中国设施果树栽培研究进展

赵涛　任陪娣　宋长年

摘要 本文结合设施果树发展现状，从设施果树品种选择原则、环境因素、存在的问题以及栽培管理要点等方面阐述了中国设施果树栽培研究进展，以期为提高资源利用率、增加果树种植经济效益奠定理论基础。

关键词 果树；设施栽培；研究进展

中图分类号 S628 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）16-0056-04

设施栽培是人为创造可调控环境条件，使果树度过自然休眠期，促使其提早发芽、开花、结果，从而实现反季节生产。设施果树栽培不仅能够丰富果树种植品种，调节果品供应时间，还能减少自然灾害影响，提高资源利用率，增加果树种植的经济效益。因此，发展设施果树前景十分广阔。

1 设施果树发展现状

1.1 世界各国发展进程

目前，设施果树栽培在多个国家均有应用，如日本、意大利、荷兰、韩国、比利时、美国等。其中，日本设施果树栽培面积最大、技术最先进，大多采用计算机自动化控制[1]。设施栽培果树种类包括葡萄、柑橘、梨、草莓、樱桃、桃、柿、无花果等，其中葡萄面积最大，约占总面积的73%。意大利设施果树栽培以油桃、鲜食葡萄和草莓为主，李、杏、樱桃栽培量较少。韩国设施果树栽培发展历史较短，但发展势头强劲，栽培果树种类有香蕉、菠萝、柑橘、芒果、葡萄等。比利时设施果树主要以草莓为主。荷兰设施栽培主要用于花卉与蔬菜种植，果树设施栽培面积较小。世界设施果业的特点与趋向主要是种苗专用化、设施大型化、控制自动化、栽培无土化[2]。目前，中国设施果树栽培面积已超过8万hm2，全国范围内形成了多个知名的设施果树栽培基地，包括宁夏、辽宁、甘肃、山东、津京冀以及内蒙古等地。其中，山东省发展最为迅速，表现在技术先进、品种繁多以及种植面积大。

1.2 设施栽培品种

目前，世界范围内设施果树主栽品种较多，达35种，其中，落叶果树12种，常绿果树23种。在落叶果树中，除板栗、核桃、梅、寒地小浆果等未见报道外，其他果树如桃（含油桃）、苹果、柿、樱桃、枣、无花果、梨、李、杏等种类均有栽培，其中以草莓栽培面积最大，葡萄次之；常绿果树主要有香蕉、柑橘、枇杷、杨梅等。我国设施果树栽培品种主要有草莓、葡萄、樱桃、李、桃、枣、柑橘、无花果、番木瓜、枇杷等树种[3]。

1.3 设施栽培类型

按照生产目的划分：避雨栽培、促成栽培、延迟栽培和异地栽培[4]。其中，促成栽培为我国的主导栽培类型。

按照设施类型划分：简易设施和高级设施。简易设施主要有2种形式：防雨棚及浮面覆盖。防雨棚栽培仅在大棚的顶部覆盖天棚（聚乙烯薄膜、遮阳网等材料），达到避雨、降温、防病的目的。浮面覆盖为采用通气、透光、轻巧的覆盖物直接覆盖果树植株（聚乙烯醇、聚乙烯纤维、聚丙烯等材料），包括地膜覆盖[5]，达到防寒、防霜、防风、防鸟的目的。高级设施主要有日光温室、塑料大棚，在我国设施果树栽培中应用较为广泛，其能够实现智能化环境调节与管理。

由于存在区域气候差异以及树种差异，在实际种植生产中可选择的设施类型也不同，如草莓以大棚、小拱棚为主，葡萄、桃则以日光温室居多；我国中南部省份以大棚保护设施为主，北方地区则以日光温室为主。南方葡萄多采用避雨栽培。

2 设施果树品种选择原则

设施栽培果树宜选择早熟、需冷量小、品质优、耐湿热、树型矮化、自花结实率高、弱光性强的品种，还应注意合理配置授粉树，授粉果树花粉量要大[6]，授粉果树需冷量应与主栽果树品种相同或略低。

3 设施果树环境因素

3.1 光照

目前，国内果树设施栽培多沿用蔬菜设施结构，其存在设施结构不合理、建造不科学等问题[7-8]，如建筑材料遮蔽性大，薄膜透光率差，致使设施内透光率仅有50%～60%。光照不足不仅影响树体的正常生长，同时影响果实着色和果品内在品质。因此，应采取适当措施增加设施果树棚内透光率。

增加设施光照条件有以下可行性措施。一是构建适宜的设施高度，相关研究表明，栽培设施每高出1 m，下部减少光强约10%。二是构建合理的温室结构，采用南北方向，倾斜式栽植。三是选择透光性好的覆盖材料，并定期清洁棚膜，同时选用反光地膜材料。四是修剪成适宜的树形，使树体充分利用光强，同时选择耐弱光品种。五是通过人工补光延长光照时间。

3.2 温度

温度因素对设施果树栽培尤为重要，体现在以下2个方面。一是温度对果树芽的休眠产生影响。需冷量是指果树解除自然休眠所需要的低温程度及时间，需冷量是一个累积过程量。不同树种的需冷量存在差异。需冷量有4种表示模型，分别为低温模型、犹他模型、动力学模型及0～14 ℃低温模型[9]。相关研究表明，果树需冷量是0～7.2 ℃的低温累积时间。但是随着全球气候变化加剧，物候也有所变化，各地区树种最适需冷量模型信息匮乏，加之同一树种的不同品种和所生长的地区不同，其需冷量也有变化，因而需冷量模型仍需进一步研究。因此，设施果树管理应以果树品种需冷量为参考，结合当地秋、冬季温度来准确把握相应的管理措施，防止扣棚过早而导致大棚果树栽培失败[10]。同时，注意依据树种需求做好温度调控管理，主要为保温、控温工作，避免温度升高过快，导致果树疯长。二是温度可以调节果树营养生长和生殖生长。温度是控制果树生长发育的决定因素，其对果树花期长短、坐果率高低以及果实商品性有着重要作用。萌芽开花期和果实发育膨大期是果树种植生产上的2个温度敏感期，其间要控制好棚内温度。冬季增温可采用覆盖地膜、炉火加热、熏烟等方式；夏季降温可采用揭帘、通风、遮阳等方式。

3.3 湿度

设施果树栽培的湿度要求包括土壤湿度和空气湿度2个方面，不同发育时期对湿度的要求不同。设施果树开花坐果期对空气湿度的要求较为严格，湿度过高影响花粉活力，不利于果树授粉。此期间空气相对湿度要求控制在50%～60%之间，其余时期以80%以下為宜。同时，在设施环境中，高湿高温或低温环境易引发果树病害[11]。因此，应合理控制设施环境湿度。

控制设施环境湿度有以下可行性措施。一是以果树需水规律为依据，合理灌溉。二是合理安排通风量和通风时间。冬天注意保温，减少通风；春季回暖后应加大通风量。三是覆盖地膜，以降低空气湿度。一方面可减少水分蒸发，控制设施环境湿度，另一方面又可以提高地温，防止土壤板结。

3.4 CO2浓度

CO2是植物光合作用的碳素生产原料，对果树生长发育、产量构成影响较大。由于设施环境密闭，棚内CO2浓度1日内变化较大。日出前较高，9：00开始急剧下降，16：00开始回升。设施环境中CO2含量不足将导致树体光合作用不充分，树体处于“饥饿”状态，不利于提高果树产量和果实品质。因此，在设施栽培条件下，要密切监测棚内CO2浓度，适时适量人工增补CO2，是获得果树优质、高产、高效的保证。设施环境适宜的CO2浓度为0.10%～0.15%。人工增补CO2可以通过增施有机肥料和CO2肥、通风换气以及化学反应等途径实现。

3.5 施肥

设施环境土壤肥水流失少，无机盐积累，土壤盐渍化严重。因此，果农应注意土壤养护和结构改良，以保证树体营养平衡。施肥可视树体状况而定，要以有机肥为主，减少无机肥使用；于花前或果实膨大期间少量追肥；宜多采用叶面肥[12]。同时，可以增施生物菌肥，维持良好的根际生物群落。施肥应避免大肥大水，防止果树旺长。果树施肥可以通过叶片营养分析结合土壤元素状况来指导果树用肥。其施肥原则是根据果树营养需求特性适时适量适法，保证果树营养需求的及时供应。

4 设施果树存在的问题及对策

我国果树设施栽培技术发展逐渐成熟，设施果品的质量进一步提高，但与此同时，一些问题也越来越突出，亟待实施有效措施予以解决，促进设施果树提质增效。

4.1 树种结构不合理，苗木生产不规范

设施栽培树种结构不合理，优质的设施品种少[13]，导致市场供应不平衡。表现在草莓栽培面积偏大，葡萄、桃发展过快，而樱桃、杏、李、枇杷等发展缓慢，梨、苹果、柿、枣、猕猴桃、无花果等少有种植。单一的设施品种不能满足消费者的需求，同时成熟期一致，销售压力大。

国内亟待建立有效运行的水果新品种权保护、新品种权转让体系，新时期应积极保护育种者的合法权益，规范引种工作项目，重视科研育种工作，提升我国新品种知识产权占有率。健全水果良种苗木繁育制度与良种苗木病毒检测，从而保证苗木质量，维护果农利益，规范苗木市场安全运行。

目前，王 晨等[14]论述了我国果树品种权益保护，提出了农业植物品种权益保护是保护农业植物育种者知识产权的一种方式，引起了人们的广泛关注。这不仅有利于我国育种工作发展，鼓励科研工作者积极参加育种工作，也使得我国育种越发规范和完善。陈学森等[15]提出了“功能型苹果”概念，即果实中富含类黄酮、可鲜食或加工的保健型苹果育种思路。郭磊[16]综述了葡萄砧木的研究概况。常 军等[17]论述了桃采后生理以及贮藏情况。这代表着我国果树界对果品品质提升和对砧木利用的重视，同时消费者对果品贮藏、保鲜的要求逐渐提高。陈学森等[18]全面概述了欧美等世界苹果生产先进国家的共同特点“九大十化六高三性”，即大群体、大区试、大品种、大苗木、大行距、大密度、大角度、大授粉、大规模、集约化、区域化、机械化、设施化、标准化、技术简化、安全化、组织化、一体化、多样化、高投入、高有机、高光效、高产量、高优率、高效益、矮化性、一致性及早果性。

4.2 后备人才大量缺失，果品品牌建设不足

值得注意的是，我国果树设施栽培生产比较分散，大多数是一家一户小规模栽培，组织程度化低。再加上从业人员老龄化严重，种植技术全凭借传统经验，政府农业技術推广工作不到位。而果农为确保产量，过量使用化肥和农药，甚至使用禁用剧毒农药，果品质量安全得不到保证，品牌更无从谈起。为改变这种现状，需从以下几个方面着手解决。

一是必须依靠国家进行果树产业宏观规划，本着适地、适树的原则科学引导，减少各区域的盲目生产和只重视面积、不注重果品单产的现象；给予果农优惠的发展政策，提供农业补贴。二是农林有关部门应该划清管理界限，不宜多头管理甚至出现管理缺失的现象。同时，增加果树生产培训。三是完善推广部门考核制度和推广体系建设，设立项目发展果树产业，为果农引进新品种、新技术、新材料。四是产学研对接，吸引各种资本进入果树产业，同时鼓励科研院校骨干和学生到果树基地进行科研工作和专业实训；帮助果农完善基地基本生产设施，如道路建设、灌溉沟渠建设等。五是建立果品生产销售综合信息平台，做好市场预警服务工作，让果农及时了解产业内相关生产信息，避免因自然因素和市场因素带来不必要的经济损失。六是为果农提供快速便捷的金融服务，解决果农融资难问题；积极扶植龙头企业，以此带动周边农民积极发展果树产业。七是建设标准化生产基地，规范果品质量安全生产；建立果品可追溯系统，保证消费者权益。八是做好人才引进工作，留住专业人才，保证产业后备人才储备。九是重视采后果品的清洗、分级、包装、贮藏和保鲜，大力宣传优势果品品牌；大力推进果树生产区域化、规模化、集约化、机械化发展，产业化、组织化、一体化、高效化经营，标准化、安全化、省力化、多样化生产。

4.3 设施果树产量低，果实品质不佳

设施栽培的品种多选择极早熟、早熟品种，设施大棚内光照和积温不足，加之果农栽培技术不善，导致果品含糖量下降，风味差。对此可借鉴发达国家的管理措施，一是积极引进外来种质资源和开展野生种质资源的评价和利用；二是重视砧木利用；三是根据果树品种合理整形修剪，适度密植，在不影响树体的情况下适量留果，保持适宜的叶果比；四是改善设施的土壤理化性质和提高土壤有机质含量，及时补充果树必要的微量元素；五是合理施用激素保花保果；六是合理施用化肥，设施果树应以有机肥为主，同时注重生物菌肥的使用，培养果树根部良好的根际微生物群落；七是采用限根栽培；八是适时采收；九是深入研究植物生理和果实生理，逐步改进栽培管理模式，改善果实品质。

4.4 设施果品上市时间集中，缺乏加工品种

我国设施果树果品多在同一时期上市，如桃、杏、李和葡萄等一般于4—6月上市，大樱桃一般于3—4月上市[19]，致使春节前后仅有草莓上市，相对比较单一。对此可以借鉴学习日本农协和美国等发达国家的行业协会模式，采用工业理念发展果树产业。一是通过发展专业水果协会进行专业的果品宣传和技术推广[20]，水果协会通过对水果产销全过程的参与而进行企业化运作，如制定市场准入、提供技术服务、信息咨询、规范经营行为、价格协调、调解利益纠纷、行业损害调查等。二是优化鲜食品种，增加加工品种，进行果品产业链升级。三是举办水果节日，结合当地民俗风情和地区景观，发展设施果树观光旅游，延长产业链。四是深入采后果品贮藏的科研研究，积极引进新的贮藏技术、包装材料和保鲜剂，延长果品保鲜时间和保鲜质量。五是联合果农建立社会服务性质的果品合作社，进行组织化管理，扩大果品宣传；针对消费者的不同消费需求进行产品质量分级，开发功能性果品，拓展高端果品市场，打造优势果品品牌。六是依托政府兴建果品保鲜冷库。

4.5 果农轻视采后果树管理和果品品牌宣传

果农不重视采后对果品的清洗、分级、包装、贮藏等工作，果品宣传意识不到位，相关果品社会服务组织发展少，果品产业链尚不完善，在国际果品市场不占优势。同时果农对采后果树缺乏管理，造成果品产量不稳定和品质下降，出现大小年现象。多种果树在设施栽培的前1～2年内果实产量与品质较露地栽培高，但随着栽培时间的延长，树势衰弱，光合能力降低，进而影响了坐果率和果实品质。

王 晨等[20]认为，有3个原因导致设施栽培产量和品质降低：一是设施环境温度高，花器官发育过快，但不充实，坐果率低；二是设施环境光照不足和CO2含量低，导致光合能力减弱；三是空气相对湿度较大，不利于自然授粉，坐果率低下。为此，应采取以下措施进行改进。一是应该积极发展果品采后社会服务组织，加大果品采后清洗、分级、包装、采后、贮藏、保鲜等工作力度。二是推动“互联网+农业”发展，增加果品分销渠道，鼓励果品与超市或各种单位对接，同时重视果品安全与品质品牌宣传，完善产业链发展。三是引导果农维护采后果树树体，保证采后果树肥水正常供应以及园区清洁；发展无公害果品、绿色果品、有机果品，着力推动果品健康消费、品质消费、生态消费，逐步扩大品牌知名度。

5 设施果树栽培管理要点

5.1 采取提高设施果树坐果率的措施

一是注意冬季提高土温，促使果树地下与地上的生长发育保持一致。在扣棚前30～40 d覆盖地膜；扣棚至果树开花前，在枝梢喷洒1次1%～3%的尿素，促进果树花芽发育。二是人工授粉或在棚内放蜂。三是结合果树需肥规律，合理施肥。四是扣棚要及时。五是适时适量应用植物生长调节剂和微量元素保花保果。

5.2 合理使用农药

依据对症施药、适时喷药、适量施药的原则，不断改进施药方法。一是合理混配、交替使用农药，有机结合土壤消毒、药剂喷雾、喷粉、熏烟等方法进行防治。二是采用细雾喷头并将喷嘴朝上喷雾，喷雾时应细致周到地喷布叶片背面，欲滴为度。三是宜选晴天喷药，避免在高温期、叶片有水滴和下午放帘前喷药，喷药后注意通风排湿；连阴天或雨雪天湿度大时改用烟剂。

5.3 适时破眠

破眠技术是指通过人为手段来打破果树的自然休眠规律。因落叶果树都有自然休眠的习性，树体需冷量积累不足，不能完成自然休眠，即使给予生长发育适宜的环境条件，果树也不萌芽开花；有时即使萌芽，也会出现不整齐、时期滞长、坐果率低、生理障碍较严重等问题，造成设施栽培失败。破眠的物理措施有人工集中预冷、冷库处理以及喷水降溫；化学措施有施用石灰氮、氨基氰、植物生长调节剂和硫脲[22]，以打破果树自然休眠。

5.4 整形修剪

设施内树体高度有限制，因而要配合合理整形修剪，使树体枝干分布合理，通风透光，增加光合效率。整形修剪方法包括摘心、疏除过密枝和细弱枝、短截等措施，同时结合激素来控制树势。研究表明，不同树种、品种的适宜树势不同，在大棚高密度种植条件下，自由纺锤形和金字塔形有利于缓和树势和采光，果实成熟早、产量高。此外，注意适当控制水肥，防止果树旺长[23]。

5.5 疏花疏果和适期采收

根据树体营养适量留果，及时除去裂果、畸形果等，减少树体负担，提高果品商品率，保证果品品质。在采收前减少氮肥的使用，防止果品因氮肥过量导致果品质量下降。研究表明，果品适时采收有利于提高果品的品质，同时采收前减少灌溉有利于减少裂果和延长果品采后贮藏期。

6 结语

随着我国城市化进程加快，土地成本增加，劳动力短缺，果树设施栽培必然要向省力化栽培、傻瓜化修剪、规模化发展和产业化经营方向发展。我国果树产业的发展必须依靠政府政策的大力支持和法律法规对产业链的规范，同时应更注重果树专业人才的培养和果树科研创新能力的提升。目前，果品品质和安全成为人们关注的焦点，果实不仅要色、香、味俱全，营养价值也要高，如何更加经济、有效地提高果实贮藏保鲜是科研工作的一大课题。果树生理、果实生理方面的研究，以及培育优质设施鲜食和加工品种是未来果树设施栽培的主要研究方向。

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