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几乎“0”农药,虫害减少超75%,它是最具有开发潜力与前景的技术之一

这种技术在严格控制好隔离和消毒的情况下,发生的病虫害较少,几乎可做到“0”农药栽培。

气雾栽培,是将植物根系置于黑墙和无基质的气雾环境中,通过雾化的水气满足植物根系对水肥需求的一种新型无土栽培方式,这种环境下的氧气、水分充足,植物根系有自由伸展的空间,能充分发挥植物的生长潜能,因此是目前园艺生产上最具有开发潜力与前景的技术之一。此外,气雾栽培可实现一次建设、多年使用,具有管理方便、节本高效、作物生长期短、有效控制土传病害的特点。蜜玉甜瓜从日本引进,是目前国内甚至国际市场上畅销的高级甜瓜之一。其植株耐病力强,较一般品种早熟,产量高。果呈高球形,果皮淡白色,肉极厚,子室小,果肉细嫩多汁,入口即化,风味鲜美。

梅州市农林科学院蔬菜研究所联合梅州市怡心莲生态农业有限公司开展了蜜玉甜瓜气雾栽培高效模式的研究与探索,目标是实现气雾栽培种植管理的简单化和智能化,将蜜玉甜瓜各生长阶段的种植管理经验总结起来,形成种植管理的标准化规范化,最终迭代到农业数字化系统中,成为可复制的智能化应用系统,实现工厂化周年生产及农业种植的“一键操作”。在近5年的实践中,蜜玉甜瓜气雾栽培高效模式取得了较好的效果,是一项具有较大研究价值和发展潜力的生产技术

1 基本结构

1.1 温室结构性能

单体、连栋温室采光性能好,能保证整个棚内采光均匀,适于蜜玉甜瓜的气雾栽培模式。棚架采用钢结构支撑,坚固耐用;棚内土地利用率高,方便操作;棚膜使用聚氯乙烯材质,透光率高;配备卷帘风机和卷膜器,方便透气及调节温室内的温度和湿度。

1.2 栽培槽设置

南北铺设长方体栽培槽,外框用砖等材料砌成,内部挖成“U”字形沟,沟宽60 cm、深40 cm,长度根据温室长度灵活掌握。沟内用黑色土工复合膜铺设,底部设有集水孔,采集多余的水分使水分回流到营养液池中。栽培槽上架设种植板,采用聚苯乙烯板材(泡沫板),上开种植孔,将甜瓜的根用海绵固定在塑料筐中后放入种植孔,要求有良好的密封性。

 气雾栽培槽

1.3 营养液循环系统

①营养液池  

营养液池的大小根据栽培面积而定,一般667 m²地块配套10 m³左右。地下深度在1~2 m,上有池盖,以保证营养液的环境稳定。如面积较小,可使用简易塑料桶存放,优点是性质稳定、节省人工成本、方便移动,如所需的营养液量较大,就需用砖砌水泥营养液池,在池内部铺设专用的土工复合膜防漏。营养液池需定期清洗,回流的营养液管口使用过滤器,并安装400目筛网,截留营养液中的杂质,以保证营养液池的洁净。营养液池里安装增压水泵,将营养液抽起送入总供液管道,再分出分支,分别通入每个独立的栽培槽。

②母液   

备7个母液桶,母液以钙、钾、磷、镁、螯合铁、钼、硼、锌、锰、铜等元素化合物配制而成,根据蜜玉甜瓜不同生长期对养分的需求进行雾化喷淋。

1.4 甜瓜栽培数字化系统

甜瓜栽培数字化系统由光照传感器、紫外线传感器、二氧化碳传感器、氮磷钾传感器、pH值传感器、温湿度传感器、电导率传感器、摄像头、无感采集终端、智能控制终端、智能水肥化设备、显示屏等组成,进行科学的参数设定与植物专家模式的建立应用,通过系统操作,大棚里的灯光、温度、喷雾、卷膜、通风等都可根据需要自动调节。通过显示屏实时监测,坐在办公室就可“一键”完成种植大棚的自动化运转。系统需由专业技术人员进行安装,且智能控制管理系统的整套设备需安装在阴凉通风干燥的环境中,可专门设置房间安置。

2 栽前处理

栽前处理包括设备消毒和雾培室药剂消毒。雾培室定植前用硫磺和1%福尔马林熏蒸。

3 育苗

3.1 育苗时间

现代化温室气雾栽培蜜玉甜瓜,栽培时期上不受气候影响,没有时间规定,一年四季皆可育苗。

气雾栽培蜜玉甜瓜育苗

3.2 种子催芽

将蜜玉甜瓜种子用适宜的温水清洗10 s,捞起后放入30℃左右的温水中浸泡3 h,用水量为种子量的5倍左右,之后捞出。用高温消毒后拧干的温热毛巾将浸泡好、沥干水分的种子平摊包好,装入干净塑料袋催芽,一般36 h内出芽。

3.3 温室育苗

种子出芽后植入定植棉中,放到育苗槽,采用根系精准喷雾。在真叶未出之前,同时采用叶面手动喷雾,保持种子面湿润。甜瓜为喜温耐热的作物,生长适温为25~28℃,在35~40℃高温强日照条件下,仍能生长良好,当温度低于14℃时,生长发育受抑制,苗会徒长。温室温度需保持恒温25~30℃。

4 气雾栽培期管理

4.1 光照和温度管理

定植第1天,在夏季光照太强的情况下,为防幼苗失水萎蔫,应适当遮荫,第2天至第3天早晚见光,中午前后遮荫,第4天新根长出后可延长阳光照射时间,有利缓苗。春秋季光照不强则不需遮荫。甜瓜为喜光作物,晴天多、阳光充足时,植株生长健壮、茎粗叶肥、节间短、病害少,果实品质好;阴天多、光照不足时,茎叶细长弱、叶片薄,同化作用弱,糖分积累少,果实品质较差。雾培期春秋冬3季较为适宜的室温为25~26℃,夏季25~35℃。

4.2 吊蔓整枝

气雾栽培蜜玉甜瓜采用直立式单蔓整枝的方法。用尼龙绳将主蔓吊起,引蔓上升。每株除主蔓外,在7~8节位留1条健壮子蔓,防止生长过旺。其他侧枝应及时抹掉。待果实鸡蛋大小后剪除子蔓。

4.3 人工辅助授粉

为提高坐果率和在理想节位坐果留瓜,应进行人工辅助授粉。春秋冬3季整天都可进行人工授粉,夏季选晴天5:00~8:00或17:00后,用0.1%氯吡脲可溶性液剂350倍+25 g/L咯菌腈(适乐时)悬浮剂1 000倍混合液均匀喷雾瓜胎或直接浸瓜胎,处理时温度越高使用浓度越低,温度越低使用浓度越高。注意授粉节位在10~14节,果实大、发育饱满、品质好;15节以上结的瓜成型后不是圆形,形状外观不好看、商品性不高。

4.4 留果

结果枝上的瓜坐稳后5~10天,每株可选留1~2个生长良好、果形端正的瓜,其他的摘除。将瓜用塑料网兜托起,缠吊牢固,防止坠落。

4.5 采收

采收前7~10天,在不造成植株萎蔫的情况下,尽量减少水分的供应,以保证果实糖分的积累和提高耐贮运性,减少裂果。蜜玉甜瓜开花后40天左右成熟,采收过早,甜瓜糖度和产量达不到标准;采收过晚,瓜表面开裂,果肉会出现腐味。成熟瓜的标准是瓜梗附近茸毛脱落、皮靠果柄部位颜色偏白,果脐变软,并可闻到释放出的芳香气味。采收时间一般以清晨为宜,采收后在室温下放置2~3天后为最佳食用期,口感最好,之后糖度逐渐下降。

5 营养液管理

5.1 配方管理

蜜玉甜瓜整个生长期均采用以下营养液配方(园试通用配方为基础):以每1 L水的量计算,加入硝酸钙945 mg、硝酸钾809 mg、磷酸二氢铵153 mg、硫酸镁493 mg、螯合铁45 mg、钼硼4 mg、锌锰铜4 mg。由增压水泵供给营养液,使用数字化系统控制营养液的供给。

5.2 酸碱度管理

蜜玉甜瓜营养液较适宜的pH值为6.0~6.5,在这个范围内营养液中各种营养成分有效性较高。

5.3 电导率管理

蜜玉甜瓜苗期营养液EC值在1.5 mS/cm,定植至授粉期营养液EC值为2.0 mS/cm,授粉后甜瓜吸收营养液和矿质元素的量均急剧增加,营养液的EC值应提高到2.6 mS/cm。循环系统的营养液需定期测定电导率,并注意调整补充到设定的浓度。

5.4 温度管理

主要是控制营养液的温度。稳定的营养液温度可减弱气温对甜瓜造成的不良影响,保证根系的呼吸和对养分的吸收。气雾栽培蜜玉甜瓜适宜的液温为23~26℃。

5.5 供液间隔管理

幼苗定植初期间隔300 s喷雾45 s,连续喷1周;之后间隔400 s喷雾45 s。

5.6 营养液的补充与更换

循环利用的营养液在使用一段时间后,分析各营养成分,如数字化系统提示更换,则需要重新配制营养液,并全部更换新营养液。

6 保障措施

6.1 水电

气雾栽培设施必须保障用电,因2 h内无法喷雾,植株将严重受损甚至死亡。气雾栽培的水质要求比一般农田灌溉水的要求高,可低于饮用水水质要求,安装反渗透水处理设备,以免堵塞喷头。

6.2 隔离

内部人员进入大棚进行生产操作时,需换上工作服和专用鞋;外来人员入内参观时需换上专用鞋或鞋套,并立即关上棚门。

6.3 消毒

定期对基地进行环境消毒,对工作服和专用鞋进行清洗消毒,购置新鞋套备用。计划种植前,需对大棚内的空间及栽培槽、种植板进行消毒。定期检查管带、喷头等,定期对大棚玻璃、防虫网等进行清洗,以免影响光照。

7 病虫害防治

气雾栽培方式采用水泥铺设人工过道,栽培槽底部铺土工复合膜隔离,利用智能化系统实现各项因子的全面可控化生产,在严格控制好隔离和消毒的情况下,发生的病虫害较少,几乎可做到“0”农药栽培。如有病虫害发生,应及时处理。

病害主要有白粉病、霜霉病、枯萎病、角斑病等。白粉病可用70%甲基硫菌灵(甲基托布津)可湿性粉剂1 500倍液或43%氟菌·肟菌酯(露娜森)悬浮剂1 000倍液防治,共喷2~3次;霜霉病可用72.2%霜霉威盐酸盐(普力克)水剂800倍液防治;枯萎病可用75%百菌清可湿性粉剂和70%代森锰锌可湿性粉剂1∶1等量混合剂600倍液喷雾或用98%噁霉灵可溶性粉剂2 000倍液淋根防治,伸蔓期1次、果实膨大期2次;细菌性角斑病可用20%噻菌铜悬浮剂800倍液防治。

虫害主要有蚜虫、斑潜蝇、白粉虱等。蚜虫可用10%吡虫啉可湿性粉剂2 000倍液或3%啶虫脒乳油1 000~1 500倍液喷雾防治;斑潜蝇可用50%潜蝇灵可湿性粉剂2 000~3 000倍液喷雾防治;白粉虱可用25%噻嗪酮(扑虱灵)可湿性粉剂1 500~2 000倍液喷雾防治。也可用黄板诱杀,挂在行间,高出植株顶部15~20 cm,每667 m²悬挂30~40块,对白粉虱或斑潜蝇诱杀效果很好。

8 小

综上所述,使用蜜玉甜瓜气雾栽培高效模式,实现了立体式垂直化栽培,大幅提高了生产质量与水平,缩短了蜜玉甜瓜的生产周期,提高了水分利用率,减少了75%以上的虫害,大大降低农资成本和电能消耗量,有效控制了对环境的污染。同时,相比基质栽培,无土壤连作障碍,无天气灾害,无农残,也无重金属污染,保证了蜜玉甜瓜品质安全和清洁卫生,口感脆嫩爽口,能达到国家标准。最重要的是这种模式可轻松进行管理与操作,降低了人力需求,是一种适合城区发展的新型农业生产模式,是实现城市可持续发展与新鲜蔬果完整供应链的重要技术支撑。

原标题:《蜜玉甜瓜气雾栽培高效模式研究》

作者介绍

基金项目:2023年梅州市科技计划项目(2023A0304023)

张立舒,梅州市农林科学院蔬菜研究所,广东省梅州市梅江区富奇路151号,514071

叶希,张贺云,刘国辉,梅州市农林科学院蔬菜研究所

甘森玲,梅州市怡心莲生态农业有限公司

张雄基,通讯作者,梅州市农林科学院蔬菜研究所,广东省梅州市梅江区富奇路151号,514071

信息节选自《长江蔬菜》2024年3月上

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