矮砧密植蘋果園一體式格架-防雹網(wǎng)系統(tǒng)建設

趙慶林， 張忠偉， 許 彬， 張應華

（1.昭通市昭陽區(qū)蘇甲鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村和集體經(jīng)濟發(fā)展中心，云南 昭通 657000； 2.云南農(nóng)業(yè)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(shù)，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(zhì)更優(yōu)、產(chǎn)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(wěn)固樹體，格架系統(tǒng)成為現(xiàn)代果園的重要設施之一，合理的格架系統(tǒng)除可以穩(wěn)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(wǎng)、維護格架系統(tǒng)和園區(qū)機械化管理[3]。

云南省昭通市是我國南方優(yōu)質(zhì)蘋果生產(chǎn)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(xiàn)綜合產(chǎn)值100億元，蘋果產(chǎn)業(yè)助推昭通市30 余萬人脫貧致富，成為果農(nóng)增收致富的“金蘋果”[4-5]。冰雹是果樹生產(chǎn)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(chǎn)量和質(zhì)量[6]。全國果園冰雹災害主要發(fā)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(fā)生，降低果品質(zhì)量[7-8]。在昭通市，冰雹災害多發(fā)時段在每年5—10 月，輕則造成蘋果減產(chǎn)，重則造成絕收，嚴重影響果農(nóng)增收致富。防雹網(wǎng)系統(tǒng)建設，可有效減少冰雹的危害，保障蘋果的產(chǎn)量及品質(zhì)。本研究以昭通市矮砧密植蘋果園一體式格架-防雹網(wǎng)系統(tǒng)建設為例，從材料選用、搭建技術、系統(tǒng)維護等方面，闡述該系統(tǒng)建設的技術方案。

1 防雹網(wǎng)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(nèi)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(jù)試驗數(shù)據(jù)，立柱用角鐵加固后開裂承載力為4.6 kN。

圖1 立柱結(jié)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(huán)

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(shù)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(fā)揮抱箍功能外，還有鋼絲張緊功能，每根行頭柱7 個。規(guī)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(wǎng)鋼絲的張緊，每個地錨張緊器包含3 個可旋轉(zhuǎn)張緊鋼繩的六角螺栓。

1.1.9 鋼絲繩卡頭

配套鋼絲繩規(guī)格使用，根據(jù)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(xiàn)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(wǎng)材料

1.2.1 縱橫鋼絲

鋼絞線規(guī)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(jié)，通過柱帽與柱頂連接形成網(wǎng)狀結(jié)構，行長方向在下層，行寬方向在上層，中間安裝防雹網(wǎng)，固定網(wǎng)面和承受網(wǎng)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(tǒng)， 防止果樹風向受力倒伏。

1.2.2 柱帽

內(nèi)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(wǎng)片連接器

主料為全新增強型尼龍，用于連接相鄰兩片網(wǎng)片，要求連接牢固，拆卸方便，材質(zhì)符合國家標準，產(chǎn)品在室外環(huán)境下的使用壽命在5 年以上。

1.2.4 網(wǎng)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(wǎng)孔尺寸3 mm×7 mm，編織方式為平織織法（經(jīng)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(chǎn)期安裝，抗老化要求5 年以上。

2 一體式格架-防雹網(wǎng)搭建技術方案

一體式格架-防雹網(wǎng)系統(tǒng)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(jù)一體式格架-防雹網(wǎng)系統(tǒng)架設需要拉結(jié)柱頂，必須保證每根中間柱垂直，柱頂橫平豎直，需由專業(yè)測繪人員進行打點放線，確保后期架設防雹網(wǎng)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(jù)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(tǒng)中，單個地塊通過柱頂用鋼絞線把立柱縱橫拉結(jié)，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(cè)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(huán)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(cè)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(huán)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(huán)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(diào)節(jié)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(huán)或水泥柱上，行尾鋼絲末端要求纏繞圈數(shù)≥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(wǎng)的橫拉鋼絞線和縱拉鋼絞線呈直線狀態(tài)。

2.2 防雹網(wǎng)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(wǎng)片安裝

2.2.2.1 網(wǎng)片行長

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

2.2.2.2 網(wǎng)片固定

首先固定行頭、行尾兩個端頭網(wǎng)片，端頭網(wǎng)片稍微拉緊，可通過觀察網(wǎng)片經(jīng)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(wǎng)片連接器，通過尼龍繩暫時固定；然后裁縱向開網(wǎng)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(huán)上。然后順著行長方向用鋼絞線-網(wǎng)片連接器每隔2 m 逐個固定。當相鄰兩片網(wǎng)片固定在行長方向鋼絞線上后，用網(wǎng)片夾每隔2 m 縱向固定相鄰兩片網(wǎng)片，最后把網(wǎng)片拉平至無皺褶。

2.2.3 拉橫向鋼絞線

鋪設完整塊地的網(wǎng)片后，將橫向鋼絞線從網(wǎng)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(wǎng)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(diào)整

由于一體式格架-防雹網(wǎng)系統(tǒng)呈整體結(jié)構，要求整體張緊度適合一致，建完后要進行整體調(diào)整，防止把行頭桿、鋼絞線被拉偏、拉彎、拉斷，使格架-防雹網(wǎng)系統(tǒng)不能發(fā)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(tǒng)進行調(diào)整，保持良好的整體技術性能。

為保證格架系統(tǒng)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(jié)成一個整體，抗風能力更強，是果園物理穩(wěn)定的基本保證。一體式格架-防雹網(wǎng)頂視圖如圖4 所示。

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

3 一體式格架-防雹網(wǎng)系統(tǒng)特點

3.1 穩(wěn)固性

一體式格架-防雹網(wǎng)系統(tǒng)，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(wǎng)的縱橫鋼絲通過柱帽連接成網(wǎng)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(jié)構，抗風能力極大提高。

3.2 便于維護調(diào)整

一體式格架-防雹網(wǎng)系統(tǒng)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(yōu)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(wǎng)系統(tǒng)和一體式格架-防雹網(wǎng)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(tǒng)和防雹網(wǎng)系統(tǒng)，格架系統(tǒng)一般用水泥立柱建設的一套格架系統(tǒng)，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(wǎng)系統(tǒng)支架，加上網(wǎng)面和縱橫鋼絲，格架加上防雹網(wǎng)總價926 068 元；一體式“格架-防雹網(wǎng)”系統(tǒng)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(wǎng)系統(tǒng)總造價729 689 元，采用一體式格架-防雹網(wǎng)系統(tǒng)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(cè)斜面型3 種，不同搭建方式的防雹網(wǎng)不會對蘋果樹生長發(fā)育造成不良影響，本研究采用屋脊型搭建方式。格架-防雹網(wǎng)系統(tǒng)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(chǎn)量，同時考慮后期園區(qū)疏花、疏果、修枝和收獲等農(nóng)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(wǎng)，網(wǎng)面和樹頂保持0.3～0.5 m 空間，防止網(wǎng)面下垂樹干掛破網(wǎng)面，同時也保證樹頂空氣流通，格架系統(tǒng)高度應保持3.8 m。

4.2 防雹網(wǎng)對果園環(huán)境及蘋果生長的影響

冰雹是一種持續(xù)時間短，突發(fā)性、區(qū)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(nèi)對掛果期蘋果造成較大的危害。防雹網(wǎng)可以有效預防冰雹、大風等惡劣氣象災害，改善果園生態(tài)環(huán)境。昭通市蘋果種植面積占云南省的68.4%，在夏秋季節(jié)每年都會遇上冰雹天氣，防雹網(wǎng)系統(tǒng)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(tǒng)作為現(xiàn)代果園的重要設施之一，承擔著果園物理穩(wěn)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(tǒng)松動而受力不均，需要根據(jù)松動情況進行維護調(diào)整，使整個格架系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)的張緊狀態(tài)，管理人員在巡園過程中多加注意，發(fā)現(xiàn)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(tǒng)穩(wěn)固。另外，本項目建設的防雹網(wǎng)系統(tǒng)，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(wǎng)往一個方向收起來，沒有采用自動收放系統(tǒng)，主要是為了節(jié)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(wǎng)體系，解決蘋果采收后收網(wǎng)的困難，提升防雹網(wǎng)應用的靈活性[10]。

4.4 配套栽培管理技術

構建防雹網(wǎng)系統(tǒng)后，果園的微環(huán)境發(fā)生了較大變化，架設防雹網(wǎng)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(wǎng)會影響蘋果樹生長和果實品質(zhì)，儲寶華[12]采用主成分分析進行綜合評價，結(jié)果顯示對果園效果最好的是藍色防雹網(wǎng)，其次是黑色防雹網(wǎng)、白色防雹網(wǎng)，最后是綠色防雹網(wǎng)。不同氣候條件加設防雹網(wǎng)后對蘋果園區(qū)環(huán)境的影響是不同的，因此，對于防雹網(wǎng)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(wǎng)的有效應用提供參考。

5 結(jié)束語

一體式格架-防雹網(wǎng)系統(tǒng)是將用于支撐樹體的格架系統(tǒng)和防雹網(wǎng)系統(tǒng)有機結(jié)合起來，在支撐蘋果樹體的格架上搭建防雹網(wǎng)。與傳統(tǒng)分體式系統(tǒng)相比，一是以地塊為單元，穩(wěn)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(tǒng)的日常維護；三是減少了一套用于固定防雹網(wǎng)的鍍鋅鋼管立架，比建造分體式系統(tǒng)成本降低21.2%。目前該系統(tǒng)已在云南省昭通市蘋果園推廣應用近300 hm2，生產(chǎn)應用效果良好，為進一步應用推廣奠定良好基礎。