基于农机农艺融合的浙南设施番茄宽沟窄畦栽培模式研究.pdf

doi 10 19928 ki 1000 6346 2022 2028 基于农机农艺融合的浙南设施番茄宽沟窄 畦栽培模式研究 陈先知 1 苏世闻 1 雷大锋 2 王克磊 1 包玉花 1 徐 坚 1 1 温州市农业科学研究院 温州市设施蔬菜工程技术中心 浙江温州 325000 2 温州万科农业开发有限公 司 浙江瑞安 325208 摘 要 为提高浙南地区设施番茄机械化作业水平和管理效率 探索农机农艺融合的栽培模式 将大棚番茄的传统宽畦窄 沟 栽培畦上底宽 90 cm 下底宽 110 cm 沟宽 40 cm 栽培模式改为宽沟窄畦 栽培畦上底宽 60 cm 下底宽 80 cm 沟宽 90 cm 栽培模式 并比较两种模式下番茄植株长势 产量 品质及用工量等相关指标 结果表明 与对照传统宽畦窄沟栽 培模式相比 宽沟窄畦栽培模式对番茄植株营养生长 单果质量 单株产量均无显著影响 株距为 35 cm 时 每 667 m 2 折 合产量 精品果率和精品果产量均显著高于对照 果实水分 可溶性固形物 VC 总糖 总酸含量及糖酸比均与对照差异 不显著 每 667 m 2 番茄种植节省用工量 3 612 5 个 浙南地区设施番茄宽沟窄畦栽培模式可采用株距 35 cm 种植密度 1 900 株 667 m 2 1 的双行栽培模式 可提高劳动效率 提高产量 关键词 番茄 农机农艺融合 宽沟窄畦 产量 品质 劳动效率 番茄 Solanum lycopersicum L 是我国重要的 果蔬兼用型作物 也是设施栽培面积较大的蔬菜作 物之一 2018 年设施番茄栽培面积达 64 2 万 hm 2 李君明 等 2021 浙南地区是我国设施越冬番 茄生产的主要产区 仅苍南县设施番茄栽培面积已 达 2 626 hm 2 设施番茄栽培已成为农民增收的重 要途径之一 林辉和沈年桥 2018 目前浙南地 区设施番茄栽培主要采用高畦双行 宽畦窄沟栽培 模式 带来的弊端是不利于机械化作业 人工成本 较高 不符合我国农业机械化向全程 全面 高质 高效升级的要求 因此研究浙南地区设施番茄农机 农艺融合栽培模式及相关农艺参数对区域生产具有 重要意义 本试验根据现有耕整地 做畦 滴灌及 地膜铺设 定植 肥水管理 施药等机械化作业和 设施番茄栽培特点优化农艺参数 提出浙南地区设 施番茄宽沟窄畦栽培模式 以期为设施番茄机械化 生产应用提供参考 1 材料与方法 1 1 试验设计 试验于 2019 年 10 月至 2020 年 4 月在浙江省 陈先知 女 副研究员 主要从事设施蔬菜栽培和集约化育苗技术研究 E mail 53186029 通信作者 Corresponding author 徐坚 男 研究员 主要从事设施 蔬菜生理生态研究 E mail zwxuj 收稿日期 2022 02 20 接受日期 2022 05 30 基金项目 财政部和农业农村部 国家现代农业产业技术体系项目 CARS 23 浙江省重点研发计划项目 2019C02009 2019 年度 温州市基础性科研项目 N20190004 随着我国工业化和城镇化进程加快 农村劳 动力快速向非农产业转移 农业人口老龄化和机械 化水平低下 导致农产品生产成本大幅增加 邹豪 等 2022 其中蔬菜生产人工成本约占 59 赵 海侠 2014 农业机械化发展既是农业行业转型 升级的必经之路 也是解决设施蔬菜快速发展过程 中 用工难 用工贵 的重要途径 近年来设施蔬 菜生产装备研发不断推陈出新 推动了农业机械的 推广和应用 陈永生 2019 但我国农业生产制 度和环境多样 蔬菜种类繁多且生产过程复杂 农 机农艺脱钩现象普遍存在 设施条件与种植参数需 因地制宜 因此 如何根据本地区实际农情 探索 相适应的农机农艺栽培模式 推动地区设施蔬菜生 产机械化发展是亟需解决的问题 73 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文 2022 8 73 77 温州市龙港市直升蔬菜专业合作社进行 试验番茄 品种为巴菲特 购自寿光南澳绿亨农业有限公司 于 2019 年 9 月 12 日播种 10 月 22 日定植 生长 期采用单干斜蔓 井 字架整枝 试验采用的设施为单跨 8 m 的 8 连栋大棚 大棚高 5 m 长 50 m 其中第 2 栋设置为宽沟窄畦 栽培模式 即 8 m 棚内 4 条栽培畦 畦上底宽 60 cm 下底宽 80 cm 沟宽 90 cm 畦上双行定植 每条畦设置 1 900 1 670 1 550 株 667 m 2 1 3 个种植密度处理 表 1 每处理小区种植 50 株 4 次重复 随机区组排列 第 3 栋设置为对照 即生 产上传统的宽畦窄沟栽培模式 棚内 5 条栽培畦 畦上底宽 90 cm 下底宽 110 cm 沟宽 40 cm 畦 上双行定植 种植密度为 1 850株 667 m 2 1 表 1 表 1 不同处理栽培模式和种植密度 处理 栽培模式 栽培畦宽 cm 沟宽 cm 行距 cm 种植密度 株 667 m 2 1 株距 cm 上底 下底 大行距 小行距 T1 宽沟窄畦 60 80 90 140 30 1 900 35 T2 60 80 90 140 30 1 670 40 T3 60 80 90 140 30 1 550 43 CK 宽畦窄沟 90 110 40 90 60 1 850 45 表2 不同处理下植株间和小行间不同高度光照强度 klx 处理 植株间光照强度 小行间光照强度 30 cm 60 cm 90 cm 120 cm 30 cm 60 cm 90 cm 120 cm T1 0 41 0 06 c 0 76 0 09 d 1 83 0 08 c 12 39 1 01 b 0 22 0 01 c 0 64 0 16 c 1 49 0 12 d 15 13 0 28 b T2 0 66 0 04 a 1 35 0 07 b 2 71 0 18 b 13 80 0 21 a 0 64 0 05 a 0 99 0 09 b 3 91 0 27 c 15 95 0 76 ab T3 0 65 0 03 a 1 48 0 06 a 3 11 0 33 a 14 11 0 30 a 0 43 0 03 b 0 99 0 11 b 4 58 0 68 b 15 97 0 28 ab CK 0 57 0 03 b 1 03 0 09 c 2 94 0 22 ab 13 47 0 28 a 0 50 0 08 b 1 92 0 11 a 5 44 0 20 a 16 80 0 47 a 注 表中同列数据后不同小写字母表示差异显著 P 0 05 下表同 1 2 测定指标 1 2 1 光照强度 植株生长盛期的晴天 2020 年 1 月 14 日 12 00 14 00 在各小区中随机选取 3 个不受大棚结构遮光影响的位置 采用 ZDR 20 型 照度记录仪 杭州泽大仪器有限公司 分别测定同 行植株间和小行间 畦上双行 4 株植株中间 距离 地面 30 60 90 120 cm 处的光照强度 1 2 2 植株生长指标 植株生长盛期 2020 年 1 月 14 日 每处理小区随机选取 10 株植株测量株高 茎粗 叶片纵径 叶片横径 叶片数 株高 用卷 尺测量从番茄植株与土壤交界处到生长点的距离 茎粗 用游标卡尺采用十字交叉法对植株基部进行 测量 取两次测量值的平均值 叶片纵径与横径 取植株第 2 穗果实往上第 1 片光合叶测量 用卷尺 测量从叶柄基部到叶尖的距离为纵径 叶片最宽处 的距离为横径 1 2 3 产量指标 果实采收期 2020 年 3 月 23 日 至 4 月 25 日 根据果实成熟度适时采收测产 每 次采收时记录果实总数和精品果数 精品果标准为 每穗果实数量 4 5 个 大小均匀 成串采收 单 果质量和精品果质量 并折算单株产量及每 667 m 2 产量 1 2 4 果实品质指标 盛果期 2020 年 3 月 25 日 每处理小区随机选取植株第 2 穗果实上成熟度一致 的 6 个果实 分别测定果实水分 可溶性固形物 VC 总糖和总酸含量等品质指标 1 2 5 农机农艺融合程度及效果评价 宽沟窄畦栽 培模式棚的耕整地 做畦 滴灌及地膜铺设 定 植 肥水管理 施药等 6 个环节分别采用大棚王拖 拉机 YTLM 120 宽沟窄垄机等进行机械化作业 对照宽畦窄沟栽培模式棚的耕整地 肥水管理等 2 个环节采用机械化作业 测算统计番茄生产用工量 1 个工按工作 8 h 计算 并分析两种模式下农机 农艺融合的程度 1 3 数据处理 利用 Microsoft Excel 2016 及 SPSS 26 0 软件进 行数据处理与统计分析 采用 LSD法进行多重比较 2 结果与分析 2 1 不同处理对光照强度的影响 从表 2 可以看出 在宽沟窄畦栽培模式下 随着株距的增加 距地面 60 120 cm 范围的植株 74 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文 表 4 不同处理对番茄产量的影响 处理 单果质量 g 单株产量 kg 折合产量 kg 667 m 2 1 精品果产量 kg 667 m 2 1 精品果率 T1 203 48 21 11 a 2 82 0 09 a 5 370 78 162 80 a 4 870 53 210 34 a 90 67 1 30 a T2 209 48 6 52 a 2 66 0 26 a 4 436 38 426 31 bc 3 899 66 432 07 b 87 85 3 00 ab T3 209 58 20 82 a 2 63 0 48 a 4 073 35 462 99 c 3 606 84 499 23 b 88 08 6 05 ab CK 203 28 11 34 a 2 55 0 16 a 4 728 29 298 37 b 3 944 56 244 79 b 83 45 2 18 b 表 5 不同处理对番茄品质的影响 处理 水分 可溶性固形物 VC mg kg 1 总糖 g kg 1 总酸 g kg 1 糖酸比 T1 95 05 0 53 a 6 05 0 27 a 134 25 7 73 b 22 73 1 33 a 2 78 0 26 b 8 23 0 55 a T2 95 08 0 75 a 6 15 0 32 a 125 50 8 32 b 21 60 2 02 a 3 42 0 14 a 6 33 0 72 b T3 94 53 0 29 a 6 10 0 24 a 151 00 8 12 a 24 00 1 41 a 2 85 0 13 b 8 44 0 73 a CK 94 80 0 90 a 6 05 0 47 a 138 75 10 47 b 23 50 2 60 a 2 72 0 20 b 8 69 0 83 a 表 3 不同处理对番茄植株生长的影响 处理 株高 cm 茎粗 mm 叶片纵径 cm 叶片横径 cm 叶片数 片 T1 191 55 12 86 a 12 12 0 25 a 50 22 4 85 a 40 90 3 50 a 21 3 2 75 a T2 187 59 13 37 a 12 09 0 49 a 48 00 2 62 a 40 20 2 12 a 21 9 2 18 a T3 184 24 10 43 a 12 58 0 73 a 49 97 2 02 a 42 77 1 44 a 21 1 1 52 a CK 190 27 4 04 a 12 92 0 86 a 49 73 1 30 a 38 67 0 64 a 21 4 0 12 a 间和小行间的光照强度呈增加趋势 与对照相比 T1 处理在距地面 30 60 90 120 cm 处的植株 间光照强度均显著低于对照 较对照分别降低了 28 07 26 21 37 76 8 02 T2 T3 处理在 距地面 30 60 cm 处的植株间光照强度均显著高于 对照 而距地面 90 120 cm 处的植株间光照强度 与对照无显著差异 宽沟窄畦栽培模式下 不同种植密度处理的 小行间光照强度仅 T2 处理距地面 30 cm 处显著高 于对照 其余均低于对照 T1 处理在距地面 30 60 90 120 cm 处的小行间光照强度较对照分别 降低了 56 00 66 67 72 61 9 94 差异 显著 T2 和 T3 处理在距地面 60 90 cm 处的小行 间光照强度较对照分别降低了 48 44 28 13 和 48 44 15 81 差异均达显著水平 总体而言 宽沟窄畦栽培模式降低了番茄植株小行间中下部的 光照强度 2 2 不同处理对番茄植株生长的影响 由表 3 可以看出 在宽沟窄畦栽培模式下 各 处理番茄株高 茎粗 叶片纵径 叶片横径及叶片 数等指标均与对照无显著差异 表明不同种植密度 对番茄植株营养生长未产生显著影响 2 3 不同处理对番茄产量的影响 从番茄单果质量和单株产量来看 T1 T2 和 T3 处理与对照间无显著差异 宽沟窄畦栽培模式 下 每 667 m 2 折合产量和精品果产量随着番茄种 植密度的增大而增加 T1 处理效果最好 每 667 m 2 折合产量达 5 370 78 kg 精品果产量达 4 870 53 kg 均显著高于 T2 T3 处理和对照 精品果率达 90 67 显著高于对照 表 4 2 4 不同处理对番茄品质的影响 宽沟窄畦栽培模式下 T1 T2 和 T3 处理的番 茄果实水分 可溶性固形物 总糖含量等指标均与 对照差异不显著 从 VC 含量来看 T3 处理显著 高于 T1 T2 处理和对照 从总酸含量来看 T2 处 理显著高于 T1 T3 处理和对照 从糖酸比来看 T2 处理显著低于 T1 T3 处理和对照 表 5 2 5 宽沟窄畦栽培模式与传统栽培模式用工量 比较 传统宽畦窄沟栽培模式下 耕整地和肥水管 理环节采用机械作业 其他环节均为人工作业 经 测算统计 每 667 m 2 番茄机械作业环节用工量为 0 262 5 个 人工作业环节用工量为 41 3 个 机械 作业用工量占比 0 63 表 6 宽沟窄畦栽培模式 75 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文 表 6 宽沟窄畦栽培模式与传统宽畦窄沟栽培模式每 667 m 2 用工量比较 传统宽畦窄沟栽培模式 宽沟窄畦栽培模式 序号 环节 作业方式 用工量 个 序号 环节 作业方式 用工量 个 1 嫁接育苗 人工 3 1 嫁接育苗 人工 3 2 耕整地 机械 0 062 5 2 耕整地 机械 0 062 5 3 做畦 人工 0 5 3 4 做畦 滴灌及地膜铺设 机械 0 062 5 4 滴灌及地膜铺设 人工 1 5 定植 人工 1 5 5 定植 机械 0 062 5 6 肥水管理 机械 0 2 6 肥水管理 机械 0 2 7 整枝引蔓 人工 14 7 整枝引蔓 人工 14 8 施药 人工 0 8 8 施药 机械 0 062 5 9 蘸花 人工 5 5 9 蘸花 人工 5 5 10 采收 人工 15 10 采收 人工 15 合计 41 562 5 合计 37 950 0 注 番茄种植密度以 1 900 株 667 m 2 1 计 下 可实现耕整地 做畦 滴灌及地膜铺设 定植 肥水管理 施药等 6 个环节的机械作业 其他环节 为人工作业 经测算统计 每 667 m 2 番茄机械作 业环节用工量为 0 45 个 人工作业环节用工量为 37 5 个 机械作业用工量占比 1 18 节省用工量 3 612 5 个 表 6 3 讨论与结论 种植密度是影响作物生长和产量的关键因素之 一 合理的种植密度是蔬菜高产 优质的基础 雷 喜红 等 2015 何娜 等 2019 设施番茄生产过 程中 棚内植株的大行距及种植密度对植株群体的 冠层结构及通风性能有重要影响 研究表明 番茄 双行种植或单行种植模式下 植株株高均随着种植 密度的增加呈增长趋势 且对产量有显著影响 何 娜 等 2019 邹豪等 2022 报道 在设施番茄 栽培参数优化中改变栽培畦规格 行距 种植密度 等参数未对番茄植株株高 茎粗及叶面积指数等产 生显著影响 在本试验中 将传统的宽畦窄沟栽培 模式改为宽沟窄畦栽培模式也同样发现未对番茄植 株的株高 茎粗 叶片纵径 叶片横径及叶片数等 生长指标产生显著影响 但株行距的改变调控了番 茄的种植密度 进而对产量有一定的影响 不同 种植密度处理对番茄单果质量和单株产量无显著影 响 但番茄每 667 m 2 折合产量随着种植密度的增 大而增加 宽沟窄畦栽培模式中株距 35 cm 的 T1 处理种植密度最大 为 1 900 株 667 m 2 1 番 茄产量 精品果率和精品果产量均显著高于传统宽 畦窄沟栽培模式 在宽沟窄畦栽培模式下 小行距 从传统的 60 cm 缩小到 30 cm 会导致植株小行间 中下部光照减弱 但是宽沟改善了植株外部叶片光 环境和通风条件 配合精细化的栽培管理措施 适 当增加种植密度可明显提高产量 可溶性固形物 VC 及总酸等是番茄果实中重 要的营养成分和风味物质 岳冬 等 2017 本试 验中不同处理的番茄果实水分 可溶性固形物 总 糖含量等无显著差异 T3 处理的果实 VC 含量显 著高于其他处理 表明宽沟窄畦栽培模式下降低种 植密度可改善植株生长的光环境 有利于番茄果实 营养品质的提高 探索易于机械化作业的设施番茄栽培模式对 于提升设施番茄生产水平 解决人工短缺和成本 增高等问题具有重要指导和示范意义 陈永生 2019 在本试验的宽沟窄畦栽培模式下 宽沟便 于番茄定植后的植保机 田间管理平台等机械通 行 同时方便整枝 引蔓 蘸花 采收等环节的操 作人员通行和农事操作 减少通行 作业时的植株 碰伤 此外 田间管理平台可用于日常整枝 运输 肥料 搭载药箱 喷头等植保设备进行植保作业 还可用于番茄采收果实运输 降低劳动强度 提高 工作效率 有助于推动设施番茄生产机械化和现代 化发展 已有相关研究提出了不同地区番茄农机农艺 融合栽培模式的适宜种植密度 如宁夏地区大跨 度塑料大棚番茄农机农艺结合较为适宜的两种株 行距配置方式为行距 1 2 m 种植密度 1 668 株 76 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文 667 m 2 1 和行距 1 5 m 种植密度 2 334 株 667 m 2 1 伏文卓 等 2020 北京地区日光温 室番茄东西向宜机化种植模式可采用株距 35 cm 小行距 40 cm 大行距 100 cm 的方式 李治国 等 2021 本试验认为 在浙南地区设施番茄栽培中 采用宽沟窄畦栽培模式是可行的 有利于农机农艺 融合 在单跨 8 m 的标准钢管塑料大棚中可采用栽 培畦上底宽 60 cm 下底宽 80 cm 沟宽 90 cm 株 距 35 cm 种植密度 1 900 株 667 m 2 1 的双行 栽培模式 配合设施内机械化作业 可提高劳动效 率 提高产量 参考文献 陈永生 2019 中国蔬菜生产机械化 2018 年度发展报告 中国农 机化学报 40 4 1 6 18 伏文卓 李涛涛 高艳明 李建设 2020 基于农机农艺结合的不 同株行距配置对塑料大棚番茄果型分级及冠层特性的影响 西北农业学报 29 11 1677 1685 何娜 伏文卓 李建设 高艳明 2019 不同种植模式 密度与留 果穗数对日光温室番茄生长特性 产量及品质影响 西南农 业学报 32 5 1139 1148 雷喜红 李新旭 王铁臣 徐进 李红岭 2015 不同种植密度对 番茄长势 果实品质及产量的影响 北方园艺 7 30 33 李君明 项朝阳 王孝宣 国艳梅 黄泽军 刘磊 李鑫 杜永 臣 2021 十三五 我国番茄产业现状及展望 中国蔬菜 2 13 20 李治国 闫子双 杨立国 李传友 李宗煦 刘晓明 2021 农机 农艺融合的日光温室番茄栽培模式试验研究 中国农机化学 报 42 6 55 59 林辉 沈年桥 2018 苍南县设施番茄规模化生产效益与技术改 进 中国蔬菜 5 95 97 岳冬 鲁博 刘娜 朱为民 郭世荣 2017 基于主成分分析法 的番茄内在品质评价指标的选择 上海农业学报 33 1 88 92 赵海侠 2014 浅谈蔬菜生产成本核算 中国农业会计 8 14 15 邹豪 孙明琴 田永强 高丽红 2022 农艺农机融合的设施番茄 栽培参数优化研究 中国蔬菜 2 63 68 Studies on Wide Trench Narrow Ridge Cultivation Model of Protected Tomato in Southern Zhejiang Based on Integration of Agricultural Machinery and Agronomy CHEN Xianzhi 1 SU Shiwen 1 LEI Dafeng 2 WANG Kelei 1 BAO Yuhua 1 XU Jian 1 1 Wenzhou Academy of Agricultural Sciences Wenzhou Protected Vegetable Engineering Technology Center Wenzhou 325000 Zhejiang China 2 Wenzhou Wanke Agricultural Development Limited Corporation Ruian 325200 Zhejiang China Abstract In order to improve the mechanization level and management efficiency of protected tomato in southern Zhejiang region and explore the cultivation model of integrating agricultural machinery with agronomy this experiment changed the traditional wide ridge narrow trench cultivation model the upper bottom width is 90 cm lower bottom width is 110 cm and trench width is 40 cm to the wide trench narrow ridge cultivation model the upper bottom width is 60 cm lower bottom width is 80 cm and trench width is 90 cm and compared the relevant indexes of tomato plant growth yield quality and labor used amount etc of these 2 models The results showed that compared with the traditional wide ridge narrow trench model the wide trench narrow ridge model had no significant effect on vegetative growth single fruit weight and single plant yield of tomato but when plant space was 35 cm the yield high quality fruit rate and high quality fruit yield were all significantly higher than those of the control There were no significant differences in contents of moisture soluble solids VC total sugar total acid and sugar acid ratio with those of the control The wide trench narrow ridge model could save 54 187 5 used labor amount comparing to the traditional cultivation model In southern Zhejiang region the wide trench narrow ridge model for protected tomato could adopt the double lines cultivation model with 35 cm plant space and 28 500 plants hm 2 so as to improve labor efficiency and increase yield Keywords tomato integration of agricultural machinery and agronomy wide trench narrow ridge yield quality labor efficiency 77 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文