甜櫻桃設(shè)施栽培環(huán)境要求及調(diào)控技術(shù)

李延菊，李晶，張福興，孫慶田，張序，田長(zhǎng)平，王玉霞，李芳東

（山東省煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東煙臺(tái)265500）

設(shè)施栽培甜櫻桃，不僅使其成熟期提前，還避免了露地栽培中經(jīng)常遇到的花期低溫、陰雨、大風(fēng)等不良天氣造成的授粉不良，及采前降雨引起的裂果等問題，加之上市時(shí)間早，果品價(jià)格較露地栽培高幾倍甚至十幾倍，且產(chǎn)量穩(wěn)定，顯著提高了經(jīng)濟(jì)效益。在甜櫻桃設(shè)施栽培中，溫室大棚等設(shè)施為甜櫻桃提供了一個(gè)半獨(dú)立于自然界大氣候的、半封閉式的人工生態(tài)環(huán)境。設(shè)施甜櫻桃生長(zhǎng)的環(huán)境條件，如溫、光、濕、氣等，除了受外部環(huán)境因素影響以外，設(shè)施結(jié)構(gòu)和管理水平也對(duì)其有較大影響，因此，甜櫻桃的產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益等受這些環(huán)境因子的直接影響[1]。若設(shè)施環(huán)境調(diào)控不當(dāng)，則會(huì)出現(xiàn)花葉倒序、授粉受精不良等生長(zhǎng)發(fā)育不協(xié)調(diào)的問題。因此，棚室內(nèi)環(huán)境管理水平對(duì)甜櫻桃設(shè)施栽培至關(guān)重要。目前，一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如荷蘭、以色列、美國(guó)等，已經(jīng)依照種植作物的生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)施內(nèi)溫、光、水、氣等多種環(huán)境因子的自動(dòng)調(diào)控[2]，但我國(guó)在甜櫻桃設(shè)施栽培小氣候環(huán)境自動(dòng)調(diào)控研究和開發(fā)方面還處于探索階段。

鑒于此，本文綜述了我國(guó)甜櫻桃設(shè)施環(huán)境調(diào)控技術(shù)的研究結(jié)果和各地管理經(jīng)驗(yàn)，為了設(shè)施構(gòu)造科學(xué)優(yōu)化、資源節(jié)約與高效利用，實(shí)現(xiàn)設(shè)施栽培甜櫻桃豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效，并為設(shè)施甜櫻桃精確的環(huán)境管理提供參考。

1 溫度

棚室內(nèi)溫度不斷變化，適宜的溫度范圍隨作物物候期的變化而不同。因此要根據(jù)物候期進(jìn)行適宜的溫度調(diào)控，以方便管理應(yīng)用。溫度調(diào)控主要包括氣溫調(diào)控和地溫調(diào)控[3,4]。

表1 甜櫻桃各發(fā)育期氣溫及地溫指標(biāo)Table 1 The Index of air temperature and soil temperature of sweet cherry at different growth stages

不同品種甜櫻桃完成自然休眠期的時(shí)間不同，需冷量約為800～1440 h。山東煙臺(tái)大約在12 月底～翌年1 月上旬可通過休眠。具體升溫時(shí)間，除了依據(jù)休眠期的低溫需冷量，還應(yīng)根據(jù)保護(hù)地栽培的設(shè)施類型和果實(shí)上市期確定。適宜的溫度是設(shè)施生產(chǎn)管理的核心之一，也是決定生產(chǎn)效益的關(guān)鍵因素。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，適宜的溫度及地溫調(diào)控指標(biāo)見表1。設(shè)施栽培管理人員要嚴(yán)格按表中溫度的要求，進(jìn)行管理并作好記錄。

1.1 氣溫

棚室內(nèi)甜櫻桃的物候期大體分為萌芽期、開花期、幼果生長(zhǎng)期及果實(shí)著色至成熟期。為滿足甜櫻桃的生長(zhǎng)發(fā)育，各個(gè)時(shí)期均需要相對(duì)不同的溫度條件[4,5]。

1.1.1 氣溫要求

（1）萌芽期

萌芽期，也稱孕花期，溫度不可過高或過低，棚室內(nèi)溫度過高或過低都會(huì)影響花芽分化的質(zhì)量，最終影響樹體坐果率和產(chǎn)量。因此，應(yīng)緩慢提高溫度，從初升溫至開花期保證有1 個(gè)月左右的時(shí)間，否則，即使是開花，也很難保證較高的坐果率。初升溫的半個(gè)月內(nèi)，棚內(nèi)溫度白天適宜在10 ℃，每2～3 d 上升1 ℃，最高不超過16 ℃，夜間控制在3～5 ℃。

（2）開花期

花期最適宜的日平均溫度在15～16 ℃，白天溫度控制在16～20 ℃、夜間不低于5～7 ℃。中午時(shí)段如果溫度偏高，花器官會(huì)快速老化，喪失活性，影響坐果，做好通風(fēng)工作利于降溫?；ㄆ鞴倌秃^差，夜間溫度低于0 ℃，會(huì)凍傷花器官，首先是花粉管的生長(zhǎng)會(huì)受到影響，從而影響坐果。

（3）幼果期

謝花后授粉受精良好的幼果便進(jìn)入迅速生長(zhǎng)期，此時(shí)的溫度應(yīng)比花期高2～3 ℃，白天可保持在18～22 ℃，夜溫在10～12 ℃。白天溫度超過25 ℃會(huì)加劇落果；夜間溫度不宜低于8 ℃，低溫對(duì)幼果生長(zhǎng)不利，否則也易造成落果，這個(gè)階段夜溫高一些，利于果實(shí)發(fā)育，可提早上市。

（4）果實(shí)著色至成熟期

硬核期保持幼果期的溫度即可，膨大成熟時(shí)要再提高2～3 ℃，白天可達(dá)20～25 ℃、夜間在10～15 ℃，晝夜溫差要達(dá)10 ℃以上，便于糖分積累和果實(shí)著色。

1.1.2 調(diào)控技術(shù)

（1）保溫措施

對(duì)于保溫性能差的溫室或大棚，應(yīng)加蓋草簾子或棉被。而對(duì)于華北及以北的地區(qū)，由于1～2 月份氣溫較低，單純用保溫措施不夠，夜間溫度過低或連續(xù)陰雪天，將會(huì)影響上市期，效益偏低，因此，需要在棚室內(nèi)增加取暖設(shè)備。通常使用的取暖設(shè)備有火灶地龍式取暖器、熱風(fēng)鍋爐式取暖器、熱水鍋爐散熱器等。為了防止產(chǎn)生有毒有害氣體，給人和樹體帶來危害，要時(shí)常檢查取暖設(shè)備的各個(gè)連接處，避免漏煙。

（2）降溫措施

在大棚和溫室的管理中，夜間保溫很重要，但白天的通風(fēng)更為重要。只有良好的通風(fēng)方法，才能有效調(diào)控棚室內(nèi)的溫度?？梢酝ㄟ^安裝通風(fēng)窗、通風(fēng)口和通風(fēng)孔等來降低生產(chǎn)過程中的溫度。通風(fēng)的位置和方法很關(guān)鍵，充分利用好邊風(fēng)口和頂風(fēng)口的關(guān)系。實(shí)踐表明，升溫到萌芽期，一般年份不需要開啟邊風(fēng)口，只開頂風(fēng)口就可以有效調(diào)控溫度；但到開花前，需要逐漸開啟邊風(fēng)口，對(duì)樹體進(jìn)行鍛煉；從花期到果實(shí)成熟期，每天視具體天氣情況開啟邊風(fēng)口，特別是在花期經(jīng)常會(huì)遇到連續(xù)幾天的極端高溫，此時(shí)應(yīng)該放下保溫材料遮光，加強(qiáng)兩邊通風(fēng)、棚內(nèi)噴水等措施降溫，避免出現(xiàn)損失。根據(jù)具體天氣情況和甜櫻桃各生育階段的溫度要求，來靈活掌握通風(fēng)量，達(dá)到通風(fēng)降溫目的。要在棚內(nèi)溫度達(dá)到最適氣溫時(shí)開始逐步通風(fēng)。

1.2 地溫

在生產(chǎn)中，最容易被忽視的就是地溫，地溫調(diào)控主要是指提高地溫。設(shè)施內(nèi)較露地受光時(shí)間短，同時(shí)由于棚體覆蓋物和樹體遮擋，地面所接收的光照強(qiáng)度較弱，地溫長(zhǎng)期偏低。扣棚升溫后，氣溫較為適宜，符合甜櫻桃地上部分的生長(zhǎng)發(fā)育，但地溫較低，不能滿足根系良好的生長(zhǎng)發(fā)育要求，出現(xiàn)地溫和氣溫不協(xié)調(diào)，容易造成先葉后花、發(fā)芽遲緩、花期延長(zhǎng)、坐果率降低，從而導(dǎo)致減產(chǎn)。另外，甜櫻桃根系的活動(dòng)、對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收以及同化物的轉(zhuǎn)化均受地溫的影響，因此，前期提高地溫是很有必要的。

1.2.1 地溫要求

（1）萌芽期

此期地溫應(yīng)達(dá)到8～12 ℃。為了保證地溫同步上升，最好在扣棚前20～30 d 覆蓋地膜，這樣扣棚升溫時(shí)，地溫能達(dá)到12～13 ℃。

（2）開花期

開花期適宜地溫13～15 ℃。為防高溫傷根，可于謝花后除去地膜。有機(jī)質(zhì)含量高、土壤肥沃、通風(fēng)透光好的棚室內(nèi)地溫可達(dá)15～16 ℃，棚體結(jié)構(gòu)老化、土壤地力瘠薄、通風(fēng)透光差的棚室內(nèi)地溫可以低3～4 ℃。

（3）幼果期

幼果期適宜的地溫為15～18 ℃。前期土壤溫度低，會(huì)抑制根系的活性，影響植物細(xì)胞分裂素的合成，從而影響果實(shí)生長(zhǎng)，導(dǎo)致落果。后期到果實(shí)硬核期，氣溫會(huì)比較高，地溫不再是主要的影響因素。這時(shí)需要將地膜撤掉，提高土壤的透氣性。

（4）著色期至成熟期

著色期至成熟期地溫保持在16～20 ℃。

1.2.2 提高地溫技術(shù)

（1）高畦起壟栽培

特別是在平坦地和低洼地塊需要高畦起壟，此技術(shù)在我國(guó)甜櫻桃露地和設(shè)施栽培中均有大面積的推廣應(yīng)用。建園時(shí)采用高畦栽培，壟高40～50 cm，可以使土壤疏松透氣，受光量增大，利于提高地溫、排水防澇，還有利于適度控制樹勢(shì)較旺品種，如美早、紅燈等。

（2）樹盤內(nèi)覆蓋二膜

在樹盤內(nèi)，先在地表覆蓋地膜，其上用廢舊的塑料薄膜起小拱棚[6]。該方法方便澆水，易于控制濕度。具體方法為：小拱棚采用毛竹片搭成，棚底寬1.4 m，棚高20～30 cm，上覆蓋聚乙烯塑料薄膜，由于拱棚內(nèi)有空氣隔層，此方法比單純覆蓋地膜的地溫要提高3 ℃左右。

（3）增設(shè)地溫加熱系統(tǒng)

一是在地下30 cm 處埋設(shè)電加熱系統(tǒng)；二是埋設(shè)地?zé)峁?，用熱水或熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)。這兩項(xiàng)措施都比較容易調(diào)控與地上部分的平衡，效果較好，但造價(jià)較高。

2 濕度

設(shè)施栽培由于避開了自然雨水，為人工調(diào)控濕度創(chuàng)造了條件。棚內(nèi)濕度管理與溫度管理同等重要，濕度調(diào)控不合理直接影響甜櫻桃樹體正常的生長(zhǎng)和發(fā)育[7]。棚室內(nèi)的濕度調(diào)節(jié)，主要是調(diào)節(jié)空氣和土壤的濕度。棚室內(nèi)濕度各個(gè)時(shí)期的要求也有所不同。

2.1 濕度要求

2.1.1 萌芽期

萌芽期空氣相對(duì)濕度要保持在70%～80%，如果此時(shí)濕度過低，容易造成萌芽和開花不整齊。

2.1.2 開花期

開花期對(duì)濕度的要求較為嚴(yán)格，空氣相對(duì)濕度一般在50%左右為宜。濕度過低，花藥不容易開裂，花粉難散開，不利于授粉；雌蕊容易失水老化，不易受精，影響坐果。濕度過高，花藥也不容易開裂釋放花粉，影響授粉；同時(shí)易發(fā)生花腐病，引起花腐和果腐。

2.1.3 幼果期

幼果期濕度控制在60%左右。謝花后，視土壤含水情況及時(shí)澆水并澆透，澆水時(shí)間的早晚與坐果率高低有很大關(guān)系，澆水越早，坐果率越高。

2.1.4 果實(shí)著色期

果實(shí)著色期相對(duì)濕度控制在60%以下。硬核期到果實(shí)轉(zhuǎn)色期更要保持土壤水分穩(wěn)定，防止忽干忽濕，導(dǎo)致裂果。同時(shí)濕度過大時(shí)，棚膜上會(huì)掛較多水珠，降低透光率，也不利于果實(shí)著色。

2.2 調(diào)控技術(shù)

2.2.1 除濕技術(shù)

（1）通風(fēng)排濕

生產(chǎn)中采用最多的排濕方法是通風(fēng)排濕?；ㄆ谑强刂茲穸鹊闹攸c(diǎn)時(shí)期，此期白天加強(qiáng)通風(fēng)排濕，濕度過大時(shí)，白天可有針對(duì)性的應(yīng)用幾次短期高溫后通風(fēng)排濕的方法，易于濕度的調(diào)整。

（2）覆蓋地膜并膜下灌溉

棚室中的空氣濕度大部分是由土壤中水分蒸發(fā)而致。覆蓋地膜，可阻擋水分的大量蒸發(fā)，降低空氣濕度。平時(shí)灌溉，可采用膜下滴灌。另外，選擇晴天的上午澆水，并在中午注意通風(fēng)也可排出一部分濕氣。

（3）放置生石灰

果實(shí)著色期，如果通風(fēng)等方法不能排出過多的濕氣，可在棚內(nèi)放置生石灰，利用其吸濕特性，吸收棚內(nèi)空氣中水分，可有效防止裂果的發(fā)生。具體方法是用木箱或盆等容器盛裝生石灰，每隔3～5 m 放置一處，每667 m2用量為200～300 kg。

2.2.2 增濕技術(shù)

一般在萌芽期是需要增濕的，可以通過灌溉和噴水來完成。萌芽期，棚內(nèi)濕度低時(shí)，樹體容易出現(xiàn)生理性缺水，加之地上地下溫度不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致開花不整齊，或部分芽出現(xiàn)干枯現(xiàn)象。灌溉對(duì)提高地溫不利，可在晴天上午的9∶00～10∶00，進(jìn)行地面和樹冠灑水、噴霧來增加濕度?？赏ㄟ^灌溉來調(diào)整土壤濕度，一般在升溫前灌一次透水，然后覆蓋地膜。

3 光照

甜櫻桃是喜光樹種。由于冬春的太陽光照較弱，加上受建造方位、設(shè)施結(jié)構(gòu)、棚膜、架材及管理技術(shù)的影響，遠(yuǎn)不能滿足甜櫻桃生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)光照的需求。如光照不良，會(huì)造成枝葉徒長(zhǎng)，坐果率降低，果個(gè)小，果實(shí)品質(zhì)差等[4,5]。因此設(shè)施栽培的甜櫻桃必須采取有效措施，增加棚室內(nèi)的光照。

3.1 設(shè)施設(shè)置

在設(shè)施的設(shè)計(jì)之初，選擇科學(xué)合理的設(shè)施結(jié)構(gòu)。選擇采光良好的棚室方位角和屋面角；適當(dāng)降低棚室高度，增加下部光照；同時(shí)盡量減少遮光的架材，且使用棉被保溫要比草簾的表面污染輕；高透光率的薄膜要比普通的薄膜好，特別是在表層進(jìn)行靜電處理的薄膜，具有自清洗功能，采用這樣的材料可以改善光照。

3.2 環(huán)境調(diào)控

3.2.1 延長(zhǎng)光照時(shí)間

要堅(jiān)持適當(dāng)早揭晚放草簾和保溫被等保溫材料，并使用卷簾機(jī)等設(shè)備，盡量延長(zhǎng)光照時(shí)間；陰天時(shí)，在不影響溫度的前提下盡量揭開覆蓋物，散射光也有利于樹體的生長(zhǎng)發(fā)育。

3.2.2 鋪設(shè)反光膜

自幼果期開始，在樹冠下面和后墻鋪掛高聚脂鋁膜[5]，將射入棚室樹冠下和后墻上的陽光反射到樹上，此方法能增加光照25%～30%。

3.2.3 補(bǔ)光

冬季的光照時(shí)間短，或者遇陰雪天氣，要進(jìn)行人工補(bǔ)充光照。一般采用日光燈、白熾燈、農(nóng)用高壓汞燈和碘鎢燈等進(jìn)行補(bǔ)光。如采用150～200 W 的白熾燈，可每隔5 m左右安裝一只，燈泡掛于樹冠上方。也可使用“綠色光源”——LED 補(bǔ)光燈，既可以有效改善設(shè)施內(nèi)的光照條件，又可改善光質(zhì)[8]。

4 CO2

CO2是植物光合作用不可缺少的原料。設(shè)施環(huán)境中CO2濃度的日變化規(guī)律是：從下午蓋簾后，隨著果樹光合作用的減弱和停止，而土壤有機(jī)質(zhì)分解和果樹呼吸作用釋放出CO2，使設(shè)施內(nèi)的CO2濃度不斷升高，并在翌日清晨揭簾前達(dá)到最高值；揭簾后隨著光照強(qiáng)度和溫度的逐漸增加，光合作用逐漸增強(qiáng)，消耗大量CO2，使設(shè)施內(nèi)空氣中CO2濃度降低，至上午9∶00 左右已接近最低水平。此時(shí)如果通風(fēng)換氣，設(shè)施內(nèi)CO2濃度逐漸回升，最終與外界達(dá)到平衡；若未通風(fēng)，則CO2濃度持續(xù)降低，中午前后達(dá)到最低水平，以后逐漸回升[9]。甜櫻桃設(shè)施栽培CO2濃度應(yīng)不低于330 μL/L。若樹體長(zhǎng)期處于CO2濃度低的條件下，就會(huì)嚴(yán)重影響其光合作用。研究表明，在設(shè)施內(nèi)的弱光條件下，人工及時(shí)補(bǔ)充CO2，達(dá)到室外濃度的3 倍時(shí)，光合強(qiáng)度提高2 倍以上[10]。生產(chǎn)中通常采用人為補(bǔ)充CO2氣體的辦法來解決。

4.1 增施有機(jī)肥

多施有機(jī)肥是目前我國(guó)設(shè)施內(nèi)補(bǔ)充CO2最切實(shí)可行的方法。土壤中增施有機(jī)肥和地面覆蓋雜草等[11]，通過有機(jī)物腐爛分解，既可以提高土壤營(yíng)養(yǎng)水平，又可促進(jìn)根系的吸收作用，增加棚室內(nèi)CO2的含量[12]。

4.2 通風(fēng)換氣

采用通風(fēng)換氣來補(bǔ)充設(shè)施內(nèi)CO2濃度是簡(jiǎn)便易行、投入最少的一種方法。要把握好通風(fēng)的時(shí)間以及通風(fēng)持續(xù)的時(shí)間。一般換氣時(shí)間為上午10 時(shí)到下午14 時(shí)，每天通風(fēng)換氣1～2 次。根據(jù)棚內(nèi)溫度高低，決定通風(fēng)換氣時(shí)間長(zhǎng)短。

4.3 化學(xué)反應(yīng)法

化學(xué)反應(yīng)法即CO2發(fā)生器法，其原理是用硫酸與碳酸鹽反應(yīng)，產(chǎn)生CO2[13]。該方法操作簡(jiǎn)單，價(jià)格低，適合廣大果農(nóng)，易于推廣。具體方法是順棚室的走向每隔10 m左右在棚架上吊掛一個(gè)塑料桶，桶口略高于樹體，桶內(nèi)裝入1 kg 稀硫酸（濃硫酸與水的比例為1∶3）。每天上午日出后1～2 h 內(nèi)，向桶內(nèi)加80 g 碳酸氫銨。此方法在補(bǔ)充CO2的同時(shí)，還能將不宜在保護(hù)地中直接施用的碳銨轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的硫酸銨，可作肥料使用。

4.4 注意事項(xiàng)

在溫室內(nèi)補(bǔ)充CO2時(shí)，一般花后進(jìn)行，在揭簾前0.5～1 h 施，陰天可不施。施用后，適當(dāng)提高棚內(nèi)溫度，以便充分發(fā)揮肥效。

5 小結(jié)

甜櫻桃設(shè)施栽培的關(guān)鍵環(huán)節(jié)即為適宜的環(huán)境條件及調(diào)控技術(shù)。但目前，有關(guān)甜櫻桃設(shè)施環(huán)境調(diào)控方面的技術(shù)研究仍相對(duì)滯后。下一步，隨著科學(xué)研究的不斷深入，亟需根據(jù)甜櫻桃所需要的適宜環(huán)境條件及相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立生長(zhǎng)模型，逐步實(shí)現(xiàn)甜櫻桃設(shè)施栽培管理的智能化。因此，研究適宜的設(shè)施類型及環(huán)境調(diào)控措施，能為甜櫻桃設(shè)施栽培的智能調(diào)控提供技術(shù)支撐。