反季节蔬菜栽培的环境变化及其调控技术修稿.docx
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反季节蔬菜栽培的环境变化及其调控技术修稿
反季节蔬菜栽培的环境变化及其调控技术
反季节蔬菜栽培采用了温室、大棚、小拱棚等保护地生产设施，与露地相比，作物生长的小气候发生了显著变化：
棚内温度、湿度明显升高，光照强度明显变弱，作物的长势、长相及相应的病虫害发生了许多变化。
蔬菜保护栽培管理的重点，就是在人为地调控最佳的综合环境条件下，获得早熟、优质、高产稳产和最大经济效益的蔬菜产品。
在蔬菜作物正常的生育过程中，需要温度、光照、水分、养分和空气等因素，这些因素不是单独与作物发生关系的，而是相互联系相互影响的综合因素，也就是综合因素所构成的综合环境条件。
所以，在反季节生产中，无论哪一个环境因子都不可忽视，都有同等重要性。
一、温度
1、气温和土温变化规律
覆盖后的温度变化受薄膜特性的影响很大，其变化是随外界的日温和季节气温变化存在着明显的日温差和季节温差。
一般每年12月中下旬一1月下旬气温最低，2－3月分气温开始回升，3月中下旬起至4月下旬，外界温度尚低，但棚内温度可达到15－38℃，5－6月分棚内最高温度可达45℃以上。
如不及时通风降温，极易产生高温危害，7－9月份外界气温高，常把棚膜四周揭起，覆盖成“防雨棚”，或加盖遮阳网，起降温、防暴雨淋打冲刷的作用，10月下旬－11月最高温度在20℃左右，需注意寒流、防止霜冻，11月下旬以后，大棚内气温低，只能种植耐寒的绿叶蔬菜。
大棚内气温的日变化比外界要剧烈得多，晴天变化尤其剧烈，每天日出后12小时棚温迅速升高，7－10时回升最快，不通风的情况下每小时可升温5－8℃，每日最高温出现在12－13时，15时前后棚温开始下降，夜间气温缓慢下降，平均每小时降温l℃左右，每天凌晨6时左右（日出前l小时）棚内温度达最低。
总之，气温变化特点是：
外界气温越高，增温值越大，季节温差明显，昼夜温差大，晴天温差大于阴天，阴雨天日温变化平稳。
2、大棚气温和土温的调控
（1）保温、增温：
大棚春季提早定植和初冬延后栽培的限制因素是不利的低温条件，为克服低温对蔬菜的不利影响，常采用一系列防寒保温措施，有条件的地方还可采取相应的加温措施，常用保温措施有：
①采用双层保温幕或多层覆盖，因有不流动的隔热层有较好的保温效果，可在棚内再套小棚、地膜，也可采用无纺布等进行浮面覆盖。
②棚四周加盖草帘、塑料薄膜，形成双层“围裙”，也可提高保温效果。
③开南门，封北门，设双层门，或加1米高的挡风板，防止扫地风吹入大棚伤苗。
④避免土壤湿度过大，实行膜下暗灌。
常用提高土温的措施有：
①秋季和早春提早如棚日期是经济实惠的增温方法。
②地膜覆盖，提高土温。
③采用地热线加温，提高土温。
也可采用空气加热线，增加气温。
④增施大量有机肥，不仅可疏松土壤，提供作物生长所需的养分，另外有机肥还能分解放出热量，提高土温和棚温。
（2）降温：
南方大棚蔬菜生产中，春、夏降温也是非常重要的管理工作。
常用的降温措施有：
①通风换气早春棚外温度较低时，可卷上顶膜两侧，晚春、初夏棚外温度不太低时，可放下围裙膜换气降温。
②夏季覆盖遮阳网在棚顶覆盖遮阳网，有明显降低气温和地温的效果，根据需要，可选用不同颜色和透光率的网，以达到较好的降温效果。
③喷水可在棚顶安装喷水装置，在棚温过高时，开启喷水系统，让水层顺棚膜流下，带走热量，降低棚温，也可在棚内安装喷雾装置，让雾化水珠汽化，降低棚温。
降低土温的经济有效的方法，除覆盖遮阳网外，还可他面覆草，和利用地下水等进行凉水灌溉等。
二、光照
由于各类蔬菜对光强要求不同，这在设施栽培上有重要意义。
强光型蔬菜如番茄、辣椒、茄子、黄瓜、西瓜、甜瓜等要求阳光能最大限度地透入设施内；对弱光型蔬菜如茼蒿、莴苣、生姜等，在光强的夏季，还需遮光措施进行遮光。
光照时间和光照强度构成作物所需的光量。
光照时间对果菜类突出的影响是花芽分化，如黄瓜在长日照下，容易分化雄花，而在短日照下，容易分化雌花。
果菜灯蔬菜的生育和产量与光量成显著正相关。
如茄子对光量很敏感。
有人试验光量减到1／2时，产量降到49.7%，光量降到1／3时，产量仅有13％。
因此，设施内的光照强度和时间对喜光性蔬菜的生长发育超着相当重要的作用。
1、设施内的光照条件及影响因素：
设施内的光照条件从垂直方向而言，棚顶处光照较强，向下逐渐递减，近地面处最弱。
据测定，棚顶30厘米处照度为棚外的61％，棚内中间部位距地面150厘米高处的照度为棚外的34.7％，近地面的照度只有24.5%,棚内光照垂直基度大，棚架越高近地面的照度越弱；水平方向，就一天的光照强度来说，南北延长的大棚上午东侧强，西侧弱，下午是西强东弱，南北两头相差无几。
设施内的光照条件，除受太阳位置和气象因素影响外，还受覆盖材料的透光特性，覆盖材料的污染（尘埃、水滴等）和老化程度，及设施结构，建材骨架和棚内设施等影响。
2、设施内光照的调节
设施内对光照条件的要求：
一是光照充足，二是光照分布均匀。
设施内光照的调节主要有两个方面：
一是改进设施的结构与管理技术，增强设施内的自然光照，二是人工补光与遮光。
（l）改进设施结构与管理技术
a、覆盖物：
选择合适的覆盖物（如无滴膜、长寿膜等多功能膜），解决薄膜上的水滴和灰尘等问题，在管理上要勤打扫和冲洗薄膜面，增加透光率。
b、建材和作物的透光，使用建材尽量减少遮光，如选用强度较大的材料，缩小材料尺寸，减少阴影面积。
对于植株高的作物（如茄果类、瓜类蔬菜）应考虑它们在设施内的位置搭配，同时还要考虑畦的方向。
一般在冬季和早春，乐西畦比南北畦作物受光总量大。
但要注意行距大小，以免相互遮阴。
c、利用反光室内反射光利用得好，不仅能增加光照强度，还能改善光照分布情况，是廉价补光措施。
最简单的方法是，建材和墙上涂白，涂白不仅能增加反射光，还能保护建材，延长使用年限。
此外，还可通过张挂反光幕，来增加反射光，增加植株中下部的光照强度。
（2）人工补光人工补光的目的有二：
一是用以满足作物光周期的需要。
另一目的是作为光合作用的能源，补充自然光的不足，在冬春设施生产中，都很需要补充光照。
但这种补光要求光照强度大，所以成本较高，生产上很少采用。
（3）遮光设施遮光的主要目的有两个：
一是减弱设施内的光照强度，二是降低设施内温度。
遮光材料要求有一定的透光率，较高的反射率和较低的吸收率，遮光方法有如下几种：
①玻璃或薄膜面涂白；②覆盖各种遮荫物，如苇帘、竹帘、遮阳网、不织布等。
三、湿度
（一）设施内的湿度状况。
设施内湿度条件与作物蒸腾和畦面的蒸发强度有密切关系。
在白天通风换气时，水分移动的主要途径地土壤→作物→室内空气→外界空气。
早晨或傍晚温室密闭时，外界气温低，引起设施空气骤冷而发生“雾”。
设施内经常是多湿环境，其原因主要有两方面，一方面来自土壤，另一方面来自作物蒸腾、吐水。
（二）设施内湿度调控措施。
1、土壤湿度调控：
在设施环境调控中，土壤湿度的调控是最主要的环节之一。
①覆盖地膜：
通过覆盖地膜来抑制土壤表面水分蒸发，降低设施内空气湿度。
②控制浇水，改进浇水方法，使土壤保持适宜的含水量，设施内灌水应考虑到冬春季棚内的地温不受大的影响，不大幅度增加空气湿度等因素。
目前常用的方法有：
地膜下暗灌、膜下软管滴灌和滴灌等。
a、地膜下的暗灌：
作畦时，先在畦面行间设肥水沟，后铺地膜，灌水时，揭开一头地膜，将水灌入肥大沟，再将地膜盖好，这种灌水方法，可很好地控制深水后设施内的空气湿度。
b、膜下软管滴灌：
是在直径为2－4厘米的聚氯乙烯薄膜管上，每15-40厘米开两排直径为0.6－1.0毫米的小孔，作畦后，将这种软管小孔朝上放于畦面中央行间。
一端接水源主管道，另一端封死，然后覆地膜而成。
其优点是省水、省力、节能，不易使土壤板结，不易增加空气湿度，便于自动化操作。
主要缺点是对水质要求高，软管小孔易堵塞。
c、滴灌法：
在硬质塑料管上安装细小的半硬质塑料管，每株作物根际插一小管，水通过小管滴入根际土壤中。
此法比软滴灌费用大，存在同样缺点。
④加强通风换气，降低设施内空气湿度，减少作物表面结露和吐水现象的发生，可有效地抑制病害的发生。
四、气体条件及调控
设施内气体条件不如温度和光照等直观地影响蔬菜的生长发育，往往被人们所忽视。
半封闭或完全封闭的设施内，常用栽培管理方式不同和设施条件不足，使CO2浓度发生严重亏缺，造成蔬菜作物生育不良。
设施内CO2来源，除了空气固有的CO2之外，还有作物呼吸作用，土壤微生物活动以及有机物分解发酸等放出的CO2，所以夜间设施内CO2浓度比外界高，但从清晨日出后，作物立即开始旺盛地进行光合作用，吸收大量的CO2，造成白天设施内CO2浓度比外界还低。
因此，在蔬菜作物生长旺盛期，应重视设施CO2施肥。
常用的CO2施肥措施有：
（1）增施有机肥，使之在微生物作用下分解放出二氧化碳，可起到补充CO2的作用。
（2）应用CO2制品，如干冰，钢瓶灌装CO2等。
（3）采用硫酸——碳酸氢铵化学反应产生CO2法。
即：
在大棚内，每亩70－80平方米放一塑料桶，将96％的工业硫酸按1：
7的比例缓慢倒入塑料桶的水中，然后将过量的碳酸氢铵用塑料袋或厚纸包住，在装和厚纸上打几个孔，慢慢放入稀硫酸桶中即可放出CO2。
（4）用二氧化碳发生器燃烧含硫量低无烟煤等，施放CO2。
（5）CO2颗粒气肥是以优质碳酸钙为基料，经特殊工艺处理，加工成颗粒状的新型气肥。
这种颗粒气肥化学性质稳定，物理性状良好，操作简单，一次投放肥效期长（1－2个月），促进植株生长发育，增产并改善品质。
一般用量30－50kg／667m2。
施用时将颗粒气肥均匀埋施于蔬菜行间，一般茄果类、瓜类蔬菜每3－4株一穴，叶菜类隔两行施一行，深度1－2cm，可作基肥或苗期追肥。
以后随时可以作追肥施用。
设施CO2施肥时应注意的问题是：
①应在晴天施入，时间为上午9－10时为好。
②施肥前后，应密闭设施，以提高施肥效果。
③二氧化碳施肥应持续进行，这样效果更好。
④设施内应给予良好的水肥管理，积极防治病虫害，为提高CO2施肥效果，创造良好的基础条件。
五、蔬菜作物设施栽培连作障碍及其防治技术
连作障碍是指在同一土壤中连续栽培同种或同科的作物时，在正常的栽培管理措施下也会发生长势变弱、产量和品质下降的现象。
连作障碍是一种普遍现象，它不仅局限于蔬菜作物，也广泛存在于果树、花卉和粮食作物的生产中，其发生的严重程度因作物种类而异。
目前，连作障碍的发生已在多种蔬菜中得到证实，如西瓜、甜瓜、黄瓜、茄子等。
迄今为止的究表明，连作障碍产生的原因多种多样，总体来说，主要由土壤传染性病虫害、土壤理化性状劣化以及由根系分泌物和残茬分解物等引起的自毒作用所引起，虽然各种作物间有所差异，多数场合下主要由土壤传染性病虫害所引起。
（一）作物连作障碍产生的原因
1、土壤有害微生物积累
设施土壤中土壤病原积累是引起连作障碍最主要的因子。
连作中根系分泌物和植株残体提供了病原菌的营养和赖以生存的寄主以及繁殖场所，加上设施土壤一年四季均具的病原菌生长繁殖的适宜温湿度，使得土壤中的病原菌数量不断增加，同时设施栽培中化肥的过多使用也导致土壤中病原颉颃菌的减少，更加助长了土壤病原菌的繁殖，加重了土传病虫害的发生。
土传病虫害有很多，如镰刀菌引起的番茄和瓜类枯萎病、青枯病和一些根结线虫等。
2、土壤盐类积聚
由于设施栽培施肥较大，加上长年覆盖或季节性覆盖了自然状态下的水分平衡，土壤得不到雨水充分淋洗，又因棚室内温度较高，土壤蒸发量大，下层土壤中的肥料盐分即土壤盐会随着深层土壤水分的蒸发，沿土壤毛细管上升，最终在土壤表面形成一薄层白色盐分即土壤盐类积聚现象。
这期间，NO3－和Ca2+起了极其重要的作用，它们的浓度一般随棚龄的增加而增加。
设施土壤盐类积聚现象在我国普遍发生，并以连栋大棚和温室更为明显。
造成设施土壤盐类积聚的主要原因有两个：
一是盲目大量施肥。
过量施用肥料特别是超量使用化肥和偏施氮肥是引起设施土壤盐类积聚的直接原因。
二是缺少雨水淋溶。
3、植物的自毒作用
某些植物可通过地上部淋溶、根系分泌物和植株残茬等途径来释放一些物质对同茬或下茬同种或同科植物生产产生抑制作用，这种现象被称为自毒作用。
自毒作用是一种发生在种内的生长抑制作用。
连作条件下土壤生态环境对植物生长有很大的影响，尤其是植物残体与病原微生物的代谢产物对植物有致毒作用，并连同植物根系分泌的自毒物质一起影响植株代谢，最后导致自毒作用的发生。
茄科、葫芦科、豆科、菊科、石刁柏等作物是最易发生连作障碍的作物，现已证明这种现象与其自毒作用有关，目前已从根系分泌物中分离出许多自毒物质，其中大多为酚酸类化合物。
（二）连作障碍的防治措施
连作障碍导致作物产量和品质的下降，然而，目前生产上尚缺乏一套行之有效的解决方案或途径。
连作障碍产生的因素非常复杂，如何克服连作障碍也是一项亟待解决的世界性难题。
目前生产上常用的克服连作障碍的技术有以下几种：
1、轮作和间套作
轮作是国内外早已普遍采用的防病措施，也是解决连作障碍最为简单和有效的方法。
通过与病原菌非寄主植物的轮作，土壤中的病原菌数可望得到显著减低从而减轻土传病害的发生。
轮作不仅是指同其他作物轮作，也包括同水稻、对抗植物（即具有通过释放抗菌物质来抑制病原菌功能的植物）和净植物（即具有吸收土壤中过剩的盐分功能的植物）等的轮作。
浙江北部普遍推广瓜类－水稻的耕作模式，不仅可以有效地减少土壤中的病原菌数量，也可显著地提高养分的利用率，克服设施土壤盐类积聚的问题。
另外，早春大棚内种植生长期较长的番茄、辣椒．茄子等蔬菜的行间可以套种苋菜、茼蒿、扬花萝卜等速生蔬菜，以利用速生蔬菜的生长吸盐和灌溉时的洗盐作用；夏季可以利用大棚骨架种植丝瓜、冬瓜等遮阳，降温吸盐，既能防止土壤盐分向表土积聚，又可增加大棚内产量和产值。
2、选用抗病品种或砧木品种
近年来，世界各地相继育成了一些抗根部病害的品种或砧木，因此，采用抗病品种或采用嫁接是生产上控制土传病害发生与流行的有效方法。
用南瓜或葫芦等做砧木嫁接西瓜既可防治枯萎病，又可提高其产量。
目前可供选用的砧木数量也在不断增加，可抵御上传病害，同时提高蔬菜的抗逆性，许多砧木还兼具耐盐和克服自毒作用的效果。
3、无土栽培
无土栽培是解决设施土壤连作障碍最彻底的方法，由于它完全采用人工基质或纯粹的营养液进行植物生产，所以病虫害较少，也不会产生土壤盐类积聚现象和自毒作用。
4、合理的土壤管理
首先，作物病残体是作物发病和病害流行的重要初次侵染原和再次侵染原，做到及时拔除中心病株，清除作物病残体和周围杂草，集中烧毁或深埋，均能减轻连作病害。
其次，加强耕作管理，深翻土壤不仅有利于将病原菌翻入土中以加速病残体分解和腐烂，使其失去传染机会，而且表上干燥、风吹日晒、冰冻后均可使部分病原菌和害虫失去生活力。
为防止表层土壤积累盐类，可采用地面覆盖、切断土壤毛细管、灌水、雨季拆除棚膜等方法，使土壤淋雨洗盐。
同时研究适合各地的灌木区盐、轮作禾本科净化植物来吸收多余的盐分等措施来减低土壤盐浓度；另一方面，必须加强合理施肥技术的研究。
必须避免过多地施用化肥，应强调增施有机肥来改善土壤物理结构和增加土壤有益微生物，以较少的肥料投入，产生更好的环境效果。
利用高温和淹水等处理方法，可直接杀死或减少土壤病原微生物和害虫，也是设施栽培中应用比较普遍的一种廉价、安全、简单实用的土壤消毒方法，能有效地减轻连作病害。
如配合太阳能消毒（必要时使用石灰进行土壤pH矫正）可取得更好的效果。
5、生物防治
生物防治是国内外学者的研究热点，并将逐步成为农作物病虫害防治的重要手段之一，生物防治的方法很多，主要措施有：
（1）引入颉颃菌利用颉颃微生物防治植物根部病害，就是将培养好的颉颃微生物以一定方式施入土壤中，或是通过在土壤中加入有机物等措施提高原有的颉颃微生物的活性，从而降低土壤中病源菌的密度，抑制病原菌的活动，减轻病害的发生。
颉颃菌也可通过连续种植某些特殊作物而获得。
由于单一地种植特殊品种而形成了有利于颉颃菌生长的微生物环境，导致颉颃菌大量生长、繁殖，从而抑制了病原菌的生长。
（2）接种有益微生物在设施条件下，也可通过接种有益微生物来分解连作土壤中存在的有害物质或与特定的病原菌竞争营养和空间等途径来减少病原菌的数量和根系的感染。
从而减少根际病害发生，它包括通过接种一些有益菌根菌或其他有菌群以便在根际形成生物屏障，或接种致病弱毒株促进幼苗产生免疫机能或使用含有有益微生物种群的生物有机肥抑制土壤致病菌的发展，从而分解土壤中存在的相克物质。
（3）利用他感作用原理防治土传病害许多植物（包括微生物）可释放一些化学物质来促进或抑制同种或异种植物及微生物生长，这种现象称为化学他感作用。
现已证明，利用农作物间的化学他感作用原理进行有益组合，不仅可有效地提高作物产量，并且在减少根部病害方面也可取得令人满意的效果。
如许多葱蒜类蔬菜的根系分泌物对多种细菌、真菌等具有较强的抑制作用，对间作或后作作物（如番茄、西瓜和石刁柏等）等的根部病害具有很好的防治效果，而万寿菊与黄瓜间种能减少黄瓜根结线虫为害，利用杉树、柏树树皮制成的基质能有效地减轻番茄根腐病和青枯病的发生等。
（4）客土法农业生产中也有一些土壤连作多年也不会发生上传病害，这种土壤被称为抑病土，皮之我们称容易发生病害的土壤为利病上。
将一小部抑病上和利病上混合后，有时也可减少土传病害的发生，但有关机制的研究还很薄弱，离具体应用还有一定的距离。
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