设施蔬菜长季节栽培落蔓支架设计与应用

2020-07-23 16:40祝宁王揽月孙丹

农业工程技术·温室园艺 2020年5期

祝宁王揽月孙丹

|摘要|针对设施蔬菜（例如番茄、黄瓜等）长季节栽培过程中绕秧管理费工、操作中容易损伤茎蔓等问题，从绕秧装置着手，研究了一种适用于长季节蔬菜栽培的落蔓支架，其支架结构简单合理，使用方便，对长季节蔬菜的秧蔓能够起到很好的支撑作用，对作物秧蔓无伤害，为落秧操作提供便利。

前言

番茄和黄瓜等蔬菜设施栽培周期较长，目前生产上常进行长季节栽培。北京地区塑料大棚从3月下旬定植一直生长到当年11月上旬，日光温室越冬长季节从第一年的8月下旬定植生长到第二年的6月份。受日光温室空间高度的限制，在生产中要不断进行落蔓来降低植株高度，这是实现设施长季节蔬菜作物高产、安全、优质栽培的重要配套措施之一。常规的植株落蔓方式是将秧蔓直接落到地面，这种方式容易造成秧蔓弯折，影响营养物质的运输;同时，由于植株自身茎蔓贴近地面，地面湿度较大，因此秧蔓极易腐烂或染病，影响植株上部的生长和果实发育，且常规落蔓杂乱，影响整体整齐度[1]。针对以上问题，研发了配套的落蔓支架，该支架采用6 mm钢材制成，可以根据栽培槽的大小自行制作，成本为4～5元/个，制作、安装方便，成本低，可重复使用（图1、图4）。

设计原理

为了保证稳定的支撑作用，设计的落蔓支架主要分为固定部分、支撑部分和阻挡部分。固定部长度为18 cm，包括第一固定杆和第二固定杆，支撑部长度为15 cm，角度为30°，包括第一支撑杆和第二支撑杆：第一支撑杆的一端与第一固定杆的上端相连，第二支撑杆的一端与第二固定杆的上端相连;阻挡部高度为3 cm，包括第一阻擋杆和第二阻挡杆：第一阻挡杆的一端与第一支撑杆的另一端相连，第二阻挡杆的一端与第二支撑杆的一端相连，第一阻挡杆的另一端和第二阻挡杆的另一端相连接。

固定部分起固定作用，第一固定杆与第二固定杆的间距是2.52 cm。在实际使用时，第一固定杆、第二固定杆与畦垂直插在土壤或基质中，共同对整个支架和处于支架上的秧蔓提供最基础的固定支持作用。如图2所示，固定部包括第一固定杆和第二固定杆。如图3所示，第一固定杆和第二固定杆的底部（使用时插入土壤或基质中的一端）均为2 cm左右的尖端，尖端为金属材质，制作过程中焊接在固定杆上，以便于第一固定杆和第二固定杆插入土壤或基质中时能起到更好的支撑固定作用。

支撑部用于直接对作物的秧蔓起到支撑作用。在实际使用时，作物的秧蔓直接放置在支撑部上。如图2所示，支撑部包括第一支撑杆和第二支撑杆。两根支撑杆分别与两根固定杆的上端相连。

为了减少作物的秧蔓在支撑部的第一支撑杆和第二支撑杆上发生横向滑动，导致作物的秧蔓在支撑部上发生堆积、继而对作物的采光等造成影响，在支撑部上设置凸起或覆盖防滑材料，防滑材料可以选择橡胶或者硅胶。

阻挡部用于防止作物的秧蔓从支撑部上滑落。在实际使用时，当支撑部上作物的秧蔓较多时，作物的秧蔓就有很大的可能会从支撑部上滑落。为了减少作物的秧蔓从支撑部上滑落的可能，设置了阻挡部。阻挡部包括第一阻挡杆和第二阻挡杆。如图2所示，两支阻挡杆分别与两支支撑杆相连，且第一阻挡杆的一端和第二阻挡杆的另一端相连接。

受力分析

在使用此落蔓支架进行长季节蔬菜栽培时，由于整个支架的最终受力均落在固定部上，且固定部会受到较大的侧向力作用（作物秧蔓压在支撑部上，并以固定杆和支撑杆连接处为支点传递给固定杆，使得固定杆受到侧向力的作用），基于此，为了提高整个支架在使用时的稳定性，防止支撑部在作物秧蔓的长期重压下变形，使得整个支架逐渐倾斜，甚至使得固定部从土壤或基质中脱出，进而整个支架失去作用的情况发生，将固定部的两个固定杆设置成扁平状，且扁平状的平面与支撑部的两个支撑杆所在的平面呈90°的夹角，可以有效地利用固定部的扁平状平面受力面积大的特点，大大增加整个支架的稳定性。

设计尺寸方面，固定部的固定杆、支撑部的支撑杆和阻挡部的阻挡杆的长度比例可以为10：（5～8）：（1～1.5）、10：（7～12）：（1.2～2）或10：（10～15）：（2.2～3）。为了和实际生产相结合，设计的固定部的固定杆的长度是18 cm、支撑部的支撑杆的长度是15 cm、阻挡部的阻挡杆的长度是3 cm。

试验应用

使用时，落蔓前要将植株底部光合作用弱的黄叶、老叶、病叶打掉并带出设施外，以防病害侵染其他植株。将落蔓支架固定部分固定于土壤或基质中，按照作物定植密度进行间隔布置，落蔓时，秧蔓落到支架支撑部分上，落蔓高低以最低位置的叶片刚好不着落蔓支架为宜，落蔓时要注意将秧蔓落到阻挡部分内，防止田间操作时踩伤秧蔓。

应用效果

落蔓支架在昌平区金六环农业园春大棚黄瓜生产中进行了生产试验，采用线板落蔓方式作业时，每株植物都需拿下线板，绕线两圈落蔓约20 cm，然后再挂好线板。采用落蔓支架则直接将秧蔓放置在支架上，很容易实现黄瓜落蔓的高度要求，并且一次能够完成一行黄瓜的落蔓，作业效率是传统方式的15倍以上。