连栋玻璃温室内温光环境与番茄开花坐果关系研究

韩会会，郭玲娟，张天灵，张天柱，2

（1.北京中农富通园艺有限公司，北京100083；2.中国农业大学水利与土木工程学院，北京100083）

番茄是世界上普遍栽培的蔬菜品种之一，深受广大生产者和消费者欢迎，是我国设施栽培的重要蔬菜之一。目前，国内番茄的设施栽培主要是利用传统日光温室和冷棚等进行生产，对于日光温室内的温光环境及其相关关系的研究，国内有不少研究，如郜庆炉[1]等对日光温室内温度变化特点的研究，陈青云[2]等对日光温室内热环境的动态模拟等。尽管国内有些学者也开始对玻璃温室内温光环境进行研究，但由于没有大规模的连栋玻璃温室，只能在小的试验温室中进行模拟试验，从而对大型连栋玻璃温室内环境研究较少，对玻璃温室内工厂化栽培番茄的研究则更较少。日前连栋玻璃温室在我国的发展建设速度如雨后春笋，北京、山东、河北、陕西等地都兴建了连栋玻璃温室群，用于番茄等作物的栽培。因此，了解掌握国内玻璃温室内温光环境变化特点，对提高番茄的品质产量等有重要意义。

我国温室以太阳能为主要能源，日光辐射对温室环境的影响十分突出,主要以“大温差”模式管理。在温室温度控制方面，荷兰等地实行分阶段变温管理，由于有充足的天然气作为燃料供应，温室能源问题在很大程度上得到解决，“适温（20～25℃）”控制大幅度提高了冬春季生产性能，提高了单位面积产量。由于温度的控制相对较易且效应十分明显，相关的研究材料也相对较多。在光照和营养一致的条件下，在正常温度范围（10～30℃）内，温度的高低主要影响番茄的生长速率，包括光合—呼吸速率、净生长速率和相对生长速率等，从而影响到番茄的形态建成[3]。齐维强[4]等（2004）研究表明：当番茄生长发育有效积温达到547.9℃/d时，第一穗果实开始坐果，当番茄生长发育有效积温达到1 326.5℃/d时，第一穗果实才开始成熟。任鹤麒[5]等研究发现，光照强度的大小对番茄果实成熟、着色有一定影响。研究还发现，番茄营养生长期的叶片数量随着日均光照的增加而减少，随着温度的降低呈线性下降。

本试验拟通过连栋玻璃温室栽培研究冬春季节温光变化对番茄发育的影响，为连栋玻璃温室番茄无土栽培的环境管控提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2019年2月在河北省南和县贾宋镇富硕产业集群连栋玻璃温室（114°43＇E、37°37＇N）内进行。玻璃温室东西长187 m，南北宽52 m，脊高6.5 m，有效种植面积约8 976 m2。该玻璃温室配备加温系统，包括行间加温、轨道加温和四周光管加温，同时配备了湿帘风机降温系统，可用于炎热季节降温。

供试番茄材料为“佳西娜”无限生长型番茄，种苗为富硕产业集群自己购买种子培育，于2018年10月20日开始育苗，2018年11月30日定植。温室内番茄栽培采用岩棉—椰糠复合型基质，栽培槽共112行，每行可放置长1.3 m椰糠条39条，每条定植6株番茄，行间距1.6 m。

定植后采用单干整枝，吊蔓生长，待垂直高度在2.3 m左右时开始落蔓。整个生育期采用滴灌营养液方式进行给水给肥，每天不间断供给。每次供给时间和每天供给次数根据当日光照、基质含水量和回液比设定，整个温室内灌溉策略和环境控制完全一致。

1.2 仪器设备

温度、光照和湿度的测定根据豪根道（hoogendoorn）数据收集系统采集于控制电脑端。数据采集时间间隔为5 min，之后计算各因子的平均值、累计值等。

1.3 温光环境指标的测定

在温室第八跨位置，距南侧墙24 m处设置温湿度传感器，该传感器随植株高度调整，始终在生长点高度附近。

温室内平均气温：每天24h，温室内气温的平均值。

温室外平均气温：每天24h，温室外气温的平均值。

温室内日均气温：每天白天时段，温室内气温的平均值。

温室内夜均气温：每天夜间时段，温室内气温的平均值。

温室内平均相对湿度：每天24 h，温室内空气相对湿度的平均值。

有效积温：番茄从开花到采摘期间，温室内平均气温高于10℃的温度累计值。

辐射积累量：番茄从开花到采摘期间，每日辐射的累积值，单位J/cm2。

坐果天数：番茄从开花至采摘所用的天数，按天计算，单位d。

1.4 植株生长测定方法

随机抽取温室中部的5株番茄苗进行试验。观察记载各生育阶段：每隔7～10天观测记录各生育阶段的植株形态指标和发育指标。

番茄单穗留果标准，6～8个/穗，以整穗完全转色达到商品价值后采摘。

2 结果与分析

2.1 玻璃温室内外温光环境变化情况

如图1所示，在2019年前22周（2019年1月1日—5月31日）时间内，温室内番茄一直处于栽培管理期。由图1可知，即使是在第一至八周，室外平均气温低于0℃的情况下，受温室加温影响，温室内平均气温仍保持在15℃以上。温室内停止加温时间在12周（3月18日）时，此时室外平均气温高于10℃。由于室外气温主要受辐射影响，故平均辐射积累量变化趋势与温室外平均气温变化趋势极显著相关。但玻璃温室内部受环控调节方式的干预，如白天高温时打开天窗，夜晚温度降低前展开能量幕帘等，因此在图1中，前12周温室内气温与周平均辐射总量并未表现出相关变化趋势，但在12周之后，温室内气温在一定范围内随辐射量变化而呈正相关。

2.2 玻璃温室内气温变化与空气相对湿度的影响

如图2所示，温室内空气相对湿度从1周至17周整体呈上升趋势，最高90%，最低在65%。温室内湿度变化也与番茄秧长势有很大关系，植株叶面积增大，蒸发量变大，在8—9周后温室内湿度始终保持较高水平。番茄适宜生长的相对湿度在50%～70%，这样温室内相对湿度则显得偏高。而温度白天适温23～28℃，夜间13～18℃。玻璃温室内昼夜温度控制较好。

2.3 玻璃温室内番茄开花坐果情况

从定植到拉秧，本生长季番茄一共坐果20穗，本试验记录了前1—14穗番茄从开花至采摘所用时间以及单穗采摘果数，如表1所示。佳西娜番茄标准番茄单穗留果数为6～8颗，但受环境和授粉等关系影响，在生育期间并不是所有14穗果都满足标准果数成熟采收标准。而坐果天数也受到单穗果数的影响。如第一穗果受前期低温和熊蜂放置时间较晚关系影响，普遍坐果率低，单穗平均留果3个。第九穗、第十穗也由于熊蜂活力问题，在一定程度上影响了单穗留果数。而对于成串采收番茄而言，单穗果3颗采收与6颗采收，前后相差时间为3～5 d，甚至更长。

2.4 有效积温与番茄开花坐果的关系

如图3所示，前7穗番茄从开花至采收所用天数与有效积温量变化趋势高度一致。而从第八穗开始，虽然整体大趋势似乎仍旧保持一致，但在有效积温维持在较高水平（1 200℃以上），上下摆幅较小，而番茄从开花至采收所需的天数越来越短。

2.5 辐射积累量与番茄开花坐果的关系

如图4所示，随着天气逐渐变暖，辐射积累量也相应提高，单穗果从开花至采收所需的天数缩短。在一定辐射积累量范围内，辐射积累量影响其开花至采收天数，正相关不明显。

表1 番茄各穗坐果情况

表1 （续）

对图3、图4所示的参数进行相关性分析，可知有效积温与前14穗番茄的总坐果天数成显著正相关，而辐射积累量与前7穗番茄的坐果天数呈显著正相关，但对8穗之后的番茄则呈现一定的负相关，即有效积温与番茄从开花到采摘整体用时处于一致关系，变化趋势一致（见表2）。而随着辐射积累量的增加，坐果天数与辐射积累量正相关不显著，即在一定范围的辐射积累量内，辐射量越高，转色所用天数越短。

表2 温光环境与番茄坐果穗数的相关关系

3 讨论与结论

番茄的生育（其从开花至采收）与其所处的温光环境有密切关系[6]。本试验从番茄第一穗果开始记录，到第十四穗果采收结束，用时约22周。就目前温光环境与生育数据进行分析，结果表明：有效积温与番茄从开花至采摘所用天数呈显著正相关，即从900～1 200℃的有效积温范围内，所用时间与其变化趋势一致。就该品种而言，由于是成熟后整串采收，故转色时间也受坐果数影响。

随着辐射积累量的增加，转色天数与辐射积累量正相关不显著，有负相关趋势（第八穗之后），即在一定范围的辐射积累量内，辐射量越高，转色所用天数越短。

番茄的生长发育受多方面因素的影响，水、肥、气、热等都是影响其开花坐果的因子。但以当前研究条件，在可控的玻璃温室环境内，对番茄佳西娜进行相同的水肥和温光管理，对温室内外温光环境与生长发育情况进行综合分析。初步分析表明：在玻璃温室生产的环境条件下，即使在温度较低的季节（室外平均温度在0℃以下）条件下，由于有加温补光灯措施，满足番茄最适宜的生长环境条件，温室内番茄处于良好的生长状态，可实现番茄的周年采摘。