溫室番茄高效栽培氣候應答技術簡介

杜百榮

（陜西省咸陽市農業氣象科學研究所 712000；咸陽魔爾生物技術有限責任公司）

氣候作為一切生命活動的環境資源，在為農作物提供產量因子（光照、溫度和二氧化碳）的同時，也為致病因子（病菌、病毒）提供了生存環境。氣候應答，就是針對不同氣候類型及氣候變化采用科學合理應對措施的一項綜合性技術，其核心內容是最大限度地發揮產量因子作用、抑制致病因子作用。在當前溫室生產中，農戶對當地氣候資源認識不足，農業生產缺少理論指導和病害預警機制，盲目制訂種植規劃。由于規劃不合理，首先導致種植失敗，其次病害發生嚴重，最終造成效益低下。例如：在溫室番茄生產中，為追求早上市，農戶盲目提早定植（全國大部分越冬番茄定植時間在10月下旬～11月底），使作物長期生長在光能、熱能嚴重不足的環境下，光合效率低，作物的生產能力、免疫力嚴重下降，直接導致不易坐果、果實長不大、畸形果多、易落花落果，并且長期低溫高濕環境為灰霉病病菌提供了溫床，灰霉病發生嚴重，效益普遍不高。為了提高溫室效益、減少病害、降低溫室生產系統性風險，我們經過3年數百棚的試驗，成功開發了溫室番茄高效栽培氣候應答技術。采用氣候應答技術，由于規劃合理，有病害預警機制和大病防治技術作保障，不僅可提早上市，而且坐果率高、果實大、病害輕，效益提高30%～100%（灰霉病嚴重年份增效更明顯），可抵御60年不遇氣候災害，現將其主要內容介紹如下。

1 理論創新

1.1 能級匹配理論

依據光合作用理論，植物通過光合作用實現物質代謝（轉換）和能量代謝（轉換）。不同物種對能量需求不同，農作物要完成其生命期，必須進行足夠的光合作用，因此需要足夠多的能量，由此我們引入下述概念。

1.1.1 農作物能級指數 農作物能級指數是指農作物某個生命周期對能量的生理需求，（氣候）能級過高、過低均不利于農作物生長。因此能級指數又可分為上限能級、適宜能級和下限能級，下限能級是農作物正常生長的最低能級。由于溫室生產以越冬反季節栽培為主，主要問題是能級不夠，因此以下所談能級值均指下限能級。

1.1.2 氣候能級指數 氣候能級指數是指某段時間內自然界提供的實際能量，可依據氣象資料進行計算。氣候能級指數具有可從1年或跨年 （以天為單位）隨意截取的特性。實際上，農業生產中的茬口安排就是截取氣候能級，如何科學截取為生產所用成為我們研究的課題。

1.1.3 溫室能級指數 溫室能級指數是指某段時間內由溫室小氣候提供的實際能量，由于溫室缺少資料記錄，在現有條件下需根據溫室的透光性、保暖性結合氣候能級進行換算。溫室的小氣候特性，其能級指數明顯高于同時段氣候能級，因此可截取多段氣候能級供生產所用，為擴大生產時段、實現反季節生產、提高效益提供了硬件（設施）條件。

依據植物生理學，不同作物或同一作物的不同品種，其適應氣候環境的能力不同，因此其不同生育期對能量的需求不同，（生理）能級指數也就不同。能級匹配是指生產時段的氣候能級足以滿足（匹配）作物關鍵生育期的生長要求，即在冬季要高于下限能級、在夏季要低于上限能級，因此能級匹配是作物能否正常生長的關鍵環節，也是實現豐產的關鍵環節，這便是能級匹配理論的原理。如楊凌示范區（番茄品種歐派8848）膨果期的下限能級值為168，如對應膨果期的氣候能級低于168會發生坐果率下降、果型小、畸形果多、落花落果等生長障礙，不僅產量、質量降低，而且植株免疫力下降，病害增多，效益必然降低（注意能級值要與大棚的保暖性能結合使用）。

依據光合作用理論，光合作用強度決定農作物產量高低。提高光合作用強度是提高農業生產整體水平的重要課題。光合作用強度是由光照、二氧化碳和水3個因子決定，在冬季，光照時間、光照強度是決定光合作用強度的主要因素。由于目前缺少有效的補光技術和產品，我們只能采用截取更多的自然光資源來提高光合作用強度，以便合成盡量多的有機物質供作物生長。在確保番茄早上市的前提下，我們應開發科學有效的截取技術，為此我們引入下述概念。（1）（地理）順光周期：順光周期是指（不受天氣影響條件下）光照時數逐日增加的時段。依地理常識，冬至黑夜最長，夏至黑夜最短，春秋分晝夜等長，冬至至次年夏至期間為順光周期。（2）逆光周期：逆光周期是指（不受天氣影響條件下）光照時數逐日減少的時段，每年夏至至冬至期間光照時數逐日減少，為逆光周期。越冬種植的大果型番茄，如在冬至前坐果，果實膨大期必然要在逆光周期，而且這段時間是1年中光照時數最少的，非常不利于番茄植株及果實生長，因此番茄坐果期至少應在冬至之后。其次，番茄果實膨大需要一定熱能，每年溫度最低時期熱能最少，對番茄果實膨大同樣不利，番茄坐果期同樣要避開這段時間。由于每年極端最低溫度出現的時間不同，我們可以查閱近10年的氣象資料，計算出10年極端最低溫度出現時間的中值，以這個中值作參考，使番茄第1層果的坐果期在中值之后的5～10d，這樣基本可以確保第1層果正常膨大。由于第1層果之后的果實在順光周期生長，隨著光、熱的逐漸增多會越長越好。

能級匹配理論可作為溫室番茄能否成功越冬種植的基本理論，用于指導制訂溫室番茄種植規劃。

1.2 量價交合理論

高產不一定高效，因為效益是由產量與價格兩個因子決定的。眾所周知，番茄有高產期、市場有高價期，我們把番茄的高產時段做一個集合、把市場的高價時段做一個集合，這兩個集合的交集越大則種植效益越高。綜合多年番茄市場價格，4月份價格最穩定也最高，7月份價格最低，依據能級匹配理論，選擇早熟大果型品種（注意要4層果集中成熟）于3月下旬上市，可保證至少3層果在4月份上市，667m2產量達5000～6000kg。量價交合理論可作為溫室番茄高效栽培的基礎理論，用于制訂溫室番茄高效栽培種植規劃。

1.3 無煙工廠理論

為了揭示溫室生產的實質，解釋溫室作物長勢千奇百怪、效益千差萬別的現狀，我們把溫室比作1座無煙工廠。溫室是廠房，光照是能源，二氧化碳和水是基礎原材料，土壤中各種礦質元素是輔料，所種番茄的植株是生產設備 （缺光就像工業設備缺電一樣，設備不能運轉），番茄果實是最終產品。農戶集廠長、總工程師、銷售部經理、經濟師、維修工、車間主任、生產工人諸多角色于一體，如此多學科交叉的工作恐怕博士生也難以干好，所以長勢千奇百怪、效益千差萬別。要提升溫室效益、確保溫室成果，需建立溫室栽培培訓學校，對農戶進行嚴格的、全面系統的培訓。

2 病害預警與大病防治

番茄病害的發生（細菌類病害、真菌類病害和病毒類病害）與氣候有著密不可分的關系，高溫、低溫、高濕是病害發生的主要氣象因子，可依據天氣實況結合天氣預報進行預測和預警。防病途徑大致有兩條，一是增強作物免疫力，二是科學選用殺菌和消毒產品，二者有效結合是防病治病的最有效的方法。

3 實用效果

（1）2011年遭遇60年不遇反常氣候，我們在咸陽市秦都區選擇40個大棚作技術試驗 （12月中旬定植），選擇臨近40個棚作對照（11月上旬定植），由于2012年春季灰霉病大爆發，對照棚平均效益僅為13000元左右，試驗棚平均效益達24000元以上，效益提高近1倍。（2）2012年我們在高陵、楊凌選擇60個大棚作試驗 （定植時間在12月4～22日），同樣選擇臨近棚作對照（10月下旬定植，小部分在翌年1月中旬定植），對照棚平均效益為20000元左右，試驗棚平均效益達30000左右，效益提高了50%。

4 其它效果

2011～2012年試驗，試驗棚采用統一品種、統一供苗、統一技術指導，試驗棚番茄長勢趨于一致，效益接近，而對照棚長勢參差不齊，效益相差較大，說明本技術對推動溫室番茄標準化生產具有重要作用。