設施番茄產量影響因素分析

曾祥偉 張天柱 何小凡 鞏艷明 郭唯偉

摘要：以荷蘭設施番茄無土栽培模式為參照，從種苗特性、環境控制、種植管理、能源供應等方面進行對比分析，探討影響國內設施番茄無土栽培獲得高產的主要因素和調控措施，針對實際生產過程中面臨的技術問題和設施番茄產業布局提出建議，以期幫助各農業產業園區提高設施番茄種植效益。

關鍵詞：設施番茄;產量;影響因素

1 國外設施番茄生產現狀

設施農業最早源于西方部分發達國家，到20世紀70年代，荷蘭、以色列、日本等國家的農業設施栽培發展較為迅速。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。以色列借助獨特的節水灌溉技術，在溫室生產技術方面遙遙領先，而國土面積只有4.1萬平方公里的荷蘭，憑借先進的設施蔬菜生產技術已經成為世界第二大農產品出口國家，同時也是蔬菜單產最高國家，番茄產量達到60公斤/平方米，是國內常規番茄種植產量的4～5倍。荷蘭番茄生產是社會化分工比較成熟的產業，具有完善的社會化生產服務體系，各生產環節均有專業公司提供技術服務。專業育苗公司提供優質番茄幼苗，種苗質量整齊劃一，農場主清理上茬作物并進行消毒處理后，育苗公司準時將下一茬番茄幼苗運輸到位，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責，一個10人工作小組每天可清理3.5公頃番茄溫室，且室內消毒工作也由專業公司進行，密封熏殺48小時后便可重新進行種植作業。另外，有專業植保服務、營養液檢測服務以及勞工支持服務，農場主有更多的時間來做環境調控和植株管理，最大程度發揮番茄品種的生產潛能。

2 國內設施番茄產業現狀

我國對現代農業發展支持的力度逐漸加強，在鄉村振興和農業供給側結構性改革的大背景下，以連棟玻璃溫室為載體，以椰糠巖棉為栽培基質的設施番茄栽培在國內迅速發展。主要經營主體為科研院所、國家農業產業園區、農業產業化龍頭企業、農業科技示范園以及一些地產、互聯網、電商等跨界商業巨頭，部分經營主體引進全套栽培設施和番茄栽培技術，部分企業根據國外栽培理念引進吸收轉化形成自有栽培體系。目前國內設施番茄普遍采用進口巖棉塊育苗，進口椰糠條作為栽培基質，選用Hoogendoor、Priva、Codema等溫室智能控制系統調控溫室環境及灌溉環節，同荷蘭種子公司、設備公司、設計公司建立了廣泛的合作，并在國內番茄設施生產中取得了階段性成果。國內設施番茄產量達到40～45公斤/平方米，但同荷蘭番茄生產水平相比仍有一些差距，需要國內種植者深入研究種植技術和裝備，進一步提高椰糠巖棉栽培模式的競爭優勢。

3 設施番茄產量主要影響因素

荷蘭社會化生產服務體系對番茄產業起到很大的促進作用，但其核心優勢在于先進的番茄栽培管理技術。荷蘭瓦格寧根大學專家團隊對種植管理技術進行持續的研究和改進，以發揮植株最大生產潛能為目標，通過理論和實踐驗證形成操作性較強的實用技術并從種苗、環境控制、肥料供應、病蟲害控制等方面對番茄農場進行可靠的技術支持。

3.1 種質種苗

荷蘭番茄采用周年一大茬種植模式，該種植模式對番茄品種有特定要求，同國內原有自封頂型番茄品種不同，荷蘭選用無限生長型品種。該類型番茄能夠連續生長，周年種植主蔓長度可達15～18米，在主蔓生長過程中每周可生成3片葉和一穗果，保證連續采收售賣。無限生長型品種是荷蘭周年一大茬長季節栽培的基礎。國內日光溫室、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量明顯低于荷蘭周年一大茬的種植模式，但國內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勢。

3.2 茬口更換

茬口更換時，荷蘭有專業公司負責溫室內部清茬和消毒工作，在番茄苗齡達到60～70天，高度50～60厘米時，由育苗公司運輸到各個種植農場，開始一周年的番茄生產，整個換茬工作壓縮在一個星期內完成。國內農業科技服務和裝備比較落后，番茄農場需要自行清茬和消毒，且育苗工作和種苗運輸工作均需自行處理，整個茬口更換工作需要耗時3～4周時間。相對于荷蘭生產模式，增加了空棚期，成為周年產量降低的原因之一。

3.3 能源供給

番茄高產栽培系統配套熱電聯產設施，生產過程中需要消耗大量的天然氣，生產電力的同時產生充足的熱水、二氧化碳，滿足番茄生長對補光、溫度調控、二氧化碳補充等需求，成為能源消耗型生產模式。該模式中生產的電力除滿足自身生產需要外，可同國家電網連接對外銷售，使農場擁有電力和農產品兩大主要產出，并通過對接銷售服務環節真正實現了一二三產業融合發展。荷蘭天然氣供應充足，每立方天然氣0.2元人民幣，而我國天然氣資源比較匱乏，每立方天然氣1元人民幣，在天然氣供應量和價格方面均不占優勢。因此，相同栽培設施和資材投入情況下，我國番茄生產的能源消耗成本要明顯高于荷蘭。為充分節約能源，降低番茄生產成本，設施番茄高產栽培系統適合建設在距離熱電廠、供熱廠等余熱、余氣比較豐富的地區。

3.4 溫度影響

我國東部區域長江以北多為溫帶季風氣候，長江以南多為亞熱帶季風氣候，夏季潮濕多雨、冬季寒冷干燥;西部地區多為溫帶大陸性氣候，夏季涼爽，但冬季嚴寒。在設施溫度控制方面，不但要考慮冬季加溫，還要考慮夏季降溫問題，同荷蘭模式相比具有明顯劣勢。

如圖1所示，荷蘭鹿特丹地區月平均最高溫度為20℃左右，番茄溫室生產無需考慮夏季降溫問題，所以，荷蘭溫室均未安裝濕簾風機降溫系統，不受負壓通風系統限制情況下，溫室南北跨度達到100～200米，更容易建設大型單體溫室。荷蘭單棟溫室面積普遍3～5公頃，形成規模種植效應，便于集中管理，提高工作效率。我國河北地區夏季月平均最高溫度為32℃左右，東部地區其他城市夏季也能接近該溫度水平，長江以南溫度更高，設施番茄生產均需要采取濕簾風機、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。我國北方設施番茄生產5～10月份均需要人工降溫，南方地區4～11月份需要人工降溫，因此，我國設施番茄生產要比荷蘭當地模式高出一部分降溫成本。

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℃。秦嶺淮河以北地區設施番茄種植，在冬季加溫方面要比荷蘭當地消耗更多的加熱成本。設施番茄生產企業運營過程中，或多或少會刻意降低供暖強度，造成冬季溫室內部溫度不能達到番茄生長理想水平，限制了番茄最大產能的發揮，成為設施番茄周年產量降低的主要因素之一。

3.5 光照影響

設施番茄每天至少需要850焦耳/平方厘米的光照累積量，這在我國北方地區光照強度最弱的冬季基本都能達到要求。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，必須進行人工補光才能滿足番茄生長需求，所以，荷蘭種植屆流行著“一分光照一分收獲”的說法。另外，荷蘭部分番茄種植農場將1200焦耳/平方厘米作為補光標準下限，我國河北地區3～10月光照累積量均超過1200焦耳/平方厘米，在自然光照方面比荷蘭擁有明顯優勢。荷蘭番茄除補充光照強度外，光照時長也采取有效的人工調節，番茄植株每天可進行18小時的光合作用，累計大量光合產物，保證產量形成。國內受種植成本影響，每天增加補光時間2～3個小時，番茄光合作用時間遠不能達到18小時，成為國內番茄單位面積產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，當二氧化碳濃度達到800～900毫克/公斤時，光合速率接近最大值。空氣中二氧化碳濃度一般為340～360毫克/公斤，荷蘭設施番茄生產過程中常采用人工補充的方式，使溫室內二氧化碳濃度達到750～1000毫克/公斤，以滿足番茄植株對二氧化碳的需求。二氧化碳有兩個來源，一是番茄農場內部熱電聯產形成的尾氣，經凈化系統處理，除掉二氧化硫、一氧化氮等有害氣體后供應番茄溫室;另一個是專業二氧化碳供應公司，通過管道供應各番茄溫室。國內設施番茄二氧化碳來源不足，主要通過瓶裝液態二氧化碳、袋裝化學反應、天然氣型二氧化碳發生器等途徑獲得，使用成本高，操作不方便，應用時間短，供應量低，番茄溫室內二氧化碳濃度長時間不能達到700毫克/公斤，成為番茄高產的又一限制因素。

3.7 水肥管理

番茄植株在不同生長期需要不同水肥供應，可通過營養液間歇性滴灌的方式，實現番茄根系周圍營養液特性的調控。不同生長環境條件下植株生長狀態和根系所需的營養液特性組成一系列對應數據，荷蘭瓦格寧根大學通過大數據分析后構建植物生長模型，并以此指導設施番茄日常營養液管理。營養液專業檢測機構提供番茄根系周圍營養液、營養液供液、回液檢測服務，根據生長模型和檢測結果給出營養液灌溉調整建議，使番茄根系周圍營養液一直處于理想狀態。我國番茄植株生長模型研究和營養液檢測服務還不成熟，受能源和設施條件影響，溫室內部不能完全達到生長模型要求的環境參數，模型應用推行緩慢。營養液多委托國外檢測機構進行檢測和分析，國內檢測機構只提供檢測服務，對于如何進行營養液調整很少能給出專業性建議。

3.8 種植密度

無限生長型番茄每個枝頭周年坐果約40穗，在單穗果重量基本相同情況下，單位面積枝頭數量決定了周年采收重量。荷蘭冬季光線比較弱時小果型番茄種植密度3.8分枝/平方米，夏季光線增強后種植密度逐漸調整到5.0～5.2分枝/平方米。國內受補光條件限制，種植密度多為2.8分枝/平方米。種植密度成為國內設施番茄單位面積產量較低的又一原因。

4 小結

設施番茄產量受多種因素影響，影響高產的因素符合“木桶原理”，若一個環節處理不到位就不能達到高產目標。國內在能源供應、環境控制、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，若要達到荷蘭種植模式的產量水平，需要我們從種植各個環節改善，為番茄植株提供最適宜的生長環境條件。考慮到生產成本問題，設施番茄高產項目可設立在冬暖夏涼的區域，或者靠近熱電廠、集中供暖廠等余熱、余氣充足的地方。也從另外一個角度出發，不純粹追求高產，根據當地農資供應條件、消費習慣和消費水平，制定適宜的投入產出計劃，追求設施番茄生產的綜合經濟效益。