本研究将傳統的溫室南北向栽培轉變為東西向栽培,滿足機械化生産需求,研發出溫室蔬菜東西向生産的關鍵技術與輕簡化集成模式。溫室内大量使用機器及配套設施,管理方便,利于标準化,有助于實現輕簡優質高效生産。
設施蔬菜東西向栽培技術
葉菜東西向栽培技術
最早采用東西向栽培技術的是溫室葉菜生産。大多葉菜高度較低,生長周期較短,采用東西向幾乎不需要考慮遮光、通風等問題,而且換茬可以不重新做畦,因此東西向生産技術首先在葉菜中得到實現。東西栽培主要采用兩種方式,一種為起壟,壟上雙行定植,另一種為高平畦,畦上定植4行。壟上雙行适合春季生産,畦上四行适合秋冬季生産。經過多年試驗示範驗證,形成了葉菜東西向生産的多項關鍵技術和配套技術。
春季壟上雙行東西向定植
秋冬季畦上 4 行東西向定植
分區差異化精細管理
東西向種植後,種植畦從南到北逐畦排列,相同溫度和光照條件分布在同一畦上,可以快捷實現差異化管理和采收。秋冬季的生菜靠近南側的産量是北側的75%,而冬春茬番茄種植中北側産量僅是南側的70%,産量降低近1/3。因此在推廣東西向栽培過程中,對于生菜一方面可以适當降低南側的水肥供應,一方面可以通過分期采收,先采北側後采南側,增加商品性。通過這樣的措施,順應溫室環境的變化進而提供差異化管理,不僅可以降低水肥投入10%以上,還可以增加産量和商品性,從而達到增收10%以上。
高平畦輕簡化栽培
采用高平畦技術将粗放的模式變為單元化、網格化的精細管理,還可以使用機械來完成。比如開溝可以使用小型汽油機帶開溝機來完成,在溫室内将南北向平畦改為東西向高畦,用20~40 cm的小溝代替田埂,将原來1.5~2.0 m的寬畦變成0.8~1.2 m的窄畦,将原來的大水漫灌改為滴灌。采用這項技術,不僅節省了人工,而且改變了土壤的水氣運動,使得土壤水分運移更加合理,縮短幹濕交替周期,減少土壤高濕引發病害的風險。與人工起壟相比,采用起壟機東西向起壟效率提高近10倍,生産成本由300元/667 m2降至25元/667 m2,降低投入也在10倍以上。
應用專用農機具
開溝做畦所需動力較小,小型微耕機(5.1~6.6 kW)以汽油發動機為動力,輕便省力、油耗低、動力适量,與起壟機、開溝機配套即可高效便捷地完成作業,不但壟形整齊,而且解決了農忙時勞動力緊張的問題。篩選和改進小型耕作機械,加長翻耕機的刀口、增加起壟機側壓條,發揮其靈活性強、功能多的作用,更換作業部件後,可進行犁耕、培土、開溝和起壟等一系列作業。采用小型運輸車或空中吊軌車可以直接從畦間行走,大幅減少人力,運輸效率提高80%以上。進而實現從種到收多個環節的節本增效。
配套滴灌設施
本技術研究開展以來,推行的高平畦東西向栽培,不僅改變了傳統的栽培管理,而且帶動配套水肥技術發生改變。東西向長畦必須與滴灌施肥水肥一體技術配套,否則畦面太長難以完成灌溉。随着中國人力成本的增加,采用滴灌施肥更加省工高效,東西向栽培配套滴灌施肥技術為設施生産轉型升級、提高水肥利用效率提供了有力的技術支撐。由于東西向主管道縮短85%,安裝滴灌帶減少用工50%,滴灌設施總成本降低了28%,進一步降低了農戶使用滴灌的成本,增加了技術使用積極性。使用該技術可以減少19%肥料用量,顯著改善蔬菜品質,提高糖度,降低硝酸鹽含量。該技術的應用推廣基本實現了節水、節肥、節省勞動力、節約成本,提高效率的“四節一增”的效果。
配套綠色防控
将防蟲網、黏蟲闆、篩選得到的益生菌應用到葉菜的生産中,降低病蟲害、增強植株抗性,秋冬季生菜生産病害防治“零”用藥,僅使用少量防蟲類藥劑,化學農藥用藥總量較傳統減少約30%。
果菜東西向栽培技術
在葉菜東西向技術的基礎上,針對果菜群體結構與葉菜的差别,經過多年實踐與技術改進,證明日光溫室栽培果類蔬菜是可以采用東西向。
果菜群體結構控制與配套
與葉類菜相比,果類菜采用東西向最大的問題是株高較高,東西向種植會産生南北(前後)的遮光,進而影響生長和産量。基于這一問題,我們按照果類菜光合飽和點的大小将蔬菜分為兩類,第一類是光合飽和點較高的蔬菜,以番茄為典型作物(7.0萬lx);第二類光合飽和點較低的蔬菜,以黃瓜和茄子為典型作物(4.0~5.5萬lx)。光飽和點越高的作物,對光的需求量越高,如果番茄采用東西向可以克服遮光的不利因素,那麼其他作物相應的則更好解決。
因此,番茄東西向栽培首先需要解決株高的問題。措施有兩個方向,第一是降低株高,增加密度;第二是降低密度,提高株高。在華北光照不是太強烈的地區适宜采用降低株高增加密度的方式;在西北高原光照強烈的地區可以采用降低密度增加株高的辦法。以華北地區為例,試驗表明,采用密度增加1倍,株高降低50%的方法,留果穗數降至2~3穗,密度增加到4400株/667 ㎡,連續3年産量可以達到9300 kg/667 ㎡。水肥的投入與傳統相比可以降低30%~50%,勞動投入降低20%。實現了東西向番茄高産高效的輕簡化生産。
日光溫室東西向番茄果實膨大期
日光溫室東西向番茄成熟期
2018~2020 年不同模式下溫室番茄産量
溫室黃瓜和茄子則不用采取改變株高的方式,僅需将原來一側放置灌水施肥設施改為溫室中部滴灌施肥,使滴灌更加均勻,産量與傳統南北栽培相比沒有下降,水肥投入和勞動投入相應的都會減少。
日光溫室茄子東西向栽培
日光溫室黃瓜東西向栽培
果實品質提升與污染控制
采用東西向種植模式後,番茄果實硝酸鹽含量降低18%,VC含量增加13%,糖酸比提高12%,口感明顯提升。同時完成病蟲害生物綠色生物防治技術2套,顯著降低用藥次數,減少化學農藥污染風險,采用小型噴藥車打藥,進一步降低勞動強度和提高勞動效率。采用高平畦東西向設施綜合栽培技術在環境保護上也作出了較大的貢獻。通過在田間的試驗監測,采用高平畦配合液體肥技術,可以減少20%以上活性氮氣體(NH3、N2O)排放,降低土壤剖面硝态氮累積20%,為減輕空氣和土壤污染提供了重要的技術支持。
設施蔬菜輕簡高效技術模式集成
設施蔬菜複種指數高,常常是周年生産,合理安排茬口是提質增效的重要手段。采用東西向高平畦不僅要考慮當季種植的方便适用,還要考慮下茬種植的有序科學銜接。
葉菜連作輕簡生産技術模式
形成秋冬季溫室反季節比同品種生菜-生菜連作輕簡栽培模式,配套滴灌施肥及其機器噴藥、軌道運輸采收設備。技術要點:①由南北畦改為東西畦,去掉北側過道,土地利用率提高11%,小馬力汽油機(5.1 kW)配開溝機機械化做畦,省人工1~2個;②畦面配套滴灌帶2~3條,大幅減少水肥用量,溫室内濕度降低,病害發生幾率顯著降低;③定植畦差異化管理,南北畦調控澆水、施肥等操作,實現管理與生長同步,促進均衡生長,提高資源利用效率和商品化率;④收獲機械化運輸,軌道車安裝于舊棚架上,承重>150 kg,微力運輸;⑤下茬免耕移栽,由全年土壤翻耕2~3次,減少到1次,一次覆膜種植2~3茬。生菜東西向栽培與水肥一體化技術實現增産8.6%,節肥19%,提高運輸效率400%。
2017~2019 年溫室不同生産模式的産量
不同模式下生産 1000 kg 生菜的水、氮消耗量
葉菜-果菜輪作輕簡生産技術模式
春番茄-秋甘藍、秋冬生菜模式技術要點:①東西向作高畦,機器開溝,畦寬80 cm,溝寬60 cm,壟高20 cm,省工90%。壟上雙行交叉定植,株距20 cm,密度4400株/667 m2;②滴灌施肥,壟上3行滴灌帶,東西向布置,節省主管道70%,節省鋪設滴灌帶人工50%,液體肥滴灌,均勻度增加,大幅減少堵管;③田間管理,棚前2畦二穗果打頂,其他畦3穗果打頂,後期打掉下部老葉,保證通風;④熊蜂授粉,每棚1個标準蜂箱,節省人工40%;⑤收獲,分畦采收,小型推車運輸;⑥8月下旬移栽甘藍,原畦壟上淺翻平整後定植;⑦10月下旬移栽生菜,原壟直接移栽,不翻耕,節省人工。該模式與傳統種植相比,每667 ㎡降低肥料用量50%,降低灌溉量30%,年增收8100餘元,節省勞動投入時間20%。
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