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2005年8月3日 作者:ctnyzn [返回]
农业智能技术在草地果园人工破眠上的运用


前言


目前国内外果业发展的趋势已由自然生产型向设施型转变,由大株稀植向高度密植改变,由追求产量向讲究质量的观念转型,由自然座果向高糖度人工定向培育发展,各种高糖度栽培,各种反季栽培,及草地果园模式的超密栽培正在国内外盛行起来.特别是最近几年我国北方地区的大棚反季栽培果树许多地区已成为一项支柱产业,如黑龙江瓦房店最早实施的大棚桃及葡萄,山东省的大棚油桃、大棚樱桃、大棚杏等优良的落叶果树品种,已从露天的自然生长请进了大棚温室,其效益之高,收益回报之快,为果农们所青睐。虽然最近几年科研部门及生产者对反季果树的栽培也进行了大量的研究及生产运用。但在破除休眠技术上一直还不能找到一种切实而稳定的技术措施,针对这种情况,我们农科所农业智能化快繁中心,专门开展了该科题的研究,取得了可喜的成果。特别是在栽培模式的探索及环境的控制上走了了自已的特色技术之路。


反季栽培的技术难点分析

反季栽培是从90年代初开始发展起来的一项技术,在栽培模式,产期调节,生化控制上除了借鉴国外先进的技术外,发展了我国特色的栽培路线。一是基于我国环控技术的落后,二是基于设施的原因,所以没有把当前如日本更先进的反季栽培技术得到真正的引进与应用,笔者研究了日本在反季栽培上所采取的农业技术措施再结合当前我国的发展状况,总结了一套切实可行又成本较低的栽培及节期调控技术。
1、    当前我国用于反施栽培的设施大多是单架拱棚,它的空间与联栋相比,相对较小,受外界气候的影响波动还是较大。一般南方的大棚为6-8X30米的竹棚或钢架大棚,它的高度一般顶高2.4-2.6米,肩高1.2-1.4米.用于栽培蔬菜的为多,而如果栽培果树,还是空间嫌小,针对这种情况,我们引进了美国90年代初发明的草地果园模式,能使果树的植株高度控制在1-1.2米以下,而且可以实现多年的持续栽培,这就是所谓的草地果园,它的密度可达1200-1600株以上,或者更密,能使果园的叶面积系数在短短的几个月内形成,完成了传统栽培需几年的叶面积量.这就为实现当年丰产打下了生理基础.也就是说采用该模式能使大多数的落叶果树当年栽培当年封园当年形成花芽当年开花结果.采用这种模式后单位面积的产量能在当年就达到传统栽培下需3-5年时间的产量指标,产量之高是传统栽培或传统的大棚栽培所不能比拟的,如油桃能使当年亩产至少达6000-8000斤以上.而且运用该模式后,施肥打药采摘管理等田间作业更为方便,劳动强度大大地减少,更为重要的是冠层降低后,光照充足果品质量得到有效提高如糖度及色泽都得到改善.另外更换新品种也快,并且不会影响当年之产量.
2、    超早熟抑制栽培与促成栽培相结合的产期调节技术.利用果树的休眠机理,及解除休眠的生理生化基础,进行人工的产期调节,能使果品的上市时间大大提前,也能使果品的熟期进行可人为的调控.如桃梅李杏葡萄樱桃等落叶果树都有冬季需冷要求,一般低需冷量的种在0-7度范围内要求400-800小时的有效积累,高休眠的品种要求900小时以上的低温积累,否则即使扣大棚加温也难以让叶芽及花芽正常萌发生长.基于止,我国最近几年对果树的休眠生理进行了大量研究,而且成为果树反季栽培中最重要的一个技术环节.也就是说通过技术措施能使休眠提前解除的方法,都能促进果品的提前上市与完熟.通过十多年的研究运用也找到了一些简单的破眠方法,但总是成效不明显,效果不稳定,达不到像自然休眠自然解除的好效果,会出现开花不整齐,座果率受影响等现象.究其原因是自然环境的温度变化无常,难以人工驾驭,二是化学试剂的副作用,如氰化物处理不慎的中毒现象,或过早覆盖降温造成花芽分化不完全,使畸形花不完全花大大增加.也有些是采用往大棚内搬加冰块的人工降温破眠,但效果不稳定成本高劳动力大,也难以正真大面积的运用.基于此,我们开发了两种技术路线所采取的两种破眠方法.其一,就是待花芽分花完毕后,实施人工摘叶,免除因叶内脱落酸回流枝叶造成自然休眠,让植株不进入休眠这个阶段.如桃可以在10-11月份花芽分花完成期进行人工脱叶,这样可实现超早熟栽培.其二,就是人工智能化致冷,让植株稳定而持续地接受低温刺激,以最快最短的时间完成低温需求刺激,这种方法是最为稳定而有效的方法,能与自然休眠解除达到相同的效果.采用该技术使产期调节技术在生产实施上更稳定,更有可控性与操作性,如结果花芽分化进程调节,可使果品周年分期上市.这是目前发达国家日本所采用的先进技术.


智能化破眠技术的实施


要实施低温需冷量的智能化控制,首先要为植株创造一个与外界环境相对隔绝的空间条件,可以与大棚外扣加草帘、纸被或保温被,让大棚内的环境受外界气候的影响降低到最小。这样才能实施棚内环境的智能化调控,否则会造成能量的无谓消耗。通过大棚外的覆盖物处理,棚内空气空间就相对稳定,于是可于棚内悬挂微喷管道,以实现低温致冷水的微叶降温。降温的水可以是地下水也可以是蓄水池的天然水,也可以是自来水皆可,它主要是起到弥雾喷水降温作用,只需清洁不堵喷头即可。蓄水部分可以建池方式,也是是大的容器桶,在池或桶内要安装致冷的铜管,采用市售的压缩机与铜管自制成本会较低一些,压缩机的功率可因面积而定。这些做好后,再把压缩机的开关部分连上智能控制器以实现智能化的自动控制,另外,为了使微喷水能重复循环使用,最好,在畦沟内铺薄膜让沟间的水汇集回流重新利用,另外也可避免土壤过湿,影响根系生长。采用智能系统来控制致冷机可以起到节能之作用,现把该系统的优点介绍如下:
1、采用智能化技术可对外界环境变化进行实时的监控,棚外的气候及温度在一天中是波动变化的,中午高,夜晚低,中午高温时要把大棚蔗盖严密,夜晚有低于7度低温时,可进行自动通风对流,以利用自然气温来降温。这就需要智能系统实时关注与检测棚外气温之变化,以便进行科学的自动调控。可以通过棚外环境的气候棒采集相关的棚外环境参数,作为环控的依据。
2、采用智能化技术能对外界可利用资源的节能化利用。前面已提及,智能化的致冷降温除了致冷水喷雾降温的耗能措施外,它还可经智能判断,充分利外棚外的低温资源。这种节能技术用人工是难以实施的,但智能技术可轻松精确化地实现。当外界温度低于7度时,计算机会发出开启通风对流的风扇,让冷空气进入大棚,以满足低温刺激之需要,这样可充分利用自然低温,起来节能效果。
3、采用智能化技术实现最稳定最及时的破眠处理。在自然情况或常规的人工破眠技术下,会因外界的不可控温度,如骤然的温度过高,如7度以上的低温,或15度以上的高温,会抵消原来已有的低温积累时数,使休眠时间延长,而采用上述措施并结合智能化技术后,可稳定而有效地处理。不会出现因温度波动而导致的破眠负效应。
4、另外该智能系统如结合温室大棚控制技术还可以实现棚栽果树栽培中的环境调控问题及自动化的智能打药施肥问题,这样结合起来,不仅能使自然休眠破解的时间缩短进行促成超早熟栽培,还可大大降低劳动力的投入成本及提高栽培管理水平,如系统可结合土壤湿度控制技术,利用滴灌技术,实现灌水的科学化精确化。也可对棚内的温度湿度进行智能化的调控,使棚栽果树生产更好,效益更高。

总之,智能化破眠技术的成功运用,将会使我国反季节棚栽果品成熟期大大地提前,而且结合生物技术后,还可实现果品的周年分批成熟与上市,使果业生产更有计划,更有秩序,而且果品的季节差大大在延长,做到果品的周年供应。它的推广将会使我国果树设施栽培更上一个台阶。

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