设施果树研究进展综述

设施果树研究进展综述设施果树研究进展综述 1 引言引言 果树设施栽培作为露地自然栽培的特殊形式 主要是利用温室 塑料大棚 或其他农业工程设施 改变或控制果树生长发育的环境条件 达到果品生产的 目标 1 果树设施栽培能够使果树生长免受自然灾害影响 通过合理调节果树 的生长成熟周期 可实现果实提前或延后成熟或一年多次结果来延长市场供应 期 果树设施栽培还有助于不断扩增果树的种植区域 近些年随着人们生活水 平的提高 对水果需求量逐步增大 果品淡季供应经济效益提高 另外果树矮 化密植栽培技术的推广 园艺物资材料的改进 工业高技术所致的环境控制自 动化以及生物技术的广泛应用等也为果树设施栽培提供了技术保障 2 社会需 求增大 技术保障逐渐完善使得设施果树产业迅速发展 已成为果树生产中的 高效产业之一 2 国内外设施果树栽培的现状国内外设施果树栽培的现状 随着现代化农业的发展 世界各国农业已由传统生产方式转向设施栽培 现已形成设施制造 生产资料 环境控制为一体的多功能体系 在设施果树栽 培中 以葡萄最多 其次是桃 樱桃 李子 杏 无花果等 4 在草本植物中 草莓种植最多 2 1 国外设施果树栽培现状国外设施果树栽培现状 5 发达国家设施栽培具有发展早 起点高 应用广泛等特点 现在日本 荷 兰 澳大利亚 新西兰和以色列等国家处于领先位置 日本在设施果树栽培设 备 技术及种植规模等方面走在世界最前列 拥有世界上最先进的设施栽培 温室配套和综合环境调控技术 具有面积大 已达 9000 公顷 设施栽培和果 树种类多等特点 近几年日本果树设施栽培面积发展较快 每年以 10 的速度 增长 果树设施栽培面积已占其果树生产面积的 60 6 而且在技术方面也在 不断改进和完善 2010 年 日本投入使用 50 座管架塑料温室 已形成一个 植物工厂 这种轻型管架温室具有用材省 拆卸方便 有利于解决土壤连作 障碍等特点 在荷兰和以色列两国 设施栽培面积均较大 但在果树方面则应 用相对较少 荷兰主要应用在花卉和蔬菜等方面 其产品出口量均居世界第一 以色列目前温室面积大约有 5000 公顷 主要集中在花卉和果蔬生产等方面 2 2 国内设施果树栽培现状国内设施果树栽培现状 相对于国外 我国果树设施栽培起步较晚 总体上可分为三个时期 第一 时期为 20 世纪 50 80 年代 主要集中在东北 华北等地 第二时期是 20 世纪 80 年代至 21 世纪初 为快速发展时期 果树设施栽培技术不断得到改进 栽 培体系逐步完善 第三时期是 21 世纪初至现今 为稳步发展阶段 截至 2015 年 全国已有果树设施栽培面积 67000hm2 不含草莓 年产量 2020kt 中国 果树设施生产的地域范围较广 北方各省市均有果树设施栽培 但种植区域较 为分散 规模化生产程度远低于蔬菜和花卉 现在全国已经形成了山东 辽宁 河北 宁夏等 4 个较为集中的果树设施生产基地 目前 山东省果树设施面积 达 24000hm2 左右 已逐步形成规模化生产 区域优势明显 1 设施栽培果树种 类达到 35 种 其中常绿果树 23 种 落叶果树 12 种 设施栽培最多的为草莓 葡萄 桃 杏 樱桃和柑橘等 7 随着大田试验及大规模的推广和应用 山东 省果树设施栽培涉及的树种 品种较多 技术起点较高 已成为全国果树设施 栽培的中心 8 此外 安徽 北京 陕西 山西 河南等地亦有较大面积的设 施果树生产 1 我国设施栽培的技术日趋完善 草莓 葡萄 桃 李 杏 中国樱桃等树 种设施栽培技术已经达到露天栽培的技术水平 草莓的周年生产 葡萄 桃 杏 李 中国樱桃的 四当 生产 当年定植 当年促花 当年扣棚 当年丰 产 葡萄的一栽多年制 西洋樱桃的大树丰产等技术已普遍推广应用 基质 栽培 起垄限根 预备苗培养 人工破眠 逆境增糖 二氧化碳 CO2 施肥等 果树设施生产特有的工程技术体系逐步完善和应用 设施果树栽培的成功率得 到了保证 设施果品的质量进一步提高 通过不断加大地下投入 多种技术措 施组装配套使用等措施 使得高产典型层出不穷 如山东农业大学在诸城市郭 家屯镇实施的油桃日光温室栽培 创造了连续 5 年每 666 7m2 产量达 5719kg 的世界记录 1 3 中国设施果树栽培模式与设施类型中国设施果树栽培模式与设施类型 3 1 设施果树栽培模式设施果树栽培模式 设施果树栽培方式有促成早熟栽培 延迟晚熟栽培 避雨保护栽培 简易 保护栽培等 其中 促成早熟栽培又分为冬促成早熟栽培和春促成早熟栽培 延迟晚熟栽培也分为秋延迟晚熟栽培和冬延迟晚熟栽培 目前生产上常以促成 早熟栽培为主 延迟晚熟栽培为辅 果树的促成早熟栽培以提早成熟 提前上市为目的 是我国果树设施栽培 的主流 保证了早春 初夏果品淡季鲜果的供应 如北京地区现设施果树栽培 全部为促成栽培 果树的促成栽培 应在果树的需冷量得到满足后进行升温 为了提前满足果树需冷量的要求 可对果树采取反保温措施 果树的延迟晚熟栽培可以延长果品成熟期 既能生产出高品质果品 又可 省去鲜果贮藏费用 提高鲜果货架期和降低果品成本 获得较高的市场差价 延迟栽培一般用于果实贮藏性较差 优良晚熟和极晚熟品种 3 2 设施类型设施类型 9 在我国果树设施栽培中 设施类型以日光温室为主 避雨棚和塑料拱棚次 之 华南地区 华东地区多选择塑料大棚 塑料小拱棚及荫棚 冬季寒冷的西 北 华北和东北地区可选择可加温的塑料大棚和日光温室 西南地区适用塑料 小拱棚 华中地区多以避雨设施为主 果树设施栽培应根据各地气候特点 栽 培品种及栽培模式的不同 选择适宜的设施类型 目前设施类型主要可分为以 下两大类 1 简易设施 浮面覆盖 以通气 透光 轻巧的材料直接覆盖在植株上 达到防寒 防 霜 防风 防鸟的目的 覆盖材料有以聚乙烯醇 聚乙烯纤维 聚丙烯 聚酯 为主要材料的不织布 以及维尼纶寒冷纱 聚酯寒冷纱 孔网等 目前 国外 应用较多的是不织布 是继塑料薄膜之后在农业上推广应用的又一新型覆盖材 料 它具有节能保温 防霜防冻 防膜结露 防湿防病 遮阳调光 防虫防鸟 防雨防旱 防止杂草等作用 因此 利用不织布进行覆盖栽培 果树可以提高 品质增加产量 减少病虫害的发生 防雨棚 在果树的上部搭设天棚 起到避雨 降温 防病作用 以达到改 善品质 增加产量 防止水土和养分流失的目的 华中华南地区 如湖北省应 用较多 2 高级设施 如薄膜大棚 塑料日光温室和玻璃日光温室等 它们是果树设施栽培的主 要形式 成本较高 设施可分为加温和不加温两种类型 东北 西北 华北以 及华东冬季寒冷地区需设置加温装置 为减少夜间热量损失 提高促成效果 大棚和温室的薄膜或玻璃上常需要覆盖保温材料 传统的做法是用 3 5 cm 厚 的草苫覆盖 但浪费劳动力 目前 许多地方借鉴国外经验 利用带反光膜的 保温被 可实现自动卷帘 保温效果好 且省力省工 双层膜覆盖也大大降低 了整个系统的热传导系数 提高热效率 特别是外层膜的内表面 有水滴凝结 时 水滴可调节棚内气温 减小温度波动 近年来 一些新型复合材料不断问 世 不仅保温效果好 使用也更为方便 4 设施环境调控技术设施环境调控技术 设施内环境的有效调控是果树设施栽培安全 高效生产的关键因素 设施 环境调控主要指对设施内光照环境 温湿度环境 气质环境主要指对 CO2浓度 的调控等 4 1 光照调控光照调控 植物生长需要依靠光合作用产生的能量来完成 由于覆盖物对光的吸收和 反射 塑料膜内面凝结水滴或尘埃的影响 致使设施内覆盖材料透光率仅有 50 60 10 长期下去 树体的正常生长会受到抑制 增加棚内光强 首先可 以采用南北延长建棚 构建合理的温室结构 覆盖材料应选择透光率比较好的 棚膜 地膜也应该采用反光材料 强化光强 同时还应该选择适宜的树形 使 树体合理充分利用光强 4 2 温度调控温度调控 温度对设施果树栽培的重要性主要表现在三个方面 一是温度会影响设施 果树芽的休眠 二是温度对果树的营养生长也有影响 温度过高还可能导致裂 果 落果 同时温度也是控制枝梢生长的决定因素 三是温度还对果树的生殖 生长有影响 如花期的长短 坐果率的高低等都与温度有密切的关系 大棚内 昼夜温差大 应根据树种和品种要求及温度变化的规律进行调控 设施果树主 要有萌芽开花期和果实发育膨大期两个温度敏感期 期间要控制好棚内温度 冬季增温多采用覆盖地膜 炉火加热 熏烟等方式 夏季降温多采用揭帘 通 风 遮阳等方式 4 3 湿度调控湿度调控 果树的生长发育 不仅要求有一定的土壤湿度 还要有适宜的空气湿度 设施栽培果树在不同发育时期对空气相对湿度要求不同 开花坐果期要求湿度 为 50 60 其他时间应该在 80 以下 在生产过程中 一是要根据果树种 类和品种的需水规律合理浇水 降低土壤湿度 二是适当增加放风量和放风时 间 冬天应减少通风 以保温为主 春季则要加大通风量 三是地膜覆盖是降 低空气湿度的有效方法 既可减少水分蒸发 又可以提高地温 防止土壤板结 4 4 CO2调控调控 CO2是植物光合作用的生产原料 对果树的生长发育 产量构成起着重要 作用 一天之内棚室内 CO2浓度变化较大 日出前很高 上午 9 时开始急剧下 降 下午 4 时开始回升 8 光合作用最强时 CO2浓度也下降到最低 只相当于 自然条件下 CO2浓度的 1 5 果树叶片处于 饥饿状态 若此时增加 CO2含量 会有利于果实生长 花芽分化以及果树的生长发育 最好是在日出后半个小时 开始施入 CO2 浓度多以 0 1 1000 毫克 升 为标准 可通过增加有机肥料 追施 CO2气肥 通风换气和化学反应的方法来达到目的 5 我国设施果树产业存在的问题我国设施果树产业存在的问题 尽管我国果树设施栽培技术在近几年得到了迅速发展 但栽培技术 相关 配套技术 设施材料供给等还很不成熟 在设施果树基础理论和生长发育规律 研究 环境智能控制 优质高效生产标准化技术体系等方面还存在许多问题 如缺乏设施栽培专用品种资源 品种筛选主要从现有产品中选择 盲目性大 果树设施结构无针对性 目前大多数果树设施仍旧沿用蔬菜设施结构 以日光 温室和塑料大棚为主 这些设施虽然结构简单 成本低 投资少 保温性能好 等优点 但也存在空间利用率低 光照不良 分布不均 操作费不便等问题 因此 必须研究开发适合中国光热资源特点 适合果树生产的设施结构 另外 设施生产的果品存在果实内在品质下降 可溶性固形物含量低 风味偏淡 耐 贮性下降等问题 果树熟期调控技术没有实质性突破 限制了设施果树栽培产 业的进一步发展 设施内环境调控技术落后 缺乏机械化 自动化 智能化调 控设备 生产配套工程化技术体系薄弱 配套设备不足也影响了设施果树栽培 产业的发展 此外我国多数地区的果树栽培多为一家一户分散经营 市场调研 与开拓力度不够 很多果农由于市场信息不畅 往往任由商贩压价 导致果品 价格低 效益差 从而不同程度地制约了果树设施栽培的发展 由于经营规模 小 发展空间和余地小 劳动生产率低 规模化 产业化水平更低 小农经济 的生产和经营与日益发展的市场经济矛盾越来越突出 6 结语结语 从总的方面看 虽然中国的设施果树生产发展迅速 但在设施果树基础理 论和生长发育规律研究 环境智能控制 优质高效生产标准化技术体系等方面 还存在许多问题 所以要根据具体情况 作更深入的研究与实践 结合实际 科学规划 有序发展 促进这一高效产业的健康可持续发展 随着经济不断发展 无公害绿色果品和淡季果品供应需求愈来愈强烈 这 必然会促使果树设施化栽培不断地向前发展 未来我国果树设施栽培要在选育 适合设施栽培的品种 加强设施果树树体综合管理模式 病虫防治 设施条件 下果树生长发育的规律 生理生化变化规律 营养分配规律 内源激素的动态 变化规律研究 智能化设施结构技术的研究与开发 区域化栽培模式和生产模 式开发等方面进行深入研究 为设施果树栽培产业的高效健康发展奠定坚实的 基础 参考文献 参考文献 1 高东升 中国设施果树栽培的现状与发展趋势 J 落叶果树 2016 48 1 01 04 2 李宪利 高东升 夏宁 果树设施栽培的原理与技术研究 J 山东农业大学学报 1996 27 2 227 231 3 宋仁平 毛永民 申莲英等 果树设施栽培研究进展 J 河北农业大学学报 2003 5 26 79 82 4 安国民 徐世艳 赵化春 国外设施农业现状与发展趋势 J 现代化农业 2004 12 34 36 5 吴金山 高豪杰