柑橘設(shè)施栽培研究進(jìn)展

馬創(chuàng)舉 孫建城 劉春榮 吳 群 陳 駿 劉麗麗 王登亮

（衢州市農(nóng)業(yè)林業(yè)科學(xué)研究院 浙江衢州 324000）

柑橘設(shè)施栽培是指通過(guò)溫室、大棚、薄膜覆蓋等設(shè)施進(jìn)行柑橘生產(chǎn)栽培，實(shí)現(xiàn)對(duì)柑橘生長(zhǎng)發(fā)育所需的光照、溫度、水分及二氧化碳濃度等環(huán)境因子調(diào)控，達(dá)到提升品質(zhì)、提早或延遲上市等目的的栽培模式[1]。柑橘設(shè)施栽培的出現(xiàn)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展、設(shè)施技術(shù)逐步成熟、投資能力增強(qiáng)等多種因素的產(chǎn)物。與露地栽培相比，設(shè)施栽培改變了傳統(tǒng)的栽培模式，克服了不良環(huán)境對(duì)柑橘生長(zhǎng)發(fā)育的影響，具有擴(kuò)大種植范圍、調(diào)控果實(shí)成熟期、減少農(nóng)藥使用、控制病蟲(chóng)害傳播、延長(zhǎng)供應(yīng)期等優(yōu)勢(shì)[2]。近年來(lái)，柑橘設(shè)施栽培發(fā)展較快，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，有效緩解了淡旺季供需矛盾，很大程度上彌補(bǔ)了保鮮貯藏技術(shù)的不足，滿足了人們對(duì)柑橘新鮮果品的周年需求。為了使柑橘產(chǎn)業(yè)得到進(jìn)一步發(fā)展，本文作者從柑橘設(shè)施栽培品種的選擇、栽培技術(shù)、環(huán)境因子的變化等多個(gè)方面進(jìn)行綜述，以期為柑橘設(shè)施栽培產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供借鑒。

1 柑橘設(shè)施栽培品種的選擇

選擇良種是柑橘設(shè)施栽培實(shí)現(xiàn)高經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。在進(jìn)行品種選擇時(shí)要注意：①所選品種自身性狀要優(yōu)良，果實(shí)外形美觀，品質(zhì)好，營(yíng)養(yǎng)豐富，豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，抗逆性和適應(yīng)性強(qiáng)，能夠通過(guò)設(shè)施栽培達(dá)到促早、延遲采收或改善品質(zhì)的目的；②要充分調(diào)研，了解所選品種的栽培面積和發(fā)展趨勢(shì)，分析所選品種是否具有市場(chǎng)賣(mài)點(diǎn)；③要考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，如冬季的最低溫度、年有效積溫和光照條件等；④受設(shè)施栽培結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)成本的制約，宜選用樹(shù)冠矮小、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的品種。研究發(fā)現(xiàn)，適合設(shè)施栽培的柑橘品種有紅美人[3]、雞尾葡萄柚[4]、春見(jiàn)[5]、溫州蜜柑[6]、明日見(jiàn)[7]、不知火[8]、春香[9]等。

2 柑橘設(shè)施栽培技術(shù)

柑橘設(shè)施栽培有著悠久的歷史，早在1619 年，德國(guó)人利用臨時(shí)性玻璃溫室，通過(guò)火爐加溫的方式實(shí)現(xiàn)了甜橙的安全越冬，而到了17 世紀(jì)末，法國(guó)就開(kāi)始用溫室種植柑橘[10]。目前，根據(jù)生產(chǎn)模式的不同，將設(shè)施栽培分為促成栽培、延遲栽培、避雨栽培和簡(jiǎn)易保護(hù)地栽培4 種[11]，而柑橘設(shè)施栽培主要有促成栽培、延遲栽培和避雨栽培。

2.1 促成栽培

促成栽培是指利用塑料大棚、玻璃溫室、熱風(fēng)機(jī)等設(shè)施，在柑橘花芽分化后，通過(guò)人工加溫打破柑橘休眠，使柑橘提早進(jìn)入生長(zhǎng)，并在柑橘生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中通過(guò)調(diào)節(jié)環(huán)境因子和水肥，使柑橘整個(gè)物候期提早的一種反季節(jié)栽培技術(shù)[12]。促成栽培具有提早成熟、提前上市等優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)出來(lái)的柑橘具有皮薄、肉嫩、化渣性好、味道甜、酸度低等特點(diǎn)[13]。陳子敏等[14]的研究表明，對(duì)上野溫州蜜柑進(jìn)行加溫促成栽培可提前約40 d 開(kāi)花，果實(shí)成熟期比露地提早約4 個(gè)月，果實(shí)可溶性固形物和糖分含量隨果實(shí)成熟而上升，可滴定酸與有機(jī)酸含量隨果實(shí)成熟而下降。沈清標(biāo)等[15]的研究表明，利用地膜對(duì)溫州蜜柑進(jìn)行促成栽培，溫州蜜柑畝產(chǎn)增加10.4%，果實(shí)更大，著色更好，品質(zhì)更優(yōu)，價(jià)格更高。龔潔強(qiáng)等[16]利用鍋爐蒸汽管道散熱對(duì)宮川、早津、興津溫州蜜柑進(jìn)行促成栽培，果實(shí)能夠提早到8 月上市，果形端正，甜酸適口，品質(zhì)更好。

2.2 延遲栽培

延遲栽培是指通過(guò)溫室、大棚、覆膜等設(shè)施來(lái)避免冬季低溫凍害和雨水傷害，從而延長(zhǎng)柑橘留樹(shù)掛果的時(shí)間，使柑橘鮮果的市場(chǎng)銷(xiāo)售期拉長(zhǎng)的一種栽培技術(shù)[17]。延遲栽培具有延長(zhǎng)果品成熟、延遲采收、提高果實(shí)品質(zhì)、節(jié)省鮮果貯藏費(fèi)用、延長(zhǎng)鮮果貨架期和降低果品成本等優(yōu)勢(shì)。石學(xué)根等[18]的研究表明，溫州蜜柑通過(guò)越冬栽培，可溶性固形物含量可達(dá)12%，酸度降至0.8%，維生素C 含量先上升后逐漸穩(wěn)定，果實(shí)品質(zhì)整體提升，無(wú)需貯藏保鮮，效益明顯增加。張林等[19]對(duì)椪柑延后采摘研究發(fā)現(xiàn)，果實(shí)可溶性固形物含量先增加后降低，口感酸甜適口，化渣性好，果皮鮮亮，同期貯藏果實(shí)較酸，不宜食用。

2.3 避雨栽培

避雨栽培一般是將塑料薄膜覆蓋在樹(shù)冠的頂部，減少因雨水過(guò)多而帶來(lái)的一系列栽培問(wèn)題，是介于露地栽培和溫室栽培之間的一種集約化栽培技術(shù)[10]。避雨栽培具有提高果實(shí)品質(zhì)、降低病蟲(chóng)害的發(fā)生等優(yōu)勢(shì)[20]。黃永紅等[21]的研究表明，與露地栽培相比，避雨栽培模式下的果實(shí)果皮明亮，色澤鮮艷，光潔度高，無(wú)污物、病斑，可溶性固形物和全糖含量增加，果實(shí)品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)明顯優(yōu)于露地。肖恩等[22]對(duì)金柑進(jìn)行避雨栽培發(fā)現(xiàn)，果實(shí)裂果率明顯降低，病蟲(chóng)害減輕，農(nóng)藥用量減少，產(chǎn)量明顯提高。

3 柑橘設(shè)施栽培環(huán)境因子的變化

與露地栽培相比，設(shè)施栽培能夠改變?cè)O(shè)施內(nèi)的光照、溫度、濕度等環(huán)境因子[23]。掌握和善于運(yùn)用設(shè)施栽培條件下的環(huán)境因子變化，對(duì)設(shè)施栽培的成功實(shí)施可以起到事半功倍的效果。

3.1 溫度

溫度是柑橘生長(zhǎng)發(fā)育的重要環(huán)境因子，柑橘生長(zhǎng)發(fā)育需要有一定的溫度基礎(chǔ)。與露天栽培相比，設(shè)施栽培在一定程度上能夠起到保溫的作用。周兄洪等[24]對(duì)雙層膜大棚進(jìn)行溫度測(cè)量發(fā)現(xiàn)，晴天有陽(yáng)光的情況下，棚內(nèi)外溫差能達(dá)到27.1℃，即使是陰天也能達(dá)到14.0℃。張林等[25]對(duì)冬季連棟拱頂大棚內(nèi)外的溫度進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，與露地相比，大棚最高溫度可提高3～10℃,最低溫度可提高1～5℃，且在整個(gè)冬季棚內(nèi)的溫度不會(huì)低于0℃。石姣姣等[26]的研究表明，塑料大棚能有效提高日最低溫度，在12 月中旬至2 月溫度均處于較低水平，棚外日最低氣溫在-0.5～13.3℃，棚內(nèi)日最低氣溫在1.4～14.6℃。劉春榮等[27]的研究也有相似結(jié)果，與露天相比，單層膜最低溫度可以提高2.3℃，雙層膜可以提高3.6℃，平均溫度單層膜可以提高5.0℃。雙層膜可以提高6.2℃。張小鳳等[28]的研究表明，在防蟲(chóng)網(wǎng)覆蓋栽培下，防蟲(chóng)網(wǎng)內(nèi)外的溫度存在極顯著差異，網(wǎng)室內(nèi)的溫度始終高于網(wǎng)室外，且防蟲(chóng)網(wǎng)和不同月份之間對(duì)網(wǎng)室溫度的影響不存在交互作用。盡管大量研究表明設(shè)施栽培能夠提高設(shè)施內(nèi)的溫度，但也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)柑橘設(shè)施栽培過(guò)程存在“逆溫”現(xiàn)象。姚鋒先等[23]對(duì)簡(jiǎn)易塑料大棚內(nèi)的環(huán)境因子進(jìn)行探究發(fā)現(xiàn)，白天設(shè)施內(nèi)平均增溫4.8℃，晚上則恰好相反，內(nèi)外溫差為-1.2℃；設(shè)施內(nèi)白天升溫和夜間“逆溫”現(xiàn)象并存，且不受天氣類(lèi)型的影響。柑橘設(shè)施栽培之所以出現(xiàn)“逆溫”現(xiàn)象，黃耀壽[29]推測(cè)是因?yàn)樗芰洗笈锇滋煳仗?yáng)的短波輻射，使棚內(nèi)的土溫和氣溫不斷升高，午后進(jìn)行長(zhǎng)波輻射，散熱的比重增加。

3.2 濕度

柑橘設(shè)施栽培空氣中的濕度主要是由柑橘和土壤中的水分蒸發(fā)而來(lái)，由于設(shè)施栽培是密閉的環(huán)境，所以設(shè)施內(nèi)空氣的濕度通常要比露地栽培高[30]。鄧伯勛等[31]的研究表明，無(wú)論在何種天氣下，棚內(nèi)外的相對(duì)濕度均呈現(xiàn)V 形變化，棚內(nèi)高于棚外7%左右，且陰天高于多云，多云高于晴天。黃復(fù)瑞等[32]對(duì)大棚內(nèi)外濕度進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，1-6 月大棚內(nèi)的濕度始終比露地高，相對(duì)濕度至少提高6.0%。盛文磊[33]對(duì)興津溫州蜜柑進(jìn)行大棚晚熟栽培研究發(fā)現(xiàn)，大棚內(nèi)相對(duì)濕度平均為77.7%，露地為65.1%，大棚內(nèi)平均相對(duì)濕度較露地高出12.6%。袁高鵬[34]的研究表明，防蟲(chóng)網(wǎng)內(nèi)的相對(duì)濕度要比露地高，且晴天較雨天更高，60 目防蟲(chóng)網(wǎng)提高的相對(duì)濕度最大，為2.08%。

3.3 光照

由于設(shè)施類(lèi)型、結(jié)構(gòu)骨架、覆蓋物、棚膜老化和天氣等影響，設(shè)施內(nèi)的光照及透光率降低。鐘瑾[30]的研究表明，2014 年10 月16 日至翌年1 月底大棚內(nèi)光照度在10 400～43 100 lx，同期露地的光照度在11 000～58 000 lx，2015 年10 月16 日至翌年1 月底大棚內(nèi)大棚內(nèi)光照度在4 300～35 300 lx，同期露地的光照度在6 700～60 100 lx，光照度明顯降低。唐燕玲等[35]的研究表明，防蟲(chóng)網(wǎng)棚內(nèi)的光照度始終低于防蟲(chóng)網(wǎng)外，陰天的光照度減少最少，為33.5%，雨天的光照度減少最多，為47.9%，平均光照度較少，為39.0%。在清見(jiàn)橘橙覆膜栽培中，不同時(shí)間、不同部位的光照度不同，但均低于露地：在日出之前，由于膜頂凝結(jié)成水珠上部光合有效輻射僅為對(duì)照的50%，中部為對(duì)照的25%，日出之后，光合有效輻射上升，上部光合有效輻射僅為對(duì)照的75%，中部為對(duì)照的50%[36]。杜紅斌等[37]的研究表明，前期透光率PE12 塑料棚膜（78.40%）＞PE 塑料棚膜（76.07%）＞EVA 塑料棚膜（75.10%）＞PVC 塑料棚膜，但隨著使用年限的增加，EVA 塑料棚膜的透光率逐漸高于PE 塑料棚膜。

3.4 土壤

設(shè)施栽培條件下，由于高溫高濕、缺乏雨水淋洗、自然光入射減少及施肥技術(shù)、土壤管理水平和種植年限等，導(dǎo)致設(shè)施土壤養(yǎng)分失調(diào)、土壤鹽漬化、微生物數(shù)量變化等現(xiàn)象[38]。錢(qián)皆兵等[39]對(duì)“象山紅”塑料大棚內(nèi)外耕作層土壤進(jìn)行測(cè)量發(fā)現(xiàn)，大棚內(nèi)外的有機(jī)質(zhì)含量差異不明顯，土壤pH 略微升高,而棚內(nèi)的全鹽、氮、磷和鉀的含量則明顯升高，錢(qián)皆兵等[40]、劉善文[41]對(duì)鋼管式結(jié)構(gòu)溫室內(nèi)外的土壤理化性質(zhì)進(jìn)行研究也得出了類(lèi)似的結(jié)論。王浩[42]對(duì)塑料連棟溫室內(nèi)外的土壤微生物進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在正常的栽培管理下，溫室內(nèi)土壤內(nèi)的微生物數(shù)量顯著高于露地的微生物數(shù)量，其中細(xì)菌的數(shù)量較露地增加了70.45%，真菌的數(shù)量較露地增加了83.33%，放線菌的數(shù)量增加了57.14%。

4 柑橘設(shè)施栽培對(duì)柑橘生理的影響

由于光照、溫度、濕度等環(huán)境因素的改變，柑橘設(shè)施栽培導(dǎo)致樹(shù)體的光合作用、生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)較露地栽培有明顯的變化。

4.1 光合作用

光合作用是柑橘生長(zhǎng)發(fā)育和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵因素之一，在柑橘設(shè)施中表現(xiàn)尤為敏感。柑橘設(shè)施栽培改變了柑橘生長(zhǎng)發(fā)育的小氣候環(huán)境，進(jìn)而對(duì)柑橘的光合作用產(chǎn)生影響[34,43]。研究發(fā)現(xiàn)，設(shè)施栽培會(huì)降低柑橘的光合作用。唐玉琴[10]的研究表明，與對(duì)照露地栽培相比，不同季節(jié)避雨栽培均降低了新梢葉片的凈光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度和氣孔導(dǎo)度，全年避雨處理的凈光合速率最小，其次為1-3 月避雨栽培。范七君等[44]的研究表明，與對(duì)照相比，樹(shù)冠覆膜降低了金柑葉片的凈光合速率，在10:00、11:00 和14:00 存在顯著差異，且凈光合速率日變化呈現(xiàn)“升高→降低→升高→降低”的“雙峰型”曲線。王艷[2]的研究表明，紐荷爾臍橙葉片在露地、塑料大棚、玻璃溫室條件下光飽和點(diǎn)分別為552.5、505.0 和540.0 μmol/m2·s,相應(yīng)Pn 值分別為5.5、4.6 和5.3 μmol/m2·s，設(shè)施栽培降低了柑橘的光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)。鄧伯勛等[31]的研究表明，大棚能夠顯著提高臍橙葉片的凈光合速率，無(wú)論是多云、雨天還是晴天，棚內(nèi)的光合效率都比棚外高且時(shí)間長(zhǎng)，鄧伯勛等推測(cè)是柑橘葉片能夠在暗中固定CO2導(dǎo)致的，但這一結(jié)論未被證實(shí)，還需進(jìn)一步研究。

4.2 生長(zhǎng)發(fā)育

柑橘設(shè)施栽培改變了柑橘生長(zhǎng)原有的環(huán)境因子，進(jìn)而影響柑橘的整個(gè)物候期，以及柑橘的整體生長(zhǎng)狀態(tài)。研究表明，柑橘設(shè)施栽培會(huì)使柑橘的生長(zhǎng)發(fā)育提前，生長(zhǎng)勢(shì)變強(qiáng)。鄧伯勛等[45]的研究表明，大棚條件下，朋娜臍橙萌芽抽梢比棚外早50 d 左右,樹(shù)高平均多45.1 cm，平均冠徑大48.3 cm，葉片變大，葉綠素含量增加。王艷[2]的研究表明，設(shè)施栽培能使紐荷爾臍橙的物候期提前,但不同設(shè)施對(duì)物候期的影響不同，與露地栽培相比，塑料大棚栽培可使物候期提前1 周左右,玻璃溫室栽培可物候期提前1 個(gè)月左右,且花期可提早40 d 左右，抽梢次數(shù)分別為露地栽培的2 次、塑料大棚栽培的3 次、玻璃溫室栽培的4 次。湯狄華[46]的研究表明，網(wǎng)棚栽培下，沃柑萌芽期提前11 d，春、夏、秋梢抽發(fā)期提前5～10 d,初花期和盛花期提前4 d，生理落果期提前5 d 左右，果實(shí)的縱、橫徑增大。龔潔強(qiáng)等[16]的研究表明，溫室加溫栽培下，當(dāng)年生宮川等柑橘每株抽生的春梢、夏梢數(shù)量和長(zhǎng)度比露地栽培少，葉片面積變小，厚度降低，柑橘的生長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)?，但龔潔?qiáng)并沒(méi)有給出合理的解釋?zhuān)枰M(jìn)一步驗(yàn)證。

4.3 產(chǎn)量和品質(zhì)

柑橘設(shè)施栽培通過(guò)改變光照、溫度和濕度等環(huán)境條件，從而導(dǎo)致柑橘的產(chǎn)量和品質(zhì)發(fā)生變化。鄧伯勛[47]的研究表明，保溫大棚或加溫大棚栽培的柑橘單產(chǎn)要比露地栽培高0.6 倍左右。陳婷婷[48]的研究表明，樹(shù)冠覆膜能夠顯著提高興安蜜橘的單株掛果量和產(chǎn)量，比不覆膜可以提高43.48%；唐燕玲等[35]的研究表明，在防蟲(chóng)網(wǎng)棚設(shè)施栽培下的18 個(gè)柑橘品種中，14 個(gè)品種在防蟲(chóng)網(wǎng)棚內(nèi)表現(xiàn)低產(chǎn)甚至極低產(chǎn)，只有4 個(gè)品種能夠達(dá)到正常的產(chǎn)量。果實(shí)中糖、酸及糖酸比是重要的內(nèi)在品質(zhì)，設(shè)施栽培會(huì)提高果實(shí)固形物含量、固酸比等，從而提升柑橘的品質(zhì)。錢(qián)皆兵等[40]的研究表明，大棚內(nèi)種植的象山紅可溶性固形物含量增加了10.24%，可滴定酸度降低了5.26%，固酸比提高了16.39%，果實(shí)口感更甜。石姣姣等[26]的研究表明，大棚內(nèi)種植的塔羅科血橙可食率、出汁率、可溶性固形物含量和糖分含量顯著增加，總酸的含量降低，固酸比增加，品質(zhì)變得更好。

5 展望

柑橘設(shè)施栽培克服了自然條件對(duì)柑橘生產(chǎn)的不利影響，具有拓寬柑橘種植范圍，減輕寒潮、鳥(niǎo)等的危害，提高果實(shí)品質(zhì)，促進(jìn)果實(shí)早熟或延遲采收，延長(zhǎng)產(chǎn)品的供應(yīng)期，提高生產(chǎn)效益等優(yōu)勢(shì)。但我國(guó)柑橘設(shè)施栽培起步較晚，對(duì)柑橘設(shè)施栽培的研究還不夠深入，還有很多問(wèn)題亟須解決，針對(duì)上述情況，要做好以下工作：①加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研三大體系的技術(shù)合作，引進(jìn)和篩選出適合設(shè)施栽培的新品種，同時(shí)要加大研發(fā)力度，培育適合設(shè)施栽培的專(zhuān)用品種；②觀測(cè)不同設(shè)施條件下，適栽品種的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，探究設(shè)施條件下環(huán)境因子與適栽品種生長(zhǎng)發(fā)育、果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)之間的關(guān)系和最佳生長(zhǎng)模式，制定設(shè)施栽培條件下適栽品種的栽培管理技術(shù)規(guī)程；③調(diào)整現(xiàn)有的柑橘設(shè)施結(jié)構(gòu)，篩選研究具有透光率高、保溫性好、成本低等優(yōu)勢(shì)的覆膜材料，選用和研發(fā)先進(jìn)的環(huán)境調(diào)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)施內(nèi)光照、溫度、濕度等環(huán)境因子的自動(dòng)化調(diào)控；④加快柑橘設(shè)施栽培生產(chǎn)特色農(nóng)業(yè)機(jī)械的研發(fā)進(jìn)程，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的實(shí)用性和可操作性，逐步推廣和應(yīng)用特色農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，提高工作效率，降低用工成本；⑤加強(qiáng)與高校、省農(nóng)科院等科研院校對(duì)接，保證基層農(nóng)技人員掌握柑橘設(shè)施栽培的關(guān)鍵技術(shù)，提高柑橘生產(chǎn)者的種植技能。