基于日光温室的工业番茄育苗气象条件分析

王媛媛，姚 巍，巴音才次克，周丽娜，黄玖君，董朝阳

（1.新疆巴音郭楞蒙古自治州气象局，新疆 库尔勒 841000；2.新疆焉耆县气象局，新疆 焉耆 841100；3.天津市气候中心，天津 300074）

中国是世界第三大番茄酱产区，新疆番茄种植面积约占中国的80%。2017年新疆统计年鉴数据显示巴州（不包括第二师）焉耆盆地工业番茄种植面积达1.4万hm2，是新疆工业番茄最大、最重要的产区。焉耆盆地昼夜温差大、日照时间长、干旱少雨，是工业番茄栽培的适宜地区［1］。目前95%以上工业番茄种植采用温室大棚育苗后移栽方式，新疆光、热、土资源丰富，地理环境和气候条件非常适合设施农业的发展。设施农业的生产与气象条件密切相关，特别是灾害性天气对温室大棚蔬菜的产量、品质、经济效益影响较大，甚至起到决定性作用［2］。巴州焉耆盆地春季多大风、霜冻等灾害性天气，棚内番茄幼苗经常因温度的突变或持续低温而受损。

李效珍等［3］对晋北春茬温室番茄定植气象条件进行了分析；王克安等［4］对不同结构日光温室温湿度变化规律及其对番茄的产量和病害的影响进行了研究；顾忠良等［5］从小气候与黄瓜生长速度同步着手，用数理统计分析方法揭示了大棚内外气象要素关系及对黄瓜生长的影响；谢新华等［6］研究了温室番茄环境因子的变化规律，但是目前对新疆工业番茄温室育苗的研究鲜有报道。新疆设施农业起步较晚，设计标准化程度低、抵御大风和霜冻等气象灾害能力差，加之对工业番茄温室育苗所需的气象条件缺乏了解，工业番茄温室育苗成本高、风险大。因此，有必要了解番茄育苗期气象条件及对光、温、水的需求，有针对性地采取保护措施减轻气象灾害。本研究通过在日光温室内搭建小气候观测站，定时观测番茄幼苗生长进度，分析温度、湿度、太阳辐射等气象要素与番茄秧苗生长发育指标的关联性，以期实现温室小气候资源高效利用和茬口合理搭配，助力农业增产增效，开展相关的技术研究。

1 材料与方法

1.1 试验方法

在新疆巴州焉耆盆地和静、焉耆、博湖3个县各选取1座工业番茄育苗棚室，在选建育苗棚室内安装U23-001温室小气候观测设备，观测要素为离地1.5 m高的温度和湿度，逐小时整点观测。番茄苗期主要以植株和叶片发育为主［7］，从工业番茄育苗的播种期、出苗期、三叶期和移栽期4个发育时间点开展番茄幼苗期发育叶龄观测，随机选择各棚室中部10株番茄幼苗，用吊牌进行标记，每天定株观测每株叶片长度，并记录天气状况及棚室管理措施。

1.2 试验数据

温度、湿度数据选取棚室内2019年2月27日至4月27日的逐小时整点观测数据。由于选定3个棚室相距不超过40 km，太阳辐射数据及日照数据统一采用2019年2月27日至4月27日焉耆国家基准气候站的总辐射曝辐量观测数据及日照时数人工观测数据代替3个所选棚室所在地资料，为了资料的统一性，将总辐射曝辐量数据（世界时）转换为北京时。

番茄发育进程数据采用2月27日至4月27日各棚室内10株幼苗的真叶长度观测数据，同时将播种、出苗及出棚前幼苗生长期的管理措施、天气状况信息等作为辅助观测信息。

2 结果与分析

2.1 生育期分析

工业番茄3月初播种育苗，4月下旬出棚移栽，整个苗龄期45～52 d。由于各地播种时间不一致，真叶长出时间也不一致，各观测地番茄幼苗生育期见表1。育苗期间从播种至出苗一般需8～10 d，随后10～15 d长出第一片真叶，又2 d左右后长出第二片真叶，再过8～13 d长出第三片真叶，随后4～7 d长出第四片真叶，之后8～14 d长出第五片真叶。第五片真叶长出时，苗株高12～15 cm，达到番茄幼苗出棚标准。

2.2 番茄育苗气象条件分析

2.2.1 温度 通过棚室内温度数据分析，番茄播种至第一片真叶期间最高温度不超过38.8℃，最低温度不低于3.8℃，平均温度在14.7℃。番茄幼苗生长期（第一片真叶至第五片真叶期间）温度过高易徒长，温度过低后期易形成畸形果［8］，最高温度不宜超过36.6℃，最低温度不宜低于5.8℃，适宜的平均温度为11.8～22.9℃（图1），番茄第一片真叶至第四片真叶期间，室内平均气温缓慢上升，在第四片真叶长出后，平均气温逐渐达到最高值，此后采取揭掉棚膜方式练苗，气温逐步下降，以更好适应棚室外环境，增加成活率。

图1 番茄幼苗生长期棚室内平均温度

番茄幼苗生长需要一定的昼夜温差，幼苗从长出第一片真叶至第四片真叶期间，昼夜温差在16.6～24.6℃，达到第五片真叶时，已逐渐让苗完全处于自然环境温度中，以增强秧苗对外界环境的适应能力，昼夜温差降低至13.3～19.1℃。

番茄属于喜温作物，温度对作物的影响包括温度强度和持续时间2个方面，积温是衡量这2个方面综合效应的一种农业气象指标［9］。由表2可知，番茄从播种至第五片真叶期间总共需要活动积温805.8～955.9℃。每长出一片真叶，需要的积温多少不一致，播种至第一片真叶期间需要活动积温293.4～391.6℃；第一片真叶至第二片真叶期间所需的积温最少，为19.3～39.3℃；第二片真叶至第三片真叶期间所需的积温较多，为149.3～226.3℃；第三片真叶至第四片真叶期间所需的积温较少，为82.8～120.7℃；第四片真叶至第五片真叶期间所需的积温较多，为156.8～296.8℃。可根据各叶龄积温范围适当调节棚室内温度，控制幼苗的生长速度，以便在合适的时机选择出棚时间，避开移栽时大风、低温等不利条件，提高移栽成活率。

表2 番茄幼苗各叶龄所需活动积温

2.2.2 湿度 温室内相对湿度具有明显的日变化趋势，含量受天气状况及农事管理影响［10］。番茄从播种至出苗期间，要求湿度较大，平均每天需用水增加棚内湿度，不采取降湿措施，棚内平均湿度达到89%，最大湿度100%。

在第一片真叶长出后，番茄苗需水量仍然较大，需选择晴天上午浇水，大棚内的相对湿度在夜晚至清晨封棚时（23：00至次日11：00）最大，一般维持在90%～100%，11：00开始相对湿度迅速下降，14：00～18：00相对湿度维持在最低水平，为25%左右。结合管理措施来看，湿度的变化是由于日光温室内生态环境特殊，高温、高湿和封闭的环境利于番茄苗期疫病等病害的发生和蔓延，需要在每日上午采取通风降湿措施以防止病虫害发生发展。

在番茄整个生育期棚室内平均相对湿度呈下降趋势（图2），每长出一片真叶，平均相对湿度下降8～10个百分点，在第四片真叶长出后下降至最低，在第四片真叶长大至第五片真叶长出时，棚内相对湿度转为增大趋势，此时已达到练苗标准，仍要经常浇水，以免基质过于干旱而灼伤秧苗的根系。

图2 番茄幼苗生长期日平均相对湿度

2.2.3 太阳总辐射与日照 番茄作为一种喜光作物，光照度降低，光合速率会明显地减小［11］。日光温室生产的关键是高效利用太阳能，而影响日光温室采光的主要因素就是太阳辐射。通过分析太阳总辐射曝辐量发现，每天6：00～21：00为出现太阳辐射时段，6：00～13：00为总辐射曝辐量上升时段，13：00～15：00达到峰值，15：00～21：00开始下降。番茄育苗期间共需要太阳总辐射曝辐量919.2 MJ/m2；各叶龄需要的太阳总辐射曝辐量见表3。通过对日照时数的分析，番茄育苗期间每日日照时数为0.5～12.3 h，平均为9.4 h，整个育苗期日照时数为478.1 h，各叶龄期的日照时数见表3。

表3 不同叶龄所需太阳总辐射曝辐量及日照时数

3 小结与讨论

本研究结果显示，工业番茄长出5片真叶、苗龄期45～52 d、株高12～15 cm时达到番茄幼苗出棚标准。育苗期间从播种到出苗一般持续8～10 d，每长出1片新的真叶所需的间隔时间为2～15 d。番茄播种至出苗期间棚室的适宜温度在3.8～38.8℃，平均温度为14.7℃；在第一片真叶至第五片真叶长出期间适宜的温度为5.8～36.6℃，平均温度为11.8～22.9℃。整个育苗期共需要活动积温805.8～955.9℃。从播种至出苗期间，对水分需求量最大，棚内日平均湿度达89%；在第一片真叶至第四片真叶期间棚室内平均相对湿度呈下降趋势，每长出1片真叶下降8～10个百分点，第五片真叶长出时，相对湿度又呈上升趋势。番茄育苗期间共需要太阳总辐射曝辐量919.2 MJ/m2、日照时间478.1 h。

本研究分析了新疆巴州和静、焉耆、博湖县工业番茄育苗期生长发育情况及各生育期气象条件，能对焉耆盆地工业番茄育苗期间对光温水的需求有初步了解，从而做到通过人为调控温度、湿度等气象条件合理安排幼苗出棚时间。今后还需分析温室小气候观测与室外气象自动站观测数据，建立日光温室的小气候预测模型，综合温室内天气预报及番茄生长所需的气象条件，建立番茄生长预测模型。