連棟溫室番茄工廠化生產(chǎn)水肥管理技術(shù)

王艷芳楊夕同李新旭*

（1北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京 100029；2北京佳禾四方農(nóng)業(yè)科技有限公司，北京 102211）

連棟溫室蔬菜工廠化生產(chǎn)水肥管理技術(shù)，是以高標(biāo)準(zhǔn)水肥一體化硬件系統(tǒng)為基礎(chǔ)，針對(duì)不同氣候、作物不同生長(zhǎng)階段，調(diào)控適宜的營(yíng)養(yǎng)液濃度及配方并制定合適的灌溉策略，來(lái)實(shí)現(xiàn)作物的最佳生長(zhǎng)狀態(tài)。

連棟溫室蔬菜工廠化生產(chǎn)一般采用無(wú)土栽培方式，水肥管理是其中的重要一環(huán)。與傳統(tǒng)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)依靠經(jīng)驗(yàn)灌溉不同，連棟溫室蔬菜工廠化生產(chǎn)水肥管理采用精準(zhǔn)化調(diào)控方式。以高標(biāo)準(zhǔn)水肥一體化硬件系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在不同氣候、作物不同生長(zhǎng)階段及不同生理狀態(tài)條件下，通過(guò)對(duì)灌溉的精準(zhǔn)化調(diào)控，使作物生長(zhǎng)至最佳狀態(tài)。本文以2016～2017年北京小湯山特菜基地連棟溫室番茄工廠化生產(chǎn)為例，詳細(xì)介紹水肥一體化硬件配置、營(yíng)養(yǎng)液濃度及配方管理、灌溉策略等內(nèi)容，以期為連棟溫室番茄工廠化生產(chǎn)園區(qū)提供技術(shù)參考。

1 硬件配置

番茄工廠化生產(chǎn)一般采用無(wú)土栽培方式，因此，配備性能良好的水肥一體化設(shè)備是生產(chǎn)成功與否的關(guān)鍵因素之一。我國(guó)北方地區(qū)完整的水肥一體化硬件系統(tǒng)一般包含蓄（儲(chǔ)）水罐、反滲透處理設(shè)備、施肥機(jī)、母液儲(chǔ)存罐、紫外線消毒機(jī)、灌溉泵組、灌溉閥組、滴灌（箭）、過(guò)濾裝置等。灌溉的基本流程為：施肥機(jī)吸取一定比例的原水與母液混合，達(dá)到預(yù)設(shè)的EC值和pH值后，通過(guò)滴灌系統(tǒng)澆灌到植株根部，多余的營(yíng)養(yǎng)液通過(guò)收集、過(guò)濾、消毒后再重新利用（圖1）。

圖1 北京小湯山特菜基地灌溉施肥設(shè)備

2 水質(zhì)要求

與荷蘭灌溉水源以雨水為主不同，我國(guó)連棟溫室番茄工廠化生產(chǎn)灌溉水源多來(lái)自于地下水及地表水，相比雨水，地下水、地表水富含多種高濃度礦物質(zhì)和其他砂石物質(zhì)，如Mg、Ca（導(dǎo)致水質(zhì)硬度過(guò)高）、HCO3-（導(dǎo)致pH升高）、Mn、B（存在中毒風(fēng)險(xiǎn)）等，在使用前一般需要過(guò)濾和消毒。采用營(yíng)養(yǎng)液回收利用的灌溉方式，一般要求水源要達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)的要求（表1）。

3 營(yíng)養(yǎng)液管理

3.1 營(yíng)養(yǎng)液濃度管理 營(yíng)養(yǎng)液濃度的高低一般通過(guò)EC值來(lái)反映，EC值越高，表明營(yíng)養(yǎng)液濃度越高。番茄不同生長(zhǎng)階段的適宜EC值有所不同，從子葉展平到第1花序現(xiàn)蕾，灌溉液EC值從0.5逐漸升高至2.0；第1穗果轉(zhuǎn)色期（第7花序開(kāi)花），EC值以2.0～3.0為宜。受前期灌溉液積累的影響，基質(zhì)EC值（即根際EC值）會(huì)持續(xù)變化，因此在不同氣候條件下，番茄成株期（即第1穗果采收后至拉秧結(jié)束）灌溉液的EC值有所不同（表2）。北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站對(duì)2016～2017年茬口小湯山特菜基地連棟溫室櫻桃番茄工廠化生產(chǎn)灌溉液EC值的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，番茄定植后EC值為3.2 mS·cm-1，進(jìn)入3月溫光條件轉(zhuǎn)好后，適當(dāng)降低EC 值至 2.9～3.0 mS·cm-1。

表1 水質(zhì)分級(jí)

番茄生產(chǎn)過(guò)程中，每天需要對(duì)灌溉液和排出液的EC值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。排出液收集一般在溫室的居中位置，收集測(cè)量時(shí)間一般為每天第1次排液之前。理想狀態(tài)下排出液的EC值以4.0～6.0為宜。根據(jù)2016～2017年茬口小湯山特菜基地連棟溫室櫻桃番茄工廠化生產(chǎn)排出液EC值的監(jiān)測(cè)結(jié)果，排出液EC值在3.50～3.90之間，較為穩(wěn)定（表3）。

表2 不同氣候條件下番茄成株期基質(zhì)EC值及灌溉液EC值建議 mS·cm-1

3.2 營(yíng)養(yǎng)液pH管理 為保證番茄植株的正常生長(zhǎng)，生產(chǎn)過(guò)程中一般將灌溉液的pH值調(diào)節(jié)至5.0～6.0。為確保植株根系的pH處在合理范圍內(nèi)，除需要保證灌溉液pH值合適外，還需要每天監(jiān)測(cè)排出液的pH值，進(jìn)而進(jìn)行調(diào)整。pH調(diào)節(jié)可以采用直接和間接2種方式。直接調(diào)節(jié)可通過(guò)增加酸（HNO3、H3PO4）、堿（KOH）來(lái)實(shí)現(xiàn)。間接調(diào)整可在保證N元素總量不變的情況下，用NH4+代替NO3-來(lái)降低植株根際的pH。北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站對(duì)2016～2017年茬口小湯山特菜基地連棟溫室櫻桃番茄工廠化生產(chǎn)灌溉液及排出液pH的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，生長(zhǎng)期內(nèi)設(shè)定灌溉液pH為5.20，排出液pH范圍在5.21～5.28，整個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)變化較為穩(wěn)定（表3）。

3.3 營(yíng)養(yǎng)液配方管理 我國(guó)連棟溫室番茄生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)液配方可選用荷蘭番茄工廠化生產(chǎn)的通用配方，生長(zhǎng)期內(nèi)應(yīng)根據(jù)植株長(zhǎng)勢(shì)變化、氣候變化、營(yíng)養(yǎng)液監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。以2016～2017年茬口小湯山特菜基地連棟溫室番茄工廠化生產(chǎn)為例，番茄生長(zhǎng)期間，根據(jù)生長(zhǎng)時(shí)期及植株?duì)顟B(tài)不同對(duì)營(yíng)養(yǎng)液配方進(jìn)行不斷調(diào)整（表4）。

4 灌溉管理

工廠化生產(chǎn)采用精準(zhǔn)化灌溉管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了水肥的精準(zhǔn)供應(yīng)。除了保證灌溉液適宜的EC值和pH值外，還應(yīng)設(shè)定合適的灌溉策略，以保證番茄的正常生長(zhǎng)。一般來(lái)說(shuō)，灌溉策略應(yīng)包括灌溉總量、灌溉起始和結(jié)束時(shí)間、灌溉頻率3個(gè)方面。在不同氣候、不同植株生長(zhǎng)階段，通過(guò)對(duì)以上3個(gè)方面的不斷調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)植株水肥管理的精準(zhǔn)調(diào)控。

4.1 灌

溉總量 灌溉總量即為1 d（天）內(nèi)供給植株的營(yíng)養(yǎng)液總量。番茄成株期每天每株的需水量在1.5～2.0 L。成株期灌溉總量可以依照光照輻射來(lái)確定，荷蘭灌溉模型為溫室內(nèi)每積累1 J·cm-2光照輻射總量，灌溉量為3 mL·m-2。灌溉總量也可以根據(jù)基質(zhì)含水量及排液量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。一般來(lái)說(shuō)，在晴天條件下，結(jié)束最后1次灌溉后，基質(zhì)含水量相比灌溉前增加5%～10%、排液量達(dá)到30%較為適宜。番茄不同生長(zhǎng)時(shí)期的灌溉總量有所不同（表5）。2016～2017年茬口小湯山特菜基地連棟溫室櫻桃番茄工廠化生產(chǎn)從苗期至成株期，番茄灌溉總量持續(xù)增加，苗期日均灌溉量在0.25 L·m-2，開(kāi)花坐果期增加到1.33 L·m-2，采收期達(dá)到最大，灌溉總量達(dá)4.27 L·m-2（表6）。

表4 北京小湯山特菜基地2016～2017年茬口連棟溫室中型果番茄及櫻桃番茄營(yíng)養(yǎng)液配方變化

表5 番茄定植后不同階段的營(yíng)養(yǎng)液灌溉總量參考

表6 北京小湯山特菜基地2016～2017年茬口連棟溫室櫻桃番茄不同生育時(shí)期灌溉量

4.2 灌溉起始和結(jié)束時(shí)間 灌溉起始和結(jié)束時(shí)間對(duì)于調(diào)控番茄植株生長(zhǎng)至關(guān)重要。在連棟溫室工廠化生產(chǎn)條件下，一般在日出后2 h（小時(shí)）左右開(kāi)始第1次灌溉，日落前2 h（小時(shí)）左右結(jié)束灌溉。在不同氣候條件下，灌溉起始和結(jié)束時(shí)間略有不同。停止灌溉時(shí)間晴天在日落前2 h（小時(shí)）結(jié)束，陰天在日落前5 h（小時(shí)）結(jié)束。

4.3 灌溉頻率 灌溉頻率即1 d（天）內(nèi)的灌溉次數(shù)及每次的灌溉量。灌溉次數(shù)根據(jù)作物不同生長(zhǎng)時(shí)期、不同季節(jié)有所不同。成株期灌溉可根據(jù)光輻射量來(lái)調(diào)整，理論值為每達(dá)到80～100 J·cm-2輻射量就需要灌溉1次，每次每株灌溉80～120 mL。一般冬天灌溉頻率低、夏天灌溉頻率高，生產(chǎn)中需根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整。小湯山特菜基地2016～2017年茬口連棟溫室番茄春季生產(chǎn)，第1穗果坐果至采收期晴天每天灌溉11.5次，陰天每天灌溉8.5次；夏季生產(chǎn)采收期晴天每天灌溉28.3次，陰天每天灌溉19.7次（表7）。

表7 北京小湯山特菜基地2016～2017年茬口連棟溫室番茄不同生育時(shí)期的灌溉頻率

4.4 灌溉調(diào)整 灌溉要根據(jù)基質(zhì)條的質(zhì)量（含水量）以及排液情況進(jìn)行調(diào)整。番茄成株期排液量為灌溉量的30%左右；合理的排液量可以保證排出液的EC值為3.5～5.0，根際生長(zhǎng)良好；排出液pH值在5.0～7.0之間為可控范圍。排液量過(guò)多，說(shuō)明單次灌溉量過(guò)多，或者灌溉次數(shù)過(guò)多，需適當(dāng)減少單次灌溉量，提高光照啟動(dòng)門檻以減少灌溉次數(shù)；排液量過(guò)少，說(shuō)明單次灌溉量過(guò)少或者灌溉次數(shù)較少，需適當(dāng)增加單次灌溉量或者降低光照啟動(dòng)門檻以增加灌溉次數(shù)；排液時(shí)間過(guò)早，說(shuō)明夜間基質(zhì)含水量過(guò)大或上午第1階段灌溉量過(guò)大，可通過(guò)減少上午灌溉量，降低灌溉頻率來(lái)調(diào)整。