连栋温室番茄工厂化生产水肥管理技术

王艳芳杨夕同李新旭*

（1北京市农业技术推广站，北京 100029；2北京佳禾四方农业科技有限公司，北京 102211）

连栋温室蔬菜工厂化生产水肥管理技术，是以高标准水肥一体化硬件系统为基础，针对不同气候、作物不同生长阶段，调控适宜的营养液浓度及配方并制定合适的灌溉策略，来实现作物的最佳生长状态。

连栋温室蔬菜工厂化生产一般采用无土栽培方式，水肥管理是其中的重要一环。与传统设施蔬菜生产依靠经验灌溉不同，连栋温室蔬菜工厂化生产水肥管理采用精准化调控方式。以高标准水肥一体化硬件系统为基础，在不同气候、作物不同生长阶段及不同生理状态条件下，通过对灌溉的精准化调控，使作物生长至最佳状态。本文以2016～2017年北京小汤山特菜基地连栋温室番茄工厂化生产为例，详细介绍水肥一体化硬件配置、营养液浓度及配方管理、灌溉策略等内容，以期为连栋温室番茄工厂化生产园区提供技术参考。

1 硬件配置

番茄工厂化生产一般采用无土栽培方式，因此，配备性能良好的水肥一体化设备是生产成功与否的关键因素之一。我国北方地区完整的水肥一体化硬件系统一般包含蓄（储）水罐、反渗透处理设备、施肥机、母液储存罐、紫外线消毒机、灌溉泵组、灌溉阀组、滴灌（箭）、过滤装置等。灌溉的基本流程为：施肥机吸取一定比例的原水与母液混合，达到预设的EC值和pH值后，通过滴灌系统浇灌到植株根部，多余的营养液通过收集、过滤、消毒后再重新利用（图1）。

图1 北京小汤山特菜基地灌溉施肥设备

2 水质要求

与荷兰灌溉水源以雨水为主不同，我国连栋温室番茄工厂化生产灌溉水源多来自于地下水及地表水，相比雨水，地下水、地表水富含多种高浓度矿物质和其他砂石物质，如Mg、Ca（导致水质硬度过高）、HCO3-（导致pH升高）、Mn、B（存在中毒风险）等，在使用前一般需要过滤和消毒。采用营养液回收利用的灌溉方式，一般要求水源要达到Ⅰ类水质的要求（表1）。

3 营养液管理

3.1 营养液浓度管理 营养液浓度的高低一般通过EC值来反映，EC值越高，表明营养液浓度越高。番茄不同生长阶段的适宜EC值有所不同，从子叶展平到第1花序现蕾，灌溉液EC值从0.5逐渐升高至2.0；第1穗果转色期（第7花序开花），EC值以2.0～3.0为宜。受前期灌溉液积累的影响，基质EC值（即根际EC值）会持续变化，因此在不同气候条件下，番茄成株期（即第1穗果采收后至拉秧结束）灌溉液的EC值有所不同（表2）。北京市农业技术推广站对2016～2017年茬口小汤山特菜基地连栋温室樱桃番茄工厂化生产灌溉液EC值的监测结果表明，番茄定植后EC值为3.2 mS·cm-1，进入3月温光条件转好后，适当降低EC 值至 2.9～3.0 mS·cm-1。

表1 水质分级

番茄生产过程中，每天需要对灌溉液和排出液的EC值进行监测。排出液收集一般在温室的居中位置，收集测量时间一般为每天第1次排液之前。理想状态下排出液的EC值以4.0～6.0为宜。根据2016～2017年茬口小汤山特菜基地连栋温室樱桃番茄工厂化生产排出液EC值的监测结果，排出液EC值在3.50～3.90之间，较为稳定（表3）。

表2 不同气候条件下番茄成株期基质EC值及灌溉液EC值建议 mS·cm-1

3.2 营养液pH管理 为保证番茄植株的正常生长，生产过程中一般将灌溉液的pH值调节至5.0～6.0。为确保植株根系的pH处在合理范围内，除需要保证灌溉液pH值合适外，还需要每天监测排出液的pH值，进而进行调整。pH调节可以采用直接和间接2种方式。直接调节可通过增加酸（HNO3、H3PO4）、碱（KOH）来实现。间接调整可在保证N元素总量不变的情况下，用NH4+代替NO3-来降低植株根际的pH。北京市农业技术推广站对2016～2017年茬口小汤山特菜基地连栋温室樱桃番茄工厂化生产灌溉液及排出液pH的监测结果表明，生长期内设定灌溉液pH为5.20，排出液pH范围在5.21～5.28，整个生长周期内变化较为稳定（表3）。

3.3 营养液配方管理 我国连栋温室番茄生产营养液配方可选用荷兰番茄工厂化生产的通用配方，生长期内应根据植株长势变化、气候变化、营养液监测结果进行调整。以2016～2017年茬口小汤山特菜基地连栋温室番茄工厂化生产为例，番茄生长期间，根据生长时期及植株状态不同对营养液配方进行不断调整（表4）。

4 灌溉管理

工厂化生产采用精准化灌溉管理系统，实现了水肥的精准供应。除了保证灌溉液适宜的EC值和pH值外，还应设定合适的灌溉策略，以保证番茄的正常生长。一般来说，灌溉策略应包括灌溉总量、灌溉起始和结束时间、灌溉频率3个方面。在不同气候、不同植株生长阶段，通过对以上3个方面的不断调整，实现对植株水肥管理的精准调控。

4.1 灌

溉总量 灌溉总量即为1 d（天）内供给植株的营养液总量。番茄成株期每天每株的需水量在1.5～2.0 L。成株期灌溉总量可以依照光照辐射来确定，荷兰灌溉模型为温室内每积累1 J·cm-2光照辐射总量，灌溉量为3 mL·m-2。灌溉总量也可以根据基质含水量及排液量的监测数据进行调整。一般来说，在晴天条件下，结束最后1次灌溉后，基质含水量相比灌溉前增加5%～10%、排液量达到30%较为适宜。番茄不同生长时期的灌溉总量有所不同（表5）。2016～2017年茬口小汤山特菜基地连栋温室樱桃番茄工厂化生产从苗期至成株期，番茄灌溉总量持续增加，苗期日均灌溉量在0.25 L·m-2，开花坐果期增加到1.33 L·m-2，采收期达到最大，灌溉总量达4.27 L·m-2（表6）。

表4 北京小汤山特菜基地2016～2017年茬口连栋温室中型果番茄及樱桃番茄营养液配方变化

表5 番茄定植后不同阶段的营养液灌溉总量参考

表6 北京小汤山特菜基地2016～2017年茬口连栋温室樱桃番茄不同生育时期灌溉量

4.2 灌溉起始和结束时间 灌溉起始和结束时间对于调控番茄植株生长至关重要。在连栋温室工厂化生产条件下，一般在日出后2 h（小时）左右开始第1次灌溉，日落前2 h（小时）左右结束灌溉。在不同气候条件下，灌溉起始和结束时间略有不同。停止灌溉时间晴天在日落前2 h（小时）结束，阴天在日落前5 h（小时）结束。

4.3 灌溉频率 灌溉频率即1 d（天）内的灌溉次数及每次的灌溉量。灌溉次数根据作物不同生长时期、不同季节有所不同。成株期灌溉可根据光辐射量来调整，理论值为每达到80～100 J·cm-2辐射量就需要灌溉1次，每次每株灌溉80～120 mL。一般冬天灌溉频率低、夏天灌溉频率高，生产中需根据实际情况灵活调整。小汤山特菜基地2016～2017年茬口连栋温室番茄春季生产，第1穗果坐果至采收期晴天每天灌溉11.5次，阴天每天灌溉8.5次；夏季生产采收期晴天每天灌溉28.3次，阴天每天灌溉19.7次（表7）。

表7 北京小汤山特菜基地2016～2017年茬口连栋温室番茄不同生育时期的灌溉频率

4.4 灌溉调整 灌溉要根据基质条的质量（含水量）以及排液情况进行调整。番茄成株期排液量为灌溉量的30%左右；合理的排液量可以保证排出液的EC值为3.5～5.0，根际生长良好；排出液pH值在5.0～7.0之间为可控范围。排液量过多，说明单次灌溉量过多，或者灌溉次数过多，需适当减少单次灌溉量，提高光照启动门槛以减少灌溉次数；排液量过少，说明单次灌溉量过少或者灌溉次数较少，需适当增加单次灌溉量或者降低光照启动门槛以增加灌溉次数；排液时间过早，说明夜间基质含水量过大或上午第1阶段灌溉量过大，可通过减少上午灌溉量，降低灌溉频率来调整。