基于日光溫室的工業番茄育苗氣象條件分析

王媛媛，姚 巍，巴音才次克，周麗娜，黃玖君，董朝陽

（1.新疆巴音郭楞蒙古自治州氣象局，新疆 庫爾勒 841000；2.新疆焉耆縣氣象局，新疆 焉耆 841100；3.天津市氣候中心，天津 300074）

中國是世界第三大番茄醬產區，新疆番茄種植面積約占中國的80%。2017年新疆統計年鑒數據顯示巴州（不包括第二師）焉耆盆地工業番茄種植面積達1.4萬hm2，是新疆工業番茄最大、最重要的產區。焉耆盆地晝夜溫差大、日照時間長、干旱少雨，是工業番茄栽培的適宜地區［1］。目前95%以上工業番茄種植采用溫室大棚育苗后移栽方式，新疆光、熱、土資源豐富，地理環境和氣候條件非常適合設施農業的發展。設施農業的生產與氣象條件密切相關，特別是災害性天氣對溫室大棚蔬菜的產量、品質、經濟效益影響較大，甚至起到決定性作用［2］。巴州焉耆盆地春季多大風、霜凍等災害性天氣，棚內番茄幼苗經常因溫度的突變或持續低溫而受損。

李效珍等［3］對晉北春茬溫室番茄定植氣象條件進行了分析；王克安等［4］對不同結構日光溫室溫濕度變化規律及其對番茄的產量和病害的影響進行了研究；顧忠良等［5］從小氣候與黃瓜生長速度同步著手，用數理統計分析方法揭示了大棚內外氣象要素關系及對黃瓜生長的影響；謝新華等［6］研究了溫室番茄環境因子的變化規律，但是目前對新疆工業番茄溫室育苗的研究鮮有報道。新疆設施農業起步較晚，設計標準化程度低、抵御大風和霜凍等氣象災害能力差，加之對工業番茄溫室育苗所需的氣象條件缺乏了解，工業番茄溫室育苗成本高、風險大。因此，有必要了解番茄育苗期氣象條件及對光、溫、水的需求，有針對性地采取保護措施減輕氣象災害。本研究通過在日光溫室內搭建小氣候觀測站，定時觀測番茄幼苗生長進度，分析溫度、濕度、太陽輻射等氣象要素與番茄秧苗生長發育指標的關聯性，以期實現溫室小氣候資源高效利用和茬口合理搭配，助力農業增產增效，開展相關的技術研究。

1 材料與方法

1.1 試驗方法

在新疆巴州焉耆盆地和靜、焉耆、博湖3個縣各選取1座工業番茄育苗棚室，在選建育苗棚室內安裝U23-001溫室小氣候觀測設備，觀測要素為離地1.5 m高的溫度和濕度，逐小時整點觀測。番茄苗期主要以植株和葉片發育為主［7］，從工業番茄育苗的播種期、出苗期、三葉期和移栽期4個發育時間點開展番茄幼苗期發育葉齡觀測，隨機選擇各棚室中部10株番茄幼苗，用吊牌進行標記，每天定株觀測每株葉片長度，并記錄天氣狀況及棚室管理措施。

1.2 試驗數據

溫度、濕度數據選取棚室內2019年2月27日至4月27日的逐小時整點觀測數據。由于選定3個棚室相距不超過40 km，太陽輻射數據及日照數據統一采用2019年2月27日至4月27日焉耆國家基準氣候站的總輻射曝輻量觀測數據及日照時數人工觀測數據代替3個所選棚室所在地資料，為了資料的統一性，將總輻射曝輻量數據（世界時）轉換為北京時。

番茄發育進程數據采用2月27日至4月27日各棚室內10株幼苗的真葉長度觀測數據，同時將播種、出苗及出棚前幼苗生長期的管理措施、天氣狀況信息等作為輔助觀測信息。

2 結果與分析

2.1 生育期分析

工業番茄3月初播種育苗，4月下旬出棚移栽，整個苗齡期45～52 d。由于各地播種時間不一致，真葉長出時間也不一致，各觀測地番茄幼苗生育期見表1。育苗期間從播種至出苗一般需8～10 d，隨后10～15 d長出第一片真葉，又2 d左右后長出第二片真葉，再過8～13 d長出第三片真葉，隨后4～7 d長出第四片真葉，之后8～14 d長出第五片真葉。第五片真葉長出時，苗株高12～15 cm，達到番茄幼苗出棚標準。

2.2 番茄育苗氣象條件分析

2.2.1 溫度 通過棚室內溫度數據分析，番茄播種至第一片真葉期間最高溫度不超過38.8℃，最低溫度不低于3.8℃，平均溫度在14.7℃。番茄幼苗生長期（第一片真葉至第五片真葉期間）溫度過高易徒長，溫度過低后期易形成畸形果［8］，最高溫度不宜超過36.6℃，最低溫度不宜低于5.8℃，適宜的平均溫度為11.8～22.9℃（圖1），番茄第一片真葉至第四片真葉期間，室內平均氣溫緩慢上升，在第四片真葉長出后，平均氣溫逐漸達到最高值，此后采取揭掉棚膜方式練苗，氣溫逐步下降，以更好適應棚室外環境，增加成活率。

圖1 番茄幼苗生長期棚室內平均溫度

番茄幼苗生長需要一定的晝夜溫差，幼苗從長出第一片真葉至第四片真葉期間，晝夜溫差在16.6～24.6℃，達到第五片真葉時，已逐漸讓苗完全處于自然環境溫度中，以增強秧苗對外界環境的適應能力，晝夜溫差降低至13.3～19.1℃。

番茄屬于喜溫作物，溫度對作物的影響包括溫度強度和持續時間2個方面，積溫是衡量這2個方面綜合效應的一種農業氣象指標［9］。由表2可知，番茄從播種至第五片真葉期間總共需要活動積溫805.8～955.9℃。每長出一片真葉，需要的積溫多少不一致，播種至第一片真葉期間需要活動積溫293.4～391.6℃；第一片真葉至第二片真葉期間所需的積溫最少，為19.3～39.3℃；第二片真葉至第三片真葉期間所需的積溫較多，為149.3～226.3℃；第三片真葉至第四片真葉期間所需的積溫較少，為82.8～120.7℃；第四片真葉至第五片真葉期間所需的積溫較多，為156.8～296.8℃。可根據各葉齡積溫范圍適當調節棚室內溫度，控制幼苗的生長速度，以便在合適的時機選擇出棚時間，避開移栽時大風、低溫等不利條件，提高移栽成活率。

表2 番茄幼苗各葉齡所需活動積溫

2.2.2 濕度 溫室內相對濕度具有明顯的日變化趨勢，含量受天氣狀況及農事管理影響［10］。番茄從播種至出苗期間，要求濕度較大，平均每天需用水增加棚內濕度，不采取降濕措施，棚內平均濕度達到89%，最大濕度100%。

在第一片真葉長出后，番茄苗需水量仍然較大，需選擇晴天上午澆水，大棚內的相對濕度在夜晚至清晨封棚時（23：00至次日11：00）最大，一般維持在90%～100%，11：00開始相對濕度迅速下降，14：00～18：00相對濕度維持在最低水平，為25%左右。結合管理措施來看，濕度的變化是由于日光溫室內生態環境特殊，高溫、高濕和封閉的環境利于番茄苗期疫病等病害的發生和蔓延，需要在每日上午采取通風降濕措施以防止病蟲害發生發展。

在番茄整個生育期棚室內平均相對濕度呈下降趨勢（圖2），每長出一片真葉，平均相對濕度下降8～10個百分點，在第四片真葉長出后下降至最低，在第四片真葉長大至第五片真葉長出時，棚內相對濕度轉為增大趨勢，此時已達到練苗標準，仍要經常澆水，以免基質過于干旱而灼傷秧苗的根系。

圖2 番茄幼苗生長期日平均相對濕度

2.2.3 太陽總輻射與日照 番茄作為一種喜光作物，光照度降低，光合速率會明顯地減小［11］。日光溫室生產的關鍵是高效利用太陽能，而影響日光溫室采光的主要因素就是太陽輻射。通過分析太陽總輻射曝輻量發現，每天6：00～21：00為出現太陽輻射時段，6：00～13：00為總輻射曝輻量上升時段，13：00～15：00達到峰值，15：00～21：00開始下降。番茄育苗期間共需要太陽總輻射曝輻量919.2 MJ/m2；各葉齡需要的太陽總輻射曝輻量見表3。通過對日照時數的分析，番茄育苗期間每日日照時數為0.5～12.3 h，平均為9.4 h，整個育苗期日照時數為478.1 h，各葉齡期的日照時數見表3。

表3 不同葉齡所需太陽總輻射曝輻量及日照時數

3 小結與討論

本研究結果顯示，工業番茄長出5片真葉、苗齡期45～52 d、株高12～15 cm時達到番茄幼苗出棚標準。育苗期間從播種到出苗一般持續8～10 d，每長出1片新的真葉所需的間隔時間為2～15 d。番茄播種至出苗期間棚室的適宜溫度在3.8～38.8℃，平均溫度為14.7℃；在第一片真葉至第五片真葉長出期間適宜的溫度為5.8～36.6℃，平均溫度為11.8～22.9℃。整個育苗期共需要活動積溫805.8～955.9℃。從播種至出苗期間，對水分需求量最大，棚內日平均濕度達89%；在第一片真葉至第四片真葉期間棚室內平均相對濕度呈下降趨勢，每長出1片真葉下降8～10個百分點，第五片真葉長出時，相對濕度又呈上升趨勢。番茄育苗期間共需要太陽總輻射曝輻量919.2 MJ/m2、日照時間478.1 h。

本研究分析了新疆巴州和靜、焉耆、博湖縣工業番茄育苗期生長發育情況及各生育期氣象條件，能對焉耆盆地工業番茄育苗期間對光溫水的需求有初步了解，從而做到通過人為調控溫度、濕度等氣象條件合理安排幼苗出棚時間。今后還需分析溫室小氣候觀測與室外氣象自動站觀測數據，建立日光溫室的小氣候預測模型，綜合溫室內天氣預報及番茄生長所需的氣象條件，建立番茄生長預測模型。