孫文文江 洪,2*張宏偉王翠梅蔡先鋒

（1上海多利農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，上海市浦東新區(qū) 201311；

2南京大學(xué)國際地球系統(tǒng)研究所，江蘇省南京市 210093）

番茄納米膜栽培技術(shù)的引進(jìn)與消化

孫文文1江 洪1,2*張宏偉1王翠梅1蔡先鋒1

（1上海多利農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，上海市浦東新區(qū) 201311；

2南京大學(xué)國際地球系統(tǒng)研究所，江蘇省南京市 210093）

為解決上海市崇明地區(qū)鹽堿化嚴(yán)重、土地不適合傳統(tǒng)種植及土壤改良工程艱巨等問題，特引入納米膜栽培技術(shù)在番茄生產(chǎn)上進(jìn)行了技術(shù)驗(yàn)證。同時(shí)依據(jù)具體試驗(yàn)驗(yàn)證，在介紹番茄納米膜栽培結(jié)果的基礎(chǔ)上，總結(jié)了種植過程中出現(xiàn)的問題，并依此提出了相關(guān)種植建議。

番茄；納米膜栽培技術(shù)；存在的問題；種植建議

崇明區(qū)地下水位高，土壤鹽堿化問題嚴(yán)重且難以根治，已成為制約當(dāng)?shù)赜袡C(jī)蔬菜發(fā)展的關(guān)鍵因素。同時(shí)，崇明區(qū)有機(jī)蔬菜產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模較小，傳統(tǒng)栽培難以滿足市場對蔬菜優(yōu)質(zhì)性、多樣性的需求。因此，引入先進(jìn)的工廠化無土栽培技術(shù)，并與智能化植物工廠技術(shù)相結(jié)合，突破土壤的限制，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)高效的有機(jī)蔬菜生產(chǎn)，可保證有機(jī)蔬菜生產(chǎn)的安全健康。納米膜栽培技術(shù)是一種新型高效節(jié)水無土栽培技術(shù)，為驗(yàn)證該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果、促進(jìn)該技術(shù)的推廣，筆者特進(jìn)行了該技術(shù)在番茄生產(chǎn)上的應(yīng)用效果驗(yàn)證。

1 技術(shù)介紹

納米膜栽培技術(shù)是一種新型高效節(jié)水無土栽培技術(shù)，由日本Mebiol公司率先研發(fā)成功并應(yīng)用于番茄生產(chǎn)。該項(xiàng)技術(shù)通過采用納米級微孔加工制成的水分調(diào)節(jié)膜，進(jìn)行水分及營養(yǎng)成分的調(diào)節(jié)，將細(xì)菌、病毒進(jìn)行隔離，最大限度地降低農(nóng)作物的病害發(fā)生，確保農(nóng)產(chǎn)品安全。同時(shí)，通過水分調(diào)節(jié)膜可有效控制農(nóng)作物對水分的吸收，促進(jìn)根系細(xì)微化、膨大化，并通過提高膜里外滲透壓促進(jìn)糖分等營養(yǎng)物質(zhì)的大量合成，使農(nóng)產(chǎn)品具有極高的營養(yǎng)成分和良好的口感。納米膜種植技術(shù)具有高效吸收肥水的效果，比其他無土基質(zhì)栽培技術(shù)投入更少，安裝簡單，完全擺脫了土壤條件的限制，解決了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受產(chǎn)地、季節(jié)、作物等因素影響難以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的問題。納米膜栽培技術(shù)于2009年首先在日本研發(fā)成功，并在番茄、辣椒、哈密瓜等作物中得到成功應(yīng)用，目前已在日本、中東、北非和歐美國家得到推廣應(yīng)用。

與納米膜栽培技術(shù)配合應(yīng)用的智能化植物工廠技術(shù)，是通過采用基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，形成集數(shù)據(jù)采集、數(shù)字傳輸、數(shù)據(jù)分析處理、數(shù)控農(nóng)業(yè)機(jī)械為一體的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理體系[1]，將外界氣候條件（溫度、濕度、光照、CO2）、土壤內(nèi)部環(huán)境參數(shù)（水分、溫度、pH、營養(yǎng)成分等）與專家系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)相連，形成趨勢預(yù)測和智能決策[2]。該技術(shù)擺脫了自然條件的束縛，實(shí)現(xiàn)了智能化控制，降低了人工及生產(chǎn)成本，精確控制了農(nóng)產(chǎn)品上市周期，提高了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，降低了生產(chǎn)過程的風(fēng)險(xiǎn)[3]。因此，納米膜栽培技術(shù)與智能化植物工廠技術(shù)相結(jié)合形成智能化的植物工廠應(yīng)用，可有效解決崇明區(qū)高鹽堿化、地下水位高等不利于有機(jī)蔬菜種植的問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了植物生產(chǎn)的智能化與生產(chǎn)過程的標(biāo)準(zhǔn)化[4]，且可集中展示國際領(lǐng)先的現(xiàn)代化節(jié)水高效無土栽培技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)模式[5-7]，為推進(jìn)崇明現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展、蔬菜標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了一個(gè)極佳的展示窗口。

2 技術(shù)內(nèi)容

2.1 品種選擇

供試番茄品種為從日本引進(jìn)的中型番茄品種“Frutika”和小型番茄品種“Aiko”及國內(nèi)購買的櫻桃番茄品種“粉娘”。各番茄品種特性比較（見表1）。種植期間根據(jù)日方提供的技術(shù)管理計(jì)劃，根據(jù)番茄生長的不同時(shí)期，在水分、養(yǎng)分濃度等方面進(jìn)行了跟蹤調(diào)節(jié)和管理。同時(shí)，采取遮陽、降溫和保溫等措施，為植物生長提供了良好的生長環(huán)境。

表1 不同番茄品種特性比較

2.2 水分、營養(yǎng)管理

本項(xiàng)目采用滴灌方式進(jìn)行水肥灌溉，通過控制系統(tǒng)控制施肥濃度，利用灌溉管道進(jìn)行灌溉，水分與肥料共同施用，不單一進(jìn)行水分灌溉。

液體肥料配方為：400 L肥料原液分為1號桶200 L、2號桶200 L，1號桶加入康晶水肥30 kg、硫酸鎂10 kg、乙二胺四乙酸鐵500 g，與200 L水混合均勻；2號桶加入硝酸銨鈣25 kg，與200 L水混合均勻。注意2個(gè)液體肥料桶中的溶液不能接觸。

番茄幼苗定植后，按照其生長發(fā)育的不同時(shí)期制定不同的灌溉施肥計(jì)劃，計(jì)劃主要包括灌溉時(shí)間設(shè)定、灌溉量設(shè)定和肥料濃度設(shè)定，且要根據(jù)植物實(shí)際生長情況及時(shí)調(diào)整灌溉施肥計(jì)劃。同時(shí)，在日常管理中，每天要定時(shí)檢查基質(zhì)及無紡布的濕度，每周對上部和下部滴灌的營養(yǎng)液濃度進(jìn)行測量，以保證按照施肥計(jì)劃進(jìn)行，每1～2周檢查1次下部無紡布上的營養(yǎng)液濃度，保持其達(dá)到施肥濃度的50%左右。

2.3 環(huán)境條件管理

環(huán)境條件管理包括對溫室內(nèi)光照、溫度和濕度的控制。具體操作為：在光照管理方面，番茄在定植后打開內(nèi)遮陽網(wǎng)，并保持3 d全天遮光，使幼苗盡快適應(yīng)新的生長環(huán)境；定植后3 d，從日出到7點(diǎn)左右不遮光，接受陽光照射，7點(diǎn)至16點(diǎn)遮光；在植株存活、根系開始生長后，增加每日光照時(shí)間，從日出到9點(diǎn)至10點(diǎn)接受陽光照射，10點(diǎn)至15點(diǎn)遮光，15點(diǎn)以后到日落接受陽光照射。如日照強(qiáng)烈，及時(shí)打開內(nèi)遮陽網(wǎng)，防止植株萎蔫，且陰雨天不進(jìn)行遮光。在溫度管理方面，白天溫度應(yīng)保持在20 ℃以上但不超過35 ℃，夜晚溫度保持在10 ℃以上。在濕度管理方面，應(yīng)盡量保持在60%～80%的最適濕度，并應(yīng)及時(shí)注意過度干燥或過度濕潤對植株生長的影響，避免病蟲害的入侵。

2.4 植保管理[7,8]

在溫室植保管理方面，要注意保持溫室內(nèi)部環(huán)境與外部的隔絕，嚴(yán)格控制外來人員的進(jìn)出，禁止外來植物、動(dòng)物的進(jìn)入。采用以物理防治方法為主，如在幼苗定植后懸掛黃板；及時(shí)檢查病蟲害出現(xiàn)及發(fā)展趨勢，可采取噴灑藥物等方式進(jìn)行處理；對已發(fā)病的植株及時(shí)清除，避免進(jìn)一步傳染。

2.5 植株管理

根據(jù)番茄植株的生長情況，定期清理下部老葉和壞葉。采用單干整枝，及時(shí)去除側(cè)芽和側(cè)枝。根據(jù)番茄生長情況，在定植后3～4周內(nèi)完成全部植株的吊繩固定工作。

2.6 收 獲

番茄成熟后及時(shí)采收，并記錄每次每個(gè)品種的采收量，現(xiàn)場隨機(jī)選取產(chǎn)品樣品進(jìn)行糖度、單果重的測量并做好記錄。

2.7 數(shù)據(jù)記錄

在日常管理中進(jìn)行田間檔案的記錄和保存，主要記錄每日的天氣情況、溫室內(nèi)外溫度和濕度、定期測定營養(yǎng)液及下部無紡布上營養(yǎng)液的濃度、pH、電導(dǎo)率、手動(dòng)和自動(dòng)滴灌的時(shí)間及灌溉量；同時(shí)，每周對不同品種的植株生長情況進(jìn)行拍照記錄，包括其枝葉花果生長情況、根系生長情況、基質(zhì)情況；此外，記錄番茄的采收時(shí)間、產(chǎn)量，并現(xiàn)場測量果實(shí)糖度。

3 結(jié)果與分析

本項(xiàng)目種植3個(gè)番茄品種共采收3批次，合計(jì)采收番茄1 800 kg，其中“Aiko”品種采收410 kg、“Frutika”品種采收960 kg、“粉娘”品種采收430 kg（見圖1）。由圖2可知，3個(gè)番茄品種的速測糖度都達(dá)到了國際標(biāo)準(zhǔn)，其中“Frutika”糖度最高，“Aiko”其次，“粉娘”最低。由圖3可知，氨基酸總量（天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、賴氨酸、精氨酸）“Aiko”最高，“Frutika”其次，“粉娘”最低。綜合考慮，“Frutika”最適宜在我國進(jìn)行納米膜栽培大面積工廠化生產(chǎn)。

圖1 不同番茄品種采用納米膜栽培的產(chǎn)量分析

圖2 不同番茄品種采用納米膜栽培的速測糖度分析

圖3 不同番茄品種采用納米膜栽培的氨基酸總量分析

4 存在的問題

本項(xiàng)目從2014年7月5日開始番茄播種育苗，到翌年2月30日完成采收并清除，在實(shí)施過程中遇到了以下問題：（1）由于番茄出苗期與現(xiàn)場設(shè)施搭建準(zhǔn)備工作完成時(shí)間沒有完全銜接好，且番茄幼苗在夏季育苗時(shí)長勢較快，后期雖進(jìn)行適當(dāng)控水控肥，以減緩其生長，但定植后按照施肥計(jì)劃提高了營養(yǎng)液濃度，導(dǎo)致番茄苗在移栽定植后營養(yǎng)生長過快，部分植株莖稈較細(xì)，節(jié)間距較長，長勢不太均勻。（2）病蟲害影響嚴(yán)重。本項(xiàng)目實(shí)施期間，溫室內(nèi)爆發(fā)大量白粉虱帶入黃化卷葉?。ㄓ鐣r(shí)期帶入），這對此次種植產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，在番茄定植5周后，溫室內(nèi)已去除30%的染病植株。從平均單株產(chǎn)量可看出，“Frutika”和“粉娘”品種感病較為嚴(yán)重，雖可正常結(jié)果，但單株產(chǎn)量較低。（3）光照、溫度等環(huán)境因素影響嚴(yán)重。本項(xiàng)目中，因番茄座果時(shí)進(jìn)入秋末冬初，光照強(qiáng)度下降且時(shí)間減少，溫度較低；同時(shí)，溫室周圍遮擋較多，影響了光照，尤其是南部區(qū)域遮擋相對嚴(yán)重，導(dǎo)致該區(qū)域種植的“粉娘”品種的產(chǎn)量和品質(zhì)最差，中部區(qū)域種植的“Frutika”品種也受到一定影響，而北部區(qū)域種植的“Aiko”品種受影響相對較小。

5 種植建議

針對以上存在問題，提出以下建議：（1）合理安排育苗及移栽時(shí)間，保證番茄幼苗能在最合適的時(shí)期進(jìn)行移栽。同時(shí)，委托附近專業(yè)育苗機(jī)構(gòu)進(jìn)行育苗，以防內(nèi)部育苗交叉感染病蟲害。（2）對溫室結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善。更換更細(xì)密的防蟲網(wǎng)，在展示區(qū)內(nèi)上方和四周用高密度紗網(wǎng)包裹，并在種植區(qū)入口處新增封閉的緩沖間。（3）培訓(xùn)、監(jiān)督溫室管理人員，并細(xì)化管理流程、嚴(yán)格遵守規(guī)章制度，包括進(jìn)出種植區(qū)的更衣、消毒、換鞋、洗手等制度，且控制外來人員進(jìn)出種植區(qū)域。（4）針對本次種植中接收光照較弱的南部區(qū)域，以后不再種植。（5）認(rèn)真做好溫室清潔工作，在下次種植前進(jìn)行種植材料的更新、消毒及溫室內(nèi)部的清潔消毒。（6）在番茄種植期間做好溫室內(nèi)環(huán)境條件的調(diào)節(jié)管理、施肥灌溉調(diào)節(jié)控制以及植保工作，為番茄生長提供良好的環(huán)境條件和營養(yǎng)條件。

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2017-02-23

上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)科研計(jì)劃項(xiàng)目：采用納米膜栽培技術(shù)在智能化有機(jī)蔬菜植物工廠建設(shè)中的研究與示范（編號：1 53 9 19 12 8 00）；有機(jī)蔬菜水肥植保智能一體化種植技術(shù)集成和示范（編號：1 43 9 19 08 3 00）；國家科技部重大專項(xiàng)課題研究項(xiàng)目（編號：2014ZX07114-001）。

*為通訊作者。