陈俊琴 富宏丹 齐红岩 孙周平
(沈阳农业大学园艺学院,设施园艺省部共建教育部重点实验室,北方园艺设施设计与应用技术国家地方联合工程研究中心,辽宁沈阳 110866)
随着我国设施农业的发展,日光温室西瓜栽培面积逐年增长。传统的日光温室西瓜多采用南北垄向栽培,虽然采光好,但由于垄距短,很多工作需要循环往复地进出垄间,耗费了大量人工,采用农业机械进行作业时,机具需要频繁掉头,作业效率低。同时,随着我国农业从业劳动力日益减少,雇工难、用工贵等问题凸显,限制了我国日光温室西瓜产业的集约化发展。为促进我国日光温室西瓜产业集约化、规模化和轻简化发展,在承担国家“十三五”重点研发子课题“日光温室西瓜优质轻简高效生产技术集成与示范”基础上,笔者从日光温室西瓜生产的产地环境、日光温室宜机化设计及配套装备要求、栽培茬口、育苗到采收包装等10个方面,采用“设施-农机-农艺”多学科交叉融合的方法,对日光温室西瓜生产关键技术环节进行系统总结,以期为我国日光温室西瓜优质轻简化高效生产提供参考。
选择生态条件良好、远离污染源,且具有可持续生产能力的农业生产区。要求栽培地块的土壤质地良好,土层深度不少于1 m,地下水位在2 m 以下,排灌方便、地势平坦;土壤结构疏松、通气良好、肥沃、有机质含量高,其他条件应符合NY/T 391—2021《绿色食品产地环境质量》中的规定。
2.1 日光温室结构要求 选择跨度8~12 m、脊高4.5~5.5 m、后坡投影1.5~2.0 m、长度50~100 m的节能日光温室,且前角高弧度设计,有利于机械操作。此外,在山墙处设置农机出入通道。
2.2 日光温室配套环境调控设备 选用透光性高、流滴性好、防雾性能强的棚膜;配套保温被机械卷放机与遥控器、温室顶部自动放风器、冬季棚膜自动清洁带、温室环境检测仪、反光膜、应急加热装置、补光灯等,以满足不同季节西瓜生长对温度、湿度及光照的要求。
2.3 日光温室配套生产设备 配套设备包括微耕机、起垄机、覆膜机、弥雾机、滴灌系统、水肥一体化的水泵和吸肥器、轻便式轨道运输车、移栽机、绑蔓夹、落秧夹、吊果钩、电动喷雾器、杀虫灯、多功能作业平台等。
日光温室西瓜反季节栽培的主要茬口有秋延后茬、深冬茬和早春茬。秋延后茬:7 月下旬育苗,8 月下旬定植,10 月下旬到11 月上旬采收。深冬茬:9 月上旬育苗,10 月上旬定植,翌年1—2 月采收。早春茬:2 月上旬育苗,3 月上旬定植,4 月下旬至5 月上旬采收。
选择长势健壮、适应性强、雌花节位较多、优质、抗病、丰产、商品性好、耐贮运、适于密植的中果型或小果型杂交品种。冬春茬应选择耐弱光、耐低温、易坐果、不易畸形、低温下膨瓜性能好、抗病性强且符合目标市场消费习惯的品种。采用嫁接栽培时,选用瓠瓜或南瓜作砧木。种子质量应符合GB 16715.1—2010《瓜菜作物种子 第1 部分:瓜菜》中的规定。
优先选用育苗场集约化培育优质壮苗。育苗方法可参考瓜类蔬菜集约化育苗技术规程(尚庆茂等,2022)。
6.1 机具选择 选配微耕机、撒肥机、旋耕机、起垄+铺滴灌带+覆膜多功能一体机。生产中用到的所有机具应符合安全标准、产品标准,并按照使用说明书的要求使用。
6.2 温室消毒及设置防虫网 在7—9 月的休耕期,每667 m施有机肥约1 000 kg、碳酸氢铵20 kg 和少量石灰,然后深翻、灌足量水、密闭温室,使温室内温度达到70 ℃以上、10 cm 土层温度达到50 ℃,保持10 d(天)左右,适当延长闷棚时间使消毒更彻底。定植前,温室所有通风口和入口处均需安装防虫网,采用40 目防虫网为宜。
6.3 轻简化整地起垄
6.3.1 施肥与整地 定植前10~15 d(天)进行整地,整地前在定植行施入足量基肥,基肥采取“有机肥与无机肥配施,以有机肥为主”的原则。一般每667 m施充分腐熟的农家肥5~8 m、硫酸钾20 kg、过磷酸钙50 kg。
采用撒肥机,如佐佐木2FD-500 型撒肥机,将所有肥料均匀撒施在土壤表面,然后用旋耕机深翻30 cm 左右,使肥料与土壤混匀,要求地表平整、没有大土块和石块。旋耕机可以采用悦田YTSF-145 型深翻机、悦田YTMC-140/180 型灭茬机、沈阳农业大学研制的1SNGS-140 深旋机等。
6.3.2 起垄 采用东西垄宜机化栽培方式,使用起垄+铺滴灌带+覆膜多功能一体机一次性完成起垄、覆膜、铺滴灌带工作(图1)。高垄双行栽培,垄高20~25 cm(冬季取高值,夏季取低值),垄底宽70~80 cm,垄面宽50~60 cm,过道宽80~100 cm(纬度高地区取高值,冬季取高值),每行安装1 根滴灌带(图2)。
图1 起垄+铺滴灌带+覆膜多功能一体机
图2 东西垄起垄与定植规格
7.1 定植时期 为满足移栽机移栽,要求西瓜日历苗龄35~40 d(天),具2~3 片真叶,且苗杯高度≥ 15 cm。定植时,温室内10 cm 土层温度宜稳定在15 ℃以上,具体定植日期要结合当地天气,须避开寒流,选择连续晴天时定植。
7.2 定植方法及密度 选用精密移栽机进行移栽,如井关2ZY-2B 型移栽机(日本井关农机株式会社研发),定植方式如图2 和图3 所示,每垄双行栽培,株距30~40 cm,每667 m定植1 800~2 200 株。冬春茬栽培可稀植。
图3 日光温室西瓜东西垄定植
8.1 机具选择 选配自动落蔓机、水肥一体化智能灌溉系统、瓜类作物电动授粉机。
8.2 缓苗期管理 白天温室内最高温度宜保持在30~32 ℃,夜间最低温度保持在15~18 ℃,尽量提高地温,保持在22~25 ℃。缓苗期不浇水施肥,以促进缓苗。
8.3 伸蔓期管理 缓苗后西瓜茎蔓开始生长,为防瓜秧徒长,伸蔓期应保证充足的光照条件,光照不足或阴雨天气可开启补光灯。温室内最高温度控制在28~30 ℃,超过30 ℃时适当通风降温,以通风后温室内温度下降不明显为宜,夜间温度宜≥15 ℃。缓苗后浇1 次水,促进缓苗;伸蔓期瓜苗需水量少,如果土壤不是太旱则不需浇水,适当蹲苗,以促进根系下扎。
8.4 整枝理蔓 当西瓜主蔓长至50 cm、基部侧蔓长至10~15 cm时,采用落蔓器开始进行双蔓整枝。保留主蔓并吊起,于第2 或第3 节位选留1 条健壮侧蔓爬地,作为辅助蔓或营养蔓,其余侧蔓全部摘除。侧蔓向同一方向延展,在田间均匀排布,使叶片充分接受光照。
8.5 辅助授粉 在西瓜始花期,每667 m投放1箱(600~800 只)熊蜂进行辅助授粉。通风口和温室入口安装防虫网,防止熊蜂飞出温室。须调节温室通风量以保持棚内温度适宜,防止温度过低或过高,影响熊蜂访花的积极性。放蜂期间,温室内不能使用杀虫剂,西瓜坐果后应及时撤出蜂箱。连续阴雨天气时,熊蜂活动少,须进行人工辅助授粉,也可使用瓜类作物电动授粉机进行授粉。
8.6 开花坐果期管理 西瓜进入开花坐果期后可开启补光灯,增强光照强度,延长光照时间,保证充足的光照条件。此期要加强放风管理,以降温控湿,防止植株徒长和化瓜,白天温度保持在25~28℃,夜间温度控制在15~18 ℃。当夜间外界最低气温稳定在15 ℃以上时,可昼夜通风。开花授粉前可少量浇水,授粉期一般不浇水,以免影响坐果。
8.7 果实膨大期管理 果实膨大期要保证充足的光照条件。白天最高温度控制在28~30 ℃,夜间最低温度保持在18 ℃及以上。加强放风管理,降低温室湿度,以减少病害的发生。果实膨大期植株需水量大,当西瓜幼果长至兵乓球大小时开始浇水,一般需浇水2~3 次,每次要浇足。此期需施膨瓜肥,选择可溶性好的肥料溶于水中,每次随水滴灌,每1 m水用尿素1.0~1.5 kg、磷酸二氢钾0.5~1.0 kg,也可冲施充分腐熟的农家肥。
8.8 果实成熟期管理 此期管理的关键是加大昼夜温差,将温差控制在12 ℃以上,增强光照,减少浇水施肥,以促进糖分转化,提高果实风味品质。
8.9 留瓜吊瓜 根瓜尽早摘除,为提高单瓜质量,促使瓜形端正,应在第2 或第3 雌花节位留瓜。优先在主蔓上留瓜,主蔓上坐瓜不成功的可在侧蔓上留瓜,留瓜和疏果方式同单蔓整枝。每株留1 个瓜,若植株过于旺盛可留2 个瓜控制长势。定瓜后,当瓜长到拳头大小时,用吊瓜钩进行固定,以防拉断结瓜蔓。也可采用落蔓器落蔓的方式,将瓜平放于地膜上,不吊瓜,但要注意翻瓜。
日光温室西瓜主要病害有枯萎病、炭疽病、白粉病、疫病、病毒病、蔓枯病、细菌性果斑病等;主要虫害有蚜虫、潜叶蝇、红蜘蛛、蓟马和白粉虱等;主要生理性病害有脐腐病、裂瓜、畸形瓜、空洞瓜等。遵循“预防为主,防治结合;农业防治、生物防治、物理防治为主,化学防治为辅”的绿色综合防治原则。可采用电动弥粉机、管道式弥雾机和臭氧消毒植保机等轻简化植保器械,以提高农药施用效率和劳动效率。
9.1 农业防治
9.1.1 选择抗病品种,实行嫁接栽培 选择适合当地种植的高抗与多抗西瓜品种,采用对西瓜枯萎病有抗性或免疫的黑籽南瓜作砧木嫁接栽培。
9.1.2 清洁田园,减少病虫来源 西瓜花叶病毒寄主范围较广,害虫危害杂草后可能带毒进入瓜田,因此瓜田附近的杂草要清除干净,减少害虫前期可利用的寄主;西瓜病株拔除后应集中深埋或烧毁,不要随手丢弃在沟内或路边。
9.1.3 加强温湿度管理,科学施肥 高温高湿是发生病害的主要环境诱因,应用全地膜覆盖和膜下滴灌,注意温室通风并及时整枝打杈,保持温室内气流畅通,降低湿度。合理施肥,施用充分腐熟的有机肥,不施未腐熟的肥料。在施用基肥的同时,注意追施叶面肥,以增强植株长势,提高抗病能力。
9.2 物理防治 在日光温室放风口和入口处设置40 目防虫网,可有效防止蚜虫、白粉虱、斑潜蝇等害虫自由飞入和飞出;也可以在放风口每隔1.5~2.0 m 挂银灰色膜驱赶蚜虫。在距离西瓜冠层10 cm 左右、温室延长方向纵向悬挂两排黄板,可有效诱杀蚜虫、白粉虱、斑潜蝇等害虫的成虫。
9.3 生物防治 防治潜叶蝇、红蜘蛛,可用生物制剂1.8%阿维菌素(爱福丁)乳油3 000~4 000倍液喷雾;防治白粉病、蔓枯病、炭疽病,可用2%抗霉菌素120(农抗120)水剂200 倍液或2%武夷菌素水剂200 倍液喷雾。瓜秧伸蔓后至开花前喷1 次240 倍等量式波尔多液防治病害,也可在害虫卵孵化前喷1 次矿物油进行杀卵,连喷2 次,每次间隔7 d(天)。
9.4 化学防治
9.4.1 蔓枯病 发病初期,可用25%嘧菌酯悬浮剂1 500 倍液+20%松脂酸铜乳油2 000 倍液喷雾或涂抹发病部位,或用75%百菌清可湿性粉剂600倍液,或80%代森锰锌可湿性粉剂500 倍液喷雾2~3 次,每次间隔7~10 d(天)。
9.4.2 白粉病 发病初期,可用50%醚菌酯悬浮剂3 000 倍液,或75%肟菌·戊唑醇水分散粒剂3 000 倍液,或25%嘧菌酯(阿米西达)悬浮剂1 500 倍液,或10%苯醚甲环唑水分散粒剂1 500倍液喷雾2~3 次,每次间隔10 d(天)。
9.4.3 炭疽病 西瓜生长期间均可发病,但以中后期病情较重。发病初期,可用80%福·福锌可湿性粉剂1 000 倍液喷雾1~2 次,每次间隔7~10 d(天);或用250 g·L嘧菌酯(阿米西达)悬浮剂1 000 倍液,或70%甲基硫菌灵(甲基托布津)可湿性粉剂500 倍液喷雾3 次,每次间隔7 d(天)。
9.4.4 蚜虫 可用10%吡虫啉可湿性粉剂1 500 倍液,或3%啶虫脒乳油1 500 倍液,或22%氟啶虫胺腈悬浮剂3 000 倍液交替喷雾防治,共喷2 次,每次间隔3~7 d(天)。
9.4.5 潜叶蝇 叶片上刚出现潜道时,可用0.9%阿维菌素(虫螨克)乳油3 000 倍液,或40%阿维菌素(绿菜宝)乳油800 倍液,或25%喹硫磷(爱卡士)乳油1 000 倍液喷雾防治幼虫,共喷2 次,每次间隔7~10 d(天)。
利用多功能作业平台采收与运输,轻便式轨道运输车运输,人工分级与包装等。
10.1 采收时期 可根据授粉时的挂牌标记,计算从开花至成熟的天数,一般小果型西瓜果实发育期35~38 d(天),中果型西瓜果实发育期38~42 d(天);也可通过观察瓜皮颜色和果柄特征判断,西瓜成熟后瓜皮硬,蜡粉消失,瓜皮发亮且光滑,花纹清晰,果柄茸毛大部分脱落,蒂部凹陷,瓜皮色泽变深,同时坐果节位卷须变褐、干枯,坐瓜节位小叶焦枯;还可以结合听声音判断成熟度,用手拍瓜时,成熟的瓜会发出“砰砰”的低浊声。就近销售的西瓜在八九成熟时采收,需长途运输或贮藏的可在七八成熟时采收。采收时间选晴天下午。
10.2 产品质量要求 小果型品种单瓜质量1.0~1.5 kg,中果型品种单瓜质量2.5~3.0 kg。瓜皮发亮且光滑,花纹清晰,色泽深,无病斑;果肉瓤色鲜明、无僵块;水分足、纤维少、肉质松、鲜甜爽口,糖度11°以上。
10.3 分级、包装和贮藏 采收后,根据瓜纹的疏密程度、美观度、质量等指标及时分级、包装。不立即销售的应低温贮藏,贮藏环境要求:温度8~12℃,相对湿度80%~85%。包装和包装箱材料应符合相关标准的规定。