第一节、  空间利用型果树的伞式钢构树气雾栽培法

纵观世界果业的发展，栽培模式与技术创新不断涌现，特别是二十一世纪，以追求品质至上的时代，更是技术创新的助推器；在人均水果占有量少的上世纪，栽培技术大多以产量的提高为研究目标，而随着社会发展生活水平提高以及果品的大流通，实现了水果市场的多样化供应格局，市场的竞争驱动，让果业的发展从数量产量型开始转向质量特色型的改变；上世纪为了追求早产丰产，提出的矮化密植的栽培模式，所以当前大多数果园都还是以密植法建园；特别是我国果业的发展，一直保持精耕细作的田间管理模式，从树体的培育来说，因品种不同而创立了众多整形修剪方式，甚至有“一把剪刀定乾坤”的说法，说明树形管理及修剪对产量的重要性，及技术要求的多样性；对肥料的管理推行挖大坑开深沟重施有机填埋肥的方式建园，并结合不同的果树发育阶段进行阶段的的追肥或吸肥调控补充；对水的管理从漫灌到喷灌再到现在的精准滴灌，现在又提倡肥水同灌技术，以及一些少水的干旱地区还形成了调亏灌溉方式；对于病虫的防控管理，有上世纪提出的生草栽培以培育果园天敌构建果园生态，以减少虫害的生态理论与模式，还有最近几年高品质栽培推行的避雨栽培，特别是南方多雨地区的葡萄种植，以实现减药生产；为了实现生殖生长与营养生长的平衡，达到高产优质的效果，又提出了控根容器栽培及限根栽培等理论与模式；为了适应高效化械化修剪需要，又提出了超高密植与篱壁栽培方式，以适应篱剪的需求或者草地果园式的台刈管理；总之，在土肥水管理、树体管理、病虫草防控、品质及产期管理上都形成了技术体系繁多，管理手段多样化的精耕细作生产方式，让生产与科研者无所适从，往往顾此而失彼，影响我国果业整体生产水平的提高，也难以构建绿色安全高效的可持续发展体系。针对上述问题，一种新型栽培模式应运而生，就是伞式钢构树气雾栽培，它实现了管理环节的系统化改造与创新，而且达到了占天不占地的空间化快速建园效果，并且结合防虫避雨等措施，构建起全新概念的省力化精品化无害化生产体系。

一、伞式钢构树气雾栽培理论及优势

首先气雾培技术在果树栽培上的应用，解决了肥水气三要素的最优化调控，大大加快了果树生长速度，实现快速建园早期丰产的效果 ；气雾栽培在果树上应用，把管理从繁重的中耕、除草、施肥、灌溉、土壤改良等工作中得以解放；再结合伞式钢架实现类似棚篱架式的统一树体管理模式，让整枝修剪技术变得统一而简单，适合非专业人员参予，也实现了高品质管理的要求，再结合熟期的防虫避雨措施，实现了果品的高品质安全生产效果；通过伞式钢构树气雾栽培改造，彻底改变传统技术体系与田间管理作业模式，让果树的生产变得简单，不再是园艺工作者专利，是大众普及化的省力化产业，适合所有人群的参予，为果业的健康可持续发展注入全新的动能。

自2005年始，丽水市农科院陆续进行了桃、葡萄、枣、柑桔、猕猴桃、樱桃、果桑、无花果、枸杞、香蕉、番木瓜、百香果、苹果等常见果树的气雾培种植研究。总体表现生长加快、开花挂果提前、品质提升、还可以结合产期调控进行抑制及促成栽培。四年生的葡萄干径相当于十多年土壤耕作的效果，桃树小苗移至雾培环境后次年挂果（相当于快繁小苗至成熟只需18个月），在马来西亚热带地区雾培种植结合冷库人工破眠，成功实现热带地区的落叶果树种植。 通过年十年的果树气雾栽培偿试，已为新型模式的创新推广提供基础，以下就伞式钢构树气雾栽培的理论与优势作简要介绍。
1、    肥水气最大化供给实现植物生长潜力的最大化发挥。

气雾栽培或者水气种植，果树的根系大多数悬挂于根雾室中，采用喷雾的方式间歇为根系供应营养，根系直接获取矿质元素及水份的同时，因根系与空气直接接触，创造100%的摄氧环境，为根系营造最直接的肥水供应方式及最充足的氧气供给，从而使根系氧气代谢旺盛，能量转换效率提高，加快对肥水的代谢吸收，也促进了根系生长激素及细胞分裂素的高效合成，与地上部份构建起正反馈式的互作机制，从而实现树体的超快速生长。另外根雾环境下，根系可以无阻力无限延伸，充分发挥根系可以无限制分裂的特性，又进一步促成了地上部份的快速生长。 
2、    不定根系为主体的气生根构创造数倍于土壤耕作的吸收根表面积。

雾培环境下，果树的根构发育一般以不定根形式的水气根发育为主，这些根系数量多而且纤长柔细，如头发般具有强大的吸收表面积。而土壤栽培的根系往往需构建多级分支的骨架根，再于根系的末端形成吸收根，根系的总吸收表面积小，制限了根系生长及地上部份发育。不定根形式的水气根可以直接高效无级次的吸收运输水份与矿质营养，就如高速公路般的高效吸收。为树体的快速发育创造了根系的生理与形态基础，不定根形式的水气根构造，具有数倍于土壤种植的吸收根系，这是生长快速的重要原因。也是雾培环境下，植物强大生态适应与自组织发育的表现。在土壤环境下，根系为了克服土壤阻力往前穿行生长，让根系组织机械化骨架化与细胞的厚壁化，而无阻力的根雾环境下，根系较长时间保持薄壁细胞组织状态，根系洁白柔嫩，根系活力强，表现为水气根有数倍于陆根的根尖伸长区，这是根系活力的重要表征。 
3、    根系形态的适应性转换处理。

为了加快不定根式的水气根根构形成，加快在雾培环境下生态适应性自组织发育，移栽果树时必须对植株进行前处理，直接快繁的不定根性质果苗除外（快繁苗可直接移栽）。土壤环境培育的种苗或者大树转移雾培，都必须去除陆生根系，在高湿弥雾环境及珍珠岩苗床上进行催根处理，去除陆生根系时，保留根系基部，有利于新生根系的发育。待植株基部长出新的薄壁组织新根时，方可移栽气雾培的根雾环境培养，实现陆生与气生的转变，通过前处理的植株方可在雾培环境下正常而快速的发育。陆生根的植株直接移至雾培环境，虽然也能长出新的水气根，但会出现陆根与气根之间的后期不亲和脱落现象发生。 
4、    独立网架式钢构树构建实现张拉力的最大化发挥。

土壤种植果树大多依赖果树原生树体的骨架构建形成生物承重力，在生物承重构建过程中，植物发挥自身智能传感本能，特别是细胞的重力感应，让受力部位的组织细胞发生相对应的增生及改变，促进相应机械组织、厚壁组组及木质化的形成。而采用网架式钢树作为支撑承重的枝蔓绑缚环境下，这些自组织调整发育的特性将退化，就如水葫芦没有浮力感应后，叶柄处的葫芦形海绵组织将退化成如青菜的叶柄。树体骨架构建过程中因钢构的绑缚作用，而使枝条的特化发育停止，节省更多的能量与物质用于枝叶花果的生长，为超大枝冠的构建创造条件。更多的营养分配于枝冠扩大及产量与品质的提升上，为优质丰产奠定基础。 
5、    小株型丛植及高压催根营养接力实现短时间丰产园相的构建。

果园的早期丰产，在于最短的时间内形成丰产的园相，完成一定的叶面积系数，也就是提高单位面积的光合产额。所以传统土耕方式通常采用密植法来实现，甚至是超高密植的草地果园方式来构建丰产园相。而采用钢构树雾培后，可以通过树墩根雾室的丛植来实现，因为根雾供液方式，即使丛植一墩的植株，其相互之间也不会有养分及水分的争夺发生，归避了传统密植果园植株间的争肥现象。通过钢构树的单墩丛植，可以短时间内覆盖钢构网架，达到与土壤密植耕作相同的效果，但单墩雾培丛植减少管理对象及用工，按照每钢构树占地50平方米计，亩管理对象只需12墩。而且如果生长的枝蔓如果能用网架的网格式绑缚，可以实后生长后期的枝枝连理或者树树连理，丛植的树体可轻松愈合为一株大树，这也是丛植方式短期构建大树的优点。

如果单墩独栽种植，还可以通过高空压条催根方式，为树体创造更多的肥水供应点。高压催出不定根后，再于不定根处分挂雾培桶，实行营养接力。大大加快了母株的快速发育，也解决了钢构大树基部输送养分及水分过远的问题，也为构建更巨大的钢构树创造了矿质营养及水份远距离输送的吸收代谢问题，未来有望实现一亩种植一棵果树的可能。 通过丛植及营养接力，可以让果园以最快的速度形成丰产园相与树相，为早产、丰产、优质奠定基础。 
6、    高冠稀植创造良好的林下环境，实现土地的高效利用。

钢构树展开面积约为50平方米，树体高可达4-6米，而且枝蔓全面采用网架式绑缚处理，为冠下空间创造良好的通风及透光条件。构建起就如原始森林式的生态群落，林下照常可以进行蔬果药草的耕作，实现果树占天不占地，蔬菜药草照耕不误。而常规土耕果园，分枝低通风差，枝叶伸展无规则，树体矮化光照不良，再加上种植密度影响，很难进行林下空间的蔬果耕作。采用该方式，树下空间可以用于其它任何一项农业用途，除蔬果耕作外还可以发展养殖业与菇业。高冠稀植方式，可以最大化利用高处空间，腾出的地面空间作为他用，大大提高了土地利用率，是未来立体垂直农业的一种简易而实用的模式。 
7、    覆膜及网纱防虫结合实现促成与免农药生产。

钢构树网架具强大的张拉抗性与承重性，可作为树体的辅助设施使用，可以以钢构树作为支撑架，于树体上方卡覆薄膜，形成每树一温室的效果，早春覆膜可以提前开花结果，雨季覆膜可以避雨提高糖度，高温季节覆纱网可以防鸟害与虫害，大大减少了病虫鸟危害，实现少农药或者免农药生产。 
8、    结合人工异地破眠或者冷藏处理，实现促成与抑制的产期调控种植。

雾培果树根系洁净而无团土，可以轻松下架移挪。对于落叶果树需休眠的品种，可以提前下架集中移至0-7度的冷库环境进行人工破眠；满足品种固有的需冷量要求后，再移回根雾环境，并覆上保温膜，进行促成栽培，提早成期熟，实现反季生产。也可以分阶段延后移回根雾环境，让生长发育相应后延，实现果品的分批采收上市，起到很好的产期调控效果。冷藏后延的方式也叫抑制栽培，可以让同一品种不同阶段上市，避开同品种上市高峰期。这也是土壤耕作果园无可实现的技术优势。 
9、    零排放的循环耕作，减少面源污染及管理用工。

雾培果树采用营养液闭锁式循环供给，对外界无排放，无污染，解决了土壤耕作肥料的面源污染问题。另外养液循环耕作，可以阶段性调整养液浓度与配方，实现肥水的精准科学供应。雾培耕作无需整地除草施肥灌溉等工作，大大节省管理用工，比传统耕作减少70%用工。 
10、    类平棚及篱架种植，优化光照均衡树势，有利于高糖优质生产。

钢架网架绑缚整枝的方式，类似于果树的篱架与平棚架生产，展开的网架如平棚，直立的树体如篱架，钢构树模式就是篱棚架复合的架式。果树的篱棚架生产是提升品质的重要技术措施，在果业发达的日本及美国早有应用，我国浙江萧山农场引进日本的平棚架果园，种植的黄花梨品质极佳，单果售价达15元之高。篱棚架适合所有果树的生产，不管是常绿还是落叶都具良好的效果。钢构树为复合的篱棚架模式，光照充足，枝蔓分布均匀，透风透光良好，是优质果品生产的重要技术措施，而且采用钢构的网架比铁丝拉线的更为牢固稳定，产量的承重性更大，效果优于传统的篱棚架。 
11、    林下原生态保护，构建生态多样性，有利于免农药生产。

山坡林地果园开发，目前大多采用筑梯田的方式构建，对山坡及林地的原生态破坏严重。而采用根雾墩的钢构树种植，亩种植株数少,只需6-10墩，建设果园时，只需实施定点处基座的鱼鳞沟式剖土，90%的坡地不受影响，而且对于原生生态几乎无任何破坏，果树的树体通过网架可以生长于原生态杂树木的上方，光照毫无影响。通过果树覆绿后，进行原生态的自然修复重构。原生态环境的保留式建园，可以利用保持物种多样性，利用物种相生相克减少对果树病虫危害，可以少用或不用农药，生产出类似野果而品质优于野果的仿生种植效果。正真把生态优势转化为产品的产量与品质优势。 
12、    钢骨架支撑增强树体的抗风性。 
    钢构树骨架采用张拉网架结构，强度大抗风性强，果树枝蔓采用绑缚整枝方式，枝条遇强风也少有摩擦摇动，减少强风造成的枝叶损伤，减少病害。以于有强台风侵袭的沿海地区，钢构树是重要的抗风设施，可以于强风区建设果园，扩大适耕面积。绑缚效果除了抗风外，枝体枝蔓的有效枝率提高，几乎没有无效的徒长枝存在，而且枝蔓发育更趋中庸，枝条发育充足健壮，也增强了树体本身的抗性。有骨架高强度支撑，也方便采摘，方便管理人员攀架操作。

二、伞形钢构树栽培系统的构建及定植

钢构树气雾培果园是未来果树设施化与空间利用的新型模式，采用该技术解决常规果园建设的土质限制问题，在盐碱地荒坡地岛屿等非耕地环境都可以构建，以下就钢构树果园的建设工艺与步骤作详细介绍，

1、按照拟栽培果树品种不同及栽培场地的空间大小不同来确定伞形钢构树的展开直径与高度,按照亩布设的钢构树数量来确定间距及每树的直径与高度; 伞形钢构树为双曲面三角网架结构，双曲面由上曲面和下曲面构成，上曲面直径大，用于果树植株生长时枝梢的平面绑缚，双曲面细腰下方的下曲面用于根雾室的建设。

2、设计出符合拟定高度与直径的伞形钢构树施工图，并作数据处理，整理出材料种类与长度清单;以直径8米高4.5米的钢构树为例，先制作CAD图。再利用CAD软件功能，选择图中线条，并从属性栏中查看线条长度，长度的精度保留小数点后四位数取值，同一长度赋予一编号，在图纸上标注，形成的钢构树装配的编码图（图11－21）。整理不同长度与编号数据，形成下表的材料清单供厂家加工（表11－1）。加工方式采用冲床冲孔的方式，加工长度以孔中距与材料单长度相符即可，冲孔孔径为8.8mm，加工好的材料随手画编号标注。加工材料时选择20#或25#热镀锌管材为钢构树建造材料，利用冲床按照清单进行材料加工，材料长度误差控制在0.5-1毫米范围，以材料的孔中距计。