王冰華 劉湘?zhèn)?王艷芳 杜莉雯 李新旭* 雷喜紅 李 蔚孫 丹
(1 北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,北京 100029;2 北京宏福國際農(nóng)業(yè)科技有限公司,北京 102601)
現(xiàn)代化大型連棟溫室生產(chǎn)模式具有極高的資源利用效率,且工業(yè)技術(shù)與溫室園藝生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合,勞動生產(chǎn)率很高,番茄產(chǎn)量可達(dá)35 kg·m-2 以上,土地產(chǎn)出率、水分利用效率和肥料利用效率分別是國內(nèi)普通設(shè)施生產(chǎn)番茄的2.8 倍以上、1.33 倍和1.67 倍。
番茄在北京地區(qū)蔬菜生產(chǎn)中占有很大比重,統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2019 年北京市番茄播種面積為2 713.3 hm2(4.07 萬畝)、產(chǎn)量13.84 萬t,分別占北京市茄果類蔬菜播種總面積的61.9%,總產(chǎn)量的66.4%。其中,設(shè)施番茄生產(chǎn)占主導(dǎo)地位,以塑料大棚和日光溫室為主,播種面積為2 426.7 hm2(3.64萬畝),產(chǎn)量12.53 萬t,分別占北京市番茄播種總面積的89.5%,總產(chǎn)量的90.5%。近年來,以荷蘭為代表的現(xiàn)代化大型連棟溫室工廠化生產(chǎn)模式在國內(nèi)發(fā)展迅速,與傳統(tǒng)塑料大棚和日光溫室生產(chǎn)模式相比,該生產(chǎn)模式具有極高的資源利用效率,且工業(yè)技術(shù)與溫室園藝生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合,勞動生產(chǎn)率很高。據(jù)了解,在補(bǔ)光條件下,荷蘭當(dāng)?shù)剡B棟溫室工廠化生產(chǎn)模式的番茄產(chǎn)量可達(dá)90 kg·m-2以上(李新旭 等,2018)。北京地區(qū)連棟溫室工廠化生產(chǎn)模式近年來也取得了較快發(fā)展,具有代表性的北京宏福國際農(nóng)業(yè)科技有限公司5 hm2(75 畝)溫室、北京極星農(nóng)業(yè)有限公司3.3 hm2(49.5 畝)溫室、北京京農(nóng)智慧農(nóng)業(yè)有限公司6.3 hm2(94.5 畝)溫室等先后落成投產(chǎn),主要開展番茄工廠化生產(chǎn),在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。筆者根據(jù)北京宏福國際農(nóng)業(yè)科技有限公司的生產(chǎn)管理經(jīng)驗,對連棟溫室番茄工廠化栽培管理要點進(jìn)行總結(jié),以期為有意開展番茄工廠化生產(chǎn)的主體提供技術(shù)參考。
北京宏福國際農(nóng)業(yè)科技有限公司(以下簡稱為北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū))位于北京市大興區(qū)龐各莊鎮(zhèn)北曹各莊村,該公司5 hm2(75 畝)現(xiàn)代化連棟溫室和0.6 hm2(9 畝)配套區(qū)于2016 年12 月落成投產(chǎn)。溫室東西長305 m,南北寬164 m,脊高7.5 m,天溝高6.5 m,單跨8 m;栽培槽長80 m,槽間距1.6 m。溫室屋面覆蓋浮法玻璃,側(cè)墻維護(hù)中空PC 板;溫室內(nèi)部配有內(nèi)遮陽幕布、內(nèi)保溫幕布、側(cè)保溫幕布、立體加溫系統(tǒng)及蓄熱罐、CO2回收利用系統(tǒng)、高壓噴霧系統(tǒng)、垂直環(huán)流風(fēng)機(jī)等。溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照、CO2濃度、水肥等通過荷蘭Priva 環(huán)控系統(tǒng)作出精準(zhǔn)監(jiān)測和調(diào)控。園區(qū)機(jī)械化程度高,省力機(jī)械多樣,配備了自走式玻璃清洗機(jī)、軌道車、采摘車、自走式施藥機(jī)、自行牽引車等。
根據(jù)市場需求及氣候特點,選擇無限生長型、連續(xù)坐果能力強(qiáng)、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病性較強(qiáng)的番茄品種,對于植保壓力小的園區(qū),可適當(dāng)降低對品種抗病性的要求。大型果番茄可選擇安莎(EnzaZaden)的Kalavaro、阿克西亞(Axia)的Maxxis、瑞克斯旺(Rijk Zwaan)的普羅旺斯等品種;中型果番茄可選擇瑞克斯旺的Forticia、Cappricia等品種;櫻桃番茄可選擇法國高蒂(Gautier)的Saopolo、德奧特(De Ruiter)的Juanita、DRC564、Yelorita 以及安莎的Tomagino、瑞克斯旺的72-191 等品種。
栽培茬口方面,連棟溫室工廠化番茄多選擇周年生產(chǎn)。北京及周邊地區(qū)多為越冬一大茬生產(chǎn),一般在8 月上旬播種育苗,10 月上旬第1 穗花開放10%左右時定植,翌年7 月拉秧。對于硬件設(shè)施比較好的園區(qū),在能夠保證幼苗良好生長的情況下,也可在7 月中旬前后播種育苗。
2018—2019 年北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)主栽櫻桃番茄品種為Juanita,定植密度2.9 株·m-2;主栽中型果番茄品種為Cappricia,定植密度2.5 株·m-2。兩個品種均于2018 年8 月4 日播種,9 月5 日嫁接,9 月13 日去頭留雙杈,10 月15 日定植,2019 年7月10 日拉秧。
穴盤苗時期采用72 孔穴盤,可選用草炭、珍珠巖體積比為3∶1 的復(fù)合基質(zhì),播種后用蛭石(粗蛭石、細(xì)蛭石體積比為1∶2)覆蓋。番茄苗嫁接成活后,將幼苗分苗移栽至椰糠塊(Forteco 公司生產(chǎn),規(guī)格為長×寬×高=10 cm × 10 cm × 7 cm)。栽培基質(zhì)可選用椰糠條(Forteco公司生產(chǎn),粗椰糠、細(xì)椰糠體積比為3∶7),椰糠條單位面積基質(zhì)量約10 L·m-2,長度可根據(jù)需求定制,一般長90~120 cm。
連棟溫室番茄工廠化生產(chǎn)以高標(biāo)準(zhǔn)水肥一體化硬件系統(tǒng)為基礎(chǔ),在不同的天氣、季節(jié)、生長階段,通過對水肥的精準(zhǔn)化調(diào)控,使作物處于最佳生長狀態(tài)。
4.1 營養(yǎng)液配方 營養(yǎng)液母液(多為100 倍液)一般分為A液、B液,兩種母液常用肥料如表1所示。
無土栽培中需要根據(jù)植株的生長時期、生長狀態(tài)、排液成分分析等不斷調(diào)整營養(yǎng)液配方。北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)2018—2019 年茬口番茄工廠化生產(chǎn)中,不同時期營養(yǎng)液配方調(diào)整如表2 所示。
表1 番茄工廠化生產(chǎn)營養(yǎng)液常用肥料
表2 北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)2018—2019 年茬口番茄工廠化生產(chǎn)不同時期營養(yǎng)液配方 mmol·L-1
4.2 營養(yǎng)液pH 值和EC 值管理 番茄工廠化生產(chǎn)最適營養(yǎng)液pH 值為5.0~6.0(一般設(shè)置為5.5),此范圍內(nèi)最有利于植株根系吸收各類營養(yǎng)物質(zhì)。營養(yǎng)液的pH 值常通過直接加酸(HNO3、H3PO4)或堿(KOH)來調(diào)節(jié),也可在保證N 元素總量不變的情況下,用適量NH4+代替NO3-來降低植株根際的pH 值。
番茄工廠化生產(chǎn)在不同季節(jié)和不同生長階段適宜的營養(yǎng)液EC 值有所不同。播種至出苗階段灌溉清水即可;出苗至嫁接階段,營養(yǎng)液EC 值可提高至1.2~1.5 mS·cm-1;嫁接前1~2 d(天)澆透水,嫁接后愈合期間基本不澆水;嫁接成活至分苗階段,營養(yǎng)液EC 值保持在1.2~1.5 mS·cm-1即可;分苗到椰糠塊之后,將營養(yǎng)液EC 值提高至1.5~2.5 mS·cm-1。表3 為2018—2019 年北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)番茄不同時期的灌溉液EC 值,生產(chǎn)上可用作參考。
表3 北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)2018—2019 年茬口番茄工廠化生產(chǎn)不同時期營養(yǎng)液EC 值
4.3 灌溉量 番茄工廠化生產(chǎn)在不同生長階段和天氣條件下,每天所需的灌溉量有所不同。荷蘭經(jīng)驗認(rèn)為,溫室內(nèi)光照輻射每積累1 J·cm-2,成株期番茄日灌溉量應(yīng)增加3 mL·m-2。灌溉量也可以根據(jù)排液量進(jìn)行調(diào)整。一般來說,成株期番茄最后一次灌溉結(jié)束后,排液比例為30%較為適宜。對北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)2018—2019 年茬口番茄工廠化生產(chǎn)的灌溉量進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測,數(shù)據(jù)顯示(表4),苗期至摘心前灌溉量持續(xù)增加,櫻桃番茄日灌溉量由每株400 mL 增加至1 400 mL,中型果番茄日灌溉量由每株600 mL 增加至2 000 mL;摘心后日灌溉量逐漸減少,櫻桃番茄日灌溉量由每株1 400 mL減至1 100 mL,中型果番茄日灌溉量由2 000 mL減至1 500 mL。
4.4 灌溉時間及頻率 一般在日出后2 h(小時)開始第1 次灌溉,日落前2 h(小時)結(jié)束灌溉,陰天適當(dāng)提前結(jié)束灌溉。番茄成株期灌溉頻率可根據(jù)光輻射量來調(diào)整,理論認(rèn)為光照每累計80~l00 J·cm-2需灌溉1 次,每次每株灌溉80~120 mL。對北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)2018—2019 年茬口工廠化番茄的灌溉情況進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測,結(jié)果顯示,櫻桃番茄每次每株灌溉80~110 mL,中型果番茄每次每株灌溉110~150 mL,各時期灌溉頻次如表5 所示。
表5 北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)2018—2019 年茬口番茄工廠化生產(chǎn)不同時期灌溉頻次
4.5 排液管理 番茄工廠化生產(chǎn)從定植至第1 穗果采收,一般要求排液比例應(yīng)由0 逐漸提高至30%。番茄成株期,正常情況下應(yīng)確保排液比例在30%左右,合理的排液量有利于將番茄根際的EC 值、pH 值和空氣含量維持在適宜范圍內(nèi)。一般排出液pH 值在5.0~6.0 時,根際各養(yǎng)分有效性較高;排出液EC值受灌溉策略(灌溉液EC值、排液比例等)影響較大,多數(shù)情況下不超過6.0 mS·cm-1,對于櫻桃番茄,適當(dāng)提高排出液EC 值(6.0~8.0 mS ·cm-1)有助于提升果實品質(zhì)。
番茄進(jìn)入成株期后,對排液進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測,結(jié)果顯示,2018 年12 月上旬至2019 年3 月上旬,櫻桃番茄排液比例為24%左右,EC 值為6.0 mS ·cm-1左右,中型果番茄排液比例為30%左右,EC值為6.2 mS·cm-1左右;3 月中旬至6 月上旬,櫻桃番茄排液比例為37%左右,EC 值為3.8 mS ·cm-1左右,中型果番茄排液比例為45%左右,EC值為3.8 mS·cm-1左右。
連棟溫室番茄工廠化生產(chǎn)中的環(huán)境調(diào)控尤為關(guān)鍵,主要涉及對溫度、光照、濕度、CO2濃度等的調(diào)控。在不同季節(jié)和天氣條件下,可通過管道加溫、幕布保溫、風(fēng)口開閉、環(huán)流風(fēng)機(jī)、高壓噴霧、幕布遮陽、CO2增施等多種措施,將室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)到適宜番茄生長的最佳狀態(tài)。
5.1 溫度管理 溫度調(diào)控是番茄工廠化生產(chǎn)中環(huán)境調(diào)控的核心。番茄定植后,一般采取“三段式”溫度調(diào)控策略,即白天溫度18~28 ℃,前半夜12~18 ℃,后半夜16~19 ℃。根據(jù)植株長勢,在減少能源投入的基礎(chǔ)上,通過調(diào)整各階段溫度的高低和時間長短可以實現(xiàn)植株平衡生長。對北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)2018—2019 年茬口工廠化番茄冠層溫度進(jìn)行監(jiān)測,數(shù)據(jù)顯示,2018 年10 月中下旬至2019年5 月中上旬燃?xì)饧訙仄陂g,為節(jié)省能源成本,將室內(nèi)24 h(小時)平均溫度調(diào)控在16~18 ℃,處于較低水平;此期夜間最低溫度為11 ℃。較低溫度在一定程度上抑制了植株生長發(fā)育,導(dǎo)致開花、生長遲緩。
5.2 光照管理 番茄為喜光作物,其光合作用的光飽和點為70 000 lx(875 W·m-2),光補(bǔ)償點為2 000 lx(25 W·m-2)。番茄生長理想的光照條件為平均日照時數(shù)12~14 h(小時),光照強(qiáng)度30 000~35 000 lx(500~625 W·m-2)。荷蘭經(jīng)驗認(rèn)為,在光飽和點以內(nèi),光照增加1%,產(chǎn)量將提升1%。北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)2018—2019 年番茄工廠化生產(chǎn)期間,從9 月下旬至11 月上旬,光照逐步減弱;11 月上旬至翌年2 月上旬,最大光照強(qiáng)度不足500 W·m-2,且日照時長短,光照不足;2 月中旬之后,光照逐步增強(qiáng)。在11 月上旬至翌年2 月上旬的弱光期,應(yīng)定期對溫室屋面進(jìn)行清洗,以提高透光率;還可適當(dāng)減少留果穗數(shù)和葉片數(shù)以平衡植株生長。
5.3 濕度管理 溫室內(nèi)濕度主要通過開關(guān)風(fēng)口、高壓噴霧等措施進(jìn)行調(diào)節(jié)。低溫期間也可以利用加熱管加溫來降低濕度,降低病害發(fā)生幾率。北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)溫室內(nèi)濕度監(jiān)測結(jié)果表明,在番茄生育期內(nèi),溫室內(nèi)日平均氣溫在16.2~25.5 ℃時,相對濕度維持在60%~85%較有利于植株生長。
5.4 CO2濃度管理 適當(dāng)提高CO2濃度可有效提高植株的光合作用效率,促進(jìn)有機(jī)物積累,增加番茄產(chǎn)量。北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)通過CO2回收利用系統(tǒng),將白天燃?xì)馊紵傻腃O2回收到溫室內(nèi),以提高CO2濃度,一般將CO2濃度維持在400~800 μL·L-1。在無需加溫時期,可打開天窗將室外空氣對流至溫室內(nèi)彌補(bǔ)CO2濃度。
番茄工廠化生產(chǎn)中的植株精細(xì)化管理操作要點主要包括小苗齡嫁接和雙頭育苗、綁蔓、繞秧打杈、疏花疏果、打老葉、落蔓、留杈增密、摘心等。
6.1 小苗齡嫁接和雙頭育苗 連棟溫室番茄工廠化生產(chǎn)多采用嫁接育苗,由于種子價格較高,多采用雙頭育苗(子葉節(jié)或真葉節(jié)雙頭育苗)的方式來節(jié)約種子成本。
6.1.1 小苗齡嫁接 播種后15~17 d(天),幼苗具有2 片或3 片真葉、莖粗2 mm 時采用斜貼接方式進(jìn)行嫁接。操作方法:于砧木子葉節(jié)下方、根系上方2 cm 左右位置,刀片與莖呈30°削平滑斜面;于接穗子葉節(jié)下方或第1 片真葉下方1 cm 位置(若接穗子葉完好,兩個位置嫁接均可;若較多接穗存在子葉脫落現(xiàn)象,則在第1 片真葉下方嫁接較好,以確保側(cè)枝能順利生發(fā)。定植后真葉節(jié)雙杈不易劈開,子葉節(jié)雙杈則需要分杈支撐,以防后期兩側(cè)枝劈開)刀片與莖呈30°削平滑斜面;選取合適直徑(1.6、1.8、2.0、2.5 mm 等)嫁接夾進(jìn)行套管貼接,確保接穗切口與砧木切口緊密貼合;嫁接完成后將嫁接苗置于愈合室,3 d(天)后逐步通風(fēng)透光,第6 天可全光照鍛煉,第7 天可將嫁接苗移栽到椰糠塊。
6.1.2 雙頭育苗 移栽后2~3 d(天)幼苗根系伸展,在子葉節(jié)或第2 片真葉節(jié)上方1 cm 左右位置剪去頂端,以培育雙頭苗(圖1、2)。摘心后15 d(天)、兩側(cè)枝長10 cm 左右時,插竹簽支撐雙頭并引導(dǎo)雙頭長勢。待第1 穗花開放10%左右時將幼苗定植到椰糠條上。
北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)2018—2019 年茬口在番茄苗齡32 d(天)時進(jìn)行嫁接,嫁接8 d(天)后摘心,嫁接時間較晚,若提前14 d(天)嫁接,預(yù)計第1穗花可提前14 d(天)開放。
6.2 綁蔓 在番茄株高30~40 cm 時綁蔓吊秧。綁蔓前先掛吊蔓鉤,方法:每行首端空1~2 個定植孔(大型果或中型果番茄空1 個,櫻桃番茄空2 個),之后每個定植孔對應(yīng)掛1 個吊蔓鉤,在行末端補(bǔ)上首端未掛的吊蔓鉤。掛完吊蔓鉤后在番茄莖稈上、緊貼葉柄下方位置采用“8”字扣的方式系吊繩,后期隨著莖粗增加,系扣可被撐開,避免勒斷植株。綁蔓時應(yīng)避免損傷植株;綁蔓后吊繩應(yīng)適當(dāng)松弛,并向右適當(dāng)傾斜,以引導(dǎo)植株長勢,方便后續(xù)繞秧及落蔓。
6.3 繞秧打杈 綁蔓后為保持植株直立生長,需每周進(jìn)行一輪繞秧打杈工作。繞秧時,順時針將植株頭部繞在吊繩上;繞秧后去除生長點附近的多余側(cè)枝,以減少養(yǎng)分消耗及植株間遮光。打杈應(yīng)從側(cè)枝基部清除,以利于傷口愈合,降低病害感染風(fēng)險。若植株營養(yǎng)生長比較旺盛,也可在繞秧打杈后掐除頂部花穗對側(cè)的1 片小葉。
6.4 疏花疏果 進(jìn)入開花坐果期后,需每周進(jìn)行一輪疏花疏果工作。掐除多余花朵、小果、畸形花、畸形果、花前枝、花前葉、雙穗花等,以減少養(yǎng)分消耗,保證果穗均勻整齊。一般大型果(單果質(zhì)量200 g 以上)每穗留3~4 個果,中型果(單果質(zhì)量100~150 g)每穗留4~6 個果,小型果(單果質(zhì)量10~20 g)每穗留12~16 個果。具體留果數(shù)量應(yīng)根據(jù)植株長勢、環(huán)境變化動態(tài)進(jìn)行調(diào)整。一般花穗末端花朵商品果率低,即使花穗的花量不夠,也應(yīng)將末端的1~2 朵花疏除,以減少養(yǎng)分消耗。
6.5 打老葉 正常情況下,番茄植株每周會長出3 片葉左右,而番茄成株的功能葉片適宜數(shù)量為冬季9~11 片,夏季13~15 片。為維持合理的功能葉片數(shù)量,利于植株下部通風(fēng)透光,同時減少養(yǎng)分消耗及病害發(fā)生,需每周進(jìn)行一輪打老葉工作,每輪打掉2~3 片老葉。使用專用刀具,緊貼葉柄基部打掉葉片,以利于傷口愈合,降低病害感染風(fēng)險。
6.6 落蔓 進(jìn)入采收期,為便于繞秧打杈、疏花疏果、打老葉、采果等工作,需每周進(jìn)行一輪落蔓。落蔓應(yīng)從右向左進(jìn)行,落蔓高度20~40 cm,即吊繩的半圈或一圈(吊繩1 圈長度一般為40 cm),放繩后落蔓鉤向右平移,確保吊繩松緊合適。落蔓時應(yīng)避免扭裂或折斷莖蔓,落蔓后植株生長點高度應(yīng)處于同一水平,避免植株間相互遮光。
6.7 留杈增密 北京地區(qū)連棟溫室番茄定植后很快進(jìn)入冬季,光照條件不利于植株生長,故初始定植密度較低,多為2.5~2.9 株·m-2;翌年2 月中上旬光照條件明顯轉(zhuǎn)好后可提前開始留杈增密,以最大限度利用光照條件,提高單位面積產(chǎn)出率。留杈時,選取頂部花穗下方第1 片葉葉腋處的側(cè)芽作為側(cè)枝,其后續(xù)長勢與主枝較同步。第1 輪留杈增密可在1 月中下旬進(jìn)行,大型果或中型果番茄密度增至3.3 株·m-2,櫻桃番茄密度增至3.75 株·m-2;第2 輪留杈增密可在3 月中旬前后進(jìn)行,大型果或中型果番茄密度可增至3.75 株·m-2,櫻桃番茄密度可增至4.4 株·m-2。具體留杈增密時間可根據(jù)植株長勢和環(huán)境條件適當(dāng)調(diào)整,但留杈增密工作盡量在拉秧前4 個月內(nèi)完成,以形成可觀產(chǎn)量。
6.8 摘心 在預(yù)計拉秧前40~50 d(天)摘心。在預(yù)留頂部花穗上方留4~6 片葉,掐除生長點及多余花穗,以減少養(yǎng)分消耗。
北京宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)溫室番茄工廠化生產(chǎn)的產(chǎn)量可達(dá)35 kg·m-2以上,土地產(chǎn)出率是國內(nèi)普通設(shè)施生產(chǎn)的2.8 倍以上;每立方水產(chǎn)出番茄35 kg 左右,水分利用效率是國內(nèi)普通設(shè)施生產(chǎn)的1.33 倍;1 kg化肥產(chǎn)出番茄33 kg,肥料利用效率是國內(nèi)普通設(shè)施生產(chǎn)的1.67 倍。連棟溫室工廠化生產(chǎn)模式的土地、水分、肥料等的利用率雖明顯高于普通設(shè)施,但由于建設(shè)及生產(chǎn)運營成本較高,當(dāng)前階段多數(shù)園區(qū)尚處于虧損狀態(tài)。
筆者主要是根據(jù)宏福農(nóng)業(yè)園區(qū)的生產(chǎn)情況進(jìn)行相關(guān)總結(jié),未必是最優(yōu)管理方案。不同地區(qū)以及同一地區(qū)不同園區(qū),由于氣候環(huán)境、硬件條件、管理理念等存在差異,所采取的生產(chǎn)管理策略也可能不同。總體來說,各生產(chǎn)主體應(yīng)因地制宜,在把控好成本的前提下制定最適于本園區(qū)的管理策略,充分利用好現(xiàn)有條件,做到優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)。