設(shè)施番茄產(chǎn)量影響因素分析

曾祥偉 張?zhí)熘? 何小凡 鞏艷明 郭唯偉

摘要：以荷蘭設(shè)施番茄無(wú)土栽培模式為參照，從種苗特性、環(huán)境控制、種植管理、能源供應(yīng)等方面進(jìn)行對(duì)比分析，探討影響國(guó)內(nèi)設(shè)施番茄無(wú)土栽培獲得高產(chǎn)的主要因素和調(diào)控措施，針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中面臨的技術(shù)問(wèn)題和設(shè)施番茄產(chǎn)業(yè)布局提出建議，以期幫助各農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)提高設(shè)施番茄種植效益。

關(guān)鍵詞：設(shè)施番茄;產(chǎn)量;影響因素

1 國(guó)外設(shè)施番茄生產(chǎn)現(xiàn)狀

設(shè)施農(nóng)業(yè)最早源于西方部分發(fā)達(dá)國(guó)家，到20世紀(jì)70年代，荷蘭、以色列、日本等國(guó)家的農(nóng)業(yè)設(shè)施栽培發(fā)展較為迅速。其中，日本成為世界擁有薄膜溫室面積最大的國(guó)家，僅塑料溫室就占其所有溫室的96%，主要栽培的作物包括草莓、番茄等。以色列借助獨(dú)特的節(jié)水灌溉技術(shù)，在溫室生產(chǎn)技術(shù)方面遙遙領(lǐng)先，而國(guó)土面積只有4.1萬(wàn)平方公里的荷蘭，憑借先進(jìn)的設(shè)施蔬菜生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成為世界第二大農(nóng)產(chǎn)品出口國(guó)家，同時(shí)也是蔬菜單產(chǎn)最高國(guó)家，番茄產(chǎn)量達(dá)到60公斤/平方米，是國(guó)內(nèi)常規(guī)番茄種植產(chǎn)量的4～5倍。荷蘭番茄生產(chǎn)是社會(huì)化分工比較成熟的產(chǎn)業(yè)，具有完善的社會(huì)化生產(chǎn)服務(wù)體系，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)均有專業(yè)公司提供技術(shù)服務(wù)。專業(yè)育苗公司提供優(yōu)質(zhì)番茄幼苗，種苗質(zhì)量整齊劃一，農(nóng)場(chǎng)主清理上茬作物并進(jìn)行消毒處理后，育苗公司準(zhǔn)時(shí)將下一茬番茄幼苗運(yùn)輸?shù)轿?，有效縮短空棚期。大部分廢舊番茄秧苗清理工作由專門公司負(fù)責(zé)，一個(gè)10人工作小組每天可清理3.5公頃番茄溫室，且室內(nèi)消毒工作也由專業(yè)公司進(jìn)行，密封熏殺48小時(shí)后便可重新進(jìn)行種植作業(yè)。另外，有專業(yè)植保服務(wù)、營(yíng)養(yǎng)液檢測(cè)服務(wù)以及勞工支持服務(wù)，農(nóng)場(chǎng)主有更多的時(shí)間來(lái)做環(huán)境調(diào)控和植株管理，最大程度發(fā)揮番茄品種的生產(chǎn)潛能。

2 國(guó)內(nèi)設(shè)施番茄產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展支持的力度逐漸加強(qiáng)，在鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的大背景下，以連棟玻璃溫室為載體，以椰糠巖棉為栽培基質(zhì)的設(shè)施番茄栽培在國(guó)內(nèi)迅速發(fā)展。主要經(jīng)營(yíng)主體為科研院所、國(guó)家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)、農(nóng)業(yè)科技示范園以及一些地產(chǎn)、互聯(lián)網(wǎng)、電商等跨界商業(yè)巨頭，部分經(jīng)營(yíng)主體引進(jìn)全套栽培設(shè)施和番茄栽培技術(shù)，部分企業(yè)根據(jù)國(guó)外栽培理念引進(jìn)吸收轉(zhuǎn)化形成自有栽培體系。目前國(guó)內(nèi)設(shè)施番茄普遍采用進(jìn)口巖棉塊育苗，進(jìn)口椰糠條作為栽培基質(zhì)，選用Hoogendoor、Priva、Codema等溫室智能控制系統(tǒng)調(diào)控溫室環(huán)境及灌溉環(huán)節(jié)，同荷蘭種子公司、設(shè)備公司、設(shè)計(jì)公司建立了廣泛的合作，并在國(guó)內(nèi)番茄設(shè)施生產(chǎn)中取得了階段性成果。國(guó)內(nèi)設(shè)施番茄產(chǎn)量達(dá)到40～45公斤/平方米，但同荷蘭番茄生產(chǎn)水平相比仍有一些差距，需要國(guó)內(nèi)種植者深入研究種植技術(shù)和裝備，進(jìn)一步提高椰糠巖棉栽培模式的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

3 設(shè)施番茄產(chǎn)量主要影響因素

荷蘭社會(huì)化生產(chǎn)服務(wù)體系對(duì)番茄產(chǎn)業(yè)起到很大的促進(jìn)作用，但其核心優(yōu)勢(shì)在于先進(jìn)的番茄栽培管理技術(shù)。荷蘭瓦格寧根大學(xué)專家團(tuán)隊(duì)對(duì)種植管理技術(shù)進(jìn)行持續(xù)的研究和改進(jìn)，以發(fā)揮植株最大生產(chǎn)潛能為目標(biāo)，通過(guò)理論和實(shí)踐驗(yàn)證形成操作性較強(qiáng)的實(shí)用技術(shù)并從種苗、環(huán)境控制、肥料供應(yīng)、病蟲害控制等方面對(duì)番茄農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行可靠的技術(shù)支持。

3.1 種質(zhì)種苗

荷蘭番茄采用周年一大茬種植模式，該種植模式對(duì)番茄品種有特定要求，同國(guó)內(nèi)原有自封頂型番茄品種不同，荷蘭選用無(wú)限生長(zhǎng)型品種。該類型番茄能夠連續(xù)生長(zhǎng)，周年種植主蔓長(zhǎng)度可達(dá)15～18米，在主蔓生長(zhǎng)過(guò)程中每周可生成3片葉和一穗果，保證連續(xù)采收售賣。無(wú)限生長(zhǎng)型品種是荷蘭周年一大茬長(zhǎng)季節(jié)栽培的基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)日光溫室、春秋棚和露天栽培的鮮食番茄一般采用自封頂性品種，因品種特性使周年產(chǎn)量明顯低于荷蘭周年一大茬的種植模式，但國(guó)內(nèi)玻璃連棟溫室番茄種植選用同荷蘭品種，在品種特性方面具有相同優(yōu)勢(shì)。

3.2 茬口更換

茬口更換時(shí)，荷蘭有專業(yè)公司負(fù)責(zé)溫室內(nèi)部清茬和消毒工作，在番茄苗齡達(dá)到60～70天，高度50～60厘米時(shí)，由育苗公司運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)種植農(nóng)場(chǎng)，開始一周年的番茄生產(chǎn)，整個(gè)換茬工作壓縮在一個(gè)星期內(nèi)完成。國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)科技服務(wù)和裝備比較落后，番茄農(nóng)場(chǎng)需要自行清茬和消毒，且育苗工作和種苗運(yùn)輸工作均需自行處理，整個(gè)茬口更換工作需要耗時(shí)3～4周時(shí)間。相對(duì)于荷蘭生產(chǎn)模式，增加了空棚期，成為周年產(chǎn)量降低的原因之一。

3.3 能源供給

番茄高產(chǎn)栽培系統(tǒng)配套熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)施，生產(chǎn)過(guò)程中需要消耗大量的天然氣，生產(chǎn)電力的同時(shí)產(chǎn)生充足的熱水、二氧化碳，滿足番茄生長(zhǎng)對(duì)補(bǔ)光、溫度調(diào)控、二氧化碳補(bǔ)充等需求，成為能源消耗型生產(chǎn)模式。該模式中生產(chǎn)的電力除滿足自身生產(chǎn)需要外，可同國(guó)家電網(wǎng)連接對(duì)外銷售，使農(nóng)場(chǎng)擁有電力和農(nóng)產(chǎn)品兩大主要產(chǎn)出，并通過(guò)對(duì)接銷售服務(wù)環(huán)節(jié)真正實(shí)現(xiàn)了一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展。荷蘭天然氣供應(yīng)充足，每立方天然氣0.2元人民幣，而我國(guó)天然氣資源比較匱乏，每立方天然氣1元人民幣，在天然氣供應(yīng)量和價(jià)格方面均不占優(yōu)勢(shì)。因此，相同栽培設(shè)施和資材投入情況下，我國(guó)番茄生產(chǎn)的能源消耗成本要明顯高于荷蘭。為充分節(jié)約能源，降低番茄生產(chǎn)成本，設(shè)施番茄高產(chǎn)栽培系統(tǒng)適合建設(shè)在距離熱電廠、供熱廠等余熱、余氣比較豐富的地區(qū)。

3.4 溫度影響

我國(guó)東部區(qū)域長(zhǎng)江以北多為溫帶季風(fēng)氣候，長(zhǎng)江以南多為亞熱帶季風(fēng)氣候，夏季潮濕多雨、冬季寒冷干燥;西部地區(qū)多為溫帶大陸性氣候，夏季涼爽，但冬季嚴(yán)寒。在設(shè)施溫度控制方面，不但要考慮冬季加溫，還要考慮夏季降溫問(wèn)題，同荷蘭模式相比具有明顯劣勢(shì)。

如圖1所示，荷蘭鹿特丹地區(qū)月平均最高溫度為20℃左右，番茄溫室生產(chǎn)無(wú)需考慮夏季降溫問(wèn)題，所以，荷蘭溫室均未安裝濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)，不受負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)限制情況下，溫室南北跨度達(dá)到100～200米，更容易建設(shè)大型單體溫室。荷蘭單棟溫室面積普遍3～5公頃，形成規(guī)模種植效應(yīng)，便于集中管理，提高工作效率。我國(guó)河北地區(qū)夏季月平均最高溫度為32℃左右，東部地區(qū)其他城市夏季也能接近該溫度水平，長(zhǎng)江以南溫度更高，設(shè)施番茄生產(chǎn)均需要采取濕簾風(fēng)機(jī)、高壓迷霧等降溫措施，溫室南北寬度48～52米，限制了單體大溫室的建設(shè)。我國(guó)北方設(shè)施番茄生產(chǎn)5～10月份均需要人工降溫，南方地區(qū)4～11月份需要人工降溫，因此，我國(guó)設(shè)施番茄生產(chǎn)要比荷蘭當(dāng)?shù)啬Ｊ礁叱鲆徊糠纸禍爻杀尽?/p>

荷蘭為溫帶海洋性氣候，圖2中鹿特丹冬季的月平均低溫都在0℃以上，比河北最多高出10℃。秦嶺淮河以北地區(qū)設(shè)施番茄種植，在冬季加溫方面要比荷蘭當(dāng)?shù)叵母嗟募訜岢杀?。設(shè)施番茄生產(chǎn)企業(yè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，或多或少會(huì)刻意降低供暖強(qiáng)度，造成冬季溫室內(nèi)部溫度不能達(dá)到番茄生長(zhǎng)理想水平，限制了番茄最大產(chǎn)能的發(fā)揮，成為設(shè)施番茄周年產(chǎn)量降低的主要因素之一。

3.5 光照影響

設(shè)施番茄每天至少需要850焦耳/平方厘米的光照累積量，這在我國(guó)北方地區(qū)光照強(qiáng)度最弱的冬季基本都能達(dá)到要求。而荷蘭冬季光照比較弱，圖3中，1月、2月、11月、12月光照累積量100～200焦耳/平方厘米，必須進(jìn)行人工補(bǔ)光才能滿足番茄生長(zhǎng)需求，所以，荷蘭種植屆流行著“一分光照一分收獲”的說(shuō)法。另外，荷蘭部分番茄種植農(nóng)場(chǎng)將1200焦耳/平方厘米作為補(bǔ)光標(biāo)準(zhǔn)下限，我國(guó)河北地區(qū)3～10月光照累積量均超過(guò)1200焦耳/平方厘米，在自然光照方面比荷蘭擁有明顯優(yōu)勢(shì)。荷蘭番茄除補(bǔ)充光照強(qiáng)度外，光照時(shí)長(zhǎng)也采取有效的人工調(diào)節(jié)，番茄植株每天可進(jìn)行18小時(shí)的光合作用，累計(jì)大量光合產(chǎn)物，保證產(chǎn)量形成。國(guó)內(nèi)受種植成本影響，每天增加補(bǔ)光時(shí)間2～3個(gè)小時(shí)，番茄光合作用時(shí)間遠(yuǎn)不能達(dá)到18小時(shí)，成為國(guó)內(nèi)番茄單位面積產(chǎn)量落后荷蘭的另一重要影響因素。

3.6 二氧化碳供給

二氧化碳是植物進(jìn)行光合作用的主要原材料，植物吸收空氣中的二氧化碳用以合成碳水化合物。在其他環(huán)境條件適宜情況下，空氣中二氧化碳濃度將成為光合作用的限制因素，隨著二氧化碳濃度的提高，光合速率逐漸增加，當(dāng)二氧化碳濃度達(dá)到800～900毫克/公斤時(shí)，光合速率接近最大值?？諝庵卸趸紳舛纫话銥?40～360毫克/公斤，荷蘭設(shè)施番茄生產(chǎn)過(guò)程中常采用人工補(bǔ)充的方式，使溫室內(nèi)二氧化碳濃度達(dá)到750～1000毫克/公斤，以滿足番茄植株對(duì)二氧化碳的需求。二氧化碳有兩個(gè)來(lái)源，一是番茄農(nóng)場(chǎng)內(nèi)部熱電聯(lián)產(chǎn)形成的尾氣，經(jīng)凈化系統(tǒng)處理，除掉二氧化硫、一氧化氮等有害氣體后供應(yīng)番茄溫室;另一個(gè)是專業(yè)二氧化碳供應(yīng)公司，通過(guò)管道供應(yīng)各番茄溫室。國(guó)內(nèi)設(shè)施番茄二氧化碳來(lái)源不足，主要通過(guò)瓶裝液態(tài)二氧化碳、袋裝化學(xué)反應(yīng)、天然氣型二氧化碳發(fā)生器等途徑獲得，使用成本高，操作不方便，應(yīng)用時(shí)間短，供應(yīng)量低，番茄溫室內(nèi)二氧化碳濃度長(zhǎng)時(shí)間不能達(dá)到700毫克/公斤，成為番茄高產(chǎn)的又一限制因素。

3.7 水肥管理

番茄植株在不同生長(zhǎng)期需要不同水肥供應(yīng)，可通過(guò)營(yíng)養(yǎng)液間歇性滴灌的方式，實(shí)現(xiàn)番茄根系周圍營(yíng)養(yǎng)液特性的調(diào)控。不同生長(zhǎng)環(huán)境條件下植株生長(zhǎng)狀態(tài)和根系所需的營(yíng)養(yǎng)液特性組成一系列對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，荷蘭瓦格寧根大學(xué)通過(guò)大數(shù)據(jù)分析后構(gòu)建植物生長(zhǎng)模型，并以此指導(dǎo)設(shè)施番茄日常營(yíng)養(yǎng)液管理。營(yíng)養(yǎng)液專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)提供番茄根系周圍營(yíng)養(yǎng)液、營(yíng)養(yǎng)液供液、回液檢測(cè)服務(wù)，根據(jù)生長(zhǎng)模型和檢測(cè)結(jié)果給出營(yíng)養(yǎng)液灌溉調(diào)整建議，使番茄根系周圍營(yíng)養(yǎng)液一直處于理想狀態(tài)。我國(guó)番茄植株生長(zhǎng)模型研究和營(yíng)養(yǎng)液檢測(cè)服務(wù)還不成熟，受能源和設(shè)施條件影響，溫室內(nèi)部不能完全達(dá)到生長(zhǎng)模型要求的環(huán)境參數(shù)，模型應(yīng)用推行緩慢。營(yíng)養(yǎng)液多委托國(guó)外檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)和分析，國(guó)內(nèi)檢測(cè)機(jī)構(gòu)只提供檢測(cè)服務(wù)，對(duì)于如何進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)液調(diào)整很少能給出專業(yè)性建議。

3.8 種植密度

無(wú)限生長(zhǎng)型番茄每個(gè)枝頭周年坐果約40穗，在單穗果重量基本相同情況下，單位面積枝頭數(shù)量決定了周年采收重量。荷蘭冬季光線比較弱時(shí)小果型番茄種植密度3.8分枝/平方米，夏季光線增強(qiáng)后種植密度逐漸調(diào)整到5.0～5.2分枝/平方米。國(guó)內(nèi)受補(bǔ)光條件限制，種植密度多為2.8分枝/平方米。種植密度成為國(guó)內(nèi)設(shè)施番茄單位面積產(chǎn)量較低的又一原因。

4 小結(jié)

設(shè)施番茄產(chǎn)量受多種因素影響，影響高產(chǎn)的因素符合“木桶原理”，若一個(gè)環(huán)節(jié)處理不到位就不能達(dá)到高產(chǎn)目標(biāo)。國(guó)內(nèi)在能源供應(yīng)、環(huán)境控制、水肥管理、種植密度等方面均存在不同程度的操作短板。因此，若要達(dá)到荷蘭種植模式的產(chǎn)量水平，需要我們從種植各個(gè)環(huán)節(jié)改善，為番茄植株提供最適宜的生長(zhǎng)環(huán)境條件?？紤]到生產(chǎn)成本問(wèn)題，設(shè)施番茄高產(chǎn)項(xiàng)目可設(shè)立在冬暖夏涼的區(qū)域，或者靠近熱電廠、集中供暖廠等余熱、余氣充足的地方。也從另外一個(gè)角度出發(fā)，不純粹追求高產(chǎn)，根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)資供應(yīng)條件、消費(fèi)習(xí)慣和消費(fèi)水平，制定適宜的投入產(chǎn)出計(jì)劃，追求設(shè)施番茄生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。