番茄納米膜栽培技術的引進與消化

孫文文江 洪,2*張宏偉王翠梅蔡先鋒

（1上海多利農業發展有限公司，上海市浦東新區 201311；

2南京大學國際地球系統研究所，江蘇省南京市 210093）

番茄納米膜栽培技術的引進與消化

孫文文1江 洪1,2*張宏偉1王翠梅1蔡先鋒1

（1上海多利農業發展有限公司，上海市浦東新區 201311；

2南京大學國際地球系統研究所，江蘇省南京市 210093）

為解決上海市崇明地區鹽堿化嚴重、土地不適合傳統種植及土壤改良工程艱巨等問題，特引入納米膜栽培技術在番茄生產上進行了技術驗證。同時依據具體試驗驗證，在介紹番茄納米膜栽培結果的基礎上，總結了種植過程中出現的問題，并依此提出了相關種植建議。

番茄；納米膜栽培技術；存在的問題；種植建議

崇明區地下水位高，土壤鹽堿化問題嚴重且難以根治，已成為制約當地有機蔬菜發展的關鍵因素。同時，崇明區有機蔬菜產業化生產規模較小，傳統栽培難以滿足市場對蔬菜優質性、多樣性的需求。因此，引入先進的工廠化無土栽培技術，并與智能化植物工廠技術相結合，突破土壤的限制，進行優質高效的有機蔬菜生產，可保證有機蔬菜生產的安全健康。納米膜栽培技術是一種新型高效節水無土栽培技術，為驗證該技術的實際應用效果、促進該技術的推廣，筆者特進行了該技術在番茄生產上的應用效果驗證。

1 技術介紹

納米膜栽培技術是一種新型高效節水無土栽培技術，由日本Mebiol公司率先研發成功并應用于番茄生產。該項技術通過采用納米級微孔加工制成的水分調節膜，進行水分及營養成分的調節，將細菌、病毒進行隔離，最大限度地降低農作物的病害發生，確保農產品安全。同時，通過水分調節膜可有效控制農作物對水分的吸收，促進根系細微化、膨大化，并通過提高膜里外滲透壓促進糖分等營養物質的大量合成，使農產品具有極高的營養成分和良好的口感。納米膜種植技術具有高效吸收肥水的效果，比其他無土基質栽培技術投入更少，安裝簡單，完全擺脫了土壤條件的限制，解決了傳統農業生產受產地、季節、作物等因素影響難以實現標準化作業的問題。納米膜栽培技術于2009年首先在日本研發成功，并在番茄、辣椒、哈密瓜等作物中得到成功應用，目前已在日本、中東、北非和歐美國家得到推廣應用。

與納米膜栽培技術配合應用的智能化植物工廠技術，是通過采用基于物聯網的智能農業網絡平臺，形成集數據采集、數字傳輸、數據分析處理、數控農業機械為一體的新型農業生產管理體系[1]，將外界氣候條件（溫度、濕度、光照、CO2）、土壤內部環境參數（水分、溫度、pH、營養成分等）與專家系統、輔助決策系統相連，形成趨勢預測和智能決策[2]。該技術擺脫了自然條件的束縛，實現了智能化控制，降低了人工及生產成本，精確控制了農產品上市周期，提高了農產品產量，降低了生產過程的風險[3]。因此，納米膜栽培技術與智能化植物工廠技術相結合形成智能化的植物工廠應用，可有效解決崇明區高鹽堿化、地下水位高等不利于有機蔬菜種植的問題，同時實現了植物生產的智能化與生產過程的標準化[4]，且可集中展示國際領先的現代化節水高效無土栽培技術和標準化生產模式[5-7]，為推進崇明現代化農業技術發展、蔬菜標準化生產和產業化發展提供了一個極佳的展示窗口。

2 技術內容

2.1 品種選擇

供試番茄品種為從日本引進的中型番茄品種“Frutika”和小型番茄品種“Aiko”及國內購買的櫻桃番茄品種“粉娘”。各番茄品種特性比較（見表1）。種植期間根據日方提供的技術管理計劃，根據番茄生長的不同時期，在水分、養分濃度等方面進行了跟蹤調節和管理。同時，采取遮陽、降溫和保溫等措施，為植物生長提供了良好的生長環境。

表1 不同番茄品種特性比較

2.2 水分、營養管理

本項目采用滴灌方式進行水肥灌溉，通過控制系統控制施肥濃度，利用灌溉管道進行灌溉，水分與肥料共同施用，不單一進行水分灌溉。

液體肥料配方為：400 L肥料原液分為1號桶200 L、2號桶200 L，1號桶加入康晶水肥30 kg、硫酸鎂10 kg、乙二胺四乙酸鐵500 g，與200 L水混合均勻；2號桶加入硝酸銨鈣25 kg，與200 L水混合均勻。注意2個液體肥料桶中的溶液不能接觸。

番茄幼苗定植后，按照其生長發育的不同時期制定不同的灌溉施肥計劃，計劃主要包括灌溉時間設定、灌溉量設定和肥料濃度設定，且要根據植物實際生長情況及時調整灌溉施肥計劃。同時，在日常管理中，每天要定時檢查基質及無紡布的濕度，每周對上部和下部滴灌的營養液濃度進行測量，以保證按照施肥計劃進行，每1～2周檢查1次下部無紡布上的營養液濃度，保持其達到施肥濃度的50%左右。

2.3 環境條件管理

環境條件管理包括對溫室內光照、溫度和濕度的控制。具體操作為：在光照管理方面，番茄在定植后打開內遮陽網，并保持3 d全天遮光，使幼苗盡快適應新的生長環境；定植后3 d，從日出到7點左右不遮光，接受陽光照射，7點至16點遮光；在植株存活、根系開始生長后，增加每日光照時間，從日出到9點至10點接受陽光照射，10點至15點遮光，15點以后到日落接受陽光照射。如日照強烈，及時打開內遮陽網，防止植株萎蔫，且陰雨天不進行遮光。在溫度管理方面，白天溫度應保持在20 ℃以上但不超過35 ℃，夜晚溫度保持在10 ℃以上。在濕度管理方面，應盡量保持在60%～80%的最適濕度，并應及時注意過度干燥或過度濕潤對植株生長的影響，避免病蟲害的入侵。

2.4 植保管理[7,8]

在溫室植保管理方面，要注意保持溫室內部環境與外部的隔絕，嚴格控制外來人員的進出，禁止外來植物、動物的進入。采用以物理防治方法為主，如在幼苗定植后懸掛黃板；及時檢查病蟲害出現及發展趨勢，可采取噴灑藥物等方式進行處理；對已發病的植株及時清除，避免進一步傳染。

2.5 植株管理

根據番茄植株的生長情況，定期清理下部老葉和壞葉。采用單干整枝，及時去除側芽和側枝。根據番茄生長情況，在定植后3～4周內完成全部植株的吊繩固定工作。

2.6 收 獲

番茄成熟后及時采收，并記錄每次每個品種的采收量，現場隨機選取產品樣品進行糖度、單果重的測量并做好記錄。

2.7 數據記錄

在日常管理中進行田間檔案的記錄和保存，主要記錄每日的天氣情況、溫室內外溫度和濕度、定期測定營養液及下部無紡布上營養液的濃度、pH、電導率、手動和自動滴灌的時間及灌溉量；同時，每周對不同品種的植株生長情況進行拍照記錄，包括其枝葉花果生長情況、根系生長情況、基質情況；此外，記錄番茄的采收時間、產量，并現場測量果實糖度。

3 結果與分析

本項目種植3個番茄品種共采收3批次，合計采收番茄1 800 kg，其中“Aiko”品種采收410 kg、“Frutika”品種采收960 kg、“粉娘”品種采收430 kg（見圖1）。由圖2可知，3個番茄品種的速測糖度都達到了國際標準，其中“Frutika”糖度最高，“Aiko”其次，“粉娘”最低。由圖3可知，氨基酸總量（天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、賴氨酸、精氨酸）“Aiko”最高，“Frutika”其次，“粉娘”最低。綜合考慮，“Frutika”最適宜在我國進行納米膜栽培大面積工廠化生產。

圖1 不同番茄品種采用納米膜栽培的產量分析

圖2 不同番茄品種采用納米膜栽培的速測糖度分析

圖3 不同番茄品種采用納米膜栽培的氨基酸總量分析

4 存在的問題

本項目從2014年7月5日開始番茄播種育苗，到翌年2月30日完成采收并清除，在實施過程中遇到了以下問題：（1）由于番茄出苗期與現場設施搭建準備工作完成時間沒有完全銜接好，且番茄幼苗在夏季育苗時長勢較快，后期雖進行適當控水控肥，以減緩其生長，但定植后按照施肥計劃提高了營養液濃度，導致番茄苗在移栽定植后營養生長過快，部分植株莖稈較細，節間距較長，長勢不太均勻。（2）病蟲害影響嚴重。本項目實施期間，溫室內爆發大量白粉虱帶入黃化卷葉病（育苗時期帶入），這對此次種植產生了嚴重影響，在番茄定植5周后，溫室內已去除30%的染病植株。從平均單株產量可看出，“Frutika”和“粉娘”品種感病較為嚴重，雖可正常結果，但單株產量較低。（3）光照、溫度等環境因素影響嚴重。本項目中，因番茄座果時進入秋末冬初，光照強度下降且時間減少，溫度較低；同時，溫室周圍遮擋較多，影響了光照，尤其是南部區域遮擋相對嚴重，導致該區域種植的“粉娘”品種的產量和品質最差，中部區域種植的“Frutika”品種也受到一定影響，而北部區域種植的“Aiko”品種受影響相對較小。

5 種植建議

針對以上存在問題，提出以下建議：（1）合理安排育苗及移栽時間，保證番茄幼苗能在最合適的時期進行移栽。同時，委托附近專業育苗機構進行育苗，以防內部育苗交叉感染病蟲害。（2）對溫室結構進行改善。更換更細密的防蟲網，在展示區內上方和四周用高密度紗網包裹，并在種植區入口處新增封閉的緩沖間。（3）培訓、監督溫室管理人員，并細化管理流程、嚴格遵守規章制度，包括進出種植區的更衣、消毒、換鞋、洗手等制度，且控制外來人員進出種植區域。（4）針對本次種植中接收光照較弱的南部區域，以后不再種植。（5）認真做好溫室清潔工作，在下次種植前進行種植材料的更新、消毒及溫室內部的清潔消毒。（6）在番茄種植期間做好溫室內環境條件的調節管理、施肥灌溉調節控制以及植保工作，為番茄生長提供良好的環境條件和營養條件。

[1] 吉佩峰.有機蔬菜水肥一體化無土栽培技術[J].中國蔬菜, 2012,1(13):50-53.

[2] 黃丹楓,張凱.綠葉蔬菜工廠化生產關鍵技術研究[J].長江蔬菜,2012(12): 1-4.

[3] 王立志,王艷,楊麗華,等.番茄無土育苗基質研究[J].北方園藝,1991(3):16-17.

[4] 鄧先琛.國內外蔬菜工廠化生產的發展[J].安徽工學院學報, 1989(2):77-81.

[5] M Meuris, PW Mertens. The IMEC clean: A new concept for particle and metal removal on Si surfaces[J]. Solid State Technology,1995,38(7):109-114.

[6] KV Nieuwenhuysen, F Duerinckx, I Kuzma, et al. Progress in epitaxial deposition on low-cost substrates for thin-film crystalline silicon solar cells at IMEC[J]. Journal of Crystal Growth,2006,287(2):438-441.

[7] 王志偉.套袋材料對溫室番茄病蟲害發生及果實農藥殘留的影響[J].西北園藝,2004(11):49-51.

[8] 韓澤群,姜波.加工番茄病蟲害中長期預測方法[J].中國農業大學學報,2013,18(4):91-95.

2017-02-23

上海市科學技術委員會科研計劃項目：采用納米膜栽培技術在智能化有機蔬菜植物工廠建設中的研究與示范（編號：1 53 9 19 12 8 00）；有機蔬菜水肥植保智能一體化種植技術集成和示范（編號：1 43 9 19 08 3 00）；國家科技部重大專項課題研究項目（編號：2014ZX07114-001）。

*為通訊作者。