基于大數據條件下玻璃溫室番茄生產水肥管理要點

郭玲娟 郭明星 李躍洋 杜名揚

（1. 北京中農富民管理咨詢有限公司，北京 海淀 100083；2. 鶴壁聚賢農業科技發展有限公司，河南 鶴壁 58000）

近年來，以荷蘭現代化大型連棟溫室為代表的蔬菜工廠化生產模式在國內發展迅速。番茄設施栽培是我國番茄生產的主要方式之一，設施內水肥一體化技術的應用對提高番茄的產量和品質具有重要作用。番茄營養生長與生殖生長同時進行，生長期長，肥水需求量大。肥水運籌影響番茄的長勢和產量，不同的灌水定額和灌溉次數能顯著影響番茄品質[1]，因此水肥管理是番茄設施栽培的關鍵技術。

蔬菜工廠化生產的水肥灌溉參數是通過傳感器采集溫室內外環境數據及植物生長數據由大數據物聯網環控軟件設定，水肥管理由傳統的看天、看地、看植物進行灌溉，提升至通過基于大數據物聯網環控軟件看天——氣象參數（光照強度、光積累量）、看地——基質（含水量和EC 值、pH 值）、看植物——作物生長平衡，實現精準灌溉。現將基于大數據環控物聯網條件下，玻璃溫室番茄椰糠巖棉復合無土栽培的水肥一體化參數關聯性灌溉策略總結如下。

1 灌溉水質要求

無土栽培使用水的水質直接影響營養液各養分配置。理論上講，水質穩定、水中各元素含量不超過作物需求量的水源即可作灌溉水。河流水、水庫水、淺井水的水質波動較大，不適合直接作灌溉水[2]。對比荷蘭蔬菜無土栽培灌溉水質的指標要求，我國蔬菜無土栽培用水應作相應處理。荷蘭蔬菜無土栽培灌溉水質指標數值見表1。

表1 荷蘭蔬菜無土栽培灌溉水質指標數值

目前我國蔬菜無土栽培多以雨水、地下水、市政自來水作水源，不同水源的水質差異較大。雨水是將溫室屋頂的降雨收集起來儲存于密閉的集雨池（罐），經簡單過濾后用于灌溉，水質相對較好；地下水含有大量鈣、鎂、鈉等礦物離子，會直接影響營養液中各離子的平衡，易導致母液罐中形成不溶物，營養液在循環利用過程中會不斷累積鈉離子[3]。若地下水中Mn、B 等含量過高，澆灌后會導致蔬菜植株中毒，影響蔬菜的正常生長發育。確定水源后，應先檢測水中鈣、鎂、鈉、鐵、HCO3-離子等含量以及pH 值，做好相應處理后方可使用。礦物離子超標的水源需進行去離子化處理，配制營養液時應對相關離子做相應的扣除。

2 基于光的灌溉

基于光的灌溉是指以光照強度和光積累量為參數（室外氣象站數據），按玻璃透光率70%以上（國際常規）折算出溫室內的光照強度和光積累量，然后根據溫室內的光照強度和光積累量進行灌溉。操作中需根據實際的玻璃透光率來矯正參數。

2.1 灌溉方法

（1）灌水開始和結束標準。白天光照強度達100～200 W/m2或光積累量達50～100 J/cm2時開始灌水，光照強度降至250～350 W/m2或光積累量降至150～200 J/cm2時停止灌水。（2）灌溉量。溫室內光照輻射每積累1 J/cm2，成株期番茄日灌溉量應增加3 mL[3-5]，其中2 mL 水通過植物蒸騰作用蒸發（5%被植物吸收）、1 mL 水以殘液形式排出；番茄坐果期每穗花（或果）需水量為100 mL/m2，一般每株番茄留8 穗花，光照強度每累計80～100 J/cm2需灌溉1 次，每次每株灌溉80～120 mL。（3）排液量。合理的排液量有利于將番茄根際土壤EC值、pH 值和空氣含量保持在適宜范圍內。正常情況下，成株期番茄最后一次灌溉結束后，排液比例為20%～25%較適宜。

2.2 灌溉量、灌溉頻率與光照的關系

灌溉量、灌溉頻率與光照之間的關系[3]見表2。

表2 灌溉量、灌溉頻率與光照的關系

由表2可知，隨著光照強度或光照累積量的增加，單位面積灌溉量、灌溉頻率逐漸提高，而單位面積灌溉量呈遞減趨勢。增加灌溉量、降低灌溉頻率，可使栽培基質保持相對干燥，有利于番茄生殖生長；減少灌溉量、提高灌溉頻率，可使栽培基質保持相對濕潤，有利于番茄營養生長。生產實踐發現，每次灌溉量以基質體積的2%～5%為宜。

3 基于基質含水量的灌溉

3.1 基質含水量與EC值的關系

灌溉前，基質含水量降低，EC 值上升；灌溉后至回液前，基質含水量升高，EC 值降低。一般來講，基質EC值隨光照強度的升高而降低。

3.2 基質含水量與灌溉節點的關系

常規椰糠基質含水量為65%～75%。日間灌溉節點為最后一次灌溉至次日日出，基質含水量降低7%～12%；夜間灌溉節點為最后一次灌溉至日落，基質含水量降低2%～4%。

4 灌溉隨EC值、排出液pH值調控

4.1 排出液pH值

排出液收集口一般設在溫室的中間位置，收集測量時間一般安排在每天第1次排液前，理想狀態下排出液的EC值以4.0～6.0為宜[4]。排出液pH值過高時，可在營養液中添加硝酸（氮肥）或磷酸（磷肥）進行調節，配制營養液時應將氮或磷的用量做相應的扣除。排出液pH 值過低時，可在營養液中添加氫氧化鉀（鉀肥）進行調節，配制營養液時應將鉀用量做相應的扣除。

4.2 營養液EC值

營養液保持適宜的EC 值有利于促進番茄生長[6]，一般情況下營養液EC 值不宜超過4.0 mS/cm。營養液EC值過高，會使植株形成反滲透壓，反滲透壓可將番茄根系中的水分置換出來，致使根尖變褐或干枯。冬季氣溫低，植株水分蒸發量小，灌溉量也小，營養液EC 值要高些；春季氣溫升高，植株水分蒸發量增大，營養液EC 值要逐步降低。定植初期，營養液EC 值以1.8～2.5 mS/cm 為宜，之后逐漸提高；開花坐果期，營養液EC 值應保持2.5～2.8 mS/cm；果實膨大期，營養液EC 值應保持3.0 mS/cm 左右。高EC 值有利于提高番茄的口感和品質，但不利于其生長和產量形成，隨著營養液EC 值的提高，番茄植株株高、莖粗、葉長、葉寬、坐果數、單果質量、產量明顯降低。