根据葡萄园规模、地形地势等规划设计园区的道路系统,主要由主路、支路和田间作业道路组成。主路需硬化,贯穿全园,宽4 ~ 5米,并与当地干线公路相通;支路与主路垂直,便于机械通行,宽3 ~ 4米;作业道与支路相连接,宽度约2 ~ 3米。为了能最大限度地利用好园区内有限的土地资源,建议在道路上方搭建葡萄长廊,可以兼顾交通、生产、观赏、避雨、遮阴等功能,做到美观与实用并存(图2—4)。
图 2—4 葡萄长廊
近年来上海地区夏秋季极端天气越来越频繁,极易造成成熟期葡萄生产的不必要损耗,因此,葡萄园排水系统的管道沟渠等的规划设计应高规格,依据降雨量、地势等要素由专业人员进行设计。
园地排水系统应三级沟系配套,由一级排水沟(围沟和主排水沟)、二级排水沟(贯通小区间的纵、横向排水沟)、三级排水沟(小区内腰沟和畦沟)组成,采用明渠暗管相结合的方式(图2—5)。易淹水或地势较低的地区,应在一级排水沟靠近外河区域建立强排系统。
一级沟深1.2 ~ 1.5米,宽2.0 ~ 2.5米;二级沟深0.8 ~ 1.0米,宽1.0 ~ 1.5米;三级沟深0.4 ~ 0.7米,比降0.1% ~ 0.3%。
图 2—5 葡萄园排水沟
葡萄园灌溉系统应由具有相应资质的水利设计单位或专业公司承担,根据现场水源、气候、地形、土壤、种植方式及基地的发展要求,做到技术先进、经济合理、安全适用。以河流、渠道、水库、塘堰等为水源时,取水位应考虑设计常水位、设计高水位和设计低水位,取水口应设拦污栅和进水池,进水池的深、宽应满足沉淀、清淤和水泵正常吸水的要求。
水肥一体化技术是近年来兴起的一项农业新技术,即借助压力系统通过管道和滴头将溶解的水溶性固体肥料或液体肥料均匀、定时、定量地精准供给作物。水肥一体化技术的推广应用不仅能提高水肥利用率,其肥料吸收率比传统土壤施肥要提高一倍以上,而且还可促进农业生产提质增效,保障农业可持续发展,生态效益、社会效益和经济效益显著。因此,上海地区高标准葡萄园建议应用水肥一体化技术进行施肥,可以减少肥料用量、降低劳动力成本。水肥一体化灌溉系统通常由首部系统、输水管道系统、终端等组成,在充分考虑葡萄水肥统一管理具体要求的基础上,根据灌溉面积和设计流量选配适宜组件,并由专业人员设计并施工(图2—6)。
图 2—6 水肥一体化灌溉系统示意图(引自李增源等,2022)
首部系统包括水源、增压泵、过滤器、施肥装置、注肥泵等设施设备(图2— 7)。在离水源近的地方设置首部泵房(30 ~ 40平方米),水泵选型应根据水量平衡和水力计算结果,满足各轮灌小区的设计流量和设计扬程要求(表2—5)。水泵动力机组的功率备用系数电动机为1.05 ~ 1.3,柴油机为1.15 ~ 1.5。当工作流量或压力变动范围较大时,宜选配变频恒压或压力调节供水装置。施肥装置是灌溉系统中过滤施肥的必备产品,施肥装置的上游和下游均应设置防回流装置和过滤设备,并在下游过滤器进口处安装压力测量装置。清洗过滤器、施肥(药)装置的废水未经处理不得排入水源中。滴灌水量按每次每亩3 000 ~ 3 500升测算,据水源情况和灌水器要求,采用不同种类过滤器分级配置,确保不堵塞滴灌管路系统(表2—6)。当水源的pH超标时,应配置水软化设备。
图 2—7 水肥一体化设备
输水管道系统一般情况下应按干管、支管和毛管三级形成树枝状管网,采用PE管材质,埋设到地面以下80 ~ 100厘米。干管直通各栽植作业小区,支管沿作业道垂直于栽植行,毛管沿作物种植方向或行间设置,符合最优布置原则,管网设计应满足各级管道出口压力基本一致,供水均匀。各级管道的管径应根据其工作流量和压力共同确定,管径大小应符合安全和经济流速的要求(表2— 7)。按葡萄栽植行铺设滴灌管(带),一般每条葡萄树行间铺3条滴灌带,左右两边滴灌带给两侧葡萄根系供水,中间1条给纵向根系供水。
终端可以选择微喷灌或滴灌。微喷灌可选用5429C旋转微喷头,工作压力250千帕,流量80升/时,每行间隔3米安装1套旋转微喷头(图2—8)。滴灌选用贴片滴灌带,滴头间距0.3米,工作压力150千帕,单滴头流量1.38升/时。
表 2—5 水泵主要技术规格参数
表 2—6 过滤设备配置的技术规格参数
表 2—7 干管主要技术规格参数
图 2—8 微喷灌
如崇明岛这样含盐分高、pH高的不适宜灌溉地区,宜修建雨水收集池。利用设施大棚外的雨水收集管道,将雨水集中收集到雨水收集池,再通过泵房将雨水过滤后进行灌溉,为水肥一体化的灌溉水质提供保障,从根源上解决水源水质中的病虫害及有毒物质污染残留问题(图2—9)。
图 2—9 雨水收集系统示意图
在园区交通便利处每亩配套建设管理用房1平方米、生产资料库房3平方米、果品采后预处理间1.5平方米、农用机械储放间3平方米等基础设施,配套设施设备齐全,并在醒目的位置树立标示牌。
上海地区春夏高温多雨,病虫害发生严重,葡萄露地栽培存在安全性差、品质低劣、产量低等突出问题。设施栽培可以通过覆盖天膜阻隔雨水,改变生长小环境,使其适合葡萄生长,从而有效减少病害发生概率,显著提升葡萄果实质量。因此,上海地区的葡萄生产应采用设施栽培,设施大棚的设计结构、规格参数及配套设备应符合地理环境条件和葡萄种植农艺要求,并按规定程序批准的设计图样及技术文件制造安装(表2—8,图2—10)。
图 2—10 连栋设施大棚
表 2—8 设施大棚的主要技术规格参数
设施大棚主体钢结构采用拱形屋面骨架结构,应满足自然通风降温、内保温等配套系统安装的要求。主体钢结构件宜采用碳素结构钢,表面应进行热浸镀锌处理,镀层厚度≥0.045毫米。设施大棚结构的设计荷载应满足承受风荷载≥0.55千帕、作物荷载≥0.20千帕的荷载基本组合效应设计值要求,主体钢结构的设计使用年限应≥15年。
为防控夏秋季台风侵袭,设施应具有总体完整性和稳定性。其中肩管圆管外径不少于47毫米,壁厚不少于2.0毫米,拱管圆管外径不少于32毫米,壁厚不少于1.5毫米。组装配件中的焊接件应先焊接再经防腐处理,采用螺栓紧固。天沟排水结构应满足降雨量≥140毫米/时的排水要求。
设施大棚内部结构高度与地面的最小垂直距离应不低于2.6米,以保证农机安全作业。大棚自然通风系统的结构应根据流体力学原理和通风量要求,合理选择通风结构形式和通风口的面积。一般宜采用屋面卷膜天窗和侧面卷膜侧窗组合的通风结构(图2—11)。当采用屋面全开卷膜结构时,屋面应具有防风杆结构以保持卷膜可靠性。
图 2—11 设施大棚自动卷膜装置
电气及控制系统所采用的各类电器元件、电缆电线等应符合现行产品标准的规定要求,具有产品合格证明。电控箱壳体应选用厚度≥1.5毫米的薄钢板制造,表面经防腐处理。
棚膜宜采用0.08 ~ 0.15毫米的耐老化、高强度的透明聚乙烯无滴膜,每1 ~ 3年更换一次。
新建设施大棚内宜采用平棚架,山墙安装水平支撑杆、侧墙安装纵向拉杆的组合结构应满足整体结构强度,符合葡萄种植机械化生产的基本要求和作业操作安全性要求(表2—9)。架杆长度要求2.5米,埋入地下50 ~ 60厘米,地上部分高度1.8 ~ 2.0米。架杆可以选择水泥柱、钢柱、木柱等。水泥柱在保障强度的同时应尽量薄;钢柱采用镀锌工艺处理,应尺寸小、强度高,适应机械化作业;木杆强度低且寿命短,使用前需进行防腐处理。地头边杆由于受力较大,应斜拉加固增强抗拉性能,但要注意不能影响机械地头转弯。
表 2-9 温室内平棚架主要技术规格参数
拉丝可选用镀锌钢丝、不锈钢丝或塑钢丝等,应具有足够的强度承受葡萄树体生长的重力和牵拉力,一般为8 ~ 16号拉丝,即直径为2.0 ~ 3.0毫米的拉丝为宜。拉丝固定采用人工或者用拖拉机带着专用的拉丝装置一次完成整个高度上的几道拉丝的布置和固定,最终形成40厘米×40厘米网格状的平棚架。