劉義玲 王子聰 余朝閣 鄭淑榮 張華仁 孫周平 田素博
(1 沈陽農(nóng)業(yè)大學園藝學院,遼寧沈陽 110866;2 北票市蔬菜站,遼寧北票 122100;3 沈陽農(nóng)業(yè)大學工程學院,遼寧沈陽 110866)
針對傳統(tǒng)日光溫室辣椒用工多、生產(chǎn)成本高、機械化和自動化率低等問題,將傳統(tǒng)的南北壟向栽培改為東西壟向,配套環(huán)境調(diào)控設(shè)備,主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用機械化,有效提高了生產(chǎn)質(zhì)量與效率,實現(xiàn)了輕簡化生產(chǎn)。
隨著設(shè)施園藝的迅速發(fā)展,我國溫室和大棚等大型設(shè)施的生產(chǎn)面積已占世界設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面積的85%以上,但現(xiàn)代化與智能化設(shè)施水平不足1%(李天來 等,2019)。傳統(tǒng)日光溫室蔬菜生產(chǎn)多采用南北壟向種植,存在作業(yè)空間狹小、栽培畦數(shù)多、需要頻繁更換作業(yè)范圍、配套的農(nóng)業(yè)機械種類較少等問題,限制了日光溫室機械化發(fā)展(梁子玉,2018;孫錦 等,2019;劉娜 等,2021)。目前,我國農(nóng)村勞動力老齡化和不足等問題也越來越突出,這些因素制約了我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展,亟需探索新的栽培方式(鄧秀新 等,2016)。為了適應(yīng)機械化發(fā)展,需將傳統(tǒng)的南北壟向栽培改為東西壟向,使小型農(nóng)業(yè)機械在溫室中得到充分利用,從而提高生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率,促進我國設(shè)施農(nóng)業(yè)機械化水平整體提高。因此,筆者在承擔國家“十三五”重點研發(fā)課題“設(shè)施蔬菜優(yōu)質(zhì)輕簡高效生產(chǎn)技術(shù)集成與示范”的基礎(chǔ)上,以我國重要蔬菜作物辣椒為例,對日光溫室辣椒全生產(chǎn)過程的輕簡化、機械化和綠色化關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)總結(jié),以期為我國日光溫室辣椒優(yōu)質(zhì)輕簡高效生產(chǎn)提供技術(shù)指導。
選擇生態(tài)條件良好、遠離污染源、具有可持續(xù)生產(chǎn)能力的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域;選擇地勢高、排灌水方便、地下水位低于2 m、土層深厚疏松、有益微生物群落豐富多樣、富含有機質(zhì)的砂壤土或壤土地塊;生產(chǎn)區(qū)域的空氣質(zhì)量、灌溉水質(zhì)、土壤環(huán)境應(yīng)符合NY 5010—2016《無公害農(nóng)產(chǎn)品 種植業(yè)產(chǎn)地環(huán)境條件》的規(guī)定。
2.1 日光溫室宜機化結(jié)構(gòu)要求 采光性能指標應(yīng)符合NY/T 610—2016《日光溫室 質(zhì)量技術(shù)評價規(guī)范》的要求,同時滿足冬至正午溫室后坡及后墻光照無暗區(qū);晴朗天氣條件下,早晨保溫被卷起時溫室內(nèi)溫度不低于12 ℃,連陰天不低于10 ℃;冬季晴天在無室內(nèi)加溫的條件下,次日早晨10 cm 土層的最低溫度不低于12 ℃。建議優(yōu)先選用第3 代高效節(jié)能日光溫室(孫周平 等,2022)。東北地區(qū)日光溫室跨度宜為8~10 m、長度60~100 m、脊高4.5~5.5 m、后坡投影1.5~2.0 m。
基于設(shè)施結(jié)構(gòu)、農(nóng)機與農(nóng)藝融合的生產(chǎn)要求,日光溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計需滿足以下要求:一是溫室跨度應(yīng)滿足壟距要求,如設(shè)置壟距1.8 m 的東西壟4、5、6 個,則對應(yīng)的溫室跨度宜為8.2、10.0、11.8 m。二是溫室骨架距離前底角0.5 m 處的高度宜達到1.5 m 以上。三是設(shè)置農(nóng)機進出溫室的通道,例如在山墻上設(shè)置大小兩個門,大門用于農(nóng)機進出,小門用于平時作業(yè);還可以在骨架處設(shè)置活動門(孫周平等,2022)。
2.2 日光溫室配套環(huán)境調(diào)控設(shè)備 選用透光性高、流滴性好、防霧性能強的棚膜;選擇保溫、防水或散濕性能好的保溫被;配套保溫被卷放機械與遙控器、溫室頂部自動放風器、底部機械放風器、冬季棚膜自動清潔帶、溫室環(huán)境檢測儀、反光膜、環(huán)流風機、應(yīng)急加熱裝置、補光燈、自動遮陽裝置、除濕機等環(huán)境調(diào)控設(shè)備。
2.3 日光溫室配套輕簡化生產(chǎn)設(shè)備 撒肥機、旋耕機(深旋機、滅茬機)、起壟+鋪滴灌帶+覆膜多功能一體機、秧苗移栽機、水肥一體化灌溉機(吸肥器及滴灌系統(tǒng))、輕便式軌道運輸車、精量電動彌粉機、管道式彌霧機、電動噴霧器、黃(藍)板、防蟲網(wǎng)、殺蟲燈、藥劑熏蒸器、落秧器、吊秧夾、多功能作業(yè)平臺等。
北方日光溫室辣椒主要進行長季節(jié)栽培,即7月下旬至8 月上旬育苗,8 月末至9 月初定植,11月末至翌年6 月采收。
按栽培茬口選擇符合市場需求、產(chǎn)量高、品質(zhì)好、適應(yīng)能力強、耐低溫和弱光、早熟性好、耐貯運、抗病毒能力強、腋芽再生和連續(xù)結(jié)果能力強的辣椒品種。我國“十三五”期間育成了多個辣椒優(yōu)良品種,例如中椒0807、中椒麻辣1 號、中椒1615 等燈籠椒;中椒薄皮辣1 號、中椒牛角1 號、興蔬皺辣4 號等牛角椒;博辣皺線1 號、中椒改良109、中椒209 等羊角椒;中椒509、中椒皺皮辣、興蔬曲美等螺絲椒;博辣天驕2 號、飛紅、湘辣708、圓珠4 號等干制辣椒(尚慶茂 等,2022)。
選用育苗場集約化培育的優(yōu)質(zhì)壯苗。育苗方法可參考茄果類蔬菜集約化育苗技術(shù)規(guī)程(尚慶茂等,2022)。
6.1 定植前準備
6.1.1 溫室及土壤消毒 在每年7—8 月的溫室空閑期,利用外界氣溫較高的自然條件,對日光溫室進行全面消毒。
方法1:徹底清除上茬作物及溫室周圍的雜草、雜物,每667 m2先施入石灰氮60 kg、粉碎秸稈1 000 kg,再施入基肥,深翻起壟澆大水,最后覆蓋地膜,密閉溫室15~30 d(天),可以使溫室內(nèi)的氣溫達到70 ℃以上、土壤溫度達到55 ℃以上,很好地殺滅溫室中的病蟲草害。
方法2:于定植前15~20 d(天)清潔棚室,旋地起壟并灌水(消毒前澆透不澆澇),覆蓋白色地膜,膜下隨水滴灌植物源或微生物源消毒藥劑,例如辣根素,高溫悶棚15 d(天),揭膜后再晾地5~7 d(天)。
6.1.2 施肥與整地 基肥采取“有機肥與無機肥配施,以有機肥為主”的原則。一般每667 m2施入三元復合肥(N-P2O5-K2O 為15-15-15)20~50 kg、商品有機肥1 500 kg 或充分腐熟的農(nóng)家糞肥10~15 m3、玉米或水稻粉碎秸稈1 000~2 500 kg,其中有機肥和秸稈可在每年倒茬時一次性施用。注意土壤肥力高的取低值,土壤肥力低的取高值。采用撒肥機(圖1-A)將所有肥料均勻撒施于土壤表面,然后旋耕或深翻30 cm 左右(圖1-B、C)。其他微生物菌肥和中微量元素肥料可根據(jù)實際情況施用,種植年限在5 年以上的日光溫室可適當增加微生物肥料用量。所用肥料應(yīng)符合NY/T 496—2010《肥料合理使用準則》和DB 21/T 3289—2020《溫室蔬菜生產(chǎn)施肥技術(shù)規(guī)范》中的要求。
圖1 日光溫室撒肥和整地機械
6.1.3 起壟 采用起壟+鋪滴灌帶+覆膜多功能一體機做東西向壟,壟高20 cm,壟底寬80 cm,壟面寬60 cm,過道寬100 cm。每壟鋪設(shè)2 根滴灌帶。目前常用的起壟+鋪滴灌帶+覆膜多功能一體機主要有滁州禾田農(nóng)業(yè)機械有限公司生產(chǎn)的禾田HTLM-60 型起壟覆膜機和沈陽農(nóng)業(yè)大學研制的SNLM-80 型起壟覆膜鋪滴灌帶一體機等(圖2)。
圖2 日光溫室起壟+鋪滴灌帶+覆膜多功能一體機
6.1.4 安裝防蟲網(wǎng) 溫室所有通風口和入口處均需安裝防蟲網(wǎng),防蟲網(wǎng)規(guī)格不宜小于40 目。
6.2 機械化定植 采用高壟雙行栽培,小行距40 cm,株距28 cm,每667 m2種植2 200 株左右。采用寶雞市鼎鐸機械有限公司生產(chǎn)的鼎鐸2ZB-2型秧苗移栽機(圖3-A),或日本井關(guān)公司生產(chǎn)的2ZYZ-2B 型移栽機(圖3-B)。越冬一大茬栽培宜選擇陰天或晴天傍晚定植。定植前用木霉菌等生物菌液蘸苗盤,帶基質(zhì)坨移栽,定植深度以封掩時苗坨表面低于地面1 cm 以內(nèi)為宜,然后澆透底水。
圖3 日光溫室秧苗移栽機
7.1 環(huán)境管理
7.1.1 溫濕度管理 辣椒生育前期以溫室白天溫度26~28 ℃,前半夜18~23 ℃,后半夜15~18 ℃為宜;地溫宜控制在17~25 ℃,最低不低于12 ℃。生育后期逐漸加大放風量,外界最低氣溫高于15℃時盡量晝夜放風。白天溫室內(nèi)空氣相對濕度不高于75%,夜間不高于85%,采用地面覆蓋地膜、膜下滴灌以及作業(yè)道鋪撒鋸末、稻殼和粉碎秸稈等方法降濕,也可以通過夜間覆蓋或早晨揭開草簾提升室內(nèi)溫度的方法降低濕度。春秋季節(jié)可采用早、中、晚3 段式放風法進行排濕,特別注意早晨揭簾后與傍晚蓋簾前進行短時間放風與快速排濕。目前日光溫室常用的自動放風器主要有頂部卷軸式自動放風器、推拉式自動放風器以及底部機械放風器等。冬季盡量利用晴天上午放風降濕。日光溫室辣椒長季節(jié)栽培溫濕度管理方案可參見表1,具體應(yīng)根據(jù)作物的長勢進行調(diào)整。
表1 日光溫室辣椒長季節(jié)栽培溫濕度管理方案
7.1.2 光照管理 適宜辣椒生長的光飽和點為3 萬~4 萬lx,光補償點為1 500~2 000 lx,須確保光照充足。采用新棚膜,每天注意清潔棚膜上的灰塵,保證溫室透光率達到70%以上;在北墻后坡上懸掛反光膜,可以增加溫室北部的光照。根據(jù)溫度情況,盡可能早揭晚蓋保溫覆蓋物。連續(xù)陰天時仍要適當揭開保溫被,下午提早覆蓋保溫被。連陰天過后驟晴時可通過分次揭被的方法見光,即第1 次先揭開1/3,植株不出現(xiàn)萎蔫時再揭起1/3,第3 次再將保溫被全部揭起。冬季應(yīng)保證溫室內(nèi)每天光照時間在12~14 h(小時),光照不足時配套使用果蔬類殺菌補光燈。春末和夏季不需清潔棚膜,以防光照過強,可采用覆蓋遮陽網(wǎng)或在棚膜上噴遮陽涂料的方法降低室內(nèi)光照強度。
7.2 水肥管理
7.2.1 根部水肥管理 采取水肥一體化技術(shù),常用的灌溉設(shè)備有自動灌溉機和比例吸肥器。依據(jù)辣椒的需水規(guī)律、天氣情況及土壤墑情確定澆水時期、次數(shù)和澆水量。緩苗期土壤相對濕度保持在85%~90%,坐果前保持在65%~75%,結(jié)果期保持在75%~85%。定植后澆足定植水,定植初期少量澆水;緩苗后和壯苗期根據(jù)土壤墑情,每隔5~8 d(天)灌溉1 次;門椒膨大前不灌水;結(jié)果期每隔5~8 d(天)灌溉1 次;盛果期每隔7~10 d(天)灌溉1 次,天氣寒冷時可以每隔10~20 d(天)灌溉1 次;終果期7~10 d(天)灌溉1 次。
以每茬每667 m214 000~15 000 kg 為目標產(chǎn)量,通過測土平衡施肥,確定基肥和追肥的用量及施肥方法。春季與秋季可采用無機類水溶肥,冬季低溫弱光季節(jié)采用有機類水溶肥或有機無機混合型水溶肥。
澆緩苗水時,每667 m2隨水沖施有機水溶肥(有機質(zhì)-N-P2O5-K2O 為15-10-26-10)或腐植酸肥(腐植酸≥ 40 g·L-1,N+P2O5+K2O ≥ 200 g·L-1)5~6 kg。澆促棵水時,每667 m2隨水沖施鈣肥4~6 kg+微量元素肥(鈣3%、鎂4%、硫8%、鋅5%、硼4.5%、鐵0.3%、錳0.5%、銅0.1%、鉬0.5%)0.3~0.5 kg。澆促花水時,每667 m2隨水沖施氮磷鉀復合肥(N-P-K 為10-40-10)2~4 kg+硼肥0.35~0.50 kg。
12 月至翌年3 月,間隔10~12 d(天)每667 m2依次循環(huán)追施平衡型有機水溶肥(有機質(zhì)-NP2O5-K2O 為15-13-13-13)7~10 kg,高磷有機水溶肥(有機質(zhì)-N-P2O5-K2O 為15-10-26-10)7~10 kg,腐植酸肥(腐植酸≥ 40 g·L-1,N+P2O5+K2O ≥ 200 g·L-1)。4—6 月,間隔7~8 d(天)每667 m2依次追施平衡型大量元素水溶肥(N-P-K為18-18-18)5~8 kg,高磷型大量元素水溶肥(N-P-K 為12-45-10)5~8 kg,8~10 d(天)后再施黃腐酸鉀肥(有機質(zhì)> 30%,鉀> 10%)5~7 kg,3 種肥料循環(huán)施用。
7.2.2 葉面施肥 根據(jù)植株長勢,結(jié)合藥劑防治進行葉面施肥。低溫期可增加氨基酸、腐殖酸、菌肥的用量,減少大量元素水溶肥的用量。高溫期和低溫期容易造成落花落果,可以噴施含海藻、動物氨基酸的葉面肥。結(jié)果中后期葉面噴施2~3 次0.2%~0.3%氯化鈣溶液,以提高植株的抗逆性和坐果率。同時根據(jù)相應(yīng)栽培季節(jié)面臨的主要逆境噴施誘抗劑等。
7.3 植株管理
7.3.1 整枝吊蔓 常用整枝方法有2 種。方法1:雙干整枝法。去掉門椒后,植株只留2 個生長勢較旺盛的主干,在每個主干的次生枝上保留1 個果,打掉其余長勢相對較弱的分枝。株高40~50 cm 時吊秧,第3 層結(jié)果后開始吊蔓,每個主干用1 根吊繩。方法2:2~4 干循環(huán)整枝法。去掉門椒,保留2~4 個生長勢旺盛的側(cè)枝作主干;每個主干保留6~8 個次生枝作為結(jié)果枝,之后主干摘心;每個結(jié)果枝留1 朵花,坐果后留2~3 片葉摘心,去除每個結(jié)果枝上再發(fā)生的分枝;果實采摘后在距主干0.4~0.8 cm 處用剪刀將結(jié)果枝剪斷,促使其基部潛伏芽萌發(fā)并再次長成結(jié)果枝。1—3 月低溫期,適當去除大葉,留小葉,增加田間通風透光。
7.3.2 留果與疏果 羊(牛)角椒一般不留門椒,從對椒開始留果,根據(jù)季節(jié)和植株長勢調(diào)整留果數(shù)量;燈籠椒一般不留門椒和對椒,第1 批留果不宜超過4 個,以后每批留果不宜超過10 個。每穗果保留發(fā)育正常的果實,及時摘除畸形果。長勢強的主干采取多留果的方式,抑制強枝營養(yǎng)生長;弱枝則采取少留果、適當留果的方法,促進植株營養(yǎng)生長,使弱枝盡快復壯。
7.3.3 落秧 一般在2 月開始落秧,有兩種落秧方式。一種是螺旋式落秧。另一種是“前后交錯式”落秧,將溫室前底角的辣椒秧向溫室后墻的方向引領(lǐng),將靠近溫室后墻的辣椒秧向溫室前底角方向引領(lǐng),調(diào)整好高度后分別固定在架線上。
7.4 病蟲害防治 辣椒主要病害有猝倒病、疫病、根腐病、根結(jié)線蟲病、枯萎病、青枯病、炭疽病、立枯病、灰霉病、白粉病、菌核病、病毒病等;主要害蟲有潛葉蠅、粉虱、蚜蟲、薊馬、茶黃螨等;主要生理性病害有臍腐病、畸形果等。按照“預防為主,綜合防治”的植保方針,以農(nóng)業(yè)防治、物理防治、生態(tài)防治、生物防治(表2)為主,化學防治為輔(表3、4)。化學防治選用高效、低毒、低殘留農(nóng)藥,注意輪換用藥,合理混用;針對寒冷季節(jié)高濕易發(fā)病害,優(yōu)先采用煙劑熏棚或粉塵法防治。
表2 日光溫室辣椒病蟲害生物防治方法
表3 日光溫室辣椒主要病害化學防治方法
7.4.1 農(nóng)業(yè)防治 實行輪作制度,與非茄科作物輪作3 年以上;選用抗病品種;培育適齡壯苗;采收后及時清除溫室內(nèi)的植株病殘體,下茬作物種植前進行溫室消毒。
7.4.2 物理防治 在溫室通風口處設(shè)置防蟲網(wǎng),防止外部害蟲進入;每667 m2懸掛30~40 塊黃色粘蟲板誘殺蚜蟲和粉虱等害蟲,如有薊馬為害,可同時懸掛藍色粘蟲板誘殺;利用頻振殺蟲燈、黑光燈等誘殺害蟲。
7.4.3 生物防治 常見的生防制劑及天敵昆蟲見表2,藥劑使用濃度參考相應(yīng)產(chǎn)品說明。
7.4.4 生態(tài)防治 注意溫室通風降濕;在夏季休耕期采取太陽能高溫悶棚的方法進行土壤和溫室消毒,并將所有生產(chǎn)使用的農(nóng)具和用具等放在溫室中一同消毒。
7.4.5 化學防治 日光溫室辣椒主要病害化學防治方法可參見表3,主要蟲害化學防治方法可參見表4。藥劑使用濃度參考產(chǎn)品說明書。采用彌霧機、彌粉機和煙霧劑等可以顯著提高施藥效率。
表4 日光溫室辣椒主要蟲害化學防治方法
7.4.6 生理病害防治 ①臍腐病。合理調(diào)控土壤水分,避免土壤忽干忽濕;開花結(jié)果期噴施1.0%過磷酸鈣、硝酸鈣溶液或含鈣的葉面肥,每隔7 d(天)噴施1 次,連續(xù)噴施2~3 次。② 畸形果。冬季選用耐低溫、耐弱光性強的品種,花芽分化期防止溫度過低,及時摘除畸形果。
8.1 采收時期 采收時期應(yīng)符合農(nóng)藥安全間隔期規(guī)定,根據(jù)市場所在地、保鮮設(shè)備和運輸條件等具體情況確定采收期。根據(jù)植株長勢和市場情況確定采收終期。目前輔助采收裝備有輕便式軌道運輸車、履帶式可升降多功能作業(yè)車和履帶式運輸車等(圖4),減輕了采收作業(yè)的勞動強度。
圖4 輔助采收裝備
8.2 產(chǎn)品質(zhì)量要求 果實充分長大、成熟度一致、大小均勻,果肉堅硬,果面光滑新鮮、潔凈無雜物、無損傷和病蟲危害狀。
8.3 包裝 銷售和運輸包裝標注產(chǎn)品標識,包括產(chǎn)品名稱、品種、產(chǎn)地、包裝日期、生產(chǎn)單位、凈重和執(zhí)行標準號等。
8.4 貯運 鮮辣椒運輸前先進行預冷處理,運輸時做到輕裝、輕卸,嚴防機械損傷,在運輸過程中要注意防凍、防曬和運輸環(huán)境干燥整潔。