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(yǎng)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(jì)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(jì)90年代以后,我國番茄種植面積大幅增加,產(chǎn)量倍增;發(fā)展至今,我國番茄的栽培面積及產(chǎn)量已領(lǐng)先世界,常年產(chǎn)量已趨于滿足國民的需求[1]。隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及人們對更高生活水平的追求,消費(fèi)者普遍開始關(guān)注番茄的商品品質(zhì)與產(chǎn)品安全,包括番茄果實(shí)的外觀、營養(yǎng)、風(fēng)味及農(nóng)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(fā)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(huán)境不同,對管理技術(shù)的要求也有所不同,因而選擇合理的栽培方式對番茄高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)尤為重要。
番茄無土栽培技術(shù)近年來開始流行,通過無土栽培的技術(shù)手段可以使番茄脫離土壤并免受氣候限制及傳統(tǒng)露地栽培中所出現(xiàn)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(tǒng)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(yōu)勢較多,如肥水利用率高且可循環(huán)使用,可節(jié)約水資源,病蟲害減少75%,產(chǎn)品更安全且對環(huán)境友好,管理操作方便等[2]。本文以合肥市南崗現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園中霧培番茄應(yīng)用為例,對溫室番茄氣霧栽培技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
合肥市南崗現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園溫室采用矩式鳥巢溫室結(jié)構(gòu),溫室地緣寬30 m、長40 m,占地1 200 m2,溫室具有4層構(gòu)造,分別為外三角、內(nèi)蜂窩、空間桁架及內(nèi)蜂窩加固,具備強(qiáng)大的抗風(fēng)性與雪載能力;溫室建成后可以于內(nèi)蜂窩卡內(nèi)膜形成雙膜保溫,空間桁架0.6 m厚,覆內(nèi)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(shè)三排三角通風(fēng)窗,共十六窗,溫室兩頭安裝濕簾與風(fēng)機(jī),用于夏季降溫。
在進(jìn)行氣霧栽培時,番茄的根系需處于懸空避光狀態(tài),因?yàn)榄h(huán)境光對根系會產(chǎn)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(tǒng)如栽培架、栽培板、槽溝床、定植籃等裝置實(shí)現(xiàn)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(jìn)行包裹。
通過對栽培效率、支撐穩(wěn)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(cè)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(jié)構(gòu)靈活、價格便宜且性質(zhì)穩(wěn)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(gòu)造一個無光、透氣無阻礙的適宜環(huán)境,提高番茄根系生長速率。
傳統(tǒng)基質(zhì)栽培或無土栽培耗費(fèi)水資源多且營養(yǎng)液排放易造成環(huán)境污染、根系厭氧腐爛以及營養(yǎng)液消耗大等問題,而氣霧栽培則具有綠色生態(tài)零污染排放的優(yōu)勢[5]。氣霧栽培營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)包括營養(yǎng)液池、栽培床(槽或管等)、微霧噴頭、底閥、水泵、過濾器、強(qiáng)磁處理器、營養(yǎng)液殺菌器、供水主管、側(cè)管、支管與毛管、回流口、回流管及防水布等。營養(yǎng)液池深1.5 m、寬2 m,以小池多配的方式,設(shè)置營養(yǎng)液池體積為300 m3/hm2,一般建為地下式池。番茄所需營養(yǎng)液通過耐腐蝕的自吸泵抽提,經(jīng)Y型過濾器過濾,通過強(qiáng)磁處理器磁化,過飽和析出晶體,保證營養(yǎng)液的均勻性與濃度的準(zhǔn)確性,并經(jīng)過供水主管、側(cè)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(yǎng)液匯集于回流口,并經(jīng)過回流管和過流裝置自動回流至位置偏低的營養(yǎng)液池中[6]。通過營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)的實(shí)施,番茄根系暴露在空氣與營養(yǎng)液氣霧中,并通過氣霧吸收養(yǎng)分,使番茄生長速率提高至傳統(tǒng)栽培模式的3~5倍,且較土壤栽培節(jié)約90%以上的水資源,符合生態(tài)生產(chǎn)的要求。
計算機(jī)控制是氣霧栽培系統(tǒng)管理決策之大腦,是實(shí)現(xiàn)智能化數(shù)字化精準(zhǔn)管理的重要設(shè)備。它由主機(jī)、分控器、傳感器三部分組成。傳感器負(fù)責(zé)對地下根域環(huán)境及地上生長環(huán)境、作物生理狀態(tài)等各項參數(shù)的感應(yīng)與采集,分控器負(fù)責(zé)對各耕作分區(qū)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,再由主機(jī)對各項參數(shù)進(jìn)行判斷并發(fā)出執(zhí)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(nèi)部的溫度、光照、濕度、CO2濃度等與番茄育苗、生長相關(guān)的環(huán)境因子參數(shù),并通過分控器對各耕作區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集,將收集的各個耕作區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸給主機(jī),由電腦主機(jī)完成對環(huán)境因子各項參數(shù)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(xù)間隔的調(diào)整,使計算機(jī)可以根據(jù)根系的溫度、濕度等因素科學(xué)地執(zhí)行適合的霧培[8]。
選擇抗病、優(yōu)質(zhì)、耐低溫弱光的番茄品種,準(zhǔn)備育苗盤、番茄種子與海綿墊,實(shí)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(diǎn)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(jìn)行催芽,將育苗盤放于育苗架內(nèi),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(huán)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(zhuǎn)移至霧培架上。
選擇育苗期達(dá)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(fā)達(dá)、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(zhì)清理干凈,并將根部浸泡在清水中,待根部基質(zhì)被浸透后,在緩慢水流下沖掉殘余基質(zhì)。注意沖洗過程中保護(hù)根系不受損傷,根系上無明顯基質(zhì)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(jìn)行番茄幼苗定植。定植前開啟計算機(jī),讓噴霧系統(tǒng)正常運(yùn)行。定植株距約15 cm,定植時用規(guī)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(nèi)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(bǔ)植1次,并及時記錄定植數(shù)量、時間、種植板編號。
4.1.1 營養(yǎng)液管理。營養(yǎng)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(yǎng)液濃度為1.4~2.5 mS/cm,番茄結(jié)果期營養(yǎng)液濃度要高于花期,花期營養(yǎng)液濃度高于苗期。在栽培過程中,應(yīng)及時檢測營養(yǎng)液酸堿度及溫度,可選用稀硫酸、氫氧化鈉進(jìn)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(yǎng)液池內(nèi)加裝隔熱材料或池內(nèi)壁設(shè)置環(huán)繞水管的方式保持液溫穩(wěn)定[9]。當(dāng)營養(yǎng)液池中營養(yǎng)液減少時,需補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)液或清水;如發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)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(jìn)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(xù)噴施4~5次。
定植后需對番茄幼苗進(jìn)行遮陰,防止高溫、強(qiáng)光對幼苗造成傷害。同時,要控制環(huán)境濕度,番茄緩苗期空氣濕度應(yīng)控制在80%左右,開花坐果期控制在65%~70%,結(jié)果期控制在60%左右。當(dāng)濕度過高時,應(yīng)及時通風(fēng)[10]。室溫宜控制在15~30℃。夏、秋季溫度高,應(yīng)24 h開啟邊膜,如溫度持續(xù)升高到臨界溫度,應(yīng)打開風(fēng)機(jī)、濕簾進(jìn)行降溫,以確保大棚內(nèi)空氣流通,達(dá)到降溫除濕的目的;冬、春季溫度低,上午太陽升起后應(yīng)開啟天窗和邊膜,下午太陽落山前應(yīng)關(guān)閉天窗和邊膜,當(dāng)溫度低于-1℃時應(yīng)開啟暖風(fēng)機(jī)等進(jìn)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(yù)留的吊蔓處,吊蔓時繩兩端都打成活扣。當(dāng)番茄側(cè)枝生長到3~4 cm時,可進(jìn)行整枝。
4.3.2 點(diǎn)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(jìn)行點(diǎn)花,點(diǎn)花時將室溫控制在15~25℃。當(dāng)番茄花穗上有2~3朵花開放時,即可進(jìn)行點(diǎn)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(dāng)下層果開始轉(zhuǎn)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(fā)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(chǎn)生病蟲害,因而宜按“預(yù)防為主、綜合防治”的植保方針,堅持“以農(nóng)業(yè)防治、物理防治、生物防治為主,化學(xué)防治為輔”的無害化防治原則進(jìn)行防治[11]。
常用的病蟲害防治方法有農(nóng)業(yè)防治、物理防治、生物防治及化學(xué)防治,一般優(yōu)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(chǎn)過程中應(yīng)及時去除病殘葉,保持溫室內(nèi)明凈、整潔;在溫室通風(fēng)口和出入口設(shè)置防蟲網(wǎng),阻截蚜蟲等害蟲遷入;室內(nèi)采用燈光、黃板、藍(lán)板誘殺害蟲;在基地角落處栽培斷腸草、除蟲菊等驅(qū)蟲植物,并提取其汁液用作防治藥物;定期對栽培設(shè)施進(jìn)行消毒處理。
依據(jù)市場與產(chǎn)品特性、運(yùn)銷距離、番茄成熟程度適時采收,一般在晴天上午或傍晚進(jìn)行采收。需要長距離運(yùn)輸?shù)模诜压麑?shí)頂端開始轉(zhuǎn)紅時采收;短途運(yùn)輸或耐貯運(yùn)品種,可在果實(shí)完全轉(zhuǎn)色后及時采收。采收時輕輕剪斷或扭斷連接番茄果蒂的細(xì)枝,避免造成整個枝條甚至主枝的損傷、斷裂。
待番茄果實(shí)采收結(jié)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(jìn)行無害化處理,保持溫室內(nèi)干凈、整潔。此外,還要對使用的栽培設(shè)施及種植區(qū)域進(jìn)行噴霧消毒與適當(dāng)通風(fēng)處理。
在合肥市南崗現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園基地建設(shè)的1 200 m2番茄氣霧栽培示范區(qū),可育番茄苗400~1 000株/m2,梯架兩側(cè)可創(chuàng)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(chǎn)量至少10 kg計算,預(yù)計可年產(chǎn)番茄20 t,將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量、質(zhì)量雙提升。立體式番茄氣霧栽培方式將帶動傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)番茄栽培的變革,其立足生態(tài)循環(huán)綠色安全零排放生產(chǎn),為城市周邊蔬果霧化栽培工廠的建設(shè)及番茄栽培模式的更新打下基礎(chǔ)[12]。番茄霧培這種新型生產(chǎn)方式將成為實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展與蔬菜新鮮垂直供應(yīng)的重要技術(shù)支撐。