設施農業(yè)是利用現(xiàn)代信息、生物、新材料等技術進行的現(xiàn)代化農業(yè)生產方式,作為一種人工干預的生產方式,蔬菜設施栽培必然會受到天氣氣候、調控措施、栽培種類等諸多因素的影響。為了探明不同地區(qū)氣候對蔬菜設施栽培的影響,在保證設施蔬菜栽培正常進行的基礎上,如何結合調控措施來降低蔬菜設施栽培成本、提高設施栽培產出率,以增強農業(yè)綜合生產力。本文以北方蔬菜為研究對象,展開冬春季節(jié)的設施栽培調控對策研究,目的在于提升北方蔬菜設施栽培綜合效益,助力北方地區(qū)現(xiàn)代化農業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。
一、冬春季節(jié)北方蔬菜設施栽培現(xiàn)狀
1、冬春季節(jié)北方蔬菜設施栽培面臨的挑戰(zhàn)
對于北方蔬菜種植而言,冬春季節(jié)是北方蔬菜設施栽培的關鍵時期,與夏秋較高的氣溫相比,在冬春比較寒冷的氣候條件下進行反季節(jié)種植,對蔬菜設施栽培帶來諸多的挑戰(zhàn)。①氣溫變化大,與南方地區(qū)相比,北方地區(qū)早晚氣溫波動較大,很容易引起蔬菜設施內外溫度差異較大,進而造成蔬菜設施栽培溫度的不穩(wěn)定,進而影響蔬菜的生長質量。②日照時間短,與夏季相比,冬春寒冷時期的日照時間相對較短,日照強度相對較弱,由于缺乏充足的光照,蔬菜生長會出現(xiàn)緩慢、營養(yǎng)不足等諸多問題,不但會影響蔬菜生產產量,而且會影響蔬菜生產質量。③病蟲害易發(fā),冬春季節(jié)晝夜溫差大、日照不足、生產設施比較密閉、農產品病蟲害防治藥物受到限制等等,都會導致冬春季節(jié)北方蔬菜設施栽培病蟲害易發(fā)的情況。由此可見,設施栽培通過人工干預為蔬菜的自然生長提供了一個“小氣候”,但是外界的氣候條件對設施蔬菜的穩(wěn)定生產和高質量生產產生了不同程度的影響,需要積極進行科學調控以應對春冬季節(jié)氣候條件帶給設施栽培蔬菜的各種挑戰(zhàn),從而最大限度地提高北方蔬菜設施栽培效益。
2、冬春季節(jié)北方蔬菜設施栽培類型的選擇
現(xiàn)階段蔬菜設施栽培的類型主要有日光溫室、塑料大棚、現(xiàn)代化溫室三種類型。①日光溫室,日光溫室是直接利用太陽能源為溫室內提高溫度的設施,即暖棚,其由傳統(tǒng)的土墻和竹木結構逐漸發(fā)展成磚混結構建造,其采用的標準為建筑結構標準,具有長達20年的使用壽命。為了更多獲取光照的時間,日光溫室通常采用坐北向南的建設方向,并采用塑料薄膜、PO塑料薄膜、復合材料和保溫被等覆蓋材料,以增加冬春寒冷季節(jié)的建筑溫度。②塑料大棚,塑料大棚是一種簡易實用的保護性設施栽培,其也是主要充分利用太陽能進行保溫和保濕,并提供適宜的光照條件,通過將大棚內的溫度和濕度保持在適宜的范圍內,從而對作物起到良好的保溫和增溫作用。從塑料大棚的結構和建造材料上分析,其建造類型主要包括竹木結構、焊接鋼結構、鍍鋅鋼管裝三種。其覆蓋材料主要包括普通膜、草被草墊、無紡布等。③現(xiàn)代化溫室,現(xiàn)代化溫室是不受自然氣候影響全天候大型可自動化調控的屋面溫室,這種溫室的結構主要是立柱、屋蓋、屋架等結構,并配置自然通風系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、補光補氣系統(tǒng)、灌溉施肥系統(tǒng)等。而在我國北方蔬菜栽培過程中主要以日光溫室為主,這也決定了設施調控的方向。
二、北方蔬菜設施栽培冬春季節(jié)調控
1、蔬菜種類調控
由于北方地區(qū)特殊的地理位置和氣候特點,北方蔬菜設施栽培應選擇耐低溫和弱光的品種,以適應冬季漫長且寒冷的生長需求,因此要進行蔬菜種類的調控,主要選擇以下幾種類型的蔬菜種類:①黃瓜,作為一種生長周期短、生長快、營養(yǎng)價值豐富的蔬菜,黃瓜要選擇早熟性強,雌花數(shù)適量,單位結實率高,株型緊湊,側枝數(shù)較少,葉片厚,葉型較小,耐弱光的品種,以獲得高產量和品質。②番茄,作為一種市場需求大、產量高、適應性強的蔬菜,番茄要選擇抗寒性強,耐弱光,早熟豐產,抗病性強的品種,以為冬季餐桌提供新鮮美味的蔬菜。③辣椒,作為一種常見的調味品蔬菜,要選擇耐寒、高產、抗病的品種,如“朝天椒”。④茄子,作為北方地區(qū)的一種大眾化蔬菜,要選擇不易徒長,不易落花,抗病蟲害的品種,以確保茄子的生產質量。⑤青菜,作為一種速生蔬菜,可以選擇耐寒性強的“上海青”品種,以促進青菜的快速高質量生長。
2、設施選址調控
北方的蔬菜設施栽培類型主要是日光溫室,即暖棚,通常情況下日光溫室的溫度在夜晚也能維持在10℃左右,而其良好的保溫效果得益于對設施選址的調控。①日光溫室要選擇一個較為避風的地方,在此基礎上進行坐北向南方向的建設。②水源、電力、交通作為蔬菜設施栽培的基礎設施,在日光溫室選址的過程中一定要充分考慮選址的通水性、通電性和通路性,以保證設施的正常運作和蔬菜的正常運輸。③設施栽培怕水澇,選地時,要注意選擇那些地勢高不積水,易于排水的地方。同時要選擇,土質松散,透氣性好,土層較深,保肥、保水性能良好的地方。除此之外,選地還需注意遠離城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、垃圾處理廠和交通干線,以確保蔬菜設施栽培綠色無污染。
3、溫度調控
溫度是蔬菜生長發(fā)育的重要因素,北方地區(qū)冬春季溫度較低,不但影響葉片的光合速率,而且延緩蔬菜的正常生長發(fā)育,因此進行溫度的科學合理調控十分重要。對于冬春茬蔬菜而言,促進生根壯秧和開花坐果是管理的重點,在管理目標下前期溫度通常要控制到26℃-30℃,而夜間最低溫度平均要保持在14℃左右,并根據(jù)蔬菜的長勢進行溫度的合理調控。而保溫、升溫的調控措施主要包括:①起壟栽培,增大土壤受熱面積;②嚴密封閉,降低熱量損失;③多層覆蓋,提高保溫效果;④點火加溫,提高室內溫度;⑤選用透光好的覆蓋材料等。通過保持、維持設施內的溫度,來打造北方蔬菜設施栽培的適宜晝夜溫差,進而降低冷凍對蔬菜生長發(fā)育的影響,從而獲得高產高效的栽培效益。
4、光照調控
光照作為蔬菜作物光合作用的關鍵驅動力,不僅直接參與能量的轉化過程,還深刻影響著設施栽培環(huán)境中的溫度與濕度調控,進而對蔬菜的生長發(fā)育及最終產量構成顯著影響。光照強度的增強往往伴隨著光合作用效率的提升,然而,不同蔬菜種類對光照強度的需求存在顯著異質性。以番茄為例,其光飽和點介于60-70klux之間,表現(xiàn)出全光性作物的特性;而黃瓜的光飽和點則相對較低,約為30-45klux,屬于中強性作物范疇。因此,針對光照條件的精準調控,對于確保蔬菜作物的健康生長與高產至關重要。①可通過優(yōu)化溫室結構設計,如增大采光面積、合理設置屋頂傾角等,以最大限度地延長作物的受光時間。②選用具有高透光率的PO新型棚膜材料,能夠顯著提升溫室內的光照水平。此外,對溫室內的蔬菜作物進行合理布局,避免行間遮陰現(xiàn)象,也是提高光能利用率的有效途徑。③針對光照不足時段,強化人工補光措施,不僅能促進蔬菜作物的正常生長發(fā)育,還能增強其抵御病害的能力。
5、 濕度調控
加濕作為一種高效的溫室內部濕度調控策略,在北方地區(qū)冬季的干燥氣候條件下尤為重要。通過加濕措施,能夠顯著提升溫室內部空氣的濕度水平,進而為作物提供更為適宜的生長環(huán)境,確保其正常生長發(fā)育。值得注意的是,濕度的調節(jié)需緊密結合作物的實際需求進行科學化管理,基本原則是維持土壤適度濕潤而避免過濕狀態(tài)。過高的濕度不僅會抑制蔬菜的呼吸作用,還可能成為病害滋生的溫床,因此,通常將濕度控制在30%-85%的適宜范圍內。針對北方冬春季日光溫室特有的氣候特征,即白天受太陽輻射影響溫度升高而濕度下降,夜晚則因輻射減弱溫度降低而濕度上升,需采取一系列合理的調控措施以平衡晝夜間的溫濕度變化。具體措施包括:①實施通風換氣策略,在確保溫室溫度不受顯著影響的前提下,適當增加通風時間和量,一般持續(xù)時間控制在20min以內,隨后迅速關閉風口以提升室內溫度;②精細管理灌溉,科學控制灌溉水量及間隔,以維持土壤濕度的穩(wěn)定狀態(tài),同時推薦采用膜下溝灌或滴灌等節(jié)水灌溉方式,有效減少室內濕度的上升;③推廣高畦地膜覆蓋栽培技術,該方法能有效將土壤蒸發(fā)的水分控制在地膜內部,從而在降低溫室整體濕度的同時,確保土壤保持濕潤狀態(tài)。
6、 水肥管理
在設施蔬菜種植中,由于獨特的設施環(huán)境與土壤條件,蔬菜作物對水分與肥料的響應顯得尤為敏感。特別是在北方冬春季的設施栽培實踐中,精準的水肥管理策略成為保障蔬菜生長與產量的關鍵。①澆水策略需嚴格遵循“小水勤澆,陰天雪天不澆水”的原則。這一原則旨在通過細水長流的方式,既滿足蔬菜生長的基本水分需求,又避免因過度灌溉導致的土壤濕度過大及病害滋生。特別是在蹲苗期,應嚴格控制灌水量,以減緩苗期的生長速度,有效預防菜苗徒長現(xiàn)象的發(fā)生。相反,在結果期,應密切關注溫度變化,選擇適宜時段(如10:00-15:00時)進行灌溉與追肥,此舉措有助于促進蔬菜生長,加速土壤養(yǎng)分的吸收與利用。②肥料施用方面,強調有機肥與中微肥的合理搭配。通過雞糞、秸稈堆肥等有機肥的混合使用,不僅能有效改善土壤結構,提升土壤肥力,還能為蔬菜生長提供持續(xù)的營養(yǎng)支持,進而提高蔬菜的整體生產力。同時,針對蔬菜對鈣、硼、鎂等中微量元素的需求,適時補充中微肥,有助于實現(xiàn)營養(yǎng)均衡,促進蔬菜品質與產量的雙重提升。值得注意的是,在冬季低溫條件下,應避免將稀土微肥直接施入土壤,以防其活性降低或造成土壤污染。③在追肥方式上,倡導采用少量多次、水肥一體化的科學方法。這一方法不僅提高了肥料利用率,減少了養(yǎng)分流失,還減輕了因一次性施肥過多可能對作物造成的傷害。特別是在蔬菜進入盛果期后,通過適時追加氮肥、鉀肥等關鍵養(yǎng)分,能夠顯著提升蔬菜的色澤、口感及營養(yǎng)價值,滿足市場對高品質蔬菜的需求。
7、病蟲害防治
在冬春季節(jié),由于土壤濕度顯著增加與低溫寡照的環(huán)境特點,設施蔬菜極易遭受多種病蟲害的侵襲。為有效緩解這一季節(jié)蔬菜生產的病蟲害壓力,確保蔬菜生產安全及“菜籃子”的穩(wěn)定供給,亟需加強對病蟲害防治策略的精細化調控。
①深入理解并識別,冬春季節(jié)北方蔬菜設施栽培過程中面臨的主要病蟲害種類至關重要。這些病害包括霜霉病、晚疫病、灰霉病、葉霉病為代表的為真菌類病害。通過精確診斷病癥,能夠實現(xiàn)對癥下藥,提高防治的針對性和有效性。②實施“提前預防、綜合防治”的策略是減輕病蟲害危害的關鍵。具體而言,可通過采取一系列農業(yè)防治措施,如適當降低棚內濕度、合理施肥以平衡營養(yǎng)、科學調控溫度等,構建不利于病蟲害發(fā)生的環(huán)境條件,從而實現(xiàn)病蟲害的有效預防。此外,利用性誘捕殺、燈光誘殺、糖醋液誘殺等生物及物理手段,不僅能夠直接控制害蟲數(shù)量,還能顯著提升蔬菜生產的綠色安全性,減少化學農藥的使用。③免疫誘抗技術的引入也為病蟲害防治提供了新的思路,通過激活植物自身的免疫機制,降低病害發(fā)生的程度和頻率。在必要時,科學合理地使用農藥,如選用45%百菌清煙霧劑在傍晚閉棚后進行熏蒸處理,以有效控制霜霉病等特定病害,也是不可或缺的防治措施之一。
三、北方蔬菜設施栽培冬春季節(jié)調控對策
1、選擇適應能力強的蔬菜種類
適合北方蔬菜設施栽培的品種需要耐弱光、耐低溫、抗逆性強,以適應冬春季節(jié)光照不足、低溫的現(xiàn)實需求。在選擇適應能力強的蔬菜種類的同時,要強化新蔬菜品種的培育,通過培育新品種,來擴大冬春季節(jié)蔬菜設施栽培的可選擇范圍,并通過選擇培育優(yōu)良新品種來實現(xiàn)對優(yōu)良調控措施的配套,進而助力蔬菜生產的健康可持續(xù)發(fā)展。
2、做好蔬菜設施檢查維護工作
日光溫室作為北方蔬菜冬春季節(jié)栽培的重要設施,營造良好的種植環(huán)境對蔬菜栽培是十分重要的,因此要強化對日光溫室的維護,以確保設施功能的有效持續(xù)發(fā)揮。①要強化對溫室主體設施的維護,其中土墻日光溫室的主體要每年進行維護,磚墻日光溫室的主體要定期檢查,并對溫室內電路設施、灌溉設施等進行檢修和維護。②溫室棚膜的維護,塑料棚膜在使用的過程中難免會出現(xiàn)老舊、損壞的現(xiàn)象,需要進行及時清理、維修和更換,以有效避免采光不足、保溫不強等問題,建議使用高透光、高保溫、無滴、耐用的多功能塑料膜,如PVC薄膜。③保溫被及設施的維護,選擇防水性較好的保溫材料,并定期進行維修和更換,以起到良好的保溫效果。
3、落實蔬菜設施關鍵農藝措施
在蔬菜設施栽培的過程中,種植管理、水肥調控及病蟲害防治等關鍵環(huán)節(jié)緊密相連,其技術實施的質量高低,直接關乎栽培體系的整體調控效能。因此,強化并精準實施這些關鍵的農藝技術,成為提升設施栽培效果的重中之重。具體而言,植株調整作為其中一項核心技術,尤其是在越冬季節(jié)的蔬菜栽培中顯得尤為關鍵。由于此期間環(huán)境溫度波動較大,易導致蔬菜地上部分與地下根系生長失衡,進而引發(fā)根系早衰及生長活力衰退等問題。為解決這一問題,需實施精細化的植株管理措施,如通過整枝、落蔓等操作優(yōu)化植株結構,適時疏除部分果實以減輕負載,同時摘除老化、病弱葉片的果實,從而確保植株健康生長,提升栽培品質。另一方面,?;ū9夹g也是實現(xiàn)蔬菜設施栽培高產高效的重要手段。在低溫季節(jié),自然授粉條件受限,往往需借助人工授粉如點花、蘸花等方式進行干預,以確?;ǘ涑晒κ诜?、果實正常發(fā)育。這一技術的應用,對于提高低溫季節(jié)蔬菜的坐果率及果實品質具有顯著效果,是設施栽培管理中不可或缺的一環(huán)。
綜上所述,本研究從蔬菜種類選擇、設施檢查維護、生產環(huán)境調控及關鍵農藝措施等四個維度,為北方冬春季節(jié)設施蔬菜的高效栽培提供了全面的策略建議,期望能夠為相關領域的生產實踐提供有價值的參考。
(作者單位:251100山東省德州市齊河縣焦廟鎮(zhèn)人民政府)