顏彬彬
(晉江市林業和園林綠化局/晉江市園林中心,福建泉州 362200)
福建省泉州市享有中國東亞文化之都名號,是海上絲綢之路的起點。近些年來,泉州市(含所轄晉江市)以促進花卉產業鏈發展,推廣投入產出高、效益高的現代設施農業花卉產業,全面推進現代花卉產業發展、轉型向智能化升級為重點,做大做強花卉產業,花卉產品質量達到出口國際水平。苗木、花卉、蔬菜的舊模式改變形成規范化、規模化和信息化的營銷,許多優良產品遠銷美國、歐洲、東南亞及日本、澳大利亞等國家和地區。花卉市場火爆,廣大農民增收致富,發展前景好。截至2020年,泉州地區花卉苗木種植面積達8 267 hm2,設施花卉溫室大棚建成面積已達133.5萬m2,花卉產業鏈總產值達94.4億元。
這些成功關鍵在于現代農業花卉引種栽植技術和自動化農業設施發展的結合運用。泉州市大棚花卉產業20多年選優培育良種花卉,通過試驗研究改進當地品種及引入異地新品種,開展效果明顯的分子育種或者常規育種技術研究,馴化培育出優質、抗病、抗逆、高產的數百種花卉新良種。借助智能溫室大棚設施不斷完善建設和提高水平,精準調控花卉適宜生長環境條件技術,持續擴大設施花卉栽植面積。本文總結泉州地區(含晉江)溫室大棚花卉引種馴化及栽培技術、成效,主要包括配置組培室和全自動化智能溫室大棚、建立良種資源庫、引進良種和篩選、基質材料的選用、營養液的使用和促成栽培技術的應用等。
目前名優花卉引種主要采用組培技術,就要配置按照設計等級所需不同凈化級別的組培室車間(準備區、接種區和培養區組成)。其中,準備區的大小依房間結合生產量情況而定,主要由更衣間、風淋室,配藥室、洗瓶室、灌裝室和滅菌室組成;接種區和培養區要求為密閉式空間,設置空氣消毒用的一定數量紫外線燈和空氣過濾凈化器裝置,主要功能為無菌接種操作和細胞培養工作間,房間應避免日光直射,大小、高度適宜就好。泉美生物科技有限公司已建有20 000 m2的組培凈化大樓,泉豐生物科技有限公司也擁有1 000 m2設施完備的組培室。
種植花卉需要適宜的生長空間環境,智能溫室大棚已成為重要的農業花卉生產設施。隨著自動控制技術和AI人工智能技術的迅猛發展,在大棚花卉的工廠化栽培模式中引入傳感器網絡技術,配備環境監測控制系統,通過計算機網絡系統對大棚內部的溫濕度、光照、CO2濃度、水分、肥分等進行智能監測和實時自動控制,溫室大棚就能實現反季節開花、全天候生產;在現代化網絡監測控制技術的應用下,大棚中布置了大量的傳感器監測、信息數據傳輸、要素分析處理、自動感控裝置,將過去人工作業的方式與現今智能的邏輯判斷、自動化控制相結合,獲得大棚環境實時監測、生產工序自動執行的控制目的。智慧大棚的運行采用了大量的先進技術,例如模糊控制技術、數據算法技術、網絡控制技術、專家系統等,結合現代化的機械技術和自動控制技術,能夠有效保證溫室大棚在最合理的模式下開展生產,有利于實現農產品花卉的穩產優質[1]。泉美生物科技有限公司建有50 000 m2的智能溫室、20 000 m2的無土栽培溫室,泉豐生物科技有限公司建成20 000 m2的智能溫室大棚。洛江豐華林業科技有限公司建有4 000 m2的智能溫室,八峰農業發展有限公司建成4 608 m2的智能溫室,百福生物科技有限公司建成1 264 m2的智能溫室。
種質資源是育種的基礎,種質資源的豐富程度和有關研究工作的深入程度將決定育種的成敗,各國特有的種質資源早就成為世界關注和爭奪的焦點[2]。植物良種資源庫是以植物良種資源為特殊保護對象的保存設施。近些年來,泉州市多家企業優選在當地自然氣候和長期栽培條件下獲得的本地良種,也從不同氣候異鄉區域引進馴化經濟價值較高的外地受歡迎品種,加強良種基地建設,如優質種園、母本林、植物園、良種繁育基地、組培室車間化生產基地等,來專門對種質來源地進行保護,實施嚴格的良種保護和組培措施,確保良種資源長久持續利用。泉美生物科技有限公司建有5 000 m2的優良種質資源圃,引進3 500多份植物新品種樣本資源;泉豐生物科技有限公司引進1 000多種觀賞花卉,形成自己的良種資源庫。
花卉育種工作者常根據育種目標引進品種,以達到豐富遺傳基因、創造變異、為選育優良品種打好基礎的目的[3]。泉美生物科技有限公司應用相關組培快繁技術,引種開發了優質多肉植物種苗(十二卷屬、蘆薈屬、石蓮花屬為主),食蟲植物種苗(豬籠草屬、捕蠅草屬、瓶子草屬為主),進口朱蕉種苗,鳳梨種苗(鳳梨屬、鶯歌梨屬為主),白鶴芋系列新品種,蝴蝶蘭種苗,合果芋系列種苗,玉簪種苗,脫毒尖尾芋類種苗等200多種資源庫,自主選育了“新星”紅掌、“紅心”紅掌、白掌新品種。泉豐生物科技有限公司引進了阿拉巴馬、達柯達、粉香檳、熱情等紅掌系列,紫心、鐵蘭、鶯哥、蕉點火炬,丹尼斯鳳梨等,藥用植物鐵皮石斛、金線蓮,玉露系列、吉娃娃、紅寶石等多肉品種,白掌、榕樹、桉樹、蔓綠絨等共100多個品種。
對栽培工作而言,引種是根據市場需求引入品種,以突出經濟性狀為主,并確定觀察項目,觀察其表現[3]。通過實地調查和試驗,對各類引種花卉的生物學特性進行專項研究,對其生長的物候、土壤及不同生長發育期內的各種生態因子,如光照、溫度、濕度和空氣等環境因子調查研究,在此摸底基礎上展開規模化引進馴化栽培技術研究,例如栽培基質材料、水肥、光照、溫度濕度條件和病蟲害防治等。經過試種試驗,這些引進馴化的品種在泉州市適應性好,受到市場歡迎。從數百種引種花卉的研究結果可知,采取引進良種馴化和選擇是培育出優質、抗病、抗逆、高產新優良品種的有效手段。
目前花卉生產主要在現代溫室大棚中進行,基質栽培是現代化花卉生產的特色,而基質作為基質栽培技術的關鍵,是植物生長的基礎和媒介[4]。不同種類的花卉幼苗栽種在不同的盆袋,采用不同類型的基質。常用的育苗基質分有機基質和無機基質。有機基質以農產廢棄物為主要原料,主要選用鋸木屑、草炭、秸稈、稻谷殼灰、菇渣、木糖渣、畜禽糞便等;無機基質指以一些天然礦物或其經高溫等處理后的產物為原料,如巖棉、砂、陶粒、蛭石、珍珠巖等。
混合基質的不同酸堿度、通透性及有效養分含量等理化性質較單一基質好。在花卉的無土栽培中,對其基質的基本要求是疏松、透氣、有較強的保水、保肥能力及穩定性,酸堿度適宜,不含有毒物質,對植物根系能起到支撐作用。同時價格適中,取材容易[5]。2006 年的栽培試驗顯示,混合基質對大花蕙蘭組培苗單株根數、葉片數量和葉長都有明顯的促進作用[6]。若是直根系花卉,混合基質要拌合少量的泥土來固定和生根。
花卉的品種不同,所要求的基質酸堿度各有不同,花卉苗木有其生長發育所需的適宜pH 范圍。絕大部分溫室花卉要求弱酸性或偏中性環境,例如文竹所需pH 值范圍6.0~7.0,金盞菊所需pH 值范圍6.5~7.5,雛菊所需pH 值范圍5.5~7.0。各種蔬菜和苗木花卉都有其所需的酸堿范圍,基質pH 值過高過低均會影響養分的有效吸收,從而不利于植物生長發育。目前常用的有機基質泥炭一般未進行酸堿性調節,pH 值很低,在4.0 左右,使用前必須調節到作物需求的pH 值。
不同種類的植物花卉需水量不同,同一種花卉在各個生長階段需水量也不相同。花卉栽培中,因需水量多少的不同,分為水生花卉、濕生花卉、中性花卉和旱生花卉4 大類。水生花卉對水分要求較高,需要常年在水中生長。多漿植物則需防止根部積水,要求休眠期不澆水[7]。一般情況下,花卉幼苗期植物需水量多,在移植后根系恢復生長前應保持濕度,至根系恢復生長后才轉到正常干濕的生長管理。
因此,不同的花卉應選擇相應的pH 值基質來滿足根系的生長發育和吸收功能。多年大棚花卉栽培經驗得出,混合基質比單一基質好,混合基質可調節土壤酸堿度和吸水透水性,增加肥料的吸取和利用,增進地下部分和地上部分的生長。經試驗,普通花卉基質用m泥炭∶m蛭石=3∶1 最好,蘭科大花蕙蘭等基質則用m苔蘚∶m泥炭∶m蛭石=1∶2∶1最佳。
植物生長是離不開肥料的,目前現代化溫室大棚農業花卉種植使用清潔衛生、易于調配的營養液(或可溶性復合肥)代替傳統的有機肥。營養液配方上,營養液各養分的比例及用量是否恰當是其是否適合花卉生長的最重要的影響因素,如果配方比例不合理,無土栽培的花卉會遭受營養生理失調癥等,因此營養液的關鍵在于配方是否科學[8]。生產上常見到,育苗采用復合肥14-0-14(氮、磷、鉀的配比,下同),常規采用復合肥20-10-20或20-20-20,催花采用復合肥10-30-20。在植物營養液成分調控上,營養液比例和濃度直接影響無土栽培的效果,需對不同階段植物體中各元素的質量分數進行適當的調整[9]。如卡特蘭在生長季節用氮、磷、鉀配比20-10-20的肥料,利于碳水化合物及可溶性蛋白積累,促進營養生長;在花期期間用氮、磷、鉀配比9-45-15的肥料,有助于提高植株中碳氮比,為花器官形成提供充足的養分,促進花芽分化。
多年來,溫室大棚作為生產設施可有效實現促成栽培,通過調控植物生長的小環境,以打破或延遲植物休眠,使之保持在活躍狀態;或者形成更適合植物生長的環境,激發植物生長的潛能,從而在較短時間內促進植物的營養生長、生殖生長或增加某些次生代謝產物,達到提高產量、品質,提早或延遲上市時間,從而實現經濟效益的最大化[10]。智能溫室大棚更是利用計算機和現代化傳感調控手段,不斷監測和采集數據,對比實驗最佳數據;分析判斷各生長環境要素差距,自動采取調節溫度、光照、濕度和水分、施肥、激素等方面的植物促成栽培措施,促使花卉加快生長,或者抑制花卉生長達到調控目的。
例如熱帶花卉蝴蝶蘭自然生長花期在3—5月,而銷售旺季在國慶和春節等節日,欲使蝴蝶蘭在旺季出現開花期,必須采取促成栽培,催花技術是重點;目前我們在設施栽培條件下采取具體措施促花期的栽培調控方法,來提高蝴蝶蘭出梗數,達到目標花期,實現蝴蝶蘭周年有花供應。
1)蝴蝶蘭品種選擇。從現有引種馴化種質資源中選出符合需要的品種。如蝴蝶蘭品種V31、巨寶玫瑰、火鳥,市場占有率高,基于試驗研究結果的指導,在空調溫室的設施栽培條件下已經批量生產。還有鮮切花玫瑰、繡球、洋桔梗等。
2)溫度、光照、水肥對蝴蝶蘭花芽分化的影響。溫度是蝴蝶蘭花期調控的關鍵因素,影響花芽分化進程和分化質量;充足的強光照射是蝴蝶蘭花芽順利分化的必要過程;磷肥在蝴蝶蘭花芽分化中起主要作用;每年11月初將蝴蝶蘭上盆放入溫室控制溫度,日溫22~24 ℃,夜溫16~17 ℃;每天低溫處理16 h(17:00至翌日9:00),滿足蝴蝶蘭花芽分化所需的低溫條件,空氣相對濕度保持在75%~85%,光照在25 000~30 000 lx,每隔10 d噴施1次N∶P∶K重量比為9∶45∶15的2 000倍液花肥,可增強植株的開花性能,花芽分化快;促花栽培40 d,這些品種的花芽萌發率為100%,抽梗比較整齊,平均花梗長度達10 cm以上;促花栽培50 d,花梗伸長的平均速度較快,平均花梗長度為15 cm 左右,催出的花既整齊、品質又好,這樣即可獲得春節開花的優質盆栽蝴蝶蘭。
我們通過開展多年的引種栽培試驗研究,已擴種適地花卉良種數百個,引種發展玫瑰、繡球、洋桔梗等數十種鮮切花生產。智能溫室大棚能自動化為苗木花卉生產精準提供所需的光溫水肥氣等環境條件,規模化栽培,周年生產,提前或延遲市場供應時間,提高農民經濟收入,是一項技術含量高、效益好的設施農業。隨著苗木花卉引入品種的多樣化、產業化,先進的栽培技術作為大棚花卉市場化的必要支撐,不斷引導花卉產業往智慧密集化、設施專業化方向發展,推進泉州花卉產業走在全省全國市場前端,向智能化升級邁進。