设施番茄产量影响因素分析.pdf

47 2020 1 园艺园林 设施番 茄 产 量 影 响 因 素 分 析 曾祥伟 张天柱 何小凡 巩艳明 郭唯伟 中农富通园艺有限公司 北京 100089 摘要 以荷兰设施番茄无土 栽培模式为参照 从种苗特性 环境控制 种植管理 能源供应 等方面进行对比分析 探讨影响 国内设施番茄无土栽培获得高产 的主要因素和调控措施 针对实 际生产过程中面临的技术问题和 设施番茄产业布局提出建议 以 期帮助各农业产业园区提高设施 番茄种植效益 关键词 设施番茄 产量 影响因素 1 国外设施番茄生产现状 设施农业最早源于西方部 分发达国家 到20世纪70年代 荷兰 以色列 日本等国家的农 业设施栽培发展较为迅速 其 中 日本成为世界拥有薄膜温室 面积最大的国家 仅塑料温室就 占其所有温室的96 主要栽培 的作物包括草莓 番茄等 以色 列借助独特的节水灌溉技术 在 温室生产技术方面遥遥领先 而 国土面积只有4 1万平方公里的 荷兰 凭借先进的设施蔬菜生产 技术已经成为世界第二大农产品 出口国家 同时也是蔬菜单产最 高国家 番茄产量达到60公斤 平方米 是国内常规番茄种植产 量的4 5倍 荷兰番茄生产是社 会化分工比较成熟的产业 具有 完善的社会化生产服务体系 各 生产环节均有专业公司提供技术 服务 专业育苗公司提供优质番 茄幼苗 种苗质量整齐划一 农 场主清理上茬作物并进行消毒处 理后 育苗公司准时将下一茬番 茄幼苗运输到位 有效缩短空棚 期 大部分废旧番茄秧苗清理工 作由专门公司负责 一个10人工 作小组每天可清理3 5公顷番茄 温室 且室内消毒工作也由专业 公司进行 密封熏杀48小时后便 可重新进行种植作业 另外 有 专业植保服务 营养液检测服务 以及劳工支持服务 农场主有更 多的时间来做环境调控和植株管 理 最大程度发挥番茄品种的生 产潜能 2 国内设施番茄产业现状 我国对现代农业发展支持 的力度逐渐加强 在乡村振兴和 农业供给侧结构性改革的大背景 下 以连栋玻璃温室为载体 以 椰糠岩棉为栽培基质的设施番茄 栽培在国内迅速发展 主要经营 主体为科研院所 国家农业产业 园区 农业产业化龙头企业 农 业科技示范园以及一些地产 互 联网 电商等跨界商业巨头 部 分经营主体引进全套栽培设施和 番茄栽培技术 部分企业根据国 外栽培理念引进吸收转化形成自 有栽培体系 目前国内设施番茄 普遍采用进口岩棉块育苗 进 口椰糠条作为栽培基质 选用 Hoogendoor Priva Codema 等温室智能控制系统调控温室环 境及灌溉环节 同荷兰种子公 司 设备公司 设计公司建立了 广泛的合作 并在国内番茄设施 生产中取得了阶段性成果 国内 设施番茄产量达到40 45公斤 平方米 但同荷兰番茄生产水平 相比仍有一些差距 需要国内种 植者深入研究种植技术和装备 进一步提高椰糠岩棉栽培模式的 竞争优势 3 设施番茄产量主要影响 因素 荷兰社会化生产服务体系 对番茄产业起到很大的促进作 用 但其核心优势在于先进的 番茄栽培管理技术 荷兰瓦格 宁根大学专家团队对种植管理 技术进行持续的研究和改进 以发挥植株最大生产潜能为目 标 通过理论和实践验证形成 操作性较强的实用技术并从种 苗 环境控制 肥料供应 病 虫害控制等方面对番茄农场进 行可靠的技术支持 3 1 种质种苗 荷兰番茄采用周年一大茬种 植模式 该种植模式对番茄品 种有特定要求 同国内原有自 封顶型番茄品种不同 荷兰选 用无限生长型品种 该类型番 茄能够连续生长 周年种植主 蔓长度可达15 18米 在主蔓 生长过程中每周可生成3片叶和 一穗果 保证连续采收售卖 无限生长型品种是荷兰周年一 大茬长季节栽培的基础 国内 日光温室 春秋棚和露天栽培 48 2020 1 园艺园林 的鲜食番茄一般采用自封顶性 品种 因品种特性使周年产量 明显低于荷兰周年一大茬的种 植模式 但国内玻璃连栋温室 番茄种植选用同荷兰品种 在 品种特性方面具有相同优势 3 2 茬口更换 茬口更换时 荷兰有专业 公司负责温室内部清茬和消毒工 作 在番茄苗龄达到60 70天 高度50 60厘米时 由育苗公司 运输到各个种植农场 开始一周 年的番茄生产 整个换茬工作压 缩在一个星期内完成 国内农业 科技服务和装备比较落后 番茄 农场需要自行清茬和消毒 且育 苗工作和种苗运输工作均需自行 处理 整个茬口更换工作需要耗 时3 4周时间 相对于荷兰生产 模式 增加了空棚期 成为周年 产量降低的原因之一 3 3 能源供给 番茄高产栽培系统配套热电 联产设施 生产过程中需要消耗 大量的天然气 生产电力的同时 产生充足的热水 二氧化碳 满 足番茄生长对补光 温度调控 二氧化碳补充等需求 成为能源 消耗型生产模式 该模式中生产 的电力除满足自身生产需要外 可同国家电网连接对外销售 使 农场拥有电力和农产品两大主要 产出 并通过对接销售服务环节 真正实现了一二三产业融合发 展 荷兰天然气供应充足 每立 方天然气0 2元人民币 而我国 天然气资源比较匮乏 每立方天 然气1元人民币 在天然气供应 量和价格方面均不占优势 因 此 相同栽培设施和资材投入情 况下 我国番茄生产的能源消耗 成本要明显高于荷兰 为充分节 约能源 降低番茄生产成本 设 施番茄高产栽培系统适合建设在 距离热电厂 供热厂等余热 余 气比较丰富的地区 3 4 温度影响 我国东部区域长江以北多为 温带季风气候 长江以南多为亚 热带季风气候 夏季潮湿多雨 冬季寒冷干燥 西部地区多为温 带大陆性气候 夏季凉爽 但冬 季严寒 在设施温度控制方面 不但要考虑冬季加温 还要考虑 夏季降温问题 同荷兰模式相比 具有明显劣势 如图1所示 荷兰鹿特丹地 区月平均最高温度为20 左右 番茄温室生产无 需考虑夏季降温 问题 所以 荷 兰温室均未安装 湿帘风机降温系 统 不受负压通 风系统限制情况 下 温室南北 跨度达到100 200米 更容易 建设大型单体温 室 荷兰单栋温 室面积普遍3 5公顷 形成规 模种植效应 便 于集中管理 提 高工作效率 我 国河北地区夏季 月平均最高温度 为32 左右 东 部地区其他城市 夏季也能接近该 温度水平 长江 以南温度更高 设施番茄生产均 需要采取湿帘风 机 高压迷雾等降温措施 温室 南北宽度48 52米 限制了单体 大温室的建设 我国北方设施番 茄生产5 10月份均需要人工降 温 南方地区4 11月份需要人 工降温 因此 我国设施番茄生 产要比荷兰当地模式高出一部分 降温成本 荷兰为温带海洋性气候 图2中鹿特丹冬季的月平均低温 都在0 以上 比河北最多高出 10 秦岭淮河以北地区设施番 茄种植 在冬季加温方面要比荷 兰当地消耗更多的加热成本 设 施番茄生产企业运营过程中 或 多或少会刻意降低供暖强度 造 图1 河北与鹿特丹月平均高温对比图 图2 河北与鹿特丹月平均低温对比图 图3 鹿特丹与河北光照累积量对比图 49 2020 1 园艺园林 成冬季温室内部温度不能达到番 茄生长理想水平 限制了番茄最 大产能的发挥 成为设施番茄周 年产量降低的主要因素之一 3 5 光照影响 设施番茄每天至少需要850 焦耳 平方厘米的光照累积量 这在我国北方地区光照强度最 弱的冬季基本都能达到要求 而荷兰冬季光照比较弱 图3 中 1月 2月 11月 12月光 照累积量100 200焦耳 平方厘 米 必须进行人工补光才能满 足番茄生长需求 所以 荷兰 种植届流行着 一分光照一分 收获 的说法 另外 荷兰部 分番茄种植农场将1200焦耳 平 方厘米作为补光标准下限 我 国河北地区3 10月光照累积量 均超过1200焦耳 平方厘米 在 自然光照方面比荷兰拥有明显 优势 荷兰番茄除补充光照强 度外 光照时长也采取有效的 人工调节 番茄植株每天可进 行18小时的光合作用 累计大 量光合产物 保证产量形成 国内受种植成本影响 每天增 加补光时间2 3个小时 番茄 光合作用时间远不能达到18小 时 成为国内番茄单位面积产 量落后荷兰的另一重要影响因 素 3 6 二氧化碳供给 二氧化碳是植物进行光合作 用的主要原材料 植物吸收空气 中的二氧化碳用以合成碳水化合 物 在其他环境条件适宜情况 下 空气中二氧化碳浓度将成为 光合作用的限制因素 随着二氧 化碳浓度的提高 光合速率逐渐 增加 当二氧化碳浓度达到800 900毫克 公斤时 光合速率 接近最大值 空气中二氧化碳浓 度一般为340 360毫克 公斤 荷兰设施番茄生产过程中常采用 人工补充的方式 使温室内二 氧化碳浓度达到750 1000毫克 公斤 以满足番茄植株对二氧 化碳的需求 二氧化碳有两个来 源 一是番茄农场内部热电联产 形成的尾气 经净化系统处理 除掉二氧化硫 一氧化氮等有害 气体后供应番茄温室 另一个是 专业二氧化碳供应公司 通过管 道供应各番茄温室 国内设施番 茄二氧化碳来源不足 主要通过 瓶装液态二氧化碳 袋装化学反 应 天然气型二氧化碳发生器等 途径获得 使用成本高 操作不 方便 应用时间短 供应量低 番茄温室内二氧化碳浓度长时间 不能达到700毫克 公斤 成为 番茄高产的又一限制因素 3 7 水肥管理 番茄植株在不同生长期需 要不同水肥供应 可通过营养 液间歇性滴灌的方式 实现番 茄根系周围营养液特性的调 控 不同生长环境条件下植株 生长状态和根系所需的营养液 特性组成一系列对应数据 荷 兰瓦格宁根大学通过大数据分 析后构建植物生长模型 并以 此指导设施番茄日常营养液管 理 营养液专业检测机构提供 番茄根系周围营养液 营养液 供液 回液检测服务 根据生 长模型和检测结果给出营养液 灌溉调整建议 使番茄根系周 围营养液一直处于理想状态 我国番茄植株生长模型研究和 营养液检测服务还不成熟 受 能源和设施条件影响 温室内 部不能完全达到生长模型要求 的环境参数 模型应用推行缓 慢 营养液多委托国外检测机 构进行检测和分析 国内检测 机构只提供检测服务 对于如 何进行营养液调整很少能给出 专业性建议 3 8 种植密度 无限生长型番茄每个枝头周 年坐果约40穗 在单穗果重量 基本相同情况下 单位面积枝头 数量决定了周年采收重量 荷兰 冬季光线比较弱时小果型番茄种 植密度3 8分枝 平方米 夏季 光线增强后种植密度逐渐调整到 5 0 5 2分枝 平方米 国内受 补光条件限制 种植密度多为 2 8分枝 平方米 种植密度成 为国内设施番茄单位面积产量较 低的又一原因 4 小结 设施番茄产量受多种因素影 响 影响高产的因素符合 木 桶原理 若一个环节处理不 到位就不能达到高产目标 国 内在能源供应 环境控制 水 肥管理 种植密度等方面均存 在不同程度的操作短板 因 此 若要达到荷兰种植模式的 产量水平 需要我们从种植各 个环节改善 为番茄植株提供 最适宜的生长环境条件 考虑 到生产成本问题 设施番茄高 产项目可设立在冬暖夏凉的区 域 或者靠近热电厂 集中供 暖厂等余热 余气充足的地 方 也从另外一个角度出发 不纯粹追求高产 根据当地农 资供应条件 消费习惯和消费 水平 制定适宜的投入产出计 划 追求设施番茄生产的综合 经济效益