賀蘭縣番茄溫棚的氣象效應研究

李 晶 呂巡均

（賀蘭縣氣象局，寧夏 賀蘭 750200）

采取設施栽培方式是蔬菜作物進行反季節(jié)栽培、自然災害防御，進而實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的有效對策，也是當前蔬菜領域應用最多且效果最為顯著的一種栽培措施[1-2]。每年5—9月，是寧夏回族自治區(qū)賀蘭縣最佳旅游季節(jié)，番茄是賀蘭縣溫棚的一種作物，且屬于觀光旅游品種。筆者利用2017年4—8月新平園區(qū)番茄溫棚的相關觀測資料，著重針對其生長發(fā)育過程中所需的氣象條件進行分析，進而掌握該地區(qū)番茄溫棚生長所需的溫濕度條件，進而明確其對番茄生長產(chǎn)生的影響及調(diào)控要點[3-5]。這不僅僅能夠使番茄的產(chǎn)量、品質(zhì)及其經(jīng)濟效益得到明顯提升，同時也能為設施農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供一定的參考依據(jù)。

1 資料與方法

試驗于2017年4—8月在賀蘭縣新平設施園區(qū)溫棚內(nèi)進行，溫室坐北朝南，東西長70 m，南北跨度為10 m，溫棚內(nèi)設置小氣候站，用于自動收集與記錄相關的溫濕度及二氧化碳濃度等氣象資料，其中每間隔1 h收集與記錄一次。

3月15—17日定植粉百利番茄；截至8月底，以市場的供給需求為依據(jù)，確定番茄繼續(xù)生長或在生長期拔除。在溫棚內(nèi)，番茄從定植到拔除整個階段屬于其生長期，也就是4—8月。在這一時間段內(nèi)，選擇賀蘭縣新平設施產(chǎn)業(yè)園溫棚內(nèi)的粉百利番茄品種（這一品種屬于早中熟品種，超大果，單果質(zhì)量250 g，蘋果形果實，著色鮮艷，產(chǎn)量高，高圓球形，果肉厚，鮮艷整齊，果品堅硬，特耐貯運）對其生長發(fā)育時期進行觀測，主要觀察與記錄開始開花與結(jié)果、全部開花與結(jié)果、果實由開始變紅至全部變紅、果實開始成熟至全部成熟、果實由開始采摘及采摘結(jié)束等現(xiàn)象與相關數(shù)據(jù)。與此同時，還要對比溫棚室內(nèi)外的氣象要素。采用統(tǒng)計相關分析等方法，對其氣象要素變化特征及由此產(chǎn)生的氣象效應進行分析，以期能夠為提高該地區(qū)設施農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)觀光旅游行業(yè)的長遠發(fā)展提供一定的科學依據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫棚番茄生長期的氣象條件效應

2.1.1 日變化。番茄溫棚屬于冬暖式溫棚，為使番茄溫棚的氣象效應得到較好的描述，本文選取2017年4月平均氣象要素變化對番茄溫棚的日效應進行分析。經(jīng)過統(tǒng)計與分析得出，4月番茄溫棚室內(nèi)外溫差在9.0～23.5℃，溫棚內(nèi)氣溫控制在7.7～39.5℃，溫棚外面氣溫維持在-18.6～10.1℃。這一現(xiàn)象表明升高溫度導致溫棚表現(xiàn)出較為明顯的日效應；而4月番茄溫棚內(nèi)外濕度的日變化為21%～62%，溫棚內(nèi)部濕度為27%～99%，溫棚外部濕度為4%～99%，說明溫棚提高濕度日效應顯著。

2.1.2 季變化。經(jīng)統(tǒng)計，賀蘭縣冬季溫棚內(nèi)外平均溫差為-5.8～-1.5℃、濕度差為51%～62%；春季溫棚內(nèi)外平均溫差為3.8～18.6℃，濕度差為38%～52%；夏季溫棚內(nèi)外平均溫差為21.7～24.8℃，濕度差為53%～65%；秋季溫棚內(nèi)外平均溫差為2.1～18.4℃，濕度差為55%～67%。

2.1.3 4—8月變化。由數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析能夠看出，番茄溫棚室內(nèi)外溫度的年變化差為2.0～21.4℃，溫棚室內(nèi)溫度為11.3～21.4℃，溫棚室外溫度為-8.9～15.6℃，表明升高溫度效應對于番茄溫棚較為明顯；室內(nèi)外濕度年變化差為2%～54%，其中室外濕度年變化為19%～99%，室內(nèi)濕度年變化為68%～75%，表明增加濕度效應對于番茄溫棚較為明顯。

2.2 溫棚番茄自開花至采摘過程中的氣象條件分析

2.2.1 溫度。番茄屬于喜溫作物，在其生長發(fā)育過程中最適宜的溫度為20～25℃，當溫度在15℃以下時，番茄開花將會受阻，有時授粉與受精情況也會受到影響，進而導致出現(xiàn)落花等生理性問題；當溫度在10℃以下時，番茄植株的生長將會停止；當溫度在5℃以下時，如果低溫持續(xù)將會引發(fā)低溫凍害；當溫度在-2～-1℃時，番茄植株將會由于短時受凍而出現(xiàn)死亡；當溫度在30℃以下時，番茄植株的通化作用明顯下降；當溫度在35℃以上時，將會對植株的生殖生長產(chǎn)生一定程度的干擾與破壞；當溫度達到40℃時，即便持續(xù)較短時間也會影響作物的生長發(fā)育，進而導致出現(xiàn)落花落果、果實發(fā)育不良等現(xiàn)象。由數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出，溫棚番茄的平均溫度為18.7～21.2℃，溫棚外番茄各發(fā)育期平均溫度為12.0～15.6℃；由番茄溫度在其生長時期（4—8月）的旬平均溫度可以看出（見表1），旬平均溫度為14.6～29.7℃，番茄生長時期正好位于該溫度范圍之內(nèi)，溫度變化有利于溫棚番茄的生長發(fā)育。就溫棚外部而言，番茄生長時期（4—8月），溫棚外部的旬平均溫度為12.4～27.3℃。由此能夠看出溫棚外部的溫度條件雖然能夠使番茄正常生長，但是卻使其無法正常開花、授粉受精不良等，最終導致出現(xiàn)落花落果等現(xiàn)象。除此之外，番茄在生長發(fā)育過程中溫棚內(nèi)外的平均溫度差為0.0～9.6℃，通過人工調(diào)控導致溫度差比較穩(wěn)定。因此，番茄溫棚具有較為明顯的溫度控制效應。

表1 2017年4—8月賀蘭縣番茄生長期旬平均溫度、相對濕度

2.2.2 濕度。數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出，溫棚空氣濕度平均為60%～80%，溫棚外平均空氣相對濕度為55%～70%。由表1能夠看出，溫棚內(nèi)4—8月旬空氣相對濕度為46%～77%，番茄生長發(fā)育階段正好位于適宜相對濕度范圍內(nèi)。整體而言，溫棚內(nèi)相對濕度變化有利于番茄的生長發(fā)育。由表1還能夠看出，溫棚外部在4—8月旬空氣相對濕度為27%～78%，其生長發(fā)育階段位于適宜空氣濕度范圍內(nèi)，因此溫棚外部空氣相對濕度條件也有利于番茄的生長發(fā)育。在番茄溫棚生長期觀測階段，即4—8月，溫棚內(nèi)外空氣平均相對濕度差為5%～31%，這種濕度差在前期通過人工調(diào)控其變化相對穩(wěn)定，在后期溫棚內(nèi)外的濕度基本保持一致。由此能夠看出，溫棚番茄在生長發(fā)育前期具有較為明顯的濕度控制效應，后期其濕度控制效應不夠明顯。由于基本適宜導致在5—8月濕度無法顯示出較為明顯的效應。在番茄整個生長發(fā)育過程中溫棚內(nèi)外的平均濕度基本保持穩(wěn)定，可以得出濕度由于自身位于適宜范圍內(nèi)而無法表現(xiàn)出明顯的效應。番茄屬于短日照植株，在其發(fā)芽分化時期對日照時間的需求量較少，大部分品種在日照時間為11～13 h時就能較早開花，而且植株生長比較健壯，但是其生長最為適宜的日照時間為16 h。賀蘭縣年均日照時間為2 995.4 h，其日照條件能夠滿足番茄生長發(fā)育需求。

2.3 溫度對果實生長的影響

2.3.1 溫度影響果實的發(fā)育。選取第2～6穗番茄自開花至收獲的日均溫為x軸（每個點果數(shù)為14～22），并選取果實發(fā)育期為y軸，其單位為d，得到圖1，進而得出果實生長發(fā)育與溫度之間的關系為：y=-2.003x+59.93，R2=0.951。由此能夠看出，兩者之間呈現(xiàn)出反向相關關系。也就是當溫度為25.0～27.0℃時，隨著溫度的升高，果實生長發(fā)育時間呈現(xiàn)出逐漸縮短的趨勢，而且每當溫度升高1.0℃，其生長發(fā)育時期將會縮短約3 d。當日平均溫度為25.0℃時，果實由開花至收獲大約需要58.14 d；當日平均溫度為27.0℃時，果實由開花至收獲大約需要50.7 d。因此，在果實生長發(fā)育過程中，可以適當采取措施提高溫度，縮短果實生長發(fā)育期。但是，溫度過高也會引起反作用，導致落花落果，對坐果率產(chǎn)生一定程度的影響。此外，高溫還會降低總干物質(zhì)的產(chǎn)量，對果實著色極為不利。

2.3.2 溫度與果實鮮質(zhì)量之間的關系。溫度條件會對成熟果實的鮮質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。選取果實由開花至收獲的日平均溫度作為橫坐標，選擇每個果實的鮮質(zhì)量為縱坐標，得出圖2，溫度與鮮質(zhì)量呈直線關系：y=-2.7715x+131.04（溫度為25.4～27.0℃），R2=-0.72*（各個果實鮮質(zhì)量與溫度之間相對應的測量果數(shù)n為30～50），表明在一定范圍內(nèi)，果實在生長發(fā)育時期的溫度與鮮質(zhì)量之間呈現(xiàn)出較為明顯的負相關關系，每當溫度升高1.0℃時，果實鮮質(zhì)量將會降低2.77 g。

圖1 果實發(fā)育期與溫度間的關系

3 結(jié)論

賀蘭縣番茄溫棚的溫度條件表現(xiàn)出較為明顯的日變化效應。在春季，當溫度升高7.5～11.9℃，番茄溫棚氣象條件將會表現(xiàn)出較為明顯的年變化效應；當溫度升高2.0～21.4℃，特別是通過人工控制措施將地溫與氣溫控制在適宜范圍內(nèi)，能讓番茄溫棚表現(xiàn)出較為明顯的控制效應。在5—8月，由于濕度基本適宜生長需求而無法表現(xiàn)出明顯的效應效果。由開花期至采摘再到果實成熟時期將番茄溫棚的濕度、氣溫與地溫控制在適宜范圍內(nèi)，其具有較為明顯的溫棚控制效應。只有在果實成熟后由于濕度基本適宜番茄的生長需求而無法表現(xiàn)出較為明顯的效應差異。

圖2 溫度與果實鮮質(zhì)量間的關系

以當?shù)胤褱嘏锏臏貪穸茸兓癁橐罁?jù)，將其控制在適宜的范圍內(nèi)，進而對番茄的發(fā)育及成熟期進行控制，不僅僅表現(xiàn)出了溫棚的控制效應，還為賀蘭縣溫棚的大面積推廣應用提供了一定的參考依據(jù)。

賀蘭縣設施農(nóng)業(yè)的發(fā)展不僅能夠為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略調(diào)整起到一定的推動作用，而且能夠較好地促進農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收，推進當?shù)亟?jīng)濟快速健康發(fā)展。溫棚效應的推廣與應用為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展夯實了基礎。