设施栽培是指通过覆盖塑料薄膜形成一个独特的小气候,使其适合作物生长的一种设施栽培形式。南方高温高湿环境下的授粉、结实率低,挂果期病害严重等问题通过设施栽培得到了有效地缓解。同时,随着设施栽培时间的延长,逐渐暴露出高温胁迫的问题,如南方自4月下旬开始直到10月底,大棚内每天有长达6-8h的时间超过35℃,棚内温度最大值达65℃,高温容易使植株叶片黄化严重,造成叶片及果实日灼,部分果穗容易出现干枯,并且会造成生理落果严重、果皮粗糙、糖酸比下降、品质低劣等问题。
近年来,闽东北地区葡萄产业迅速发展,已成为福建葡萄主产区之一,80%采用连栋的设施栽培模式,部分葡萄种植者缺乏对设施环境的了解,栽培方式的盲目改变,造成只生产不丰产。因此,本试验比较了设施环境微气候的差异,观察果实生育后期设施通风换气的影响,为福建设施葡萄产业发展提供理论支撑。
一
材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于福建省福安市赛岐镇象环村葡萄示范基地(东经119°40′,北纬26°56′),该地属亚热带海洋性季风气候,海拔150m,无霜期平均为287d,年平均气温18.1℃~19.8℃,7月平均气温在28℃以上,夏季最高气温38.5℃,近5年极端最高气温达到39.3℃,年积温5700℃~6500℃,壤土。
1.2 试验材料
供试材料为11a生设施大棚‘巨峰’葡萄,南北行向,株行距3.00m×2.25m。连栋拱顶避雨棚,单个大棚长50.0m,宽5.0m,高3.5m。田间管理水平一致。
1.3 试验方法
1.3.1 试验设计
以试验地4个大棚为试材,其中3个作为处理组开窗,3个作为对照组不开窗。试验随机区组排列,处理组和对照组各选取90株,共180株。自2019年4月2日至2019年7月31日进行定点观测。大棚两侧每5m安装一个简易拉杆装置, 左右两侧均装10个拉杆。将塑料薄膜底部平行沿横向PVC导管缠绕一圈,将两个塑料扣环卡紧两端,垂直薄膜方向的PVC导管作为伸缩拉杆。开窗时,沿棚顶方向斜向上推动拉杆,至天窗完全打开,拉杆底部固定在大棚两侧肩管上,天窗最大宽度为1.2m。当天气晴朗,棚内温度超过35℃时,昼夜循环无间断用此方法开窗通风降温,为植株生长提供有利的生长发育环境,当降雨天时,则用拉杆将薄膜拉下闭合,保障无雨栽培环境,棚内湿度适宜。生物学特性依据《田间试验与统计分析》进行观测登记。
1.3.2 环境因子观察
从花期开始直至果实成熟选择3个大棚进行环境因子观测,记录棚内外温湿度变化。总结棚内温湿度变化规律,研究夏季高温天气最佳开窗时间段。
1.3.3 叶幕微环境测定
参照明道绪的方法,温湿度数据测定采用5点取样法,选定5株测定叶幕周围温度、相对湿度和风速。
二
结果与分析
2.1 设施葡萄园棚内外温湿度比较
由图2可看出,在葡萄生长的关键阶段,对棚内外温湿度监测比较得出,从4月初至7月底,由于棚内通风散热较差,棚内最高温始终高于棚外温度,最低温也基本高于棚外,棚内温度最高比棚外高8.8℃。棚外最高温7月只有11d高于35℃,而棚内最高温有23d高于35℃,在高温天气达45℃,超过葡萄生长上限10℃。7月以后棚内外温度差异最大,昼夜温差大,此时正值葡萄成熟阶段,有利于糖分积累。棚内平均湿度显著高于棚外,设施栽培造成高温高湿的微气候,营造了不利葡萄正常生长且易滋生病虫害的环境。
2.2 开窗对叶幕微环境的影响
由图3可看出,开窗对温度有显著影响,白天正午高温时间段开窗能显著降低棚内温度,最高降温6.1℃,有利于减轻正午高温胁迫对植株光合作用的影响。开窗对湿度有时间段性的影响,开窗在白天显著降低棚内湿度,晚上开窗棚内湿度高于棚外。开窗改善了设施大棚通风情况,显著提高了棚内风速。
三
讨论
在福安市赛岐镇象环村种植基地对4个设施大棚进行统一的田间管理,由于大棚通风模式及对叶幕微环境的影响不同,不同处理表现的生长性状也有所不同。
3.1 连栋设施大棚微环境对果实发育的影响
福建省属于高温高湿的亚热带季风气候,有利于葡萄的提早成熟。良好舒适的环境条件是葡萄安全生产的必备条件之一,叶幕温度也是影响葡萄生长发育的重要环境因子。本研究表明,连栋设施大棚的结构通风散热差,气温的季节变化呈逐渐上升趋势,棚内温度最高比棚外高8.8℃,6月份起棚内外温度差异显著,棚内温度在高温天气达45℃,超过葡萄生长上限10℃,而极端高温对葡萄正常生长发育有抑制作用。同时在葡萄整个生长期内,棚内湿度显著高于棚外,此设施微环境下,容易造成果实生长发育不良、病害严重。
3.2 开窗对设施葡萄叶幕微环境的影响
植物生长都需要适宜的温度,设施栽培环境不同于露地栽培,温湿度记录结果表明,夏季高温天气棚内温度和湿度显著高于棚外,棚内高温高湿环境不利于葡萄生长,易滋生病虫害。由于夏季正午温度过高,超过葡萄正常生长范围,葡萄遭受明显的高温胁迫,植株的光合活性受到影响。在葡萄成熟后期,由于棚内湿度高,园内常有霜霉病发生,影响葡萄果实外观品质以致影响出园价格,因此,需探索不同的栽培模式以解决现状问题。就叶幕微环境来看,开窗处理的葡萄植株温度降低,白天开窗降低了湿度,抗病性强,且改善了棚内通风。从连续几天观察的温度变化来看,开窗明显降低了3℃~6℃,把温度控制在葡萄生长的正常范围,大棚两侧开窗通风能有效将热气散出,解决连栋设施大棚栽培难题,开窗通风对大棚的夏季降温效果显著。
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