新型小南瓜绿色栽培技术与发展趋势

2019-07-02 10:33李静沈文杰何梦海黄妙林植石灿秦树香李育军
长江蔬菜 2019年10期
关键词:营养液南瓜基质

李静 ,沈文杰 ,何梦海 ,黄妙林 ,植石灿 ,秦树香 ,李育军

(1.广东省农业科学院作物研究所/广东省农作物遗传改良重点实验室,广州510640;2.汕尾市信星生态农业有限公司;3.深圳市河田姆生物农业创新有限公司;4.广州涞富村农业有限公司)

李育军 研究员,现在广东省农业科学院作物研究所工作。农业部作物基因资源与种质创制广东科学观测实验站副站长,华南农业大学农学院在职研究生导师,科技部和省科技厅科技咨询专家,企业科技特派员、农村科技特派员,广东农业高新技术企业培育联盟主任委员,民盟广东省委(十五届)生态环境委员会委员。国家科技进步一等奖(二级证书)1项,国家科技进步三等奖1项,广东省科学技术二等奖1项,全国农牧渔业丰收奖二等奖1项,广东省农业技术推广奖一等奖1项,农业部科技进步二等奖(二级证书)1项,广东省农业科学院科学技术一等奖1项,中国遗传学会科普奖1项。培育研发新品种(含新品种权、食品新产品)16个,发表论文约100篇,参编著作4部,参订行业标准1部。

南瓜,学名Cucurbita moschata(Duch.ex Lam.)Duch.ex Poiret,是葫芦科南瓜属的一个种,为一年生蔓生草本植物。南瓜果实可作肴馔,亦可代粮食。全株各器官可供药用,南瓜种子含氨基酸,可清热除湿、驱虫,控制和杀灭血吸虫;藤清热;瓜蒂可安胎;根可治牙痛。然而,普通南瓜已不能满足人们的味蕾享受以及市场的需求,近年来,一种个头不大的新型小南瓜,以其可爱特色外观、质优、软糯口感和具有较高营养价值等优点渐渐受到广大消费者的青睐,在我国各地的栽培面积逐步扩大。

1 我国南瓜的发展历程

从我国历史来看,光绪之前甚少见 “南瓜”之说,多以“番瓜”“翻瓜”“蕃瓜”“房瓜”“窝瓜”称之。此外,因为它色泽金黄,还有“金瓜”一说,且有药用价值,鸦片泛滥时常被用作药物,以治疗烟瘾。中国人初期误以为南瓜来自日本,故名之为“倭瓜”,因日本在我国之东,所以又称南瓜为“东瓜”。而日本人则以为南瓜来自中国,所以称它为“唐茄子”(当时日本人将中国产品概称为唐物)。还有进一步误会为产自朝鲜半岛,名曰“高丽瓜”。南瓜传入我国有多条路径,但以广东、福建、浙江为最早。清代中后期,我国南方的南瓜沿大运河向北移栽,特别是山东,成了北方南瓜种植重地,人们开始意识到此瓜应自南而来,“南瓜”之称开始流行。

南瓜是人类史上栽培最早的古老作物之一,据说在美洲已有9 000 a的栽培史,也是我国重要的传统瓜菜作物。通过考古发现,南瓜属的几种作物原始起源或初生起源中心均是美洲[1]。元末贾铭的《饮食须知》、明初兰茂的《滇南本草》早有南瓜的相关记载,中国极有可能在哥伦布1492年发现新大陆之前(最迟在元末时期)就开始了南瓜的引种栽培[1],但这一论述还有待考证。

目前,我国现有的南瓜品种包括蜜本南瓜(早熟杂交种)、黄狼南瓜(上海市优良地方品种)、大磨盘南瓜(北京市优良地方品种)、小磨盘南瓜(早熟品种)、牛腿南瓜(晚熟品种)、蛇南瓜(中熟品种)、甘栗王(早熟杂交一代)、红栗王(早熟杂交一代)、砍瓜(中国南瓜的变种)等。

小型南瓜,如西洋南瓜、贝贝南瓜等是一种特殊的印度型南瓜栽培品种,以外观小巧玲珑、色彩缤纷、品质好、风味独特而著称,食用起来香糯似栗、肉质细腻,因此深受消费者的青睐,具有很高的营养价值和经济价值。日本1998年通过杂交培育出的具有代表性的品种贝贝南瓜,长期占据了我国高端南瓜市场,逐渐地,日本在小型印度型南瓜品种选育技术方面处于国际领先水平[2]。在早些时期,我国一些科研单位虽已在小型南瓜的育种研究方面取得一定成果,但在成果转化和市场应用方面还是处于技术比较薄弱的境地[2]。加之,人们对新物种的接受程度较低,以致小型南瓜的栽培面积不大。

我国关于引进小型南瓜时间考的相关专业记录也比较少,查阅一些文献发现,时间可以追溯到20世纪90年代初,我国从美国、日本(如贝贝南瓜)和我国台湾(如以“东升”“一品”命名的印度型南瓜品种)等地引进迷你型南瓜,在日新月异的技术进步背景下,成功选育出一批新的优质迷你南瓜并成功得到推广[3],如北京农技推广站的早生赤栗和北京甜栗、湖南瓜类研究所的锦栗和红栗。20世纪90年代起,镇江市农科所通过多代自交选育出高产质优、耐低温、抗病毒病的的绿皮西洋南瓜新品种,得到较高的经济效益[4]。1996年,上海市动植物引种研究中心开始西洋南瓜新品种锦绣和锦华的选育并成功推广试种[5]。同年,四川省农科院园艺研究所初步育成的印度型南瓜新品种甜栗及其品质极优的杂种一代[6]受到广大消费者的追捧。20世纪90年代末,苏州市蔬菜研究所成功突破技术瓶颈,选育出了优质、高产的贝贝型南瓜新品种小青王子[2]。自20世纪末,西洋南瓜在我国的栽培面积正不断地扩大[7]。

2 食用型小南瓜新品种

随着我国人民生活水平的提高,以及对高品质食物或食材的追求,小型印度型南瓜较大果型的南瓜,在口感上更加粉质软糯,风味独特,非常适合我国家庭结构改变缩影里的物质享受需求。但在品种耐热性、耐寒性、抗病性和适应性方面,中国南瓜比印度型南瓜强[8]。因此,选育优质高产、表现性能良好的小型南瓜新品种是今后我国发展小南瓜经济的有效途径。经过近年的发展,国内许多科研机构和种子公司掌握了较为成熟的技术,不断地选育和推广一批批优良的食用型小南瓜新品种[2~14]。本文摘取所选用文献中出现的食用型小南瓜新品种进行归纳总结,如表1所示。

3 观赏型小南瓜新品种

随着生活水平不断提高,人们在追求物质享受的同时,更注重精神层面的享受。观赏型迷你小南瓜因果型小巧玲珑、颜色缤纷、形态各异,特别适合农庄、小农园、农业公园等园林绿化和造型布景,以及家庭阳台、楼顶和窗台盆栽式栽培[15,16],可满足人们对田园梦想的精神寄托。此外,观赏南瓜对气候的适应性较强,规模化种植的条件一般为温室(气温保持20~30℃)周年种植;华南地区露地春植可在2~3月播种,秋植可在8~9月播种[16]。本文摘取所选用文献中出现的观赏型小南瓜新品种[16,17]进行归纳总结,如表 2所示。

贝贝南瓜

4 小型南瓜绿色栽培技术

小型南瓜属印度南瓜类型,抗热性较差,抗病能力较弱,一旦进入高温季节就会出现花叶、蕨叶

症状,难以坐瓜。因此,该类型南瓜更适宜在保护地或是提早栽培,高温前收获。

表1 食用型小南瓜新品种

表2 观赏型小南瓜新品种

4.1 适期播种

小型南瓜对土壤条件的要求不高,适宜在通透性较好的壤土地和砂壤土地上采用保护地或露地栽培。不论是哪种栽培方式,均应采用营养钵育苗,2叶1心时定植。这样既可节省种子,又能在设施保护下育成壮苗。

①保护地栽培小南瓜播种期 一般在2月中旬采用大棚或中小拱棚进行播种育苗,2片真叶展开后及时(3月中旬)定植。

②露地栽培小南瓜播种期 一般在3月中旬采用大棚或中小拱棚育苗,4月中旬晚霜过后及时定植。

③秋季迷你南瓜播种期 7月中下旬采用防虫网保护进行营养钵育苗,苗期不能干旱也不能水淹。夏季育苗关键是防止其感染病毒病。

④反季节南瓜播种期 在海南、广东、广西、福建、云南等南方区域反季节栽培,应在10月中旬后防虫网保护下进行营养钵育苗,防止感染病毒病。

4.2 催芽

将种子在25~30℃水中浸2~3 h,捞出搓洗甩干后进入催芽箱催芽(温度控制在25~30℃),芽出齐后及时播种。

4.3 播种

采用营养钵(规格自定)进行育苗。营养土(可根据小型南瓜特性自行调配)制钵并浇透水后即可播种。每钵放1粒已出芽种子,然后覆盖细土约1 cm厚,播后应在营养钵上平铺一层薄膜以保湿增温促进出苗,出苗后及时撤去薄膜。

4.4 苗床管理

出苗期间,棚内白天温度保持在25℃左右,夜间不低于15℃。子叶展平后,棚内白天温度保持在20℃左右,夜间保持在15℃左右,防止高脚苗。当真叶出现时,白天温度可保持在25℃左右,夜间保持在15℃左右。在育苗期间可根据土壤墒情浇水2~3次。当苗有2~3片叶时即可定植,保护地栽培以2叶为好。

4.5 定植

一般大棚内搭架栽培每667 m2可栽1 000株左右,露地栽培(2~3蔓)每667 m2栽培500株苗左右,栽后及时浇水。要根据品种特性和栽培方式来决定种植密度和留蔓多少。

4.6 整枝

通常大棚种植以单蔓或双蔓栽培为主(搭架或地爬);露地栽培以单株留2蔓或3蔓种植方式最为普遍 (根据地瘠薄而定)。不论采用哪种留蔓方式,在坐瓜前及时去掉所留蔓上再出现的侧枝,以免影响其坐瓜率。

4.7 授粉

一般在主蔓上留第2或第3朵雌花 (9~10片叶),侧蔓留第1或第2朵雌花。当所留雌花出现后,于 7:00~9:00把盛开的雄花摘下,去掉花瓣后轻轻地抹在盛开雌花的柱头上进行人工授粉。

4.8 肥水管理

小型南瓜耐肥,在栽植前应每667 m2施足有机肥200 kg加三元复合肥25 kg作基肥。在开花坐果期严格控制氮肥和浇水。待所留瓜坐稳后结合滴灌追肥1~2次,一般每667 m2需三元复合肥30~35 kg,可不施用尿素。

4.9 病虫害防治

小型南瓜主要病害有白粉病、花叶病毒病,白粉病发病初期可用80%成标 (硫磺)600倍液喷洒防治一次;花叶病毒病常造成南瓜化瓜,甚至绝收,防治方法主要从培育壮苗,提高自身抗性着手,同时在发病初期可喷洒20%病毒A 500倍液预防一次。如生产后期发生的话已无生产价值则采取密闭灌水高温消毒处理。

虫害主要有蚜虫、蓟马、红蜘蛛。蚜虫、蓟马可用10%一遍净(吡虫啉)可湿性粉剂3 000倍液进行防治一次,红蜘蛛可用成标兼治。

小型南瓜实际生产中病虫害发生较少,为了生产高档产品,一般不采用化学防治。

大棚生产贝贝南瓜

4.10 采收

老南瓜采摘期,一般从雌花开放到老熟需40 d左右。嫩南瓜则在开花后15~20 d采收上市,头瓜需早摘。一般上午露水干后采摘,采摘时需小心轻放,用剪刀剪断果柄后包装上市。

5 小南瓜栽培方式的研究

有土栽培是一种沿续了几千年的传统种植方式,蕴含着源远流长的农耕文化,是自然界植物赖以生存的基本条件。我国小南瓜还是以土壤栽培为主,所承担的环境风险往往比无土栽培的大,这种栽培方式投资小,产量比不上无土栽培,在生产管理上较为繁琐,要进行中耕、翻地、除草等作业;无法控制小南瓜在生长发育过程中对温度、水分、光照和养分等的最佳要求;不能避免连作障碍,土壤肥力容易退化,植株吸收养分效率低;受地区限制不能充分利用空间,不利于实现农业现代化。在快速发展的当今社会,遵守自然循环的有土栽培,其出产率已经不能满足日趋紧张的市场需求,提高生产力和生产量的快速种植方式便应运而生。

无土栽培无疑是当今世界上较为先进的栽培技术,由于无土栽培比有土栽培具有更多优点,因此近几年来无土栽培面积发展呈直线上升趋势。小型南瓜的单果质量较小,采用无土栽培方式是今后提升小南瓜品质和产出率的有效途径。

一般无土栽培可分为固体基质培和非固体基质培两大类。固体基质培包括无机基质培和有机基质培;非固体基质培可分为水培和雾培。本文着重介绍水培、雾培和基质培。

5.1 水培

水培是指植物根系直接与营养液接触,不用基质的栽培方法。最早的水培是将植物根系直接浸入营养液中,会出现缺氧现象,影响根系呼吸,严重时可导致根系死亡。为此,英国Cooper于1973年提出了比较新式的营养液膜法水培方式(简称NFT)。它的原理是使一层很薄的营养液层 (0.5~1.0 cm),不断循环流经作物根系,既保证不断供给作物水分和养分,又不断供给根系新鲜氧气,且灌溉技术大大简化,不必每天计算作物需水量,营养元素均衡供给。但营养液的配制和管理需要有一定文化水平并受过专门训练的技术人员来操作,难以被一般生产者所掌握。此外,营养液的成分,如硝酸钙、硫酸镁以及微量元素肥料不像普通化肥那样容易获得,而且成本较高。营养液中硝态氮的含量占总氮量的90%以上,易导致农产品中硝酸盐含量过高,不符合绿色食品的生产标准。目前水培主要有营养液膜技术、深液流技术和浮板毛管技术3种,这3种方式在栽培观赏性小南瓜方面值得推广。

5.2 雾培

雾培又称雾气培等,分喷雾培和半喷雾培。它是将营养液压缩成气雾状直接喷到作物的根系上,根系悬挂于容器的空间内。此栽培方法通常是用聚丙烯泡沫塑料板,在其上按一定距离钻孔,于孔中栽培作物。2块泡沫板斜搭成三角形空间,供液管道在三角形空间内通过,向悬垂下来的根系上喷雾。此类方法与浙江丽水市农科院农业智能化快繁中心科研人员的实用化研究——黑番茄拱形气雾栽培法[18]有异曲同工之处。但雾培设备费用较高,需要消耗大量电能,且不能停电,没有缓冲的余地,目前还只限于科学研究与科普应用,未进行大面积生产。雾培机理与水培相似,根系状况亦同水培,适宜进行高经济价值,如鱼翅瓜(观赏兼食用型小南瓜)[16]的绿色栽培。

5.3 基质培

基质培是无土栽培中推广面积最大的一种方式。它是将作物的根系固定在有机或无机的基质中,通过滴灌或细流灌溉的方法,供给作物营养液。栽培基质可以装入塑料袋内,或铺于栽培沟或槽内,营养液进行不循环供给(称为开路系统),可以避免病害通过营养液的循环而传播。基质培缓冲能力强,不存在水分、养分与供氧之间的矛盾,且设备较水培和雾培简单,甚至可以不需要动力,投资少、成本低,从我国现状出发,基质培是最具现实意义的一种栽培方式。如江苏省靖江本地实现了改良型无土栽培技术种植粉质小南瓜的良好经济效益[19]。

岩棉培是无机基质培的一种较为方便的栽培方式。岩棉可形成系列产品,如棉栓、棉块和棉板等,易搬运,可消毒后多次使用。但使用多年后就不能再利用,废弃岩棉的处理比较困难。在使用岩棉栽培面积最大的荷兰,岩棉已形成公害,开发出能够降解的岩棉材质将是今后无机基质培农业的又一重大突破。

当今设施农业较为发达的日本,开始主张开发利用有机基质栽培作物。有机基质使用后可翻入土壤中作肥料而不污染环境,实现农业可持续发展。

用有机固态肥取代营养液,并用清水直接灌溉作物的一种无土栽培技术称为有机生态型无土栽培。它有一般无土栽培的特点,可提高产量和品质、减少农药使用量以及充分利用非耕地空间等。此外,有机生态型无土栽培以各种有机肥的固体形态直接混施于基质中,以供应作物所需的基础营养,在作物的整个生长期中,可采取类似于土壤栽培追肥方式分若干次将固态肥直接追施于基质中,以保持养分的及时供给。加之此类方法不使用营养液及调配液体所需的设备、系统等,能大幅度降低设施一次性投资成本,节省生产费用,而且对环境无污染,产品品质可达绿色食品标准,操作管理也比较简单,一般人员只要通过简单的培训即可掌握。有机生态型无土栽培技术不仅是提高小南瓜品质,促进小南瓜经济的有效途径,对众多作物栽培者而言也是不错的选择,目前已在北京、新疆、甘肃、广东、海南等地有了较大面积的应用,起到了很好的示范作用,获得了良好的经济效益和社会效益。

6 小型南瓜无土绿色栽培的发展前景

小型南瓜的适应性较广,但不耐热,一般在早春1~2月或10月开始栽培,高温季节前收获。但在南方地区,气温较高,无土栽培恰好能够满足小南瓜反季节或长季节栽培的需求,可实现周年供应;在盐碱地、沙滩薄地、礁石岛等不适宜进行土壤栽培的不毛之地,可利用无土栽培大面积生产小南瓜,充分利用非耕地空间,适合国情的各种无土栽培方式在解决设施栽培小南瓜连作障碍的难题中发挥了重要的作用,为设施农业的可持续发展提供了技术保障;采用无土栽培在农庄、小农园、农业公园以及自家的庭院、阳台或屋顶来种植小南瓜,既有娱乐性,又有一定观赏和食用价值,便于操作,干净卫生,可美化环境;随着航天事业的发展,可在太空中采用无土栽培生产极具特色和口感更丰富的新生代小型南瓜品种。

从历史上看,农业文明标志,就是人类对作物生长发育的干预和控制程度。实践证明,对小南瓜植株地上部分的环境条件的控制比较容易做到,但对地下部分根系的控制,在常规土培条件下相对困难。无土栽培具有对小南瓜生长的全部环境条件进行精密控制的能力,有可能彻底摆脱自身条件的制约,完全按照人的意愿,向着自动化、机械化和工厂化的生产方式发展。

从资源角度上看,耕地和水是极为宝贵的、不可再生的资源。南瓜喜肥,过多的肥料长期积累在土壤中,会引起土壤酸化、板结等副作用,导致土壤肥力下降,营养成分和水分容易流失,严重影响南瓜植株的正常生长。无土栽培可将许多非耕地加以开发利用,控制农业用水,使不可再生的耕地和水资源得到扩展和补充,缓解日益严重的耕地、缺水问题,有着深远意义。

无土栽培技术在走向实用化生产小南瓜的进程中也存在不少问题,如成本高、一次性投资大,同时要求较高的管理水平,管理人员必须具备一定的科学知识等,并不是每个地方都能够普及。但是随着科学技术的发展、提高,更重要的是无土栽培技术本身固有的种种优越性,已向人们展示了小南瓜产业,乃至整个作物种植行业无限广阔的发展前景。

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