溫室番茄高效栽培氣候應(yīng)答技術(shù)簡(jiǎn)介

杜百榮

（陜西省咸陽(yáng)市農(nóng)業(yè)氣象科學(xué)研究所 712000；咸陽(yáng)魔爾生物技術(shù)有限責(zé)任公司）

氣候作為一切生命活動(dòng)的環(huán)境資源，在為農(nóng)作物提供產(chǎn)量因子（光照、溫度和二氧化碳）的同時(shí)，也為致病因子（病菌、病毒）提供了生存環(huán)境。氣候應(yīng)答，就是針對(duì)不同氣候類型及氣候變化采用科學(xué)合理應(yīng)對(duì)措施的一項(xiàng)綜合性技術(shù)，其核心內(nèi)容是最大限度地發(fā)揮產(chǎn)量因子作用、抑制致病因子作用。在當(dāng)前溫室生產(chǎn)中，農(nóng)戶對(duì)當(dāng)?shù)貧夂蛸Y源認(rèn)識(shí)不足，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺少理論指導(dǎo)和病害預(yù)警機(jī)制，盲目制訂種植規(guī)劃。由于規(guī)劃不合理，首先導(dǎo)致種植失敗，其次病害發(fā)生嚴(yán)重，最終造成效益低下。例如：在溫室番茄生產(chǎn)中，為追求早上市，農(nóng)戶盲目提早定植（全國(guó)大部分越冬番茄定植時(shí)間在10月下旬～11月底），使作物長(zhǎng)期生長(zhǎng)在光能、熱能嚴(yán)重不足的環(huán)境下，光合效率低，作物的生產(chǎn)能力、免疫力嚴(yán)重下降，直接導(dǎo)致不易坐果、果實(shí)長(zhǎng)不大、畸形果多、易落花落果，并且長(zhǎng)期低溫高濕環(huán)境為灰霉病病菌提供了溫床，灰霉病發(fā)生嚴(yán)重，效益普遍不高。為了提高溫室效益、減少病害、降低溫室生產(chǎn)系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)，我們經(jīng)過(guò)3年數(shù)百棚的試驗(yàn)，成功開(kāi)發(fā)了溫室番茄高效栽培氣候應(yīng)答技術(shù)。采用氣候應(yīng)答技術(shù)，由于規(guī)劃合理，有病害預(yù)警機(jī)制和大病防治技術(shù)作保障，不僅可提早上市，而且坐果率高、果實(shí)大、病害輕，效益提高30%～100%（灰霉病嚴(yán)重年份增效更明顯），可抵御60年不遇氣候?yàn)?zāi)害，現(xiàn)將其主要內(nèi)容介紹如下。

1 理論創(chuàng)新

1.1 能級(jí)匹配理論

依據(jù)光合作用理論，植物通過(guò)光合作用實(shí)現(xiàn)物質(zhì)代謝（轉(zhuǎn)換）和能量代謝（轉(zhuǎn)換）。不同物種對(duì)能量需求不同，農(nóng)作物要完成其生命期，必須進(jìn)行足夠的光合作用，因此需要足夠多的能量，由此我們引入下述概念。

1.1.1 農(nóng)作物能級(jí)指數(shù) 農(nóng)作物能級(jí)指數(shù)是指農(nóng)作物某個(gè)生命周期對(duì)能量的生理需求，（氣候）能級(jí)過(guò)高、過(guò)低均不利于農(nóng)作物生長(zhǎng)。因此能級(jí)指數(shù)又可分為上限能級(jí)、適宜能級(jí)和下限能級(jí)，下限能級(jí)是農(nóng)作物正常生長(zhǎng)的最低能級(jí)。由于溫室生產(chǎn)以越冬反季節(jié)栽培為主，主要問(wèn)題是能級(jí)不夠，因此以下所談能級(jí)值均指下限能級(jí)。

1.1.2 氣候能級(jí)指數(shù) 氣候能級(jí)指數(shù)是指某段時(shí)間內(nèi)自然界提供的實(shí)際能量，可依據(jù)氣象資料進(jìn)行計(jì)算。氣候能級(jí)指數(shù)具有可從1年或跨年 （以天為單位）隨意截取的特性。實(shí)際上，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的茬口安排就是截取氣候能級(jí)，如何科學(xué)截取為生產(chǎn)所用成為我們研究的課題。

1.1.3 溫室能級(jí)指數(shù) 溫室能級(jí)指數(shù)是指某段時(shí)間內(nèi)由溫室小氣候提供的實(shí)際能量，由于溫室缺少資料記錄，在現(xiàn)有條件下需根據(jù)溫室的透光性、保暖性結(jié)合氣候能級(jí)進(jìn)行換算。溫室的小氣候特性，其能級(jí)指數(shù)明顯高于同時(shí)段氣候能級(jí)，因此可截取多段氣候能級(jí)供生產(chǎn)所用，為擴(kuò)大生產(chǎn)時(shí)段、實(shí)現(xiàn)反季節(jié)生產(chǎn)、提高效益提供了硬件（設(shè)施）條件。

依據(jù)植物生理學(xué)，不同作物或同一作物的不同品種，其適應(yīng)氣候環(huán)境的能力不同，因此其不同生育期對(duì)能量的需求不同，（生理）能級(jí)指數(shù)也就不同。能級(jí)匹配是指生產(chǎn)時(shí)段的氣候能級(jí)足以滿足（匹配）作物關(guān)鍵生育期的生長(zhǎng)要求，即在冬季要高于下限能級(jí)、在夏季要低于上限能級(jí)，因此能級(jí)匹配是作物能否正常生長(zhǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)豐產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這便是能級(jí)匹配理論的原理。如楊凌示范區(qū)（番茄品種歐派8848）膨果期的下限能級(jí)值為168，如對(duì)應(yīng)膨果期的氣候能級(jí)低于168會(huì)發(fā)生坐果率下降、果型小、畸形果多、落花落果等生長(zhǎng)障礙，不僅產(chǎn)量、質(zhì)量降低，而且植株免疫力下降，病害增多，效益必然降低（注意能級(jí)值要與大棚的保暖性能結(jié)合使用）。

依據(jù)光合作用理論，光合作用強(qiáng)度決定農(nóng)作物產(chǎn)量高低。提高光合作用強(qiáng)度是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)整體水平的重要課題。光合作用強(qiáng)度是由光照、二氧化碳和水3個(gè)因子決定，在冬季，光照時(shí)間、光照強(qiáng)度是決定光合作用強(qiáng)度的主要因素。由于目前缺少有效的補(bǔ)光技術(shù)和產(chǎn)品，我們只能采用截取更多的自然光資源來(lái)提高光合作用強(qiáng)度，以便合成盡量多的有機(jī)物質(zhì)供作物生長(zhǎng)。在確保番茄早上市的前提下，我們應(yīng)開(kāi)發(fā)科學(xué)有效的截取技術(shù)，為此我們引入下述概念。（1）（地理）順光周期：順光周期是指（不受天氣影響條件下）光照時(shí)數(shù)逐日增加的時(shí)段。依地理常識(shí)，冬至黑夜最長(zhǎng)，夏至黑夜最短，春秋分晝夜等長(zhǎng)，冬至至次年夏至期間為順光周期。（2）逆光周期：逆光周期是指（不受天氣影響條件下）光照時(shí)數(shù)逐日減少的時(shí)段，每年夏至至冬至期間光照時(shí)數(shù)逐日減少，為逆光周期。越冬種植的大果型番茄，如在冬至前坐果，果實(shí)膨大期必然要在逆光周期，而且這段時(shí)間是1年中光照時(shí)數(shù)最少的，非常不利于番茄植株及果實(shí)生長(zhǎng)，因此番茄坐果期至少應(yīng)在冬至之后。其次，番茄果實(shí)膨大需要一定熱能，每年溫度最低時(shí)期熱能最少，對(duì)番茄果實(shí)膨大同樣不利，番茄坐果期同樣要避開(kāi)這段時(shí)間。由于每年極端最低溫度出現(xiàn)的時(shí)間不同，我們可以查閱近10年的氣象資料，計(jì)算出10年極端最低溫度出現(xiàn)時(shí)間的中值，以這個(gè)中值作參考，使番茄第1層果的坐果期在中值之后的5～10d，這樣基本可以確保第1層果正常膨大。由于第1層果之后的果實(shí)在順光周期生長(zhǎng)，隨著光、熱的逐漸增多會(huì)越長(zhǎng)越好。

能級(jí)匹配理論可作為溫室番茄能否成功越冬種植的基本理論，用于指導(dǎo)制訂溫室番茄種植規(guī)劃。

1.2 量?jī)r(jià)交合理論

高產(chǎn)不一定高效，因?yàn)樾б媸怯僧a(chǎn)量與價(jià)格兩個(gè)因子決定的。眾所周知，番茄有高產(chǎn)期、市場(chǎng)有高價(jià)期，我們把番茄的高產(chǎn)時(shí)段做一個(gè)集合、把市場(chǎng)的高價(jià)時(shí)段做一個(gè)集合，這兩個(gè)集合的交集越大則種植效益越高。綜合多年番茄市場(chǎng)價(jià)格，4月份價(jià)格最穩(wěn)定也最高，7月份價(jià)格最低，依據(jù)能級(jí)匹配理論，選擇早熟大果型品種（注意要4層果集中成熟）于3月下旬上市，可保證至少3層果在4月份上市，667m2產(chǎn)量達(dá)5000～6000kg。量?jī)r(jià)交合理論可作為溫室番茄高效栽培的基礎(chǔ)理論，用于制訂溫室番茄高效栽培種植規(guī)劃。

1.3 無(wú)煙工廠理論

為了揭示溫室生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)，解釋溫室作物長(zhǎng)勢(shì)千奇百怪、效益千差萬(wàn)別的現(xiàn)狀，我們把溫室比作1座無(wú)煙工廠。溫室是廠房，光照是能源，二氧化碳和水是基礎(chǔ)原材料，土壤中各種礦質(zhì)元素是輔料，所種番茄的植株是生產(chǎn)設(shè)備 （缺光就像工業(yè)設(shè)備缺電一樣，設(shè)備不能運(yùn)轉(zhuǎn)），番茄果實(shí)是最終產(chǎn)品。農(nóng)戶集廠長(zhǎng)、總工程師、銷售部經(jīng)理、經(jīng)濟(jì)師、維修工、車間主任、生產(chǎn)工人諸多角色于一體，如此多學(xué)科交叉的工作恐怕博士生也難以干好，所以長(zhǎng)勢(shì)千奇百怪、效益千差萬(wàn)別。要提升溫室效益、確保溫室成果，需建立溫室栽培培訓(xùn)學(xué)校，對(duì)農(nóng)戶進(jìn)行嚴(yán)格的、全面系統(tǒng)的培訓(xùn)。

2 病害預(yù)警與大病防治

番茄病害的發(fā)生（細(xì)菌類病害、真菌類病害和病毒類病害）與氣候有著密不可分的關(guān)系，高溫、低溫、高濕是病害發(fā)生的主要?dú)庀笠蜃樱梢罁?jù)天氣實(shí)況結(jié)合天氣預(yù)報(bào)進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)警。防病途徑大致有兩條，一是增強(qiáng)作物免疫力，二是科學(xué)選用殺菌和消毒產(chǎn)品，二者有效結(jié)合是防病治病的最有效的方法。

3 實(shí)用效果

（1）2011年遭遇60年不遇反常氣候，我們?cè)谙剃?yáng)市秦都區(qū)選擇40個(gè)大棚作技術(shù)試驗(yàn) （12月中旬定植），選擇臨近40個(gè)棚作對(duì)照（11月上旬定植），由于2012年春季灰霉病大爆發(fā)，對(duì)照棚平均效益僅為13000元左右，試驗(yàn)棚平均效益達(dá)24000元以上，效益提高近1倍。（2）2012年我們?cè)诟吡?、楊凌選擇60個(gè)大棚作試驗(yàn) （定植時(shí)間在12月4～22日），同樣選擇臨近棚作對(duì)照（10月下旬定植，小部分在翌年1月中旬定植），對(duì)照棚平均效益為20000元左右，試驗(yàn)棚平均效益達(dá)30000左右，效益提高了50%。

4 其它效果

2011～2012年試驗(yàn)，試驗(yàn)棚采用統(tǒng)一品種、統(tǒng)一供苗、統(tǒng)一技術(shù)指導(dǎo)，試驗(yàn)棚番茄長(zhǎng)勢(shì)趨于一致，效益接近，而對(duì)照棚長(zhǎng)勢(shì)參差不齊，效益相差較大，說(shuō)明本技術(shù)對(duì)推動(dòng)溫室番茄標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)具有重要作用。