设施葡萄促早栽培光照调控技术.doc

设施葡萄促早栽培光照调控技术设施葡萄促早栽培光照调控技术王海波,王孝娣,王宝亮,魏长存,刘凤之(中国农业科学院果树研究所/农业部果树种质资源重点开放实验室,辽宁兴城125100)摘要:本文针对设施葡萄促早栽培中存在的光照强度弱,光照时数短,光照分布不均匀,光质差和紫外线含量低等一系列问题,提出并详细阐述了改善设施葡萄促早栽培光照条件的技术措施,主要包括选择冬春季自然光照资源丰富的地区建园充分利用自然光照资源,建造采光合理的设施并采用透光性能良好的覆盖材料且经常清扫,恰当进行环境调控延长光照时间增加光照强度改善光质,采用合理的栽培技术措施改善光照和选用耐弱光品种等.关键词:设施葡萄;促早栽培;光照调控葡萄是喜光植物,对光的反应很敏感,光照充足时,枝叶生长健壮,树体的生理活动增强,营养状况改善,果实产量和品质提高,色香味增进.光照不足时,枝条变细,节间增长,表现徒长,叶片变黄,变薄,光合效率低,果实着色差,或不着色,品质变劣.而光照强度弱,光照时数短,光照分布不均匀,光质差,紫外线含量低是设施葡萄促早栽培中存在的关键问题,因此必须采取措施改善设施葡萄促早栽培设施内的光照条件【1】.1选择冬,春季自然光照资源丰富的地区建园,充分利用自然光照资源选择在冬,春季光照时间长,光照强度大的地区如宁夏,甘肃和辽西等地建园,可从根本上解决设施葡萄促早栽培中存在的光照时间短,光照强度弱,光质差和紫外线含量低的问题.2建造采光合理的设施,并采用透光性能良好的覆盖材料2.1建造采光方位和采光屋面角等采光设计合理的设施建造方位,采光屋面角,采光屋面形状,设施高度和后坡仰角及日光温室间距等是日光温室采光设计的重要指标;而塑料大棚采光设计的重要指标主要包括建造方位,采光屋面形状和设施高度等.2.1.1建造方位日光温室建造方位以东西延长,座北朝南,偏东或偏西最大不超过10.为宜.建造方位偏东,上午采光效果好,利于提高光合速率;建造方位偏西,下午采光效果好,利于提高日光温室夜间温度.而塑料大棚建造方位以南北延长采光效果最佳.2.1.2采光屋面角日光温室采光屋面角根据合理采光时段理论确定,即要求日光温室在冬至前后每日要保持4IJ,时以上的合理采光时间,即在当地冬至前后,保证10:0014:00时(地方时)太阳对日光温室采光屋面的投射角均要大于50.(太阳对日光温室采光屋面的入射角小于4O.).确定公式如下:sinO【=sin(50.一h10)?cos30.sinh10=sin?sin6+cos?cos6ocos30.收稿日期:2009-l2-24资助项目:现代农业产业技术体系建设专项资金资助,国家十一五科技支撑项目(2006BAD07B06),葡萄行业引导项目(nyhyzx07027)和中国农业科学院作物科学研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项.作者简介:王海波,男,主要从事设施葡萄的科研和推广工作.Email:通讯作者:刘凤之,男,中国果树所所长,国家葡萄产业技术体系综合研究室主任,设施栽培岗位专家,主要从事葡萄的科研与推广工作.Email:liufengzhi6699l26.corn2010.0333式中h10冬至上午10时的太阳高度角;地理纬度;6赤纬,即太阳所在纬度,冬至时赤纬为23.27;30.上午10时太阳的时角;O【合理采光时段屋面角.2.1.3采光屋面形状采光屋面形状与栽培设施的采光性能密切相关,圆拱形,椭圆拱形和平面形屋面三者以圆拱形屋面采光性能为最佳.在圆拱形采光屋面的基础上中国农业科学院果树研究所葡萄课题组(国家葡萄产业技术体系综合研究室设施栽培岗位团队)在不改变采光屋面角和温室高度的基础上将采光屋面形状由一段弧的圆拱形改为两弧一直线三段式形状(即上下两段弧,中间为两弧的切线),将主要采光屋面的采光效果大大改善.2.1.4后坡仰角对后坡仰角中国农业科学院果树研究所葡萄课题组同样做了修改,将以前的短后坡小仰角进行了调整,调整为长后坡高仰角,后坡仰角以大于当地冬至正午太阳高度角l520.左右为宜,可以保证9月上旬(白露)至次年4月上旬(清明)之间正午前后后墙甚至后坡接受直射阳光,受光蓄热,大大改善了温室后部的光照情况.2.1.5设施高度在日光温室或塑料大棚等栽培设施内,光照强度随高度变化明显,以棚膜为光源点,高度每下降1m,光照强度便降低342010.0310%20%,因此,日光温室并不是越高越好,一般以3.54.0m为宜.2.1.6日光温室间距日光温室间距的确定根据如下原则:保证后排温室在冬至前后每日能有6h以上的光照时间,即在上午9时至下午15时(地方时),前排温室不对后排温室构成遮光.计算公式如下:L=(D1+D2)/tgh9?cost9一(11+12)式中L前后排温室的间距;D1温室的脊高;D2草苫或保温被等保温材料卷的直径,通常取0.5m;h9冬至上午9时的太阳高度角;t上午9时的太阳时角,为45.;l1后坡水平投影;l2后墙底宽.2.2选择透光性能良好,抗老化且透光率衰减速度慢,不易吸尘且无滴性能良好的透明覆盖材料并经常清扫目前设施葡萄生产中常用的透明覆盖材料主要有聚乙烯(PE)膜,聚氯乙烯(PVC)膜和乙烯.醋酸乙烯共聚(EVA)膜3种塑料薄膜,其中综合透光性能,抗老化性能及防尘与无滴性能等以乙烯一醋酸乙烯共聚(EVA)膜为最佳.除选用EVA膜外,经常清扫棚膜表面的尘土保持棚膜光洁干净透亮也是改善设施内光照条件的重要方法.3从环境调控角度考虑,延长光照时间.增加光照强度,改善光质3.1正确揭盖草苫或保温被等保温覆盖材料并使用卷帘机等机械设备以尽量延迟光照时间3.1.1适时揭盖覆盖物在保证葡萄生长发育所需温度的前提下,草苫或保温被等保温覆盖材料尽量早揭晚盖,正确揭盖方法如下:晴天:确定揭盖草苫时间的原则是上午刚揭开草苫时设施内空气温度下降0.5左右,如果设施内空气温度下降>1说明揭苫时间过早,如果设施内空气温度不降反升说明揭苫时间过晚;下午刚盖上草苫时设施内空气温度略微上升0.5左右,如果设施内空气温度没有上升说明盖苫时间过晚,如果设施内空气温度上升过大说明盖苫时间过早.阴天:如果遇到阴天,在保证葡萄不受低温危害的前提下,尽量开启草苫和保温被等保温覆盖材料以增加设施内散射光.3.1.2使用卷帘机等机械设备延长光照时间以100m长设施为例,人工卷帘需4060min,人工放帘需3O50rain,而机械卷帘和放帘仅需510min左右,因此使用卷帘机每天可节省时间11.5h,每68d便可延长1d的光照时间,整个生育期可延长l020d光照时间.3.2挂铺反光膜,增加散射光,可增加光照强度20%30%后墙和两山墙挂反光膜可显着增加温室北部和东西两侧光照,但同时影响温室后墙和两山墙的采光吸热,降低夜间气温,因此挂反光膜的时间应根据13光温室保温性能和外界气温确定,以13光温室夜间最低气温达到作物生长要求时为挂反光膜的时间.地面铺反光膜可显着提高温室下部光照,但同时影响地温上升.因此,铺反光膜的时间以地温上升到作物根系生长要求时为宜.3.3减少水滴对光照强度的消弱,降低空气湿度研究表明,棚膜表面的水滴可使透光损失达20%30%.因此,选用无滴性能良好的棚膜,并且降低空气湿度,减少棚膜表面水滴形成,可有效改善设施内的光照条件.目前,生产上常用的棚膜以乙烯一醋酸乙烯共聚膜flpEVA膜无滴性能最佳.降低空气湿度的方法如下:通风降湿;全园覆盖地膜;改革灌溉制度改传统漫灌为膜下滴灌或膜下灌溉,并采用隔行交替灌溉技术;升温降湿;挂吸湿物等措施,其中最为有效的措施是全园覆盖地膜结合膜下灌溉.3.4利用人工光源进行补光以增加光照强度,改善光质在阴天和早晚利用人工光源进行补光可显着增加设施内的光照强度.常用的人工光源主要有白炽灯,荧光灯,高压钠灯,卤化金属灯,日色镝灯,氖灯和氦灯等q.一般认为开始补光的时期最好是贮藏养分与光合养分相互转换前的45叶期.人工补光由于成本较高,不宜大面积推广,可作为改善设施内光照条件的应急措施.3.5安装紫外线灯,增加紫外线含量,改善栽培设施内的光质5】紫外线能显着促进葡萄花芽分化,果实着色和提高浆果品质,而设施葡萄由于棚膜对紫外线的过滤作用,导致设施内紫外线含量不足,影响设施葡萄的果实着色和浆果品质的提高,因此,条件允许的情况下设施内最好安装紫外线灯补充紫外线.3.6尽早揭除棚膜使葡萄植株尽可能多接受自然光在气候条件允许的条件下尽早拆除棚膜,可显着改善设施葡萄的光照条件,一般揭除棚膜时间最晚不宜晚于6月底.3.7增)Jnco,浓度可显着提高设施葡萄的光合效率试验证明:在密闭条件下,通过增加设施内的CO浓度,可以弥补由于光照不足而导致的光合能力下降.一般当设施内的CO2浓度达室外(340g/g)的3倍时,光合强度亦提高到原来的2倍以上,而且在弱光条件下,效果明显.增3Hco:浓度的方法主要有增施有机肥,施用固体CO:气肥,燃烧法,液体CO,化学反应法和C0:生物发生器法,其中以CO:生物发生器法效果最好,该法不仅方便经济,而且在增Jjnco浓度的同时提高地温,增加土壤有机质含量.4从栽培技术考虑,改善光照4.1植株定植时采用采光效果良好的行向植株定植行向以南北行向为宜.因为南北行向比东西行向受光均匀.东西行的北面全天一直得不到直射光照射,而南面则全天受到太阳直射光的照射,所以篱架南面果穗成熟早,品质好,而北面果穗成熟晚,品质差,甚至有叶片黄化脱落的现象.4.2合理密植,并采用高光效树形和叶幕形4_2_1高光效树形设施葡萄适宜的高光效树形因品种成花特性不同而异.如设施葡萄为成花节位高,需长梢或超长梢修剪的品种,则适宜树形为单层水平形;如设施葡萄成花节位低,需短梢或中短梢混合修剪的品种,则适宜树形为单层水平龙干形.(1)单层水平形主干:该树形有1个倾斜(适于需下架埋土防寒的设施)或垂直(适于无需下架埋土防寒的设施)的主干.干高在日光温室中由北墙向前底角(塑料大棚从中间向两侧)逐渐降低,并依采取的叶幕形不同而异.如采用短小直立叶幕,干高由60cm逐渐过渡130cm;如采用水平叶幕,干高由200cm逐渐过渡到100cm;如采用V形叶幕或V+1形叶幕,干高则由100cm逐渐过渡到40cm.枝组组成:在主干头部保留1个结果枝组,结果枝组由1条长的结果母枝组成.结果母枝沿2010.0335行向由北向南弯曲,促进结果母枝基部芽萌发.株行距:株距以0.50.7m为宜,株间结果母枝部分重叠,即结果新梢区与非结果新梢区部分重叠,其中非结果新梢区新梢摘除;如采用短小直立叶幕行距以1.5m为宜,如采用V形叶幕或V+1形叶幕行距则以1.82.0m为宜,如采用水平叶幕以2.0m为宜.定植模式:如采用短小直立叶幕则须采用单株定植模式,如采用V形叶幕,Vh-1形叶幕或水平叶幕则须采用双株定植模式.优缺点:该树形结果母枝弯曲度大,既抑制了枝条的顶端优势,又对养分输导有一定的限制作用,能够提高成枝率和坐果率,并改善果实品质;结果部位集中,成熟期一致,管理省工;整形修剪方法简易,便于掌握;早期丰产,产量易于控制.(2)单层水平龙干形主干:该树形有一个倾斜(适于需下架埋土防寒的设施)或垂直(适于无需下架埋土防寒的设施)的主干,干高与单层水平形相同.枝组组成:在主干顶部沿行向保留单臂,单臂由北向南弯曲,臂上均匀分布结果枝组.结果枝组间距因采取叶幕形不同而异,如采取短小直立叶幕(新梢同侧绑缚)则为2025cm;如采取V形叶幕,水平叶幕和V+1形叶幕(新梢向两侧绑缚)则362olo.03相邻结果枝组间距为l015cm,同侧结果枝组间距为2O25cm.株行距:株距以0.7m左右为宜;行距如采用短小直立叶幕以1.5m为宜,如采用V形叶幕或Vh-1形叶幕以1.82.0m为宜,如采用水平叶幕以2.0m为宜.定植模式:如采用短小直立叶幕则须采用单株定植模式,如采用V形叶幕,V+1形叶幕或水平叶幕则须采用双株定植模式.优缺点:该树形整形修剪容易,便于掌握;结果部位集中,成熟期一致,管理省工;早期丰产,产量易于控制.4_2.2高光效叶幕形设施葡萄高光效叶幕形因品种成熟期和成花特性不同而异:如成熟期在6J710日之前的品种或棚内梢花芽分化良好的品种,适宜叶幕形为V形叶幕短小直立叶幕和水平叶幕;如成熟期在6月10日之后且棚内梢花芽分化不良的品种,适宜叶幕形为V+1形叶幕.(1)短小直立叶幕结构特点:新梢直立绑缚;新梢间距1015cm;叶幕高度0.8行距.适宜行距:以1.5m为宜.适宜品种:生长势弱的品种且不易发生日烧或日灼的品种.适宜架式:以单篱架为宜.优缺点:架面光照及通风条件良好,光能利用率高,有利于提高浆果品质;结果部位集中,成熟期一致;便于密植,利于早期丰产;便于田间管理,利于机械化作业;果实容易发生日烧或日灼现象.(2)V形叶幕结构特点:新梢垂直于行向向两边倾斜绑缚,与水平面呈3045.角;新梢间距l015cm;叶幕长度1.2m左右.适宜行距:以1.8m左右为宜.适宜品种:生长势中庸的品种.适宜架式:以T型架为宜,T型架是在单篱架支柱的顶部加横梁,呈T字形.优缺点:架面光照及通风条件良好,光能利用率高,有利于提高浆果品质;结果部位集中,成熟期一致;便于密植,利于早期丰产;果实不易发生日烧或日灼现象.(3)水平叶幕结构特点:新梢垂直于行向向两侧水平绑缚;新梢间距l015cm;叶幕长度1.2m左右.适宜行距:以2.0m左右为宜.适宜品种:生长势中庸或强的品种.适宜架式:以倾斜式棚架与单篱架混合为宜,即上部架面为倾斜式棚架,下部垂直立面为单篱架.优缺点:架面光照及通风条件良好,光能利用率高,有利于提高浆果品质;结果部位集中,成熟期一致;便于密植,利于早期丰产;便于田间管理,利于机械化作业;果实不易发生日烧或日灼现象;解决了光照与早期丰产的矛盾.(4)Vh-1形或半V+1形叶幕结构特点:更新梢直立绑缚.树形采取单层水平形的植株每株于结果母枝基部留1更新梢;而采取单层水平龙干形植株每结果枝组留1更新梢,更新梢数量与结果枝组数量同,更新梢间距与结果枝组间距同.非更新梢垂直于行向向两侧或一侧倾斜绑缚(与水平面呈3045.夹角),新梢间距l015cm;叶幕长度1.2m左右.适宜行距:以1.52.0m左右为宜.适宜品种:品种.适宜架式:架为宜.生长势中庸的以改良式T型优缺点:架面光照及通风条件良好,有利于提高浆果品质;结果部位集中,成熟期一致;便于密植,利于早期丰产;果实不易发生日烧或日灼现象;解决了设施内梢花芽分化不良的晚熟品种(果实成熟期在6月中旬以后)果实发育与更新修剪的矛盾,实现连年丰产.4.3采用高效肥水利用技术可显着提高叶片质量,增强叶片光合效能,起到改善设施葡萄光照条件的效果4.3.1高效肥料利用技术葡萄展叶后,加强高光效叶面微肥(中国农业科学院果树研究所研制)的使用可显着改善叶片质量,使葡萄单叶面积显着变小,增厚,变亮,叶绿素含量增加,比叶重增加,抑制光呼吸,显着增强葡萄叶片净光合,从而间接起到改善设施内光照条件的效果.4.3.2高效水分利用技术合理灌水,采用根系分区交替灌溉等节水灌溉技术,可显着降低设施葡萄植株营养生长,促