花卉栽培生产水分调控技术

南京宿根花卉植物园

摘要:本文主要介绍了花卉栽培生产中设施栽培条件下的水分调控技术,旨在促进我国花卉栽培生产技术和花卉产品质量的不断提高。

关键词: 花卉栽培生产 水分调控

 

在影响植物生长的众多环境因素中,水分对植物影响是最经常、最广泛、最深刻的,可影响到植物生长发育的各个方面[1],花卉作物更是如此,水分因素是花卉生产的重要一环。由于针对某一种或一类花卉需水规律的相关研究很少,在实际的花卉生产中生产者对水分的调控还停留在凭借靠经验判断的基础上,这也是造成国产花卉品质不高的部分原因。必须针对生产的需求和花卉本身的特性,对水分进行调控,以提高花卉品质、稳定生产,全面提高我国花卉产业在国际市场上的地位。

1 设施花卉栽培的水分调控

花卉栽培设施内的水分调控包括对设施内的环境水分状况和土壤、基质水分状况进行合理而有效的调节和控制。它们的表征指标分别是空气相对湿度和土壤、基质湿度。因此,调控设施内的水分状况就是调控空气湿度和土壤、基质湿度[16]。湿度控制用自动灌溉系统加以控制。可采用人工测量,输入计算机;或者根据湿度传感器所测量的湿度状况,由计算机决定需要换气或加湿。

1.1  空气相对湿度的调控

设施内的相对湿度变化主要受制于作物的蒸发及灌溉水分、介质土壤的水分、栽培植床上、地板积水的蒸发。设施内温度的上升、下降影响生长环境中的相对湿度。设施内空气湿度都比较高,特别是在冬季不通风条件下,一般常在80%-90%以上,夜间可达100%。影响空气湿度的主要原因是灌溉。使用传统的地面沟畦灌水,很容易使空气湿度高,这不仅会造成设施内植物生理失调,也直接影响到病虫害的发生发展。相对湿度过低易发生红蜘蛛危害及诱发白粉病,相对湿度过高则易发生软腐病、灰霉病。

    设施内栽培的植物不同,对空气湿度的要求也不同。如原产南方的花卉,移植北方后,需提高设施内空气湿度,以防叶片干燥使叶面失去光泽,甚至焦边、枯黄。花卉各生育阶段对设施内空气湿度的要求差异也很大。一般在扦插、嫁接或分株繁殖时都需要80%以上的空气湿度,才能使繁殖材料长期保持鲜嫩,防止凋萎,提高成活率。花卉在冬季养护阶段,空气湿度不宜高,以防徒长和多种病虫害发生。

降低设施内空气湿度的主要措施是采用通风换气、加温、地膜覆盖、控制灌水、放置干燥剂等。但在通风降湿的同时,也降低了大棚内的温度,因此在寒冷的冬季,要以保温为主尽量减少通风次数与时间,春季则要适当加大通风量,以协调大棚内的温度与湿度,缓解棚内的温度与湿度矛盾。增加湿度的措施则可采取滴灌和微喷灌技术。

1.2  土壤、基质湿度的调控

    设施内环境是处于半封闭或全封闭状态,空间较小,气流稳定,又隔断了天然降水对土壤、基质水分的补充,因此设施内土壤、基质表层水分欠缺时,只能由深层土壤、基质通过毛细管上升水补充,或实施灌溉弥补。

各种花卉由于原产地水分环境差异而有不同的需水特性,对土壤湿度的要求也都有一定的适宜范围。除水生花卉需在水中生长外,对于如水仙、马蹄莲、蕨类、龟背竹、旱伞草、海芋、竹节万年青、何氏凤仙和鸭跖草等湿性花卉,需在十分潮湿的环境中生长,要求土壤、基质水分应经常保持饱和状态。对于中性花卉,一般要求土壤、基质较湿润且排水良好。其中,桂花、白玉兰、海棠花、花石榴、月季、米兰和扶桑等较耐旱,而腊梅、夹竹桃、迎春花等则较耐湿,一般应保持60%以上的土壤、基质容积湿度。仙人掌类、景天、龙舌兰、石莲花、虎刺梅等旱性花卉,一般都耐旱怕涝,要求土壤、基质湿度非常低,通常应宁干勿湿。如土壤、基质过湿,很易烂根和发生炭疽、枯萎病等病害。

设施内土壤、基质湿度的变化不仅影响环境的温度和空气湿度,也会影响设施内的通气、养分和热状况,因此调控它的土壤、基质水分状况是保证设施环境有利于植物生长发育的关键技术和重要手段。调控设施内土壤、基质湿度的主要技术措施是灌溉和排水,应根据不同植物、不同生育期的需水特性及植物体内的水分状况和设施内的环境条件等确定其灌、排水量和灌、排时间。

1.3  灌溉液调控

灌溉液的调控是温室无土栽培最重要的措施,直接影响到花卉对养分的吸收与水分平衡。灌溉液中水分的消耗主要包括三部分:(1)通过培养基质表面的蒸发。(2)植物体表面的蒸腾与蒸发。(3)光合作用的消耗。植物随天气不同,其所消耗量也不相同。一般晴天温度高、相对湿度低,消耗量大一些,反之,阴雨天温度较低,相对湿度高,消耗量就小一些。由于植物对离子的吸收具有选择性,因此栽培植物的营养液pH值会发生变化。如果植物吸收硝酸根等离子多一些就易造成氢离子浓度降低。如果植物吸收氮、钾、钙等离子多一些,氢离子浓度就易提高。

灌溉液的调控,主要是调节、控制灌溉溶液的PH值、EC值及灌溉量。对灌溉水的pH值要求一般为5.06.0EC值不能过高,否则会导致根细胞反渗而失水枯萎。灌溉量的掌握主要是依据回流率高低来决定,而回流率的高低又取决基质的空隙度。一般基质空隙度高的,要求回流率也高,反之则相反。

1.4  水肥调控

近几十年来,滴灌技术的发展和应用赋予了灌溉施肥技术新的活力,一个新的概念——FertigationFertilization+Irrigation)应运而生。目前,灌溉施肥已成为一些国家作物施肥的常规措施,以以色列为例,全国果树、花卉、温室栽培作物和多数大田作物均采用了这一施肥技术,取得了显著的效果。滴灌施肥的特点主要表现在:水肥同时供应,可发挥二者的协同作用;肥料直接施入根区,降低了肥料与土壤的接触面积,减少了土壤对肥料养分的固定,有利于根系对养分的吸收,滴灌施肥持续的时间长,为根系生长维持了一个相对稳定的水肥环境。可根据气候、土壤特性、作物不同生长发育阶段的营养特点,灵活地调节供应养分的种类、比例及数量等,满足作物高产优质的需要。

灌溉和施肥系统是现代温室的关键组成部分。其现代化水平与质量的高低,直接影响到温室内作物的生长、环境的控制及温室经营管理者的经济效益。一个良好的灌溉系统应具有以下特点:实现灌水、施肥一体化,达到灌溉和施肥完美结合;能精确地为作物提供最佳生长所需的水、肥量,限制不必要的过量灌溉,减少由于过多水分进入温室而造成温室内湿度增加所带来的不利因素;具有高的灌溉施肥均匀性,确保温室内每株作物都能均衡地吸收到所需的水分和营养物质。

    但设施栽培下的水肥调控存在许多问题。滴灌施肥技术在国外的应用已有二三十年的历史,已形成了相对成熟的技术开发和服务体系。如何结合我国的具体情况,来引进、吸收、运用这一技术,开发适合我国花卉生产现状的滴灌施肥设备,以及与之相配套的施肥装置,还有待长期的摸索和探讨[26]。不同气候、土壤条件、不同花卉作物适宜的滴灌施肥技术的研究,包括适宜的肥料种类、比例、浓度、施用时期及频率,滴灌施肥与传统的施肥技术的结合问题等都是每个花卉研究与生产者要考虑的,只有了解和掌握滴灌施肥条件下土壤、水分、肥料和作物间关系的作用机理,才可采用有效的滴灌施肥设备调控养分的供应,达到生产目的。

2  有限灌溉与水分调控机理、花卉品质形成

有限灌溉(Limited Irrigation),又称非充分灌溉(Unsufficient Irrigation)或亏缺灌溉(Evapotranspiration Deficit Irrigation,简称EDI),是作物实际蒸散量小于潜在蒸散量的灌溉或灌水量不能充分满足作物需水量的灌溉。亏缺灌溉的重要理论之一认为作物具有一种有效缺水效应(The benefit of limited water deficits)。作物在适度水分亏缺的逆境下,对于有限缺水具有一定的适应性和抵抗效应。适度水分亏缺不一定使产量显著降低,反而使作物水分利用效率显著提高。

       作物都有其自身的需水规律,在不同的发育期对水的需求不同,干旱造成的影响程度也不同。作物根系大小、数量和分布可根据土壤水分状况和氮素营养做出适应性反应。有限水分亏缺下作物能够在营养生长、物质运输和产量形成等方面形成有效的补偿机制,利用和开发植株自身的生理和基因潜力,能够达到对水分的高效利用。在适度干旱时,作物通过根系水分吸收运输到叶面蒸腾等一系列生理生化调节,来优化调控体内水分平衡。联系根系对水分的吸收与运输,补偿效应的研究,从水分亏缺角度、补偿角度以及经济的角度提出一种合理的灌溉方式。作物灌溉中,了解作物对干旱的敏感期、把握需水临界期和补偿高效期,根据作物需水规律,选择合适的生育期进行干旱锻炼、在关键期供水,合理分配灌溉水,高效利用有限灌溉水,使作物的用水分配更合理化科学化,实行一种有限而高效的供水方式。

3  水分与花期调控、株型控制

在花卉生殖生长阶段控制水分有利于花芽分化及花器形成,提高花的观赏价值。大多数花木进入花芽分化阶段,即由营养生长转入生殖生长的转折时期,应适当控制水分,以抑制枝叶生长促进花芽分化。一旦进入孕蕾和开花阶段水分不能短缺,否则开花不良,花期变短;但浇水分也不可过多,土壤长期过湿易引起落花落果。如一品红在温室的自然花期在11~3月,从变态叶到形成(变红)时起,应严格控制盆土和基质的水分,盆土湿度控制在60%70%,过干过湿都会导致苞片脱落。一旦全株有60%70%的叶片脱落,则导致全株死亡。空气湿度过低则花期短,花色交谈,但空气中相对湿度过大,往往使一些花卉的枝叶徒长,常有落着、落花、授粉不良,形成只花而不实现,故应注意开花后尽量不要往植株上喷水。有些花卉对水湿很敏感,例如:大岩桐、蒲包花、秋海棠等,其叶面有较厚的绒毛,沾上水后不易蒸发而易引起叶片腐烂,所以不宜向叶面上喷水。对于盛开的花朵也不宜多喷水,否则容易造成花瓣霉烂。有些花卉在生长期间控制水分,可促进花芽分化。如梅花在生长期适当进行水分控制、形成的花芽多。石斛在秋季使之干旱,则开花繁茂。球根在干燥环境中,分化出完善的花芽,直至供水时才伸长开花。只要掌握吸水至开花的天数,就可用开始供水的日期控制花期。控制水分还能使苏铁新叶叶形弯垂.叶姿优美,并使叶片长度大大缩短,从而提高了盆栽苏铁的观赏性和经济价值。

4  水分系统模拟调控模型研究

根系吸水与土壤水分的关系是土壤—植物—大气连续体SPACSoil-Plant-Atmosphere Continvm)动态模拟研究的基础。根系生长与吸水之间具有复杂的非线性关系,构建水分系统模拟调控模型模型不仅可用于研究不同土壤、基质水分条件下根、冠间相互关系,而且还可据不同生产目标求出土壤、基质应储备水量,供制定灌溉方案参考,也可据不同水量,从不同时间、初值开始模拟出根、冠及总干物质累积量,同时还能根据作物地上部生长的某些特性,估计根系的生长状况及其功能,供制定促进根、冠协调生长的花卉生产管理措施,以期达到高产高效优质之目的。此外,我们还可利用它选取合适的灌溉方法、设施,并制定合理的灌水时间,以减少地表蒸发,防止深层渗漏,提高灌溉水的有效性。

5  结束语

   花卉作物产量与品质的提高及花期调节,需要针对不同的花卉种类、不同的生育阶段,提供最佳的环境条件。专业性的设备与设施的应用是达到高品质与稳定生产的先决条件,所以花卉设施栽培技术的利用及普及是相当重要的。同时要加强节水栽培技术、有限灌溉技术、种植结构调整及水资源优化分配技术等重要理论的研究,建立节水优产型灌溉制度,因为这是未来节水调控机理、水——肥——产量综合模式和农业技术措施最优配置的基础。随着高效农业、精准农业、设施园艺的发展,形成一套标准、精细、系统、易于操作的结合水分及其它因子进行综合调控的技术措施,将是未来花卉产业发展的必然趋势。

 

        

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注:本文发表在中国花卉园艺杂志2007/08/15