMC-140/180型滅茬機(無錫悅田農(nóng)業(yè)機械科技有限公司),或者沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的SNGS-140 型深旋機(圖4-B)。
圖4 耕整地裝備
5.3 做畦 采取東西壟宜機化栽培方式,使用起壟+鋪滴灌帶+覆膜多功能一體機,高畦雙行栽培,畦高15~25 cm(冬季取高值,夏季取低值),畦底寬70~80 cm,畦面寬50~60 cm,過道寬100~120 cm(緯度高的地區(qū)及冬季栽培取高值);每行安裝1 根滴灌管(圖5)。
圖5 日光溫室番茄東西壟栽培方式起壟與定植規(guī)格
目前常用的起壟+鋪滴灌帶+覆膜多功能一體機,主要有悅田YT10 型多功能田園管理機(無錫悅田農(nóng)業(yè)機械有限公司)、禾田HTLM-60 型起壟覆膜機(滁州禾田農(nóng)業(yè)機械有限公司)和沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的SNLM-80 型起壟覆膜機等(圖6)。
圖6 日光溫室起壟+鋪滴灌帶+覆膜多功能一體機
5.4 安裝防蟲網(wǎng) 溫室所有通風(fēng)口和入口處均需安裝防蟲網(wǎng),防蟲網(wǎng)規(guī)格以不小于40 目為宜。
定植方式如圖5所示,每667 m定植1 800~2 200 株(冬季宜稀植,夏季宜密植,詳見表3)。采用秧苗移栽機,小行距30~40 cm、株距27~35 cm。定植深度以封掩時苗坨上表面低于地面1 cm 以內(nèi)為宜,然后澆透底水。目前番茄常用移栽機主要有鼎鐸2ZB-2 型移栽機(寶雞市鼎鐸機械有限公司)和井關(guān)2ZY-2B 型移栽機(日本井關(guān)農(nóng)機株式會社)等(圖7)。
圖7 日光溫室番茄秧苗移栽機
表3 日光溫室不同茬口番茄東西壟栽培方式定植參數(shù)
7.1 環(huán)境管理
7.1.1 溫濕度調(diào)控 溫室內(nèi)空氣相對濕度保持在85%以下,采用地面覆蓋地膜,膜下滴灌,作業(yè)道鋪撒鋸末、稻殼和粉碎秸稈等方法降濕,也可通過夜間覆蓋或早晨揭開草簾提升室內(nèi)溫度的方法降低濕度。春秋季可采用早、中、晚三段式放風(fēng)法進行排濕,特別注意早晨揭簾后與傍晚蓋簾前應(yīng)進行短時間放風(fēng)與快速排濕。冬季盡量利用晴天上午放風(fēng)降濕。不同茬口日光溫室番茄溫濕度管理方案可參考表4、5、6,具體需根據(jù)作物的長勢進行調(diào)整。
表4 日光溫室秋冬茬番茄溫濕度管理方案
目前日光溫室放風(fēng)主要采用自動放風(fēng)器,產(chǎn)品類型主要有頂部卷軸式自動放風(fēng)器、推拉式自動放風(fēng)器以及底部機械或自動放風(fēng)器等(圖8)。
表5 日光溫室越冬茬番茄溫濕度管理方案
表6 日光溫室冬春茬番茄溫濕度管理方案
圖8 日光溫室自動放風(fēng)器
7.1.2 光照調(diào)控 9 月末至10 月初,日光溫室應(yīng)扣上新棚膜,每天注意清洗薄膜上的灰塵,以提高透光率,目前多采用棚膜自動清潔帶;在后坡上懸掛反光膜,可以增加溫室中北部的光照(圖9)。根據(jù)溫度性能和外界溫度,應(yīng)盡可能早揭晚蓋保溫覆蓋物。光照最弱期間的光照強度應(yīng)盡量保證在400 μmol·m·s以上。春末和夏季不需清洗棚膜,以防光照過強,可采用覆蓋遮陽網(wǎng)或在棚膜上噴遮陽涂料的方法降低溫室內(nèi)的光照強度。
圖9 日光溫室機械卷簾機(A)、棚膜自動清潔帶(B)和后坡懸掛反光膜(C)
7.2 水肥管理
7.2.1 根部灌溉 番茄生長期間,應(yīng)根據(jù)植株長勢選擇不同類型肥料,苗期長勢弱施高氮肥(N∶PO∶KO=2∶1∶1,下同),結(jié)果期長勢弱施平衡肥(N∶PO∶KO=1∶1∶1,下同),長勢旺施高鉀肥(N∶PO∶KO=2∶1∶3,下同),長勢正常施低磷肥(N∶PO∶KO=2∶1∶2,下同),長勢好時也可以不施肥。秋冬茬、越冬茬、冬春茬日光溫室番茄不同生長階段每次每667 m水肥用量及灌溉間隔天數(shù)如下。
秋冬茬:①苗期。灌水量20 m、無機類水溶肥3 kg、有機類水溶肥3~5 L,5~7 d(天)灌溉1 次;② 第1 穗果。果實膨大時施肥,灌水量20 m、無機類水溶肥5~7 kg、有機類水溶肥5~8 L,5~7 d(天)灌溉1 次;③第2~3 穗果。灌水量10 m、無機類水溶肥6~8 kg、有機類水溶肥5~8 L,7~10 d(天)灌溉1 次;④ 第4 穗果。灌水量10 m、無機類水溶肥8~10 kg、有機類水溶肥8~10 L,以高鉀肥和平衡肥為主,7~10 d(天)灌溉1次;⑤ 第5 穗果。灌水量10 m、無機類水溶肥5~7 kg、有機類水溶肥10~15 L,以高鉀肥和平衡肥為主,每隔10 d(天)灌溉1 次;⑥ 第6~7 穗果。灌水量10 m、無機類水溶肥5~7 kg、有機類水溶肥10~15 L,以高鉀肥和平衡肥為主,15~20 d(天)灌溉1 次,可根據(jù)植株長勢進行葉面施肥。
越冬茬:①苗期。灌水量20 m、有機類水溶肥5~8 L,10~15 d(天)灌溉1 次;② 第1 穗果。果實膨大時施肥,灌水量20 m、無機類水溶肥3~5 kg、有機類水溶肥10~15 L,10~15 d(天)灌溉1 次;③第2~3 穗果。灌水量10 m、無機類水溶肥4~6 kg、有機類水溶肥10~15 L,7~10 d(天)灌溉1 次;④ 第4 穗果。灌水量10 m、無機類水溶肥8~10 kg、有機類水溶肥8~10 L,以高鉀肥和平衡肥為主,7~10 d(天)灌溉1 次,可根據(jù)植株長勢進行葉面施肥;⑤ 第5 穗果。灌水量10 m、無機類水溶肥6~8 kg、有機類水溶肥5~8 L,以高鉀肥和平衡肥為主,每隔10~15 d(天)灌溉1 次;⑥ 第6~7 穗果。灌水量10 m、無機類水溶肥5~7 kg、有機類水溶肥3~5 L,以高鉀肥為主,15~20 d(天)灌溉1 次。
冬春茬:①苗期。灌水量15 m、有機類水溶肥5~8 L,10~15 d(天)灌溉1 次;② 初花期。灌水量15 m、有機類水溶肥5~7 L,10~15 d(天)灌溉1 次;③第1 穗果。果實膨大時施肥,灌水量20 m、無機類水溶肥5~7 kg、有機類水溶肥8~10 L,7~10 d(天)灌溉1 次,可根據(jù)植株長勢進行葉面施肥;④ 第2~3 穗果。灌水量10 m、無機類水溶肥5~7 kg、有機類水溶肥5~8 L,7~10 d(天)灌溉1 次,可根據(jù)植株長勢進行葉面施肥;⑤ 第4 穗果。灌水量10 m、無機類水溶肥8~10 kg、有機類水溶肥5~8 L,以高鉀肥和平衡肥為主,5~7 d(天)灌溉1 次,可根據(jù)植株長勢進行葉面施肥;⑥ 第5 穗果。灌水量10 m、無機類水溶肥6~8 kg、有機類水溶肥3~5 L,以高鉀肥和平衡肥為主,每隔5~7 d(天)灌溉1 次;⑦ 第6~7 穗果。灌水量10 m、無機類水溶肥5~7 kg、有機類水溶肥3~5 L,以高鉀肥為主,5~7 d(天)灌溉1 次。
目前常用的灌溉設(shè)備(圖10):單通道自動灌溉機、比例吸肥器、懸融式施肥器、文丘里式施肥器等。
圖10 日光溫室番茄常用灌溉設(shè)備
7.2.2 葉面施肥 根據(jù)植株長勢,結(jié)合藥劑防治進行藥肥協(xié)同施用。植株生長的中后期注意補充中量元素、微量元素以及高鉀肥,并根據(jù)相應(yīng)栽培季節(jié)面臨的主要逆境噴施誘抗劑等。
7.3 植株管理
7.3.1 整枝、吊蔓 采用單干整枝法,植株高30 cm 左右時,每株用1 條吊蔓繩及時吊蔓。每隔5~7 d(天)繞蔓1 次,保持主莖向上生長(圖11)。每個花穗下的側(cè)枝長至5 cm 左右時及時抹除。6~8穗果時摘心,并在頂部保留2~3 片葉。植株附近若有缺苗時可進行雙干整枝。
圖11 日光溫室番茄落秧器(A)、吊蔓夾(B)和果穗勾(C)等輕簡化器械
7.3.2 打杈、摘老葉 生長期植株一般至少保留12片葉以上,及時摘除側(cè)枝和底部老葉。果實轉(zhuǎn)色后可摘除下部葉片。
7.3.3 授粉、蘸花、疏果吊果 優(yōu)先采取人工輔助授粉、熊蜂授粉或番茄震蕩授粉器授粉的方法輔助授粉。每667 m使用1 盒熊蜂(圖12-A、B),授粉期間注意飼喂熊蜂糖水,禁止使用殺蟲藥劑。使用殺菌劑時,需要將熊蜂轉(zhuǎn)移到其他溫室,第2 天再搬回。當(dāng)每個花序第4~5 朵小花萼片開裂時,使用電動授粉器授粉。
圖12 日光溫室熊蜂授粉(A、B)與植物生長調(diào)節(jié)劑蘸(噴)花(C、D)
冬季低溫弱光條件下,當(dāng)每個花序第4~5 朵小花萼片開裂時,可在上午露水消散后使用防落花藥劑蘸花或噴施整個花序。藥劑中應(yīng)添加紅色廣告色,以避免重復(fù)蘸花(圖12-C、D)?;颐共∫装l(fā)期,可在蘸花劑中加入其體積1/250 的2.5%咯菌腈懸浮劑,防止灰霉病通過蘸花傳播。
疏果吊果。及時疏除畸形果,每穗保留發(fā)育正常的果實。對于果柄長的大果型番茄,在果實開始膨大時及時吊起果柄。
7.4 病蟲害防治 番茄主要病害有晚疫病、灰霉病、葉霉病、灰葉斑病、細菌性潰瘍病和病毒病等;主要害蟲有蚜蟲、白粉虱、煙粉虱、薊馬、斑潛蠅和茶黃螨等。主要生理性病害有臍腐病、裂果、畸形果等。按照“預(yù)防為主,綜合防治”的植保方針,堅持“以農(nóng)業(yè)防治、物理防治、生態(tài)防治、生物防治為主,化學(xué)防治為輔”的防治原則?;瘜W(xué)防治應(yīng)選用高效、低毒、低殘留農(nóng)藥,注意輪換用藥,合理混用;寒冷季節(jié)注意防治高濕易發(fā)病害,優(yōu)先采用煙劑熏棚或粉塵法(表7、8、9)。目前可采用電動彌粉機、管道式彌霧機和臭氧消毒植保機等輕簡化植保器械(圖13),提高農(nóng)藥施用效率和勞動效率。
表7 日光溫室番茄病蟲害生物防治方法
圖13 日光溫室電動彌粉機(A)、管道式彌霧機(B)、臭氧消毒植保機(C)等輕簡化植保器械
7.4.1 農(nóng)業(yè)防治 實行輪作制度,與非茄科作物輪作3 年以上,有條件的地區(qū)可實行水旱輪作;針對栽培季節(jié)及當(dāng)?shù)刂饕∠x害控制對象,選用高抗、多抗性品種;培育適齡壯苗,提高植株的抗逆性;清潔棚室環(huán)境,及時清除植株病殘體,每茬種植前進行溫室消毒,減少病、蟲源。
7.4.2 物理防治 在溫室通風(fēng)口處設(shè)置防蟲網(wǎng),防止外部害蟲進入;每667 m懸掛30~40 塊黃板誘殺蚜蟲和粉虱等害蟲,如有薊馬為害,還需同時懸掛藍板進行誘殺;利用頻振式殺蟲燈、黑光燈等誘殺害蟲。
7.4.3 生態(tài)防治 采用通風(fēng)或在壟溝鋪設(shè)鋸末、稻殼和粉碎秸稈等方法降低溫室內(nèi)濕度,防控病害的發(fā)生;在夏季休耕季節(jié),采取太陽能高溫悶棚方法進行土壤和溫室消毒,同時將所有生產(chǎn)用到的農(nóng)具和用具等放在溫室中進行消毒。
7.4.4 生物防治 在病蟲害易發(fā)期或發(fā)生初期,可采用生物防治方法防控病蟲害。常見生防制劑及天敵昆蟲見表7,生防制劑使用濃度參考相應(yīng)產(chǎn)品說明書。
7.4.5 化學(xué)防治 日光溫室番茄主要病害防治可參考表8,蟲害防治可參考表9。所用化學(xué)藥劑使用濃度參考產(chǎn)品說明書。采用彌霧機、彌粉機和煙霧劑等可以顯著提高施藥效率。
表8 日光溫室番茄主要病害防治
表9 日光溫室番茄主要蟲害防治
7.4.6 生理性病害防治 ①臍腐病。選擇果形圓、果皮較厚的品種;適時、均勻灌水,避免土壤忽干忽濕;果實膨大期噴施1.0%過磷酸鈣、硝酸鈣溶液或含鈣的葉面肥,每隔10~15 d(天)噴施1 次,連續(xù)噴施2~3 次。
② 裂果。結(jié)果期保持土壤濕度適宜和穩(wěn)定,避免忽干忽濕;果實膨大期,追肥應(yīng)適量均勻、少量多次,避免大量施用速效氮肥;噴施96%硫酸銅l 000 倍液或0.1%硫酸鋅+0.1%硼砂,每隔10~15 d(天)噴施1 次,連續(xù)噴施2~3 次。
③畸形果。冬季選用耐低溫、耐弱光的品種;花芽分化期防止溫度過低,夜溫最低不低于12 ℃;蘸花時嚴格控制蘸花劑濃度,同時注意避免重復(fù)蘸花;及時摘除畸形果。
8.1 采收時期 根據(jù)銷售市場、保鮮設(shè)備和運輸條件等情況確定采收期。本地銷售時可在果實轉(zhuǎn)紅后采收,去掉果柄。如需遠距離運輸,則應(yīng)在果實開始褪綠或白熟初期進行采收,并保留果柄。根據(jù)植株長勢和市場情況確定采收終期。
適宜日光溫室番茄東西壟栽培的集打藥、采收和運輸于一體的多功能平臺車主要有中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的履帶式可升降多功能作業(yè)車、沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的輪式可升降多功能作業(yè)車、小型電動平板車等(圖14)。
圖14 日光溫室番茄東西壟栽培打藥、采收、運輸?shù)榷喙δ茏鳂I(yè)平臺車
8.2 產(chǎn)品質(zhì)量要求 果實圓潤無棱、成熟度一致、大小均勻整齊,果面著色均勻、光滑新鮮、潔凈無雜物、無損傷和病蟲危害狀,果腔充實飽滿。
8.3 包裝 銷售和運輸包裝標注產(chǎn)品標識,包括產(chǎn)品名稱、品種、產(chǎn)地、包裝日期、生產(chǎn)單位、數(shù)量和執(zhí)行標準號等。