矮砧密植蘋果園一體式格架-防雹網系統建設

趙慶林， 張忠偉， 許 彬， 張應華

（1.昭通市昭陽區蘇甲鄉農業農村和集體經濟發展中心，云南 昭通 657000； 2.云南農業大學園林園藝學院，云南 昆明 650201）

0 引言

蘋果矮砧密植栽培是從歐洲引進的一種栽培模式，采用矮化砧木嫁接，使蘋果樹體矮化，不僅增加了果園栽植株數，而且便于修剪、疏花疏果、套袋及采摘等田間管理，減輕勞動強度，掛果比喬化砧木嫁接栽培早，品質更優、產量更高[1-2]。矮砧密植蘋果樹由于根系淺，容易倒伏，不抗風暴，必須架設格架以穩固樹體，格架系統成為現代果園的重要設施之一，合理的格架系統除可以穩固果園樹體外，還可以降低建園成本，有利于后期架設防雹網、維護格架系統和園區機械化管理[3]。

云南省昭通市是我國南方優質蘋果生產基地，昭通蘋果具有早、甜、香、脆特點，截至2021 年底，昭通市蘋果種植面積達5.67 萬hm2，實現綜合產值100億元，蘋果產業助推昭通市30 余萬人脫貧致富，成為果農增收致富的“金蘋果”[4-5]。冰雹是果樹生產的主要自然災害之一， 往往造成枝葉受傷，光合作用受阻，影響產量和質量[6]。全國果園冰雹災害主要發生在每年的4 月初—9 月下旬，造成落花或砸傷、砸落幼果，并導致病害發生，降低果品質量[7-8]。在昭通市，冰雹災害多發時段在每年5—10 月，輕則造成蘋果減產，重則造成絕收，嚴重影響果農增收致富。防雹網系統建設，可有效減少冰雹的危害，保障蘋果的產量及品質。本研究以昭通市矮砧密植蘋果園一體式格架-防雹網系統建設為例，從材料選用、搭建技術、系統維護等方面，闡述該系統建設的技術方案。

1 防雹網材料選擇

1.1 格架材料

1.1.1 立柱

如圖1 所示，采用預應力水泥立柱，截面90 mm×95 mm，內含6 根3×Ф2.2 mm 鋼絞線，柱底彎矩極限值＞6.561 kN·m，實心，鋼絞線張緊模澆混凝土工藝成型，特點是預應力大，韌性好。強度要求：垂直于水泥立柱方向加載，加載力臂為 3.65 m、埋深80 cm。根據試驗數據，立柱用角鐵加固后開裂承載力為4.6 kN。

圖1 立柱結構Fig.1 Detail drawing of trellis

1.1.2 鋼絲（固定果樹）

55#鋼硬線（含碳量 0.55%），抗拉強度≥645 MPa，直徑為 2.55 mm，表面鍍鋅量＞ 200 g/m2。

1.1.3 熱鍍鋅鋼絲繩

地錨拉線，公稱直徑8 mm，斷裂強度＞30 kN。遵循國標 GB/T 20118—2017 相關標準。

1.1.4 鋼絲卡環

直徑2.55 mm，表面鍍鋅量＞200 g/m2，用于固定鋼絲與水泥柱，活接頭，方便每年鋼絲的張緊維護。

1.1.5 角鐵

采用50 mm×50 mm×5 m 角鐵，長度4.1 m；熱鍍鋅處理，行尾角鐵焊接拉鉤（同鋼絲道數和間距）用于連接鋼絲。

1.1.6 抱箍及抱箍張緊器

抱箍用來夾住加固水泥桿的角鐵和連接地錨拉線，每根行尾柱4 個；抱箍張緊器除發揮抱箍功能外，還有鋼絲張緊功能，每根行頭柱7 個。規格為 M12 螺桿配5 mm 彎折板，熱鍍鋅防銹，表面鍍鋅量＞200 g/m2。

1.1.7 地錨石+拉桿抱箍張緊器配件

地錨要求能承受力＞30 kN，使用年限為30 年。具體做法：3 根0.5 m 長水泥立柱；12 mm 鍍鋅拉桿，要求平焊（重疊至少5 cm）。

1.1.8 地錨張緊器

3 軸地錨張緊器，用于地錨與水泥桿之間2 根鋼繩的張緊和頂部防雹網鋼絲的張緊，每個地錨張緊器包含3 個可旋轉張緊鋼繩的六角螺栓。

1.1.9 鋼絲繩卡頭

配套鋼絲繩規格使用，根據國標GB/T 5976—2006，采用M8 卡頭。同時要求鋼絲繩兩個卡頭之間的間距＞50 mm（即鋼絲繩直徑的6～7 倍）。

1.1.10 鍍鋅構件整體要求

鍍鋅層牢固附著在工件表面上，不得有氣泡、起皮、開裂、針孔和缺鋅現象，熱鍍鋅層厚底應不低于附著量（＞220 g/m2），不應有凸起的鋅渣和鐵瘤。

1.2 防雹網材料

1.2.1 縱橫鋼絲

鋼絞線規格為1×7-5，熱鍍鋅處理，鍍鋅量200 g/m2，斷裂載荷10 kN。用于格架柱頂拉結，通過柱帽與柱頂連接形成網狀結構，行長方向在下層，行寬方向在上層，中間安裝防雹網，固定網面和承受網面載荷，兩端分別與行長方向和行寬方向地錨相連接，加固格架系統， 防止果樹風向受力倒伏。

1.2.2 柱帽

內徑90 mm×95 mm 方形，與水泥立柱匹配，主料為全新PP 聚丙烯，用于柱頂連接固定縱橫鋼絲，能夠牢固固定在柱子頂端。

1.2.3 網片連接器

主料為全新增強型尼龍，用于連接相鄰兩片網片，要求連接牢固，拆卸方便，材質符合國家標準，產品在室外環境下的使用壽命在5 年以上。

1.2.4 網片

材料為HDPE（高密度聚乙烯），抗紫外線劑參量3%，白色，抗光性700KLY，網孔尺寸3 mm×7 mm，編織方式為平織織法（經緯織），適用溫度-20～60 °C，左邊加厚層寬度15 cm，右邊加厚層寬度15 cm，3.7 m幅面，用夾具扣件固定在鋼絞線上，投產期安裝，抗老化要求5 年以上。

2 一體式格架-防雹網搭建技術方案

一體式格架-防雹網系統行長方向安裝如圖2 所示。

圖2 行長方向安裝Fig.2 Installation in line direction

2.1 格架安裝

2.1.1 打點放線

根據一體式格架-防雹網系統架設需要拉結柱頂，必須保證每根中間柱垂直，柱頂橫平豎直，需由專業測繪人員進行打點放線，確保后期架設防雹網工作能順利推進。

2.1.2 水泥立柱安裝

2.1.2.1 行頭柱安裝

由于行頭柱需要承受橫向鋼絲和地錨拉線的反向拉力，防止把行頭柱拉斷，采用角鐵進行加固，角鐵總長4.1 m，需要配合行頭柱安裝，安裝時通過抱箍同水泥立柱固定在一起，在地下 70 cm，地上 3.3 m（角鐵埋深 70 cm）處安裝加裝最后一個抱箍，如圖3所示。

圖3 行頭抱箍張緊器向組合Fig.3 Vertical combination of headband tensioner

根據打點放線位置，選擇平直一邊為行頭，留夠行頭道路和地錨與行頭柱間距，鉆孔后保持75°～80°向行長方向向行外傾斜，在行寬方向上，與中間行行頭柱間距3.5 m，并與行向所有立柱在一條直線上，在保證埋深0.8 m 和角度后夯實固定，并通過兩道鋼絲繩連接至地錨上。行尾柱安裝同行頭柱。

2.1.2.2 中間柱安裝

柱間距為 9 m，行距為 3.5 m，安裝時保證水泥立柱埋深 0.8 m，擺正夯實。

2.1.2.3 邊行安裝

在一體式格架系統中，單個地塊通過柱頂用鋼絞線把立柱縱橫拉結，形成一個整體，建園時充分考慮給邊行地錨預留1.5～2.0 m 位置，用于行寬方向柱頂鋼絞線的拉緊。安裝方式同中間行外，所有邊柱通過2 道鋼絲繩連接至邊行地錨，如邊行外側留有通道，應另設邊行，做法同行頭柱。

2.1.3 地錨安裝

距邊柱埋入點1.5～2.0 m，地錨埋深大于1.2 m，環扣露出地面6～7 cm。

2.1.4 行頭柱地錨拉鋼絲繩

先將兩套抱箍分別安裝在行頭柱露出地面的 1.9 m高度處和3.3 m 處，用鋼絲繩將地錨和抱箍連接，鋼絲繩纏繞后用卡頭固定，每端2 個卡頭。地錨受力點必須與行向在一條直線上，否則容易拉偏行頭（尾）柱，地錨受力點距離行頭柱腳（地面分界點）2 m。

2.1.5 拉鋼絲

種植行鋼絲設置7 道，其中第1 道距離地面0.4 m（滴灌管距離地面高度）以上，等間距0.5 m 分布5 道，最后一道間距0.4 m，鋼絲安裝在水泥立柱同側且常年迎風向方向。高度分別為 0.4、0.9、1.4、1.9、2.4、2.9 和3.3m，如圖2 所示。每道鋼絲與水泥立柱通過卡環連接。

2.1.6 邊柱拉鋼絲繩

在邊柱 1.8、3.2 m 高度處安裝抱箍，用鋼絲繩將地錨和抱箍連接收緊，一端固定在抱箍拉環上，通過鋼絲繩纏繞后用2 個卡頭固定，鋼絲2 個卡頭之間的間距為5 cm 以上，留長＞25 cm。另一端固定在地錨張緊器上，扭動張緊軸調節張緊度，鋼絲繩拉直即可。

2.1.7 行頭、行尾柱拉鋼絲固定

行頭鋼絲固定在抱箍張緊器上，行尾固定在行尾角鐵拉環或水泥柱上，行尾鋼絲末端要求纏繞圈數≥16 圈。

所有水泥立柱，在行長、行寬及高度方向上必須呈一條直線，保證以后安裝防雹網的橫拉鋼絞線和縱拉鋼絞線呈直線狀態。

2.2 防雹網安裝

2.2.1 拉縱向鋼絞線

先安裝柱帽，用橡膠錘或木錘敲到預定位置，柱帽安裝完成后，先將縱向鋼絞線鋪在目標行，然后將鋼絞線安放在柱帽卡槽里，再在行頭和行尾進行固定、預緊。

2.2.2 網片安裝

2.2.2.1 網片行長

將網片鋪在目標行，單行網片長度=行長+3 m+3 m，確定好網片長度后，裁斷網片。

2.2.2.2 網片固定

首先固定行頭、行尾兩個端頭網片，端頭網片稍微拉緊，可通過觀察網片經緯線的方向小孔的方正和舒展程度判斷，在端頭固定2 個網片連接器，通過尼龍繩暫時固定；然后裁縱向開網片端頭，扎辮子，用尼龍繩纏繞扎牢，將尼龍繩的另一端栓到地錨拉環上。然后順著行長方向用鋼絞線-網片連接器每隔2 m 逐個固定。當相鄰兩片網片固定在行長方向鋼絞線上后，用網片夾每隔2 m 縱向固定相鄰兩片網片，最后把網片拉平至無皺褶。

2.2.3 拉橫向鋼絞線

鋪設完整塊地的網片后，將橫向鋼絞線從網片上方鋪在行寬方向，裁切到合適長度，放在柱帽頂端鐵墊片間，扣上螺母帽，從兩端進行預緊拉直，張緊度合適后，用電動扳手逐個擰緊頂端螺母，保證鋼絞線不會滑動。

2.2.4 邊行處理

邊行網片使用彈性繩固定在地錨上，防止風吹過度擺動。

2.2.5 整體調整

由于一體式格架-防雹網系統呈整體結構，要求整體張緊度適合一致，建完后要進行整體調整，防止把行頭桿、鋼絞線被拉偏、拉彎、拉斷，使格架-防雹網系統不能發揮應有的作用，甚至造成損失。應由相關技術人員對格架系統進行調整，保持良好的整體技術性能。

為保證格架系統的支撐能力和抗風能力，采用單塊地塊一體式設計施工，特點是四周和頂部通過鋼絞線拉結成一個整體，抗風能力更強，是果園物理穩定的基本保證。一體式格架-防雹網頂視圖如圖4 所示。

圖4 一體式格架-防雹網頂視圖Fig.4 Top view of integrated trellis and hail proof net

3 一體式格架-防雹網系統特點

3.1 穩固性

一體式格架-防雹網系統，以單個地塊為單元，立柱栽植時保持橫平豎直，承擔固定防雹網的縱橫鋼絲通過柱帽連接成網狀，鋼絲端頭通過張緊器與地塊周圍地錨相連，從而形成整體結構，抗風能力極大提高。

3.2 便于維護調整

一體式格架-防雹網系統因采用了抱箍張緊器，集抱箍（用于固定行頭柱與加固角鐵連接）和張緊功能（用于張緊橫向鋼絲以固定樹木），極大地改善了投入使用后的格架維護工作。

3.3 成本優勢

行長200 m、行寬3.5 m 矮砧密植蘋果園6.67 hm2分體式格架、防雹網系統和一體式格架-防雹網進行建設成本對比，分體式采用了相互獨立的2 套立柱，分別支撐格架系統和防雹網系統，格架系統一般用水泥立柱建設的一套格架系統，用于支撐果樹；用外徑60 mm，壁厚4.5 mm 鍍鋅鋼管搭建防雹網系統支架，加上網面和縱橫鋼絲，格架加上防雹網總價926 068 元；一體式“格架-防雹網”系統采用預應力水泥柱作支撐搭建，減少一套鍍鋅鋼管立架，整套格架-防雹網系統總造價729 689 元，采用一體式格架-防雹網系統成本可減少21.2%，成本控制效果顯著。

4 討論

4.1 搭建方式

常見的搭建方式有水平型、屋脊型和單側斜面型3 種，不同搭建方式的防雹網不會對蘋果樹生長發育造成不良影響，本研究采用屋脊型搭建方式。格架-防雹網系統的高度通常由樹體高度決定，單株樹體需要保持有合適的果枝量才能保證果園的產量，同時考慮后期園區疏花、疏果、修枝和收獲等農藝措施的便捷性和果樹長勢，蘋果通常控制在30 個以上果枝，第1 個果枝定位在0.8 m，果枝間距控制在5～10 cm，樹高在3.3～3.5 m[7]。同時考慮到后期建設防雹網，網面和樹頂保持0.3～0.5 m 空間，防止網面下垂樹干掛破網面，同時也保證樹頂空氣流通，格架系統高度應保持3.8 m。

4.2 防雹網對果園環境及蘋果生長的影響

冰雹是一種持續時間短，突發性、區域性、隨機性較強，僅次于干旱的氣象災害，通常在較短時間內對掛果期蘋果造成較大的危害。防雹網可以有效預防冰雹、大風等惡劣氣象災害，改善果園生態環境。昭通市蘋果種植面積占云南省的68.4%，在夏秋季節每年都會遇上冰雹天氣，防雹網系統的建設，具有良好的預防冰雹災害效果，此外，對蟲害也有一定的預防效果，從而顯著提高種植的效益[9]。

4.3 格架維護

格架系統作為現代果園的重要設施之一，承擔著果園物理穩固的作用，由于長期在風力的作用下不停的晃動，新建果園早期會隨著降雨引起地塊沉降和地錨下沉，導致格架系統松動而受力不均，需要根據松動情況進行維護調整，使整個格架系統處于協調的張緊狀態，管理人員在巡園過程中多加注意，發現鋼絲、拉線、鋼絞線松動和立柱偏離等，要及時維護，保持格架系統穩固。另外，本項目建設的防雹網系統，行寬3.5 m 為一幅，兩幅之間用夾子固定，不用的時候需要人工把網往一個方向收起來，沒有采用自動收放系統，主要是為了節約成本，但不方便管理，并且增加了人工成本，條件許可應該安裝自動收鋪網體系，解決蘋果采收后收網的困難，提升防雹網應用的靈活性[10]。

4.4 配套栽培管理技術

構建防雹網系統后，果園的微環境發生了較大變化，架設防雹網后，蘋果樹的光照減弱，蘋果葉片濕潤時間要長于露天果園，會導致蘋果病害增多[11]。不同顏色防雹網會影響蘋果樹生長和果實品質，儲寶華[12]采用主成分分析進行綜合評價，結果顯示對果園效果最好的是藍色防雹網，其次是黑色防雹網、白色防雹網，最后是綠色防雹網。不同氣候條件加設防雹網后對蘋果園區環境的影響是不同的，因此，對于防雹網給果園微氣候帶來的影響還需要做進一步的測試研究，以便為今后防雹網的有效應用提供參考。

5 結束語

一體式格架-防雹網系統是將用于支撐樹體的格架系統和防雹網系統有機結合起來，在支撐蘋果樹體的格架上搭建防雹網。與傳統分體式系統相比，一是以地塊為單元，穩固性強，抗風能力提高；二是抱箍張緊器的使用，方便了格架系統的日常維護；三是減少了一套用于固定防雹網的鍍鋅鋼管立架，比建造分體式系統成本降低21.2%。目前該系統已在云南省昭通市蘋果園推廣應用近300 hm2，生產應用效果良好，為進一步應用推廣奠定良好基礎。