北方设施蔬菜冬春季节栽培技术调控策略及合理规划
作者: 王爱英
设施农业是利用现代信息、生物、新材料等技术进行的现代化农业生产方式,作为一种人工干预的生产方式,蔬菜设施栽培必然会受到天气气候、调控措施、栽培种类等诸多因素的影响。为了探明不同地区气候对蔬菜设施栽培的影响,在保证设施蔬菜栽培正常进行的基础上,如何结合调控措施来降低蔬菜设施栽培成本、提高设施栽培产出率,以增强农业综合生产力。本文以北方蔬菜为研究对象,展开冬春季节的设施栽培调控对策研究,目的在于提升北方蔬菜设施栽培综合效益,助力北方地区现代化农业的健康可持续发展。
一、冬春季节北方蔬菜设施栽培现状
1、冬春季节北方蔬菜设施栽培面临的挑战
对于北方蔬菜种植而言,冬春季节是北方蔬菜设施栽培的关键时期,与夏秋较高的气温相比,在冬春比较寒冷的气候条件下进行反季节种植,对蔬菜设施栽培带来诸多的挑战。①气温变化大,与南方地区相比,北方地区早晚气温波动较大,很容易引起蔬菜设施内外温度差异较大,进而造成蔬菜设施栽培温度的不稳定,进而影响蔬菜的生长质量。②日照时间短,与夏季相比,冬春寒冷时期的日照时间相对较短,日照强度相对较弱,由于缺乏充足的光照,蔬菜生长会出现缓慢、营养不足等诸多问题,不但会影响蔬菜生产产量,而且会影响蔬菜生产质量。③病虫害易发,冬春季节昼夜温差大、日照不足、生产设施比较密闭、农产品病虫害防治药物受到限制等等,都会导致冬春季节北方蔬菜设施栽培病虫害易发的情况。由此可见,设施栽培通过人工干预为蔬菜的自然生长提供了一个“小气候”,但是外界的气候条件对设施蔬菜的稳定生产和高质量生产产生了不同程度的影响,需要积极进行科学调控以应对春冬季节气候条件带给设施栽培蔬菜的各种挑战,从而最大限度地提高北方蔬菜设施栽培效益。
2、冬春季节北方蔬菜设施栽培类型的选择
现阶段蔬菜设施栽培的类型主要有日光温室、塑料大棚、现代化温室三种类型。①日光温室,日光温室是直接利用太阳能源为温室内提高温度的设施,即暖棚,其由传统的土墙和竹木结构逐渐发展成砖混结构建造,其采用的标准为建筑结构标准,具有长达20年的使用寿命。为了更多获取光照的时间,日光温室通常采用坐北向南的建设方向,并采用塑料薄膜、PO塑料薄膜、复合材料和保温被等覆盖材料,以增加冬春寒冷季节的建筑温度。②塑料大棚,塑料大棚是一种简易实用的保护性设施栽培,其也是主要充分利用太阳能进行保温和保湿,并提供适宜的光照条件,通过将大棚内的温度和湿度保持在适宜的范围内,从而对作物起到良好的保温和增温作用。从塑料大棚的结构和建造材料上分析,其建造类型主要包括竹木结构、焊接钢结构、镀锌钢管装三种。其覆盖材料主要包括普通膜、草被草垫、无纺布等。③现代化温室,现代化温室是不受自然气候影响全天候大型可自动化调控的屋面温室,这种温室的结构主要是立柱、屋盖、屋架等结构,并配置自然通风系统、加热系统、补光补气系统、灌溉施肥系统等。而在我国北方蔬菜栽培过程中主要以日光温室为主,这也决定了设施调控的方向。
二、北方蔬菜设施栽培冬春季节调控
1、蔬菜种类调控
由于北方地区特殊的地理位置和气候特点,北方蔬菜设施栽培应选择耐低温和弱光的品种,以适应冬季漫长且寒冷的生长需求,因此要进行蔬菜种类的调控,主要选择以下几种类型的蔬菜种类:①黄瓜,作为一种生长周期短、生长快、营养价值丰富的蔬菜,黄瓜要选择早熟性强,雌花数适量,单位结实率高,株型紧凑,侧枝数较少,叶片厚,叶型较小,耐弱光的品种,以获得高产量和品质。②番茄,作为一种市场需求大、产量高、适应性强的蔬菜,番茄要选择抗寒性强,耐弱光,早熟丰产,抗病性强的品种,以为冬季餐桌提供新鲜美味的蔬菜。③辣椒,作为一种常见的调味品蔬菜,要选择耐寒、高产、抗病的品种,如“朝天椒”。④茄子,作为北方地区的一种大众化蔬菜,要选择不易徒长,不易落花,抗病虫害的品种,以确保茄子的生产质量。⑤青菜,作为一种速生蔬菜,可以选择耐寒性强的“上海青”品种,以促进青菜的快速高质量生长。
2、设施选址调控
北方的蔬菜设施栽培类型主要是日光温室,即暖棚,通常情况下日光温室的温度在夜晚也能维持在10℃左右,而其良好的保温效果得益于对设施选址的调控。①日光温室要选择一个较为避风的地方,在此基础上进行坐北向南方向的建设。②水源、电力、交通作为蔬菜设施栽培的基础设施,在日光温室选址的过程中一定要充分考虑选址的通水性、通电性和通路性,以保证设施的正常运作和蔬菜的正常运输。③设施栽培怕水涝,选地时,要注意选择那些地势高不积水,易于排水的地方。同时要选择,土质松散,透气性好,土层较深,保肥、保水性能良好的地方。除此之外,选地还需注意远离城镇、工矿企业、垃圾处理厂和交通干线,以确保蔬菜设施栽培绿色无污染。
3、温度调控
温度是蔬菜生长发育的重要因素,北方地区冬春季温度较低,不但影响叶片的光合速率,而且延缓蔬菜的正常生长发育,因此进行温度的科学合理调控十分重要。对于冬春茬蔬菜而言,促进生根壮秧和开花坐果是管理的重点,在管理目标下前期温度通常要控制到26℃-30℃,而夜间最低温度平均要保持在14℃左右,并根据蔬菜的长势进行温度的合理调控。而保温、升温的调控措施主要包括:①起垄栽培,增大土壤受热面积;②严密封闭,降低热量损失;③多层覆盖,提高保温效果;④点火加温,提高室内温度;⑤选用透光好的覆盖材料等。通过保持、维持设施内的温度,来打造北方蔬菜设施栽培的适宜昼夜温差,进而降低冷冻对蔬菜生长发育的影响,从而获得高产高效的栽培效益。
4、光照调控
光照作为蔬菜作物光合作用的关键驱动力,不仅直接参与能量的转化过程,还深刻影响着设施栽培环境中的温度与湿度调控,进而对蔬菜的生长发育及最终产量构成显著影响。光照强度的增强往往伴随着光合作用效率的提升,然而,不同蔬菜种类对光照强度的需求存在显著异质性。以番茄为例,其光饱和点介于60-70klux之间,表现出全光性作物的特性;而黄瓜的光饱和点则相对较低,约为30-45klux,属于中强性作物范畴。因此,针对光照条件的精准调控,对于确保蔬菜作物的健康生长与高产至关重要。①可通过优化温室结构设计,如增大采光面积、合理设置屋顶倾角等,以最大限度地延长作物的受光时间。②选用具有高透光率的PO新型棚膜材料,能够显著提升温室内的光照水平。此外,对温室内的蔬菜作物进行合理布局,避免行间遮阴现象,也是提高光能利用率的有效途径。③针对光照不足时段,强化人工补光措施,不仅能促进蔬菜作物的正常生长发育,还能增强其抵御病害的能力。
5、 湿度调控
加湿作为一种高效的温室内部湿度调控策略,在北方地区冬季的干燥气候条件下尤为重要。通过加湿措施,能够显著提升温室内部空气的湿度水平,进而为作物提供更为适宜的生长环境,确保其正常生长发育。值得注意的是,湿度的调节需紧密结合作物的实际需求进行科学化管理,基本原则是维持土壤适度湿润而避免过湿状态。过高的湿度不仅会抑制蔬菜的呼吸作用,还可能成为病害滋生的温床,因此,通常将湿度控制在30%-85%的适宜范围内。针对北方冬春季日光温室特有的气候特征,即白天受太阳辐射影响温度升高而湿度下降,夜晚则因辐射减弱温度降低而湿度上升,需采取一系列合理的调控措施以平衡昼夜间的温湿度变化。具体措施包括:①实施通风换气策略,在确保温室温度不受显著影响的前提下,适当增加通风时间和量,一般持续时间控制在20min以内,随后迅速关闭风口以提升室内温度;②精细管理灌溉,科学控制灌溉水量及间隔,以维持土壤湿度的稳定状态,同时推荐采用膜下沟灌或滴灌等节水灌溉方式,有效减少室内湿度的上升;③推广高畦地膜覆盖栽培技术,该方法能有效将土壤蒸发的水分控制在地膜内部,从而在降低温室整体湿度的同时,确保土壤保持湿润状态。
6、 水肥管理
在设施蔬菜种植中,由于独特的设施环境与土壤条件,蔬菜作物对水分与肥料的响应显得尤为敏感。特别是在北方冬春季的设施栽培实践中,精准的水肥管理策略成为保障蔬菜生长与产量的关键。①浇水策略需严格遵循“小水勤浇,阴天雪天不浇水”的原则。这一原则旨在通过细水长流的方式,既满足蔬菜生长的基本水分需求,又避免因过度灌溉导致的土壤湿度过大及病害滋生。特别是在蹲苗期,应严格控制灌水量,以减缓苗期的生长速度,有效预防菜苗徒长现象的发生。相反,在结果期,应密切关注温度变化,选择适宜时段(如10:00-15:00时)进行灌溉与追肥,此举措有助于促进蔬菜生长,加速土壤养分的吸收与利用。②肥料施用方面,强调有机肥与中微肥的合理搭配。通过鸡粪、秸秆堆肥等有机肥的混合使用,不仅能有效改善土壤结构,提升土壤肥力,还能为蔬菜生长提供持续的营养支持,进而提高蔬菜的整体生产力。同时,针对蔬菜对钙、硼、镁等中微量元素的需求,适时补充中微肥,有助于实现营养均衡,促进蔬菜品质与产量的双重提升。值得注意的是,在冬季低温条件下,应避免将稀土微肥直接施入土壤,以防其活性降低或造成土壤污染。③在追肥方式上,倡导采用少量多次、水肥一体化的科学方法。这一方法不仅提高了肥料利用率,减少了养分流失,还减轻了因一次性施肥过多可能对作物造成的伤害。特别是在蔬菜进入盛果期后,通过适时追加氮肥、钾肥等关键养分,能够显著提升蔬菜的色泽、口感及营养价值,满足市场对高品质蔬菜的需求。
7、病虫害防治
在冬春季节,由于土壤湿度显著增加与低温寡照的环境特点,设施蔬菜极易遭受多种病虫害的侵袭。为有效缓解这一季节蔬菜生产的病虫害压力,确保蔬菜生产安全及“菜篮子”的稳定供给,亟需加强对病虫害防治策略的精细化调控。
①深入理解并识别,冬春季节北方蔬菜设施栽培过程中面临的主要病虫害种类至关重要。这些病害包括霜霉病、晚疫病、灰霉病、叶霉病为代表的为真菌类病害。通过精确诊断病症,能够实现对症下药,提高防治的针对性和有效性。②实施“提前预防、综合防治”的策略是减轻病虫害危害的关键。具体而言,可通过采取一系列农业防治措施,如适当降低棚内湿度、合理施肥以平衡营养、科学调控温度等,构建不利于病虫害发生的环境条件,从而实现病虫害的有效预防。此外,利用性诱捕杀、灯光诱杀、糖醋液诱杀等生物及物理手段,不仅能够直接控制害虫数量,还能显著提升蔬菜生产的绿色安全性,减少化学农药的使用。③免疫诱抗技术的引入也为病虫害防治提供了新的思路,通过激活植物自身的免疫机制,降低病害发生的程度和频率。在必要时,科学合理地使用农药,如选用45%百菌清烟雾剂在傍晚闭棚后进行熏蒸处理,以有效控制霜霉病等特定病害,也是不可或缺的防治措施之一。
三、北方蔬菜设施栽培冬春季节调控对策
1、选择适应能力强的蔬菜种类
适合北方蔬菜设施栽培的品种需要耐弱光、耐低温、抗逆性强,以适应冬春季节光照不足、低温的现实需求。在选择适应能力强的蔬菜种类的同时,要强化新蔬菜品种的培育,通过培育新品种,来扩大冬春季节蔬菜设施栽培的可选择范围,并通过选择培育优良新品种来实现对优良调控措施的配套,进而助力蔬菜生产的健康可持续发展。
2、做好蔬菜设施检查维护工作
日光温室作为北方蔬菜冬春季节栽培的重要设施,营造良好的种植环境对蔬菜栽培是十分重要的,因此要强化对日光温室的维护,以确保设施功能的有效持续发挥。①要强化对温室主体设施的维护,其中土墙日光温室的主体要每年进行维护,砖墙日光温室的主体要定期检查,并对温室内电路设施、灌溉设施等进行检修和维护。②温室棚膜的维护,塑料棚膜在使用的过程中难免会出现老旧、损坏的现象,需要进行及时清理、维修和更换,以有效避免采光不足、保温不强等问题,建议使用高透光、高保温、无滴、耐用的多功能塑料膜,如PVC薄膜。③保温被及设施的维护,选择防水性较好的保温材料,并定期进行维修和更换,以起到良好的保温效果。
3、落实蔬菜设施关键农艺措施
在蔬菜设施栽培的过程中,种植管理、水肥调控及病虫害防治等关键环节紧密相连,其技术实施的质量高低,直接关乎栽培体系的整体调控效能。因此,强化并精准实施这些关键的农艺技术,成为提升设施栽培效果的重中之重。具体而言,植株调整作为其中一项核心技术,尤其是在越冬季节的蔬菜栽培中显得尤为关键。由于此期间环境温度波动较大,易导致蔬菜地上部分与地下根系生长失衡,进而引发根系早衰及生长活力衰退等问题。为解决这一问题,需实施精细化的植株管理措施,如通过整枝、落蔓等操作优化植株结构,适时疏除部分果实以减轻负载,同时摘除老化、病弱叶片的果实,从而确保植株健康生长,提升栽培品质。另一方面,保花保果技术也是实现蔬菜设施栽培高产高效的重要手段。在低温季节,自然授粉条件受限,往往需借助人工授粉如点花、蘸花等方式进行干预,以确保花朵成功授粉、果实正常发育。这一技术的应用,对于提高低温季节蔬菜的坐果率及果实品质具有显著效果,是设施栽培管理中不可或缺的一环。
综上所述,本研究从蔬菜种类选择、设施检查维护、生产环境调控及关键农艺措施等四个维度,为北方冬春季节设施蔬菜的高效栽培提供了全面的策略建议,期望能够为相关领域的生产实践提供有价值的参考。
(作者单位:251100山东省德州市齐河县焦庙镇人民政府)