吳羅發,黎鄒鄒,舒時富(江西省農業科學院農業工程研究所,江西省智能農機裝備工程研究中心,南昌 330200)
江西省地處于長江中下游南岸,總面積為16.69 萬km2,山地、丘陵面積占比分別為42% 和36%。江西省氣候四季分明,陽光充沛,雨量充足,具有典型的亞熱帶氣候特征。2018 年江西省平均氣溫為18.9℃,日照時長為1735 h,降水量達到1543 mm。江西省獨特的地理與氣候特征為柑桔等常綠亞熱帶果樹與梨和桃子等落葉溫帶喬木果樹提供了良好的生長環境。目前江西省獲得中國國家地理標志的51種產品中就包括贛南臍橙、廣豐馬家柚、南豐蜜桔等11 種水果。2018 年江西省果園栽培總面積達到41.167 萬hm2,居全國第12 位,水果總產量達到470.2 萬t,居全國第15 位。江西省水果的栽培面積與產量與還具有較大的提升空間,而提高果業生產科技水平成為了推動江西省果業發展的必經之路。
果樹產業是江西省重要農業支持產業之一。從總量上看,2011~2015 年全省果園面積持續增長,2015 年后穩定在41 萬hm2左右(表1),全省水果總產量也呈總體上升趨勢,2018 年達到470.20 萬t,全省水果單位面積產量達到11.42 t/hm2以上,也呈上升趨勢,隨著品種改良、栽培技術進步,江西省的果業整體水平不斷提高。

表1 2011~2018 年江西省果園栽培面積與產量情況
從品種結構上看,柑桔類水果占比最高。如表2 所示,2018 年全省柑桔的栽培面積達到32.68 萬hm2,占江西省果園總面積的79.4%,而柑桔的產量達到410.79 萬t,占江西省水果總產量的87.3%,從區域上看,江西中南部地區是全省水果最重要的區域。由表3 可知,2018 年江西省南部地區的贛州市、吉安市、撫州市三地果園栽培面積占江西省果園總栽培面積的77%。由表4 可知,三地柑桔栽培面積占比分別為84%、83.4%、92.3%。綜上述分析表明,江西省逐漸形成以柑桔為主、梨和桃子為輔的果樹產業布局,同時柑桔栽培依據柑桔性喜溫暖濕潤氣候的特性,形成以南部地區栽培面積大于北部地區的產業現狀。

表2 2018 年江西省果類品種與產量情況

表3 2018 年江西省各地區果園栽培面積分布情況

表4 江西省各地柑桔栽培面積占當地果園面積的比值情況
2011~2018 年,江西省水果的人均產量變化趨勢與柑桔的人均產量變化趨勢一致,持續波動并沒有呈現穩定增長的趨勢(圖1)。受現有果樹栽培面積與栽培品種影響,目前江西省的果業發展水平還難以滿足廣大人民群眾對水果消費日益增長的需求,發展潛力較大。果樹設施栽培可以改變果樹的成熟周期,實現反季節生產,還可以栽培原本不耐寒的果樹品種。大力發展設施果樹,不僅可以推動果樹在江西省相對較為寒冷的北部地區大面積栽培,同時可以增加果樹栽培品種的多樣性,最終推動江西省水果總產量提升與與綜合經濟效益的增長。

圖1 江西省水果的人均產量變化趨勢
江西省目前果樹設施栽培品種較多,主要包括葡萄、草莓、柑桔、獼猴桃等,常見樹種和品種的具體信息如表5 所示。

表5 江西省設施栽培主要樹種和品種
由表6 可知,2012~2018 年江西省葡萄的栽培面積與產量呈現持續增長的態勢,到達2018 年后栽培面積保持在8000 hm2左右,2016~2018年單位面積產量呈上升趨勢。

表6 2012~2018 年江西省葡萄栽培面積與產量情況
由表7 可知,2012~2018 年江西省草莓栽培面積與產量一直保持穩定增長,2018 年栽培面積達到1710 hm2,產量達2.18 萬t,但其單位面積產量從2016~2018 年開始出現逐步下降的趨勢。目前,獼猴桃與柑桔設施栽培面積相對較少,但近些年來一些主產區開始嘗試使用設施栽培技術提升水果品質與控制上市時間,具有很大發展潛力。

表7 2012~2018 年江西省草莓栽培面積與產量情況
江西省果樹設施栽培區域廣泛,南北均有分布,其中葡萄栽培面積較大的地區有吉安市、南昌市、贛州市等,草莓栽培面積較大的地區為南昌市、九江市、贛州市等。奉新縣、南豐縣、遂川縣、南康區等獲得中國國家地理標志的水果主產區亦開始嘗試進行設施果樹生產,設施栽培的面積具有很大的提升空間。
江西省葡萄栽培的模式分為露天栽培和避雨栽培,而避雨栽培包括簡易避雨栽培和大棚避雨栽培兩種,簡易避雨栽培面積占75%以上,并呈現不斷增長趨勢,大棚避雨栽培是企業投資大面積果樹栽培的主要發展方向[1]。江西省草莓的定植一般在9~10 月份,主要為溫室大棚栽培,面積廣闊的水稻冬閑田為草莓的溫室大棚栽培提供了充足的場地[2]。獼猴桃的設施栽培主要為簡易避雨栽培,新建的標準化果園逐步采用大棚避雨栽培。近年來,在江西省一些柑桔的主產區,開始使用簡易塑料大棚來保證果樹的順利過冬和提升水果品質[3-4]。
果樹設施栽培的產量受地區、品種、設施條件的影響,通常設施條件好、品種好的溫室栽培葡萄產量在1500~2000 kg/667 m2,葡萄的上市價格一般在15~30 元/kg,而相同條件下的溫室栽培草莓產量在2000~2500 kg/667 m2,品質較好的草莓上市價格可達50~60 元/kg。結合旅游觀光項目,游客自主采摘的設施栽培水果的價格甚至可以提升50%以上。由于反季節銷售以及溫室栽培技術的增質提效作用,近年來果樹設施栽培的果品產量高、口感好、價格高,出現了一些具有代表性作用的案例。江西潤昌果業開發有限公司使用溫室大棚栽培柑桔,果實的成熟期控制在12 月份上旬,上市時間臨近元旦,產量在2750 kg/667 m2以上,上市價格達60 元/kg,實現產值16.5 萬/667 m2以上[5]。
江西省果樹設施栽培地區分布范圍廣、地理氣候環境差異較大。品種的選擇上主要參考其他地區的品種選擇情況,或者從現有的品種庫中進行篩選,果品的多樣性不足,導致上市時間集中,市場供需失衡,影響整體的經濟效益。選育和引進適合當地設施栽培的品種成為當務之急。以柑桔為例,設施栽培品種缺乏,部分地區設施栽培時直接使用本地露地栽培品種,最終的綜合效益提升不明顯,設施栽培推廣難度大。
針對果樹設施栽培的研究還缺乏系統性,在不同的環境下,設施栽培的環境因子與果樹的生長發育機理的關聯性研究還不夠深入。比如,目前設施果樹栽培果樹品種多,但對果樹自然休眠機制研究不夠,相關品種打破休眠的技術研究相對缺乏。同時,市場需冷量少、自然休眠期短的品種缺乏,果樹成熟期控制技術沒有根本性的突破,難以實現果品的精準提前或者延遲上市,限制了果品的市場效益和產品競爭力。
江西省設施果樹栽培大多以家庭為單位,經濟投入不足,主要以簡易避雨棚為主,存在高度低、空間小、機械作業操作性差等問題。果樹專用的溫室大棚建造成本高,還需配套一系列的環境控制裝備,回報周期長,使用率較低。并且目前果樹專用的溫室大棚補貼較少,主要靠果園經營者自籌,產業升級的門檻較高。栽培設施太過簡易導致后期環境調控能力弱,最終影響水果的產量與品質。
設施果樹的生產環節主要包括土地耕整、灌溉施肥、植保、環境控制、水果采收等。土地耕整環節通常包括起壟、打穴、除草、開溝施肥、培土等流程,配套的機具規格比較齊全,作業時通常使用拖拉機進行牽引[6]。但目前果樹栽培使用的溫室大棚空間較小,溫室大棚專用的小型機具比較缺乏,作業受限制。水肥一體化技術發展較為成熟,在國內一些農業發達省份率先得到應用與認可,但設備成本較高,在江西省內的推廣應用較晚,使用率較低。溫室大棚空間比較狹窄,市場上專用的設施果樹植保裝備短缺,植保作業時仍以背負式噴霧機為主,農藥利用率低,有損害作業人員身體的風險。水果自動化采摘設備還停留在實驗室階段,江西省設施果樹的采摘環節還是以人工為主,作業效率低,人工成本高。設施果樹環境控制環節主要包括通風、溫度控制、濕度控制、CO2濃度控制、光照控制等。目前,通風與溫度控制裝備技術較為成熟,使用率較高,而濕度控制、C O2濃度控制、光照控制等技術較為復雜,相關設備成本高,實際使用率較低。江西省設施果樹的機械化水平制約了設施果樹產業的發展。
目前,江西省果樹設施栽培技術標準化程度較低,實際生產過程中管理比較粗放,水果品質異質現象嚴重,果品質量不穩定。同時,江西省果樹栽培以戶外為主,面積大、產量高、區域特色明顯,經過多年發展已經形成較為成熟的產業體系。而設施栽培品種往往與當地品牌水果品種不一致,難以利用區域現有的品牌優勢與產業體系。由于果樹設施栽培起步較晚、栽培面積較小,技術指導與市場信息交流比較缺乏,相關栽培、加工、銷售等配套體系不完整,產業化程度低,最終只能以滿足本省消費為主。設施果樹產業化程度較低將增加市場風險,影響規模化效益、限制區域特色品牌的生成。
加強產、學、研三大體系的合作攻關,研究并推廣江西地區設施果樹栽培專用品種。篩選的主要原則首先是高產優質,其次是適應短低溫的情況。根據當地地理條件與市場條件,打造特色設施栽培水果品牌。比如對于已獲得中國國家地理標志認證的水果產區,可以充分利用現有的品牌優勢,使用果樹設施栽培技術對區域特色水果進行提質增效。對于水果產業發展較晚的地區,需要避免同質化競爭,利用后發優勢根據當地條件主打合適品種,形成規模化效應,逐漸形成地區特色品牌。
針對江西設施栽培的環境與品種,設置專項科研基金項目,鼓勵相關科研單位加大設施栽培環境下的環境因子與果樹的生長發育機理關聯性的研究,實現水果品質的提升和果樹休眠期的精準調控,提高果品的綜合效益與市場競爭力。推進現有的粗放式栽培方式向集約型的栽培方式轉變,制定江西省各地區現有設施條件下的栽培體系,組織果園經營者參觀示范型高標準果園設施生產過程,提高設施果樹栽培水平。
提高江西果樹栽培設施的先進性,根據主產的水果對光照、溫度、CO2濃度等需求的不同,對設施的空間結構、材料的透光率、使用的環境控制裝備等分別規劃,制定江西省果樹設施建造標準并推廣。提高設施栽培各個生產作業環節機械裝備的使用率。土地耕整環節可使用較小型的微耕機、田園管理機以提高作業效率。灌溉施肥推廣使用水肥一體化技術,可以提高土壤的肥力,改善土壤的物理性能。目前的智能化的水肥一體機結合物聯網、傳感器等新興技術,可以遠程實時監控各個溫室大棚內的水肥需求情況,并可進一步自動完成灌溉施肥的任務。植保作業環節可使用管道噴霧設施替代傳統的背負式噴霧機,提高作業的效率和環保性。引進大棚專用的半機械化收獲平臺以提高采收作業的效率,同時需要密切關注智能水果采摘機器人的科研動態。提高溫室大棚的環境控制能力,在常用的通風裝備與降溫裝備的基礎上提高濕度控制、CO2濃度控制、光照控制等裝備的使用率。
針對主打的果樹品種,系統化制定設施栽培技術標準及實施細則,統一發放給果園經營者,由相關單位組織培訓,對生產過程實時進行指導。政府應出臺設施建設補貼、農機新產品補貼等對新型設施果樹機械裝備研發、推廣的鼓勵性政策。成立用于果樹種植專用溫室大棚的標準化建設專項貸款,對新型設施果樹機械裝備的購置進行補貼。在主要水果產區加快高標準示范果園建設,打造多個基礎設施優良化、防控精準化、生產自動化、管理信息化的智慧化果園,并以此為示范基地開展設施果樹生產作業培訓。在水果主產區引進國內知名電商平臺入駐,培育一批具有市場影響力的電子商務企業。大力發展水果專業合作社,統一技術標準、統一農資供應、統一銷售價格,實現抱團取暖,進一步提升主打水果的市場競爭能力,提高整體效益。龍頭企業依據市場需求與果園經營者簽訂栽培協議并提供相應技術服務,果園經營者依照協議進行栽培、生產、銷售,實現產業鏈各環節的緊密聯系與利潤的合理分配。