趙艷麗 李春游 李鑫
摘要 通過剖析獼猴桃開花授粉機(jī)理,總結(jié)人工授粉現(xiàn)狀及存在的問題,提出機(jī)械授粉與智能授粉是今后發(fā)展方向的同時(shí),認(rèn)為以純干粉使用、近距離微噴、精量控制的授粉方法,是獼猴桃授粉方法探索的主要任務(wù),其關(guān)鍵在于噴頭工程工藝的攻關(guān)和智能識別及其關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的確定,并能夠滿足農(nóng)戶、家庭農(nóng)場和農(nóng)業(yè)公司獼猴桃生產(chǎn)的授粉需要。
關(guān)鍵詞 獼猴桃;結(jié)果機(jī)理;授粉方法;標(biāo)準(zhǔn)參數(shù);關(guān)鍵點(diǎn)
中圖分類號 S663.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611(2017)07-0024-04
Standardization-based Pollination Methods of Kiwifruit
ZHAO Yan-li1, LI Chun-you2*, LI Xin3
(1.Station of Beijie Town Agricultural Technique Extension of Suichang County, Suichang, Zhejiang 323300;2.Center of Zhouzhi County Agricultural Technique Extension, Zhouzhi, Shaanxi 710400;3. Institute of Yangling Modern Agricultural Standardization, Yangling, Shaanxi 712100)
Abstract
Through analyzing the mechanisms of flowering and pollination and the existing problems of artificial pollination, the future development direction of pollination was proposed towards mechanical pollination and intelligent pollination. The pollination method which used pure dry powder, close micro-jet and precise control should be explored from agricultural standardization perspectives preferentially. The key of this method lied in the development of manufacturing process for nozzle and the determination of key standard parameters. The method should meet the needs of farmers, family farms and farm for pollination in kiwifruit production.
Key words Kiwifruit;Fruiting mechanism;Pollination methods;Standard parameters;Key point
獼猴桃號稱“維生素果王”,南方市場上又稱“奇異果”,是健康營養(yǎng)的搭配美果,市場前景廣闊。浙江中山、丘陵區(qū)及陜西秦嶺北麓近幾年獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,經(jīng)濟(jì)收入顯著。遂昌縣2015年獼猴桃總生產(chǎn)面積超過200 hm2,約占該縣水果生產(chǎn)總面積的25%,居水果產(chǎn)業(yè)首位,是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民脫貧致富的重要經(jīng)濟(jì)來源。然而,與產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭及脫貧欲望難匹配的是相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)的跟進(jìn),尤其是獼猴桃授粉環(huán)節(jié)難以滿足生產(chǎn)的發(fā)展需求。在農(nóng)業(yè)市場經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的情形下,如何做好最佳投入產(chǎn)出、做好最優(yōu)商品價(jià)格回報(bào),以及具備這些目標(biāo)所要求的多重因素滿足的潛力,是獼猴桃生產(chǎn)水平提高的關(guān)鍵因素。運(yùn)用農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化理論與方法,指導(dǎo)獼猴桃生產(chǎn),特別是授粉座果質(zhì)量的提升,是獼猴桃產(chǎn)業(yè)升級的生物學(xué)關(guān)鍵。筆者初步調(diào)查,浙江中山、丘陵地區(qū)及陜西秦嶺北麓獼猴桃生產(chǎn)中的授粉座果,已經(jīng)大量應(yīng)用多種人工方法,如花對花授粉、毛筆蘸粉、手動(dòng)或電動(dòng)噴粉器等。其中,噴粉器多為網(wǎng)購獲得,果農(nóng)用之授粉,效果卻差別較大,質(zhì)量難以保證。究其原因主要是相關(guān)人員缺乏獼猴桃授粉基本知識,缺乏高效、統(tǒng)一、適用性強(qiáng)的授粉方法,缺乏對授粉與氣象結(jié)合的關(guān)鍵時(shí)空把握。筆者通過對獼猴桃授粉機(jī)理的剖析,總結(jié)生產(chǎn)中常用的獼猴桃授粉方法,比較和分析授粉效果及其在生產(chǎn)中的適用性,進(jìn)而提高我國獼猴桃授粉標(biāo)準(zhǔn)化水平,從而夯實(shí)獼猴桃產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)基礎(chǔ)。
1 獼猴桃結(jié)果機(jī)理
獼猴桃果實(shí)是目前能夠上市獲利的唯一產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)來源部分,而果實(shí)必須有開花和授粉過程。研究表明,獼猴桃要結(jié)出高檔商品果,必須有良好和高質(zhì)量授粉保障。獼猴桃果是多籽果實(shí),授粉的充分性與質(zhì)量高低直接關(guān)系到果實(shí)大小與內(nèi)在品質(zhì)。因此,了解獼猴桃的開花結(jié)果及其發(fā)育機(jī)理是做好授粉工作的保障。
1.1 植物學(xué)特性
獼猴桃屬于獼猴桃科(Actinidiaceae)猴桃屬(Actinidia Lindl.)的一類植物,原產(chǎn)于我國,有54個(gè)種和21個(gè)變種,共分75個(gè)類群,且絕大多數(shù)是雌雄異株,僅極少數(shù)的雌雄同株或兩性花存在性別的多樣性[1]。研究表明,獼猴桃至少有6種不同的性別表現(xiàn)型:①完全兩性株,花形似雌花但所有的花藥內(nèi)均具有生活力的花粉;②雌株,花藥內(nèi)具無生活力的花粉;③不完全雌株,部分花藥具有生活力花粉;④可結(jié)果雄株,同時(shí)具有雄花和兩性花;⑤雄株,僅具有雄花;⑥中性株,花形似雄花但無生活力花粉。其中,雌雄同株或兩性花只是偶然現(xiàn)象,并無穩(wěn)定表現(xiàn)。獼猴桃的花器從形態(tài)上看是完全花,只是花器發(fā)育不健全,即要么雄蕊退化而變成實(shí)際上的雌花,要么雌蕊退化而變成實(shí)際上的雄花。由于雌蕊子房的退化,實(shí)際上的雄花花朵明顯小于雌花,因而在實(shí)際中容易辨認(rèn)。
1.2 成花機(jī)理
獼猴桃在越冬芽中孕育著花的原始體,冬前不進(jìn)行形態(tài)分化。隨著芽的萌動(dòng),花原基開始形態(tài)的分化;獼猴桃植株在展葉時(shí),開始花萼原基的分化,萼片原基分化后,花芽形態(tài)分化,且分化速度很快,花瓣、雄蕊、雌蕊原基的分化僅需要8 d;花序和花器各部分的分化共需約30 d。從分化時(shí)間看,不同種之間略有差異;在相同環(huán)境下,雄株的花芽分化一般比雌株早5~7 d[2]。當(dāng)開花過程氣候正常、溫度平穩(wěn)時(shí),獼猴桃開花整齊,授粉時(shí)限集中,授粉質(zhì)量好;雌花單花開放期為1~2 d,柱頭可授性在開花后1~2 d最強(qiáng),花開后3~5 d可授性逐漸降低,花后第6天喪失可授性。因此,掌握獼猴桃開花期及其花期氣候變化非常重要,同時(shí)還要把握好雌雄花的先后最佳時(shí)間差。
1.3 授粉機(jī)理
獼猴桃屬于異花授粉果樹,且授粉過程復(fù)雜。雄花的花粉(雄配子體)通過傳粉媒介(風(fēng)、昆蟲、人工等)攜帶而落到雌花的雌蕊柱頭上,在親和條件下(與獼猴桃種、環(huán)境和植株生理期有關(guān))萌發(fā)長出花粉管,花粉管穿過柱頭表面的乳突細(xì)胞進(jìn)入到花柱,在花柱引導(dǎo)組織中向花基部生長。花粉管的正常生長受多種信號分子調(diào)控,在花粉或花粉管細(xì)胞感知到外部信號后,通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng),控制花粉萌發(fā),調(diào)整花粉管生長方向及速度等。雌花接授花粉后,花粉在2~4 h從雌花柱頭上萌發(fā),長出花粉管,沿柱頭向柱頭基部的子房長進(jìn),經(jīng)過48~120 h(品種不同,時(shí)間不同),花粉管便進(jìn)入子房,直達(dá)胚珠,完成受精。此期,若天氣良好,即能保證良好授精,而獼猴桃植株的健壯也是必備的基本條件,可以在人工授粉時(shí)選擇良好的天氣,如在清晨以最快的時(shí)間完成授粉時(shí),能夠提供給獼猴桃植株最長時(shí)限的生理發(fā)育和最佳授精質(zhì)量的保障。
1.4 產(chǎn)量與品質(zhì)要素
獼猴桃是多籽果實(shí),種子的多少不僅決定獼猴桃果實(shí)的大小,還與果實(shí)的質(zhì)量直接相關(guān),在很大程度上直接決定果實(shí)能否成為商品果或高檔果。而每一粒種子都需要一次授粉和受精,要種子多,就必須授粉多。研究表明,果實(shí)重量隨著授粉的柱頭數(shù)目增多而增加,即種子數(shù)量的多少。能夠使獼猴桃授粉座果的種子量應(yīng)在10粒以上,但這種果很小,無商品性;種子數(shù)目在370粒以上時(shí),才能生產(chǎn)出72 g的最低出口限度的商品果實(shí)。要生產(chǎn)單果在100 g以上的果實(shí),則需要850粒以上的種子,最好在1 000~1 400粒,使質(zhì)量穩(wěn)定而可靠。要生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)獼猴桃果,種子必須達(dá)到800~1 000粒。由此可知,在現(xiàn)代市場要求下,獼猴桃必須加強(qiáng)人工授粉,充分授粉,以提高果實(shí)中的種子數(shù)量,從而保證獼猴桃果實(shí)的商品性和高檔性。
1.5 授粉關(guān)鍵期
要掌握最佳授粉關(guān)鍵期,首先必須了解獼猴桃開花與環(huán)境主要因素間的適應(yīng)關(guān)系??傮w上看,獼猴桃授粉關(guān)鍵期的主要影響因素是溫度。因此,獼猴桃花期的早晚及其開花時(shí)間的長短主要由春季溫度決定。從單株看,受氣溫影響的開花順序:先內(nèi)后外,先下后上;同一枝條上,先中間后兩頭;同一花序看,先頂花后側(cè)花[3]。總開花時(shí)長:雌株5~7 d,雄株7~12 d。獼猴桃的花多為晴天的清晨始開放,天亮后30 min為最盛,下午也會(huì)有少量的雄花開放;遇到陰天時(shí),全天都有少量的雌、雄花開放;雄蕊的花粉釋放在天氣晴朗08∶00左右,陰或雨天時(shí)則延后30 min。從單個(gè)花看,雌花柱頭的生命力在開花前2 d到花后3~4 d生命力最強(qiáng),可授粉期約為6 d;雄花的花粉,在花瓣始開時(shí)即開始散落,到花瓣完全展開時(shí)有超過50%的已經(jīng)散落,且持續(xù)散落1~2 d,開花3~4 d后花枯萎;雄花的生命力在開花前1~2 d到花后4~5 d。
人工授粉應(yīng)抓住3個(gè)關(guān)鍵期,即采粉、制粉和授粉期。具體做法:在花蕾期,注意天氣變化,掌握雄花開放時(shí)間,于晴天清晨至10∶00之間,選擇摘取含苞待放的雄花朵置表面光滑、底部密封的容器內(nèi),帶回處理;人工授粉則選擇雌花瓣張開60%時(shí)進(jìn)行。
2 獼猴桃自然授粉
我國獼猴桃野生資源豐富,其授粉是在純自然狀態(tài)下進(jìn)行的,一般結(jié)果率低、果個(gè)小、單果重低。其果實(shí)除種性未經(jīng)改良外,授粉不充分也是導(dǎo)致果實(shí)很小的重要原因之一。獼猴桃自然傳粉方式主要有風(fēng)媒和蜂媒授粉2種。
2.1 風(fēng)媒授粉
風(fēng)媒授粉是指獼猴桃雄花花粉借助風(fēng)力到達(dá)雌花柱頭并完成授粉受精的過程。然而,獼猴桃花粉粒較重,有效傳粉距離一般不超過3 m,無法滿足授粉需要[4]。且生產(chǎn)中連片栽植、獼猴桃葉幕遮蔽加之風(fēng)速、風(fēng)力變動(dòng)系數(shù)大,因此生產(chǎn)中僅靠風(fēng)媒傳粉無法滿足生產(chǎn)需求。
有果園采取在T形架下的每根水泥柱前加栽1雄株,同時(shí)用雌株換掉園中原有雄株的措施,從而降低了雌雄株比。在花后修剪時(shí),對雄株樹冠回縮,降低其空間占有面積,一定程度上起到了改善風(fēng)媒授粉效果的作用[5]。
然而,風(fēng)媒授粉受自然因素制約大,導(dǎo)致授粉效果不能得到量化保證;降低雌雄株比的措施與生產(chǎn)中利益最大化標(biāo)準(zhǔn)相悖,也與產(chǎn)業(yè)化、機(jī)械化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展趨勢相悖。
2.2 蜂媒授粉
研究表明,在不需要人工疏果情況下蜜蜂授粉是獼猴桃優(yōu)質(zhì)高效的一項(xiàng)重要技術(shù)措施,但前提是有足量的蜜蜂提供授粉工作[6]。
獼猴桃花為干花粉,不產(chǎn)生花蜜,相較于其他花對蜜蜂吸引力小。為提高蜜蜂授粉積極性,對蜜蜂進(jìn)行授粉訓(xùn)練和管理十分重要;如事先對獼猴桃雌花噴灑糖水或蜂蜜液、每2 d用50%糖水喂養(yǎng)蜜蜂、用浸獼猴桃花的糖漿對蜂群進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)飼喂等方法對蜂群進(jìn)行人工訓(xùn)練[6-8]。
獼猴桃花期較晚,應(yīng)避免果園周圍有刺槐等與獼猴桃花期相近的果樹,在蜜蜂進(jìn)園前對果園內(nèi)綠肥植物割刈1次防止花期相遇[5]。
獼猴桃產(chǎn)區(qū)一般難以提供足量的蜜蜂用于授粉工作,而且蜜蜂活動(dòng)受環(huán)境因素影響大,陰雨天、大風(fēng)天等均影響蜜蜂的出巢活動(dòng);獼猴桃雌雄花花期短且盛花期往往交錯(cuò),嚴(yán)重制約蜜蜂的授粉時(shí)間。
蜂媒授粉具有良好的授粉效果,但前提條件苛刻,推廣蜜蜂授粉技術(shù)受到限制。為了提高獼猴桃生產(chǎn)效益,增加結(jié)果的商品性能,必須進(jìn)行人工授粉。
3 獼猴桃人工授粉
現(xiàn)代獼猴桃生產(chǎn)中,人工授粉成為提高果實(shí)產(chǎn)量與質(zhì)量的關(guān)鍵措施之一,是彌補(bǔ)自然授粉不足的重要工作。人工授粉方法隨著技術(shù)的進(jìn)步而不斷改進(jìn),可分為簡易授粉和機(jī)械授粉2類,再發(fā)展必定會(huì)出現(xiàn)智能授粉。人工授粉首先要解決花粉問題,可采用原粉就近使用,也可通過適當(dāng)工藝制備花粉完成授粉。簡易授粉主要有2種,即雄花碰雌花的方式和毛筆蘸粉涂抹柱頭的方式。
3.1 花對花授粉
摘取當(dāng)天開放的雄花移向雌株,直接涂抹雌花的柱頭。一朵雄花可對授5~8朵雌花[9-10]。
對花授粉雖能達(dá)到較高的坐果率和授粉效果,但明顯耗工耗時(shí)、效率低下。獼猴桃雄株和雌株花期很短,單花最佳授粉期更短,且常盛花期交錯(cuò),從而嚴(yán)重制約了授粉的進(jìn)行。同時(shí),此法用工量極大,用花粉量也大,需要更多雄株使果園雌雄株比降低,影響果園整體產(chǎn)量。綜合評價(jià),該授粉方法必然被取代。
3.2 毛筆點(diǎn)授粉
毛筆授粉的方法迄今是我國獼猴桃產(chǎn)區(qū)常用的授粉方法之一。用中號或小號毛筆蘸取粗制的花粉(采集雄花,反復(fù)揉捻,過篩得粉),點(diǎn)授在雌花柱頭以達(dá)到授粉受精的目的。
由于獼猴桃開花不整齊,此法授粉需要多次進(jìn)行,費(fèi)工耗時(shí),還因授粉不充分常導(dǎo)致坐果率低、單果重小和果實(shí)畸形率高等后果,影響獼猴桃商品性和產(chǎn)量。這比花對花的授粉方式先進(jìn)。
3.3 針管接觸式授粉
針管接觸式授粉法是陜西獼猴桃產(chǎn)區(qū)應(yīng)用較多的方法。該方法是借助于西北農(nóng)林科技大學(xué)專家團(tuán)隊(duì)研發(fā)并享有專利的獼猴桃專用授粉器開展。目前廣泛用于生產(chǎn)的是一代筒式手持獼猴桃授粉器和二代精準(zhǔn)充分授粉器。
針管接觸式授粉器(一代)結(jié)構(gòu)上形似注射器,頭端蓋子可取下,裝入花粉后推動(dòng)助推桿對雌花進(jìn)行授粉,使用完后再蓋上蓋子。此款授粉器的優(yōu)點(diǎn)是使用方便,可以滿足獼猴桃充分授粉需求;授粉器使用成本低、無技術(shù)含量。缺點(diǎn)仍是單花對接的重復(fù),效率有待提高。
精準(zhǔn)授粉器(二代)是在一代授粉器的基礎(chǔ)上,授粉器頭端添加控制授粉量的芯片,達(dá)到精準(zhǔn)充分授粉的效果。根據(jù)獼猴桃充分授粉理論,通過試驗(yàn)研究不同獼猴桃品種達(dá)到充分授粉時(shí)所需授粉柱頭數(shù);然后在授粉時(shí)使用不同孔數(shù)的隔離芯片進(jìn)行精準(zhǔn)充分控制授粉,達(dá)到在充分授粉的前提下同時(shí)節(jié)約花粉用量的目的[3]。
精準(zhǔn)授粉器的優(yōu)點(diǎn)是能夠充分授粉,使坐果率、單果重、果形指數(shù)等指標(biāo)達(dá)標(biāo),保證產(chǎn)量的同時(shí)又節(jié)約花粉用量,授粉成本降低的同時(shí)可使果園雄株比例下降,雌株增多,從而增加果量而增產(chǎn)增收。
參照浙江遂昌獼猴桃產(chǎn)區(qū)授粉實(shí)際,一代授粉器既可滿足產(chǎn)區(qū)絕大部分企業(yè)、合作社、果農(nóng)對授粉技術(shù)的要求,使得授粉效果、獼猴桃產(chǎn)量和果品質(zhì)量有質(zhì)的提升。對于對產(chǎn)業(yè)利潤有更高要求且有一定管理水平的企業(yè)、合作社,可采用二代精準(zhǔn)授粉器,達(dá)到充分授粉效果的同時(shí)可節(jié)約花粉用量,降低成本。
針管接觸式授粉器能夠在最大程度上降低自然因素對獼猴桃授粉的不利影響,具有廣泛適用性的特點(diǎn)。鑒于當(dāng)下農(nóng)村勞動(dòng)力大部分外流和留守勞動(dòng)者年齡大及文化素質(zhì)普遍低的實(shí)情,這類授粉器值得大力推廣。
4 花粉制備
高效授粉中,無論哪種方式,制備花粉是授粉的基礎(chǔ)工作和首要任務(wù)?;ǚ壑苽淇煞譃榛ǚ鄣氖占?、調(diào)制和存貯三大內(nèi)容,大致要經(jīng)過采摘花朵、處理花藥(脫離、除雜與干燥)、收集花粉和調(diào)制成品等步驟。
4.1 花朵采集
于雄株上采收大蕾期的雄花蕾,即花蕾處于含苞待放、如鈴鐺狀的花朵,采摘帶回室內(nèi),攤晾于隔潮光滑膜上。采花所用的花蕾容器,以平底30 cm×20 cm×20 cm為宜,自帶方便;運(yùn)輸花器的容器不宜大,多容器盛裝,嚴(yán)防擠壓發(fā)熱。一批采收結(jié)束后,人工用牙刷、小剪刀或鑷子將花藥取下,置硫酸紙或玻璃紙或塑料紙上,室溫下干燥;將散出的花粉收集于貼有標(biāo)簽的干燥小玻璃瓶內(nèi),置冰箱中保存在5 ℃左右條件下。
4.2 花藥干燥
將花藥平攤在硫酸紙或玻璃紙或塑料紙面上,花藥厚度≤0.5 cm,在室內(nèi)溫度23~25 ℃條件下陰干,或在距花藥上方1 m處懸掛1只100 W電燈照射24 h。若有恒溫箱干燥條件,制取更為方便。
4.3 花粉分離
將陰干或烘干的花藥過100目篩,采用“篩出花粉-研磨機(jī)研磨篩上的花藥”的方法,重復(fù)3次研磨和過篩,直至花粉從花藥中充分分離出來。
4.4 花粉制備與使用
分2種情況,即原粉制備和授粉前處理。原粉制備是將過篩出的獼猴桃花粉收集在小玻璃瓶中,與前面散落花粉合并,保存于冰箱5 ℃左右條件下。授粉前處理又分為2種情況,一是噴用干粉時(shí),需要將準(zhǔn)備好的花粉與其他稀釋料,如松樹花粉、干淀粉或滑石粉,按花粉加稀釋料在1∶10下充分混勻后使用;制備好的花粉,應(yīng)在1~2 d使用,當(dāng)天使用剩余的花粉,應(yīng)放回5 ℃冰箱中過夜;二是噴霧授粉,按照花粉1 g、硼砂2 g、蔗糖或葡萄糖100 g加水調(diào)制成0.1%的花粉懸濁液,并充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笫褂?;此法制成的懸濁液必須? h內(nèi)噴授結(jié)束。
5 機(jī)械授粉
目前所用的器械,市場上出售的形狀多樣,均為手持式,動(dòng)力有電動(dòng)也有手動(dòng),也有借助于其他器械而自制完成,如手持吹風(fēng)機(jī)、手持噴霧器稍加改良即可做噴霧授粉使用。此類授粉方法目前尚處于初級狀態(tài),授粉效果及質(zhì)量很不穩(wěn)定,無統(tǒng)一的器械標(biāo)準(zhǔn)及授粉效果評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),給獼猴桃生產(chǎn)過程的系統(tǒng)質(zhì)量控制和過程質(zhì)量把握造成困難。
5.1 噴粉授粉法
該法是模仿自然風(fēng)式授粉,將花粉盛入噴粉機(jī)械容器,通過定向噴粉,使均勻噴出的花粉直噴雌花柱頭,完成授粉。該授粉法的優(yōu)點(diǎn)是省時(shí)省力,工作效率高[11]。
從浙江遂昌縣獼猴桃從業(yè)者從網(wǎng)上購買手動(dòng)或電動(dòng)授粉器的情形看,授粉器的授粉效果和質(zhì)量差異明顯,成為影響產(chǎn)量和商品質(zhì)量的潛在不良因素。
5.2 噴霧授粉法
該法則是利用花粉懸濁液進(jìn)行液體噴授的方法。該授粉法也具有省時(shí)省力、工作效率高的特點(diǎn)[12]。關(guān)鍵在于花粉懸濁液配比方法;授粉機(jī)械的技術(shù)性能與工作效率。
5.3 機(jī)械高效授粉
獼猴桃授精機(jī)理與人工授粉的方法原理十分明確,需要以更加精確和高效的機(jī)械化手段來落實(shí)授粉規(guī)?;?。借助當(dāng)代科技與獼猴桃授粉的園藝工藝相結(jié)合,機(jī)械高效授粉法難度不大。出現(xiàn)不同的機(jī)械噴粉法甚至彌霧噴粉法,有人力、動(dòng)力和機(jī)托工作,但在農(nóng)戶小果園內(nèi)使用還很少。隨著技術(shù)進(jìn)步,機(jī)械授粉法發(fā)展迅速,適用于農(nóng)戶果園授粉的機(jī)械正在產(chǎn)出,獼猴桃園授粉效率將大大提高。
6 智能授粉法
研究表明,獼猴桃果實(shí)大小與授粉結(jié)實(shí)的籽粒數(shù)有直接關(guān)系,也是決定是否達(dá)商品果和高檔果要求的關(guān)鍵。應(yīng)用自動(dòng)控制手段,通過機(jī)械臂和機(jī)器手進(jìn)行自動(dòng)識別、定位和噴粉,完成獼猴桃授粉已成為可能。
獼猴桃栽培采用棚架式水平支撐,花開在一個(gè)水平面內(nèi),該面距地高度16.5~18.0 cm,厚度在15.0 cm,花朵在水平面中的分布屬于分散聚集型,聚集處的分布直徑平均為33~40 cm,花朵幾乎貼近但多不重疊,聚集間花朵較為稀疏;花朵向下開放,授粉向上噴布。這些特征均為獼猴桃智能授粉提供了數(shù)字依據(jù)。
運(yùn)用程序控制,將果園置于特定識別方格內(nèi),通過方格范圍的圖像識別,確認(rèn)范圍內(nèi)花朵排布距陣,計(jì)算距陣點(diǎn)噴路線,依次從鎖定花朵、移動(dòng)噴頭、調(diào)整噴距、精準(zhǔn)點(diǎn)噴到定位下一花朵的重復(fù)過程,很快由一個(gè)圖像識別到全園授粉作業(yè),進(jìn)行智能控制工作。
獼猴桃授粉末端執(zhí)行器的研制是例證[13],可視為智能授粉機(jī)械臂的原初狀態(tài),主工組成部分有高壓霧化泵、空氣壓縮機(jī)、授粉末端執(zhí)行器3部分組成,通過與機(jī)器視覺的結(jié)合完成整個(gè)授粉作業(yè)。
7 討論
獼猴桃授粉作業(yè),目前仍然多樣多層,看不出主流方法,主要是因?yàn)閺膫鹘y(tǒng)人工授粉向機(jī)械授粉轉(zhuǎn)變過程中受到獼猴桃生物學(xué)特性及地方經(jīng)濟(jì)條件與技術(shù)手段的限制等,需要進(jìn)行系統(tǒng)研究和發(fā)展目標(biāo)與方向的理性確定。
研究表明,獲得獼猴桃商品果或者高檔果的基本保障條件是人工輔助充足授粉,而獼猴桃花期短、授粉期更短的生物學(xué)特性迫使授粉工作必須在短時(shí)間內(nèi)高效、速效且大面積地完成。因此,機(jī)械授粉和智能授粉將成為今后發(fā)展的主要方向。在機(jī)械授粉方面,目前的主要問題是還沒有能夠滿足需求的專用單機(jī)操作、可達(dá)高效規(guī)?;鳂I(yè)的機(jī)械;智能授粉正在發(fā)展中,是系統(tǒng)工程,需要時(shí)日,但需要確定正確的發(fā)展方向,宜在生物適應(yīng)性、實(shí)用性和高效性方面下功夫。
在噴干粉與液體授粉選擇方面,綜合分析認(rèn)為,宜以干制授粉為妥,因?yàn)閲姼煞鄄粫?huì)給花粉生命及授粉過程造成時(shí)間限制上的壓力。
對于噴粉精準(zhǔn)度的確定,應(yīng)向純粉使用、近距離微噴、精量控制和有效授粉的方向發(fā)展。這首先要通過探索,借助于電子和信息技術(shù)手段,對花粉性狀與機(jī)械識別互應(yīng)性方面進(jìn)行研究,產(chǎn)生花粉通道與離散控制方面的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù),還有花粉氣動(dòng)升舉及運(yùn)動(dòng)方向參數(shù),以確定噴粉在盡可能距離花近的情況下花粉能夠附著在柱頭上,從而滿足商品果授粉或高檔果授粉的要求。其次是噴頭形狀的確認(rèn),通過試驗(yàn)獲得最佳標(biāo)準(zhǔn)噴頭形狀及其參數(shù),從而形成標(biāo)準(zhǔn)的智能噴頭授粉元(最小單位),再配合相關(guān)支持系統(tǒng),構(gòu)成獼猴桃授粉智能模塊,再行集成。
在諸多授粉方法下,目前需要進(jìn)行系統(tǒng)研究,盡快確定不同級別的授粉標(biāo)準(zhǔn)模板,主要是機(jī)械法和智能法在面向農(nóng)戶型、家庭農(nóng)場型和較大農(nóng)場型格局中的標(biāo)準(zhǔn)分級,從而指導(dǎo)和推動(dòng)獼猴桃產(chǎn)業(yè)中授粉作業(yè)的高效與速效進(jìn)行。
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