凌利宏 黃丹青 張偉琴 陳玉超
(安徽省大地園林股份有限公司,安徽合肥 230031)
番茄營養豐富、味道鮮美,是人們餐桌上的主要蔬菜之一。番茄于17—18世紀開始由歐洲傳入北美及亞洲,逐漸成為一種世界性蔬菜。20世紀90年代以后,我國番茄種植面積大幅增加,產量倍增;發展至今,我國番茄的栽培面積及產量已領先世界,常年產量已趨于滿足國民的需求[1]。隨著我國經濟的飛速發展及人們對更高生活水平的追求,消費者普遍開始關注番茄的商品品質與產品安全,包括番茄果實的外觀、營養、風味及農藥殘留等。在番茄栽培過程中,栽培方式是影響番茄植株生長發育的主要因素之一。不同的栽培方式可為番茄生長提供的環境不同,對管理技術的要求也有所不同,因而選擇合理的栽培方式對番茄高產優質尤為重要。
番茄無土栽培技術近年來開始流行,通過無土栽培的技術手段可以使番茄脫離土壤并免受氣候限制及傳統露地栽培中所出現的土壤鹽漬化、土壤病蟲害及連作障礙等問題的影響。氣霧栽培作為一種新型的無土栽培方式,主要是通過栽培裝置將植物根系固定在有充足氧氣的空間中,并利用噴霧系統以噴霧的形式將肥水間歇地噴到植物根系上,滿足植物正常生長需求。其優勢較多,如肥水利用率高且可循環使用,可節約水資源,病蟲害減少75%,產品更安全且對環境友好,管理操作方便等[2]。本文以合肥市南崗現代農業示范園中霧培番茄應用為例,對溫室番茄氣霧栽培技術進行詳細介紹。
合肥市南崗現代農業示范園溫室采用矩式鳥巢溫室結構,溫室地緣寬30 m、長40 m,占地1 200 m2,溫室具有4層構造,分別為外三角、內蜂窩、空間桁架及內蜂窩加固,具備強大的抗風性與雪載能力;溫室建成后可以于內蜂窩卡內膜形成雙膜保溫,空間桁架0.6 m厚,覆內膜后形成具0.6 m厚夾層的雙膜保溫效果。溫室地緣垂高為3.6 m,頂高為10 m,溫室頂設三排三角通風窗,共十六窗,溫室兩頭安裝濕簾與風機,用于夏季降溫。
在進行氣霧栽培時,番茄的根系需處于懸空避光狀態,因為環境光對根系會產生氧化作用并抑制生長激素合成。番茄霧培時,需借助固定支撐系統如栽培架、栽培板、槽溝床、定植籃等裝置實現番茄根系的懸空固定[3],并選用不透光的黑白膜或擠塑板等材料對番茄根系進行包裹。
通過對栽培效率、支撐穩定性、材料耐久性及支撐效果的對比,選擇梯架和管式栽培架作為番茄霧培支撐材料。梯架由鍍鋅鋼管拼接成梯形,梯架底寬1 m,斜邊1.5 m,上梯面寬0.4 m,梯架間留出寬0.8 m的操作道,梯架外側全部附有擠塑板,擠塑板上部定植間距為0.6 m的定植孔,用于番茄苗的栽種,整個梯架栽種面積是占地面積的3倍;管式栽培選用結構靈活、價格便宜且性質穩定的伸縮管,伸縮管管徑20 cm,表面開孔放置定植籃來完成管道式霧培裝置的固定[4]。通過立體式的栽培架和擠塑板為番茄提供物理支撐與根系固定,并為番茄根部構造一個無光、透氣無阻礙的適宜環境,提高番茄根系生長速率。
傳統基質栽培或無土栽培耗費水資源多且營養液排放易造成環境污染、根系厭氧腐爛以及營養液消耗大等問題,而氣霧栽培則具有綠色生態零污染排放的優勢[5]。氣霧栽培營養液循環系統包括營養液池、栽培床(槽或管等)、微霧噴頭、底閥、水泵、過濾器、強磁處理器、營養液殺菌器、供水主管、側管、支管與毛管、回流口、回流管及防水布等。營養液池深1.5 m、寬2 m,以小池多配的方式,設置營養液池體積為300 m3/hm2,一般建為地下式池。番茄所需營養液通過耐腐蝕的自吸泵抽提,經Y型過濾器過濾,通過強磁處理器磁化,過飽和析出晶體,保證營養液的均勻性與濃度的準確性,并經過供水主管、側管、支管、毛管和微霧噴頭噴射至植物根系部位,多余的、滴落在苗床防水布上的營養液匯集于回流口,并經過回流管和過流裝置自動回流至位置偏低的營養液池中[6]。通過營養液循環系統的實施,番茄根系暴露在空氣與營養液氣霧中,并通過氣霧吸收養分,使番茄生長速率提高至傳統栽培模式的3~5倍,且較土壤栽培節約90%以上的水資源,符合生態生產的要求。
計算機控制是氣霧栽培系統管理決策之大腦,是實現智能化數字化精準管理的重要設備。它由主機、分控器、傳感器三部分組成。傳感器負責對地下根域環境及地上生長環境、作物生理狀態等各項參數的感應與采集,分控器負責對各耕作分區所采集的數據進行處理,再由主機對各項參數進行判斷并發出執行指令,控制完成霧培操作[7]。
通過傳感器采集番茄根部及溫室內部的溫度、光照、濕度、CO2濃度等與番茄育苗、生長相關的環境因子參數,并通過分控器對各耕作區進行數據收集,將收集的各個耕作區的數據傳輸給主機,由電腦主機完成對環境因子各項參數的判斷,并針對不同條件和霧培邏輯給予霧培噴施時間、持續間隔的調整,使計算機可以根據根系的溫度、濕度等因素科學地執行適合的霧培[8]。
選擇抗病、優質、耐低溫弱光的番茄品種,準備育苗盤、番茄種子與海綿墊,實施播種。將海綿塊用清水浸濕,再瀝掉多余水分,使海綿水分控制在80%以上,然后平鋪在育苗盤中,在每個海綿穴里放置1~2粒番茄種子,置于穴窩中間“十”字形切口處。播種時,動作要輕,種子要點入海綿凹陷處。播完后,及時將育苗盤放入育苗槽中。搬動育苗盤時,要保持平衡,防止種子滾出。
播種后進行催芽,將育苗盤放于育苗架內,打開供液管根部閥門,確保能噴霧到育苗盤底部,防止海綿缺水變形和種子根部脫離水源,控制環境濕度低于80%,待番茄種子萌芽并長出胚根后即可將苗盤轉移至霧培架上。
選擇育苗期達到35 d以上或株高16~20 cm、莖粗0.4~0.5 cm、有5片真葉、葉片深綠、直立挺拔、根系發達、無病無蟲的番茄幼苗作種苗。
定植前,需要先剔除番茄病苗、壞苗,剪去枯葉、爛葉,然后將幼苗根部基質清理干凈,并將根部浸泡在清水中,待根部基質被浸透后,在緩慢水流下沖掉殘余基質。注意沖洗過程中保護根系不受損傷,根系上無明顯基質殘留即沖洗干凈。處理干凈的番茄種苗宜盡快定植到栽培裝置上。
選擇在早晚溫度不高、無陽光直射的時間段進行番茄幼苗定植。定植前開啟計算機,讓噴霧系統正常運行。定植株距約15 cm,定植時用規格為2.5 cm×5.0 cm×2.5 cm的海綿塊包裹番茄苗根基部,然后將其塞入定植孔內或定植籃中,保證根系能伸出定植孔末端,以根部接觸到噴霧為宜。定植3 d后補植1次,并及時記錄定植數量、時間、種植板編號。
4.1.1 營養液管理。營養液含氮、磷、鉀、鎂、鈣、鐵及微量元素等,可選化合物一般包括硝酸鈣、硝酸銨、硝酸鉀、磷酸二氫銨、氯化鉀、磷酸二氫鉀、硫酸亞鐵、硫酸錳、硫酸鋅等。營養液濃度為1.4~2.5 mS/cm,番茄結果期營養液濃度要高于花期,花期營養液濃度高于苗期。在栽培過程中,應及時檢測營養液酸堿度及溫度,可選用稀硫酸、氫氧化鈉進行pH值控制,最適pH值為6.0~6.5,最適液溫為 18~25℃,可通過在營養液池內加裝隔熱材料或池內壁設置環繞水管的方式保持液溫穩定[9]。當營養液池中營養液減少時,需補充標準液或清水;如發現營養液EC值較高且氮、磷、鉀元素較低或存在大量病菌時,則需要進行換液。一般來說,每隔3~6個月需換液1次。
4.1.2 施肥管理。番茄坐果后開始增施葉面肥,一般葉面噴施0.2%氨基酸水溶液,每5 d噴施1次,連續噴施4~5次。
定植后需對番茄幼苗進行遮陰,防止高溫、強光對幼苗造成傷害。同時,要控制環境濕度,番茄緩苗期空氣濕度應控制在80%左右,開花坐果期控制在65%~70%,結果期控制在60%左右。當濕度過高時,應及時通風[10]。室溫宜控制在15~30℃。夏、秋季溫度高,應24 h開啟邊膜,如溫度持續升高到臨界溫度,應打開風機、濕簾進行降溫,以確保大棚內空氣流通,達到降溫除濕的目的;冬、春季溫度低,上午太陽升起后應開啟天窗和邊膜,下午太陽落山前應關閉天窗和邊膜,當溫度低于-1℃時應開啟暖風機等進行增溫,以防止番茄凍傷凍死。
4.3.1 吊蔓整枝。待番茄定植后長出2片左右新葉時開始吊蔓,吊蔓繩一端系在番茄基部,另一端系在番茄正上方預留的吊蔓處,吊蔓時繩兩端都打成活扣。當番茄側枝生長到3~4 cm時,可進行整枝。
4.3.2 點花。采用2%2,4-D水劑2 mL+4%赤霉素乳劑5~8滴+清水0.8~1.2 kg混合,用毛筆蘸取混合液在番茄植株雌花花蒂或花梗處輕涂抹1次進行點花,點花時將室溫控制在15~25℃。當番茄花穗上有2~3朵花開放時,即可進行點花。
4.3.3 摘心打葉。番茄保留5~6層花序,并在所留頂層花序上留2片葉摘心。當下層果開始轉色時,即可打掉底部老葉。
4.3.4 留果。番茄植株每穗留果4~6個,并摘除發育不全、畸形、有病害的殘次果。
番茄常見病蟲害有猝倒病、立枯病、病毒病、葉霉病、早疫病、灰霉病、蚜蟲、白粉虱、煙粉虱、斑潛蠅、棉鈴蟲等。氣霧栽培一般較少產生病蟲害,因而宜按“預防為主、綜合防治”的植保方針,堅持“以農業防治、物理防治、生物防治為主,化學防治為輔”的無害化防治原則進行防治[11]。
常用的病蟲害防治方法有農業防治、物理防治、生物防治及化學防治,一般優先選用生物防治、物理防治方法。選用高抗、多抗番茄品種,選用無病蟲害壯苗;在生產過程中應及時去除病殘葉,保持溫室內明凈、整潔;在溫室通風口和出入口設置防蟲網,阻截蚜蟲等害蟲遷入;室內采用燈光、黃板、藍板誘殺害蟲;在基地角落處栽培斷腸草、除蟲菊等驅蟲植物,并提取其汁液用作防治藥物;定期對栽培設施進行消毒處理。
依據市場與產品特性、運銷距離、番茄成熟程度適時采收,一般在晴天上午或傍晚進行采收。需要長距離運輸的,在番茄果實頂端開始轉紅時采收;短途運輸或耐貯運品種,可在果實完全轉色后及時采收。采收時輕輕剪斷或扭斷連接番茄果蒂的細枝,避免造成整個枝條甚至主枝的損傷、斷裂。
待番茄果實采收結束后,及時清掉番茄植株,并將栽培床上殘留的根系、海綿、殘枝、敗葉等清理出溫室并進行無害化處理,保持溫室內干凈、整潔。此外,還要對使用的栽培設施及種植區域進行噴霧消毒與適當通風處理。
在合肥市南崗現代農業園基地建設的1 200 m2番茄氣霧栽培示范區,可育番茄苗400~1 000株/m2,梯架兩側可創有效耕作表面積為1 600 m2,以定植板間距0.10 m×0.15 m計,可一次性定植番茄2 000株,按每株產量至少10 kg計算,預計可年產番茄20 t,將實現產量、質量雙提升。立體式番茄氣霧栽培方式將帶動傳統農業番茄栽培的變革,其立足生態循環綠色安全零排放生產,為城市周邊蔬果霧化栽培工廠的建設及番茄栽培模式的更新打下基礎[12]。番茄霧培這種新型生產方式將成為實現城市可持續發展與蔬菜新鮮垂直供應的重要技術支撐。