1、Lesson 1Part BEarly Development and Status of Plasticulture塑料栽培早期的發(fā)展和狀況沒有任何技術(shù)比運用農(nóng)業(yè)塑料對改變園藝作物栽培的進(jìn)程有更大的作用。正如綠色革命提高農(nóng)作物的產(chǎn)量一樣,塑料栽培發(fā)起了另一場農(nóng)業(yè)革命。塑料栽培悄然無聲地使全世界各個國家在很大程度上提高了糧食生產(chǎn)能力(原因。塑料栽培包括許多部分,不僅有塑料而且有一個完整的管理系統(tǒng),包括害蟲控制,市場等等。塑料栽培是個完整的系統(tǒng)(定義,能改變小氣候以達(dá)到生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)園藝產(chǎn)品。塑料栽培的早期發(fā)展和地位塑料栽培起初在南歐、日本和美國(出現(xiàn)的國家應(yīng)用。1948年首次采用了聚乙烯作為溫室

2、覆蓋物,當(dāng)時Kentucky大學(xué)的Emery Myers Emmert教授用廉價塑料取代了較昂貴的玻璃。Emmert 博士被認(rèn)為是美國的農(nóng)業(yè)塑料之父,他基于農(nóng)業(yè)目的,通過自己在溫室、小拱棚和地膜上的研究,創(chuàng)立了許多關(guān)于塑料技術(shù)的理論。(地膜覆蓋物天然覆蓋物如樹葉、稻草、鋸末、泥炭蘚和堆肥,歷來被用來控制雜草和保持土壤濕度。在商品性蔬菜生產(chǎn)中,這些材料沒有任何一種被大規(guī)模(大范圍使用。只是在過去的五十年,合成材料改變了覆蓋地膜的方法和優(yōu)點,通過與聚乙烯、箔、紙的早期對比研究項目,確立了它們作為地膜的潛力。紙質(zhì)地膜覆蓋在20世紀(jì)20年代早期吸引了極大的注意力,由于紙使用年限短,材料和勞動力成本高,

3、不能實現(xiàn)機械化生產(chǎn),所以不適于商品蔬菜生產(chǎn)。在20世紀(jì)50年代后期到60年代初,改良的紙膜(包括復(fù)合紙和聚乙烯、鋁箔、石蠟的研究刺激了對地膜覆蓋材料的研究和使用。同時,產(chǎn)生了適于干旱氣候的石油和樹脂覆蓋物。在這些覆蓋物中,只有聚乙烯膜至今在農(nóng)業(yè)工業(yè)中仍在使用。盡管由于某些特殊原因,在蔬菜作物生產(chǎn)中采用各種各樣顏色,最好的顏色是透明的和黑色的。目前,紅、黃、藍(lán)、灰、橙色正在進(jìn)行試驗。每一種有其明顯的光學(xué)特征并影響植株生長發(fā)育。銀色覆蓋物有驅(qū)蟲作用,昆蟲往往是各種病毒的載體。在20世紀(jì)60年代初,隨著機械化、鋪膜機的發(fā)明,將植株直接在地膜上定植的定植機的發(fā)明,應(yīng)用地膜覆蓋物的優(yōu)點突顯出來。紅外穿透

4、膜,傳導(dǎo)光輻射中大部分太陽能熱量部分,但吸收大部分可見光部分,在過去十年中引入市場。紅外穿透膜,像黑色膜那樣有控制雜草作用,像透明膜那樣增加土壤溫度,不足之處是生長季后從田間除去塑料膜所需勞動力很多。新的生物降解膜、光降解聚乙烯膜、聚乙烯-紙合成物和聚乙烯淀粉混合物消除了清除覆蓋物的麻煩,使人們看到了光明。今天,數(shù)百萬公頃種植用塑料地膜覆蓋,單在中國,1989年超過2867000公頃,比1979年的44公頃有了顯著的增加。小拱棚小拱棚,或塑料小棚,保護(hù)作物避免受霜凍并創(chuàng)造有利于植物的條件,以達(dá)到早熟。塑料小拱棚最初應(yīng)用在歐洲,美國,尤其在日本。實際上,在1959年,法國和美國塑料覆蓋總面積少于

5、400公頃,而日本超過8000公頃。從此,這種保護(hù)性農(nóng)業(yè)方法在全世界普及起來。今天,正如在1959年,日本的小拱棚主要用聚氯乙烯膜。在其它國家,主要用聚乙烯。對于同一事情選擇不同材料既有歷史原因,也有經(jīng)濟(jì)原因。PVC膜比聚乙烯膜蓄熱性能好(紅外輻射,但同時價格也更高。在小拱棚的發(fā)展初期,不能生產(chǎn)寬度大于1.6m的PVC膜,而有2-12m寬的PE膜。在政府財政支持下,日本成為第一個生產(chǎn)寬PVC膜(2-3m的國家,因此日本選擇這種材料作為主要的膜的類型。法國和意大利發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)PE的吹壓工藝設(shè)備比生產(chǎn)PVC的設(shè)備資本投入少(capital intensive 資本密集型,因而選用PE作為小拱棚覆蓋材料

6、。最簡單、最經(jīng)濟(jì)的小拱棚形式是直接或浮面覆蓋,覆蓋物沒有支撐鐵絲或竹圈。德國在1970年首次引入浮面覆蓋,此后被鄰國采用。50微米的打孔PE膜,每平方米總共500孔(即4%的通風(fēng)量,每平方米46克,目前正與多孔、更質(zhì)輕(每平米10-25克的無紡布/黏合的纖維材料競爭。20世紀(jì)90年代中期,后兩種材料在法國(4500公頃中有2800公頃、日本(4000公頃全部特別成功。目前,無紡布覆蓋物在全世界應(yīng)用非常普遍。這種質(zhì)輕,有滲透性的膜可以進(jìn)行氣體交換、透雨、控制昆蟲、促進(jìn)生長、防凍、消除手動通風(fēng)。溫室大棚全世界玻璃溫室總面積超過4萬公頃,其中大部分在歐洲西北部。與玻璃溫室比,塑料溫室已經(jīng)在五大洲廣泛

7、應(yīng)用,特別是在地中海地區(qū)、中國和日本。大多數(shù)塑料溫室正如大多數(shù)玻璃溫室一樣,是季節(jié)性生產(chǎn),而不是周年生產(chǎn)。PVC膜溫室是亞洲的主要類型,特別是日本。從1960年起,溫室已不再僅僅是一個作物保護(hù)設(shè)施。它已經(jīng)成為控制環(huán)境農(nóng)業(yè)(CEA的一個系統(tǒng),精密控制空氣、根際溫度、水分、濕度、作物營養(yǎng)、CO2,甚至光照。今天的溫室作為植物或蔬菜工廠。生產(chǎn)系統(tǒng)幾乎每一方面都是自動化的:人工環(huán)境和生長系統(tǒng)幾乎全部由計算機控制。在研究設(shè)置中,比如全封閉系統(tǒng),人工控制光照,稱作生長室或人工氣候室。在美國和日本,這樣的系統(tǒng)有很大面積。Lesson 2Part AGoals of greenhouse climate co

8、ntrol溫室氣候控制的目標(biāo)利用氣候控制能影響最重要的地上部生長因子。這些因子包括光、CO2濃度、溫度和空氣濕度(影響及因素。盡管使用遮蔭或補光措施,種植者能在一定程度上進(jìn)行光照的控制,但光的多少、強弱主要還是由溫室外的氣候條件決定的。通過氣候控制,種植者對溫室氣候的影響遠(yuǎn)大于其它因子。那么,溫室氣候控制最主要的目標(biāo)是什么呢?簡要總結(jié)一下:高產(chǎn)量最佳收獲計劃理想的產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險管理(災(zāi)害預(yù)防環(huán)境目標(biāo)(涉及到殺蟲劑和能量的使用最佳作物條件(為了前幾項目標(biāo)而設(shè)定的目標(biāo)成本管理(能源、CO2、勞力等的成本同時,人們必須認(rèn)識到保護(hù)地栽培是一種經(jīng)濟(jì)行為。氣候控制也必須視為是在總的商業(yè)框架下運作,在這個意義

9、上,通常認(rèn)為氣候控制與商業(yè)目標(biāo)有關(guān),比如優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、最佳時間、可以接受的成本和可以接受的風(fēng)險,盡可能少的對環(huán)境造成影響。氣候控制不能與作物分開,因為人們要盡量為作物生長來創(chuàng)造最佳的條件。作物有雙重作用:它能改變環(huán)境,并對環(huán)境作出反應(yīng)(能受環(huán)境影響。由于蒸騰作用、光合作用、呼吸作用的結(jié)果,作物影響空氣中CO2和水蒸氣壓的質(zhì)量平衡,以及能量平衡。在控制生產(chǎn)過程中,慢反應(yīng)和快反應(yīng)過程的區(qū)別清晰可見。例如慢反應(yīng)過程指葉片和花的生長發(fā)育、形態(tài)建成、物質(zhì)的積累和分配。快反應(yīng)過程(幾分鐘或幾個小時包括光合作用和蒸騰作用。當(dāng)人們在長時間里(限制條件對管理作物予以足夠重視,就會發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)率主要由作物光合作用決定。其

10、中絕大部分由光合有效輻射決定,其次是CO2含量,溫度和空氣濕度只起一小部分作用。但是,后2個因素的確通過作物生長狀況間接地影響到生產(chǎn)。作物狀況涉及一些復(fù)雜的特性,這些特性決定在較長時間內(nèi)作物傳送高產(chǎn)量的能力。這是在長期的栽培過程中一個非常重要的特性,是無限生長型作物(如番茄和玫瑰所必需的,并且和作物結(jié)構(gòu)與生長勢有關(guān)。由于對作物發(fā)育的影響,溫度對種植計劃起著重要作用。另外,人們必須考慮到光質(zhì)的重要影響,比如通過巧妙處理光長和光質(zhì)來進(jìn)行作物管理。對許多作物來說,根據(jù)可預(yù)知的價格波動(比如:母親節(jié)-康乃馨,復(fù)活節(jié)etc或總的種植計劃(勞動力需求和合同,來計劃收獲時間是氣候控制的重要標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品質(zhì)量是個

11、廣義的概念,很難在這一課來討論清楚。但是,關(guān)于氣候因子,為了避免其對品質(zhì)產(chǎn)生不良影響,必須控制在某個范圍內(nèi),這是毫無疑問的。表2-1 氣候因子的上下限對品質(zhì)的影響氣候因子下限上限光發(fā)育緩慢、易感病、易腐爛灼傷傷害(尤其是盆栽植物CO2 增加光合呼吸、產(chǎn)量降低早衰危害(副產(chǎn)品的氧化溫度冷害、畸形果熱害空氣濕度發(fā)生病蟲害、脫水出現(xiàn)病癥,缺素癥這些限度往往并不是絕對的,而是依賴于作物處于這種情況的時間長度和暴露的程度(相當(dāng)于劑量,時間×強度,或其它氣候因子的交互作用。特別是對于花卉作物,忍耐的范圍非常狹窄,如果溫度沒有保持在最適宜的范圍內(nèi),那么開花、花型、花色等均要受到不良影響。氣候因子應(yīng)

12、保持在一定的范圍之內(nèi),除了(避免由于作物品質(zhì)下降造成危害外,通過控制氣候還可以促進(jìn)優(yōu)良的品質(zhì)特征。在這個領(lǐng)域還有很多有待于研究。通過氣候控制提高品質(zhì)的一個例子是最近發(fā)明的DIF溫度概念。在DIF方法中,為了縮短節(jié)間長度,可以有意使夜溫高于日溫,使株型緊湊。氣候控制的費用很大程度取決于能源所耗,這些能源用于加熱(或干燥,降溫,可能還有補光。另外,注入CO2(CO2施肥也能增加額外的成本。但是降低這些成本并不是環(huán)境控制的目標(biāo)。人們必須認(rèn)識到超額的利潤來源于額外的生產(chǎn)資源(邊際成本對邊際利潤。氣候控制也能間接影響到成本,比如通過影響勞動力的需求和溫室空間的利用(作物計劃。生產(chǎn)中各種問題都被視為風(fēng)險管

13、理范疇的一部分。一方面,種植者(生產(chǎn)者能考慮到一些險情,比如由病害、蟲害、空氣污染或生理失調(diào)反應(yīng)引起的生理病害,造成嚴(yán)重的作物病害,甚至全部作物失收。另一方面,可能有另一類型的風(fēng)險,比如作物種植計劃失敗。產(chǎn)品過早或過晚成熟,而沒有市場。風(fēng)險管理與作物品質(zhì)休戚相關(guān),如具有抗脅迫、抗病蟲害,在其它因素中,能夠避免類似于作物表面結(jié)露或被暴露在極限條件下的風(fēng)險情況等。作物品質(zhì)表現(xiàn)為對水分脅迫和病蟲害的抵抗力。生產(chǎn)者的決策對于險情的預(yù)防或者承受發(fā)揮著巨大作用。Part BConcepts of Microclimate Physics 微氣候物理的概念為了了解在任何生態(tài)系統(tǒng)中對生物產(chǎn)量的限制因素,很有必

14、要在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)界定物理環(huán)境?；镜纳M(jìn)程速度取決于溫度,濕度狀況和不同基質(zhì)的提供。整個植株或者動物的發(fā)育同樣也強烈的依賴于他們發(fā)育過程中的環(huán)境條件,這些環(huán)境條件影響著生物體的結(jié)構(gòu)和他們對周圍環(huán)境各個方面的反應(yīng)。在自然環(huán)境中有著范圍極其寬的環(huán)境條件來供給生物體的生長。有些微生物可以在-6 to 100度的條件下生存,而高等植物在0度以下或是40度以上就不能存活。溫室生態(tài)系統(tǒng)總體上是屬于一種較窄范圍的環(huán)境條件,因為人類介入的目的就是提供給特定作物最適合的生長條件。在高等作物中,有些可以刺激植物器官光合色素的一定波長的太陽能是固定CO2的動力。這種C的固定建立了CO2 濃度差,CO2 可以由周圍環(huán)

15、境進(jìn)入植物體內(nèi)。更寬范圍波長的照射環(huán)境可以影響其它的生物過程,如那些控制整個植物體發(fā)育的過程。晝長的比率以及它的變化引起發(fā)育模式的改變,如植株從營養(yǎng)生長進(jìn)入開花狀態(tài),光的直接刺激能夠影響植株生長的方式。當(dāng)然,光能的總量由于其對系統(tǒng)中溫度平衡的作用而有著間接的意義。除過CO2的重要性外,水蒸氣的流動也是重要的。在高等植物中這些變化主要是通過植物外表皮上的氣孔進(jìn)行的,通過氣孔進(jìn)行氣體交換在一定程度上是在植株控制之下,因此使得植株有能力影響生長的環(huán)境。如果想要發(fā)揮正常作用,植株器官就必須保持一個高度的水合狀態(tài)。這是通過蠟質(zhì)以及植株大部分表面存在的類似物質(zhì)來實現(xiàn)的,因此氣孔的關(guān)閉可以將水分的損失降到最

16、低水平。通過這種方法減少水分的損失并不是理想的方法,因為它同時也降低了通過氣孔CO2氣體的交換。對于植物來說,為了確保足夠的礦質(zhì)營養(yǎng)進(jìn)入植株的各個部分,植株通過蒸騰作用形成的顯著的水汽流也是很重要的。對于出現(xiàn)在溫室生態(tài)系統(tǒng)中的其它有機體來說,空氣中的水分同樣是很重要的。許多寄生在植株的葉子,莖上的真菌微生物需要植株表面自由水的存在;這就使得真菌孢子開始萌芽,滲入葉表皮進(jìn)而侵入葉片器官。被用作生物控制的真菌同樣也需要這些條件,利用它們本身的這種能力,這些菌在害蟲體內(nèi)生長并因此殺死它們。微物理環(huán)境主要是與運輸過程有關(guān),在運輸過程中,我們可以界定那些通過微氣候在還在討論的系統(tǒng)的各個部分中控制熱,能以

17、及物質(zhì)的交換。這些基本的原則是能量和物質(zhì)守恒的基本原理。溫室生態(tài)系統(tǒng)中各個實體間物質(zhì)以及能量的遷移率取決于一些復(fù)雜的過程,如溫室氣體中的熱遷移,葉器官內(nèi)CO2的同化作用,因此提供一個經(jīng)驗對在溫室環(huán)境中所有關(guān)鍵的過程給出一個有用的描述是很重要的。首先需要界定那些溫室中影響運輸過程的因素,下一步就是描述他們之間的相互作用,為了可以處理影響綜合體的因素以及確定溫室氣候?qū)ν饨鐨夂驐l件或加熱或遮蔭或溫室結(jié)構(gòu)的設(shè)計變化或溫室材質(zhì)的反應(yīng),一些近似值是非常必要的。目前數(shù)學(xué)模型,計算機硬件和軟件以及溫室生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)方面的發(fā)展使得了解溫室生態(tài)物理變得越來越重要,如果通過改善物理環(huán)境可以獲益的話。Lesson 4

18、(重點復(fù)習(xí)Part A Soil properties of horticultural crop cultivation園藝作物栽培的土壤性質(zhì)土壤化學(xué)性質(zhì)土壤膠?！炯凑沉?<2微粒和腐殖質(zhì)(腐爛的有機物】決定著土壤的陽離子交換能力。它是營養(yǎng)物質(zhì)和其他離子的貯藏庫,決定營養(yǎng)的供給或土壤的肥力。陽離子交換能力越強,土壤緩沖力就越強,施肥引起的誤差閾值也就越寬。通常認(rèn)為沙質(zhì)土壤瘠薄是由于營養(yǎng)貯藏力較小。作為為土壤溶液提供潛在的氮的巨大的儲藏庫土壤有機質(zhì),在很大程度上由氣候決定。在炎熱或干旱的氣候條件下,添加到土壤中的有機質(zhì)分解快,平衡時的有機質(zhì)含量非常低(0.1-1%。但是,溫和、潮濕的氣候

19、使土壤有機質(zhì)含量趨高(5-10%。一些地區(qū)溫室建造在有機質(zhì)含量高達(dá)40%的土壤上。土壤pH是另一個重要的化學(xué)性質(zhì),它決定營養(yǎng)物質(zhì)的有效性。多數(shù)溫室作物適宜的pH 為6-7,pH低(偏酸造成鋁和錳中毒,而pH高(偏堿引起磷的沉淀和微量營養(yǎng)元素的吸收問題。富含有機質(zhì)的土壤,最適pH5-6。撒石灰可提高土壤pH,而恰當(dāng)調(diào)節(jié)營養(yǎng)液成分可降低pH值。pH的改變非常慢,這是由于天然土壤有較大的緩沖力。土壤高鹽分通過增加土壤溶液的滲透勢,引起作物水分脅迫,減少水分吸收,從而影響作物生長。特殊離子能引起毒害。含有可溶性鹽,其飽和浸提液的電導(dǎo)率高于3-4毫西門子的土壤不適于溫室栽培。對于鹽分敏感的作物,電導(dǎo)閾值

20、應(yīng)更低。建造溫室前就應(yīng)將過多的鹽分淋溶出去。多數(shù)情況下土壤鹽分問題與灌溉水質(zhì)有關(guān)。土壤物理性質(zhì)土壤是一個三相系統(tǒng),包括固體顆粒(土壤基質(zhì)和孔隙(土壤氣孔,孔隙可以充滿水分或空氣。因此,固相、液相和氣相各自有一個明顯的界限。三相的分配取決于固態(tài)的組分,特別是土壤顆粒大小的分布,我們稱之為土壤質(zhì)地。土壤顆粒大小區(qū)別為三個級別: <0.002, 0.002-0.05, 0.05-2毫米,分別定義為粘粒、粉粒、砂粒。根據(jù)土壤質(zhì)地三角圖,可以把我們所研究的土壤按照其三部分的比例進(jìn)行分類。粘粒含量高的土壤(超過40%的土壤顆粒直徑小于0.002毫米很難耕作,持有過多的水分并且排水緩慢,因此不適于溫室

21、栽培。另一方面,砂壤土(超過90%的土壤顆粒直徑大于2毫米則肥力不足,持水力差,需要更好的施肥和經(jīng)常灌溉。土壤結(jié)構(gòu)是土壤最重要的物理性質(zhì),它反映了土壤顆粒之間的狀態(tài)以及它們結(jié)合的穩(wěn)定性,能夠引起團(tuán)聚作用和形成大的土壤孔隙。有機質(zhì)提高土壤結(jié)構(gòu)的優(yōu)良性和穩(wěn)定性,在原本缺乏有機質(zhì)的土壤中應(yīng)該增補有機質(zhì)到土壤中。土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)決定土壤中水的移動速率、持水力和排灌。排水差的土壤會有通氣問題,因為土壤孔隙中充滿水分就會阻止氧氣的擴(kuò)散和根系對氧氣的吸收,而氧氣是呼吸作用和離子吸收所必須的。如果土壤有嚴(yán)重的排灌問題,必須人工排水(要求在深度為60-100厘米處安裝排水管道。但是,我們必須記住,僅當(dāng)?shù)叵滤唤咏?/p>

22、土表,或者是當(dāng)管道安裝在能夠造成水分聚集的不能滲透的那一土壤表層時,人工排水才能從土壤中排除多余的水分。土壤改良劑農(nóng)家肥、堆肥農(nóng)家肥是園藝傳統(tǒng)的土壤改良劑。這是由于它具有雙重功效:它不僅是植物營養(yǎng)來源,同時對土壤結(jié)構(gòu)有改良作用。土壤中大量施加農(nóng)家肥可以增加土壤有機質(zhì)含量,促進(jìn)團(tuán)聚作用和水分浸透性,減小土壤容重,降低土壤板結(jié)已見諸報道。由于家畜的種類、管理方法和腐熟程度不同,肥料的化學(xué)成分也不同。農(nóng)家肥對土壤的作用并不是永久的-基于氣候條件,它的分解迅速,然后使土壤中有機質(zhì)含量趨于平衡。增加肥料的短期作用并不總是有益-如快速增加微生物數(shù)量,可能引起植物營養(yǎng)素尤其是氮的臨時固定;然而,短期作用對于

23、團(tuán)聚作用和土壤結(jié)構(gòu)可能是有益的。農(nóng)家肥應(yīng)通過加入稻草,有時是石灰,來適當(dāng)混合和熟化。否則,它可能包含過多的鹽分、雜草種子,甚至有毒物質(zhì)。適當(dāng)腐熟之后,農(nóng)家肥失去原有性質(zhì),變成堆肥。這種物質(zhì)濕潤、易碎,沒有難聞的氣味,易于混入土壤。堆肥不但可以由農(nóng)家肥制成而且可用植物殘渣,有時可加入化肥來增加對植物的肥效。土壤也可以是堆肥的組成部分,正如John Innes 堆肥,就包括粘土,泥炭蘚和粗砂。泥炭蘚泥炭蘚也用作園藝土壤改良劑,作為商業(yè)堆肥(大量堆肥重要的組成要素,并且不摻和其他混合材料就可以作為植物生長基質(zhì)。在農(nóng)家肥少的地方用泥炭蘚作改良劑。泥炭蘚優(yōu)于農(nóng)家肥或堆肥之處在于其材料相對穩(wěn)定(產(chǎn)生更持久

24、的土壤改良作用,無菌、無雜草籽,非常均勻,易于與土壤混合。為了恰如其分地調(diào)節(jié)土壤特性,推薦的劑量是體積的10%-20%。泥炭蘚作為土壤改良劑逐步減少的原因之一是運輸成本高,只有高質(zhì)量的泥炭蘚才被采用。砂粒、石粒如果當(dāng)?shù)胤浅７奖愕脑?砂粒和石粒有時可用于改良當(dāng)?shù)赝寥赖奈锢硇再|(zhì),用這種方法應(yīng)當(dāng)小心,在某些條件下,少量砂加到粘重土壤中實際上可能(反而降低總的土壤孔隙度。Lesson 5Part A Soilless Cultivation 無土栽培液體無土栽培營養(yǎng)液膜栽培技術(shù)NFT是無土栽培中最常用的液體系統(tǒng)。營養(yǎng)液膜栽培體系包括一系列狹窄的栽培槽,通過這些栽培槽從供應(yīng)缸出來的營養(yǎng)液可以再循環(huán)。其基

25、本組成部分是一個塑料管組成的管道系統(tǒng)和一個供應(yīng)缸中的潛水泵。這些槽由不透明的塑料膜或塑料管造成;有時也使用涂有瀝青的木材或玻璃纖維。整個NET系統(tǒng)的基本特征是槽中的營養(yǎng)液較淺。營養(yǎng)液的流動通常是持續(xù)的,但有時侯間歇性的來運作系統(tǒng),使每小時供液幾分鐘。這種間斷性流動的目的是保證根際有足夠的通氣。同時減少能量消耗;但在快速生長條件下,如果流動期太短或太少,植物可能承受水分脅迫。因此,間斷性流動管理看起來更適于氣候溫和期或作物發(fā)育的早期。具毛細(xì)管孔狀的墊子有時在蜿蜒流動的營養(yǎng)液中用于幼嫩根系周圍。但它也是在流動停止時的一段時間中充當(dāng)營養(yǎng)液或水分的貯液庫。(營養(yǎng)液流動是間歇性的,當(dāng)停止時,它起一個毛細(xì)

26、管作用,可保水,有阻力NFT槽經(jīng)常設(shè)計成6-8英寸寬來種植單排作物,12-15英寸的寬槽栽培兩排作物,但越寬對于淺層營養(yǎng)液流的流動性的問題越大。為了減小這個問題,可以沿著槽間隔地放置與液流呈十字交叉的薄木片來制作一些小水壩?；蛘呖捎每谞蠲?xì)管墊子進(jìn)行鋪設(shè)在栽培槽內(nèi)。這些槽應(yīng)該按每100英尺傾斜4-6英寸的坡度來維持溶液的(重力流動。栽培槽的營養(yǎng)液流動速度應(yīng)在每分鐘1-2夸脫的范圍內(nèi)。槽長應(yīng)限制在最大100英尺,目的是在陽光明媚的天氣中降低溶液溫度。番茄理想的溶液溫度是68-77華氏溫度(20-250C。溫度低于59°F(150C或高于86°F(300C減緩植物生長和降低番茄

27、產(chǎn)量。黑色塑料膜槽在陽光明媚的天氣增加溶液溫度。陰天的時候,如果有必要可以將溶液加熱到推薦溫度。黑塑料膜槽中的溶液溫度可通過遮蔭或?qū)⑵浔砻嫱可习咨蜚y色來降低。固體無土栽培基質(zhì)栽培系統(tǒng)中最常用的是栽培槽或栽培袋中的輕基質(zhì)和巖棉墊?；|(zhì)栽培袋、盆或水槽中放入輕質(zhì)的基質(zhì)進(jìn)行無土栽培是所有無土栽培系統(tǒng)中最簡單、最經(jīng)濟(jì)和最易于管理的方法。在無土栽培的容器系統(tǒng)中最常用的介質(zhì)是泥炭蘚、樹皮和木屑的混和物。容器的類型包括里面可種一、兩排植物的長木槽,聚乙烯袋或栽培1-3排作物的硬塑料盆。在全美普遍運用的是用樹皮木屑或泥炭蘚的袋栽或盆裝系統(tǒng),它比其他類型的無土栽培有更多優(yōu)點。這些材料對營養(yǎng)和水有良好的吸附性。

28、裝基質(zhì)的容器無論在何時需要或愿意,可便捷地移入、移出溫室。質(zhì)輕,易于處理?；|(zhì)對許多連作(連茬作物非常有用。栽培床價格非常低廉,易于安裝(不費時。與再循環(huán)的水培(溶液培養(yǎng)相比,營養(yǎng)液系統(tǒng)簡單,管理費用低。從作物營養(yǎng)角度看,后者(溶液培養(yǎng)的優(yōu)點是非常重要的。在一個再循環(huán)系統(tǒng)中,由于植株吸收的差異,溶液不斷改變其濃度和營養(yǎng)平衡。在袋栽或盆栽中,營養(yǎng)液不再循環(huán)。營養(yǎng)液由肥料供應(yīng)器或大供應(yīng)缸供應(yīng)到基質(zhì)表面,流量充足以濕潤基質(zhì)。多余的水分則通過容器底部的孔洞從系統(tǒng)中排走。這樣在每次供液時,提供給植物的營養(yǎng)液的濃度和平衡是相同的。這就消除了定期取樣和分析溶液來決定必須調(diào)整的種類的需求,還避免了溶液過多或缺

29、少的可能性。在袋栽或盆栽中,每個栽培床基質(zhì)的容量(體積不同,從直立聚乙烯袋或盆的1/2立方英尺到橫放袋的1立方英尺。在直立的袋中,底部預(yù)先打有排水洞的4密耳厚的黑聚乙烯袋是最常用的。每個袋栽培1株(有時2株番茄和黃瓜苗。橫放袋可栽2-3株。還有這樣的情形,就是袋是按栽培作物類型的適宜間距擺放成行。把直立袋或盆擺放在狹長的塑料膜上,用來防止根系扎入容器底下土中,在生產(chǎn)中是一個好方法。栽培在距離基部1英寸以上割有排水口的平放袋中的植株,也將得益于其下部的保護(hù)性塑料層。營養(yǎng)液通過栽培床中的黑色聚乙烯管、空心管、噴霧棒或圓形滴頭的供應(yīng)管傳送到容器中。為了每次灌溉給基質(zhì)提供適當(dāng)?shù)臐穸?應(yīng)用系統(tǒng)的選擇是非

30、常重要的。在做出選擇時對種植基質(zhì)的質(zhì)地、孔隙度和要濕潤表面積應(yīng)予以重視。巖棉栽培巖棉是將輝綠巖和石灰石在非常高的溫度下,通過特殊工序制成的纖維材料,具有高孔隙度(3-5%干物質(zhì)。巖棉板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,質(zhì)地均一,無菌,化學(xué)惰性。應(yīng)用巖棉塊作為生長基質(zhì)在過去10年發(fā)展非?？?。超過90%的荷蘭蔬菜作物(2500 ha生長在巖棉上,同時巖棉上栽培花卉的面積也在快速增大。同樣,英國85%的番茄和黃瓜水培面積使用巖棉。在多數(shù)作物上應(yīng)用7.5-10cm 厚、15-30cm寬的巖棉板,每平方米10-15L(這種材料。幼小植物在巖棉塞塊上繁殖,然后放在巖棉板上。通過滴灌系統(tǒng)進(jìn)行水分和營養(yǎng)液的供給,大多一株一個滴口(圖

31、4-1。多余的水分既可排去也或再利用。在蒸汽殺菌后可以對巖棉板再利用。近來人們注意研究適合的方法來處理用過的巖棉材料。Part BSoilless Culture Technique無土栽培技術(shù)排水系統(tǒng)生長在土壤或其它基質(zhì)中的溫室作物需要充分排水,排水可以是自然排水或人工排水。對于自然排水,無需阻止過量的水分和營養(yǎng)物質(zhì)過濾到根層以下的土層中。這發(fā)生在深的,有滲透性的沒有土層限制的輕質(zhì)土壤中。最終,過量的鹽分、營養(yǎng)物質(zhì)和殺蟲劑會到達(dá)蓄水層或地表水層。無土栽培基質(zhì)(像巖棉栽培的排水也可滲透到溫室表層土壤,到達(dá)地下水或地表水層。人工排水,或是根系下,為了移走多余水、促進(jìn)過多鹽分和殺蟲劑的過濾、為根系

32、提供足夠的氧氣的排水設(shè)備,在大多數(shù)溫室條件下是必要的。但是,我們必須記住,排水只是移走土壤水分飽和時的多余水分,也就是說,排水設(shè)備放置在有滲透能力的土層。如果該地區(qū)的地下水位高(離土壤表層不到1米,那么過量的水必須從排水口抽出。對于所有的排水系統(tǒng),無論是自然的或是人工的,下層土壤或地表水終將被污染。此外,植株對營養(yǎng)物質(zhì)和水的利用率并不十分有效,供給的部分營養(yǎng)物質(zhì)和水分被浪費掉了。依據(jù)chen etal 的數(shù)據(jù),在表4.1中給出幾種生長基質(zhì)的對照。紅色石灰土有發(fā)達(dá)的土層結(jié)構(gòu),土質(zhì)特別疏松。在1千帕的吸力下(等同于10厘米深的基質(zhì),僅5%的孔隙釋放出的水分并含有空氣。而對于沙質(zhì)材料來說更糟,在1千

33、帕吸力下,僅2%的孔隙含有空氣。那也就意味著,對于沙質(zhì)材料來說,需要50厘米的深度來保證通風(fēng)量。巖棉、珍珠巖、凝灰?guī)r,在5厘米的深度下可釋放出大量的水分。這些材料作為生長基質(zhì)是適合的,因為它們有大量的孔隙,快速排水或在1至5帕吸力范圍內(nèi)的高保水能力在沒有淹澇和通風(fēng)問題的情況下,頻繁地澆灌這些材料是可行的,也是必要的。對于土壤或沙質(zhì)材料,過于頻繁地澆灌可能引起通風(fēng)問題。再循環(huán)在許多基質(zhì)栽培中(例:營養(yǎng)液膜栽培技術(shù),考慮到節(jié)約問題,營養(yǎng)液是不斷重復(fù)利用的,沒有什么系統(tǒng)可以使植物吸收確定數(shù)量的水分和營養(yǎng)物質(zhì)。在水分的分配和利用上總是存在很大變化,因為并非所有植物都是一樣大小并且溫室環(huán)境也絕不會完全一

34、致。多余的營養(yǎng)液(20%到30%的巖棉基質(zhì)既可以重復(fù)利用也可排走。再循環(huán)利用可以減少污染,還可以減少水和肥料的浪費,但也增加了植物病菌傳播的危險,因為病毒和真菌也是可以重復(fù)循環(huán)存在的(再循環(huán)的優(yōu)缺點。Runia etal 正在尋找一種方法來給再次使用的營養(yǎng)液消毒。抽水實現(xiàn)的再循環(huán)系統(tǒng)是一種落潮漲潮系統(tǒng),利用這種系統(tǒng),生長環(huán)境中的地下水位周期性地上升或下降。這種系統(tǒng)廣泛地用于盆栽作物的生長和幼苗的生長。循環(huán)速率影響滿足植株良好生長的營養(yǎng)物水平,在營養(yǎng)物質(zhì)濃度較低的情況下,營養(yǎng)物質(zhì)的聚集可以使循環(huán)速率增加。水質(zhì)灌溉水的總的含鹽量用電導(dǎo)度來表示,它是一種衡量水質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)。含鹽量的主要影響在于滲透作

35、用,即:鹽濃度越高,溶液的滲透壓越高,這是依據(jù)一個大略的關(guān)系:滲透壓0.033×電導(dǎo)度。蒸餾水有最好的水質(zhì),因為只加入營養(yǎng)的鹽分,滲透壓是最小的,滲透壓越高,水分脅迫也越大,植株可以利用的水分也越少。除了總的含鹽量很重要外,特殊離子濃度導(dǎo)致的毒性效應(yīng)也不容忽視。此外,營養(yǎng)物質(zhì)與其它離子之間的相互作用有時也會引發(fā)一些問題。含鹽量對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響并不是簡單而明確的,并且其它生長條件的彼此影響也時有發(fā)生。不同的作物甚至是品種之間在敏感性方面都存在差異?；愖魑锿ǔ１仁卟俗魑锔鼮槊舾?。蔬菜作物的敏感性以下列次序依次降低:豌豆、辣椒、黃瓜、番茄、萵苣。作物生長在一個干燥的環(huán)境下與生長在濕

36、潤的環(huán)境下相比更為敏感。我們已經(jīng)看到含鹽量對果實品質(zhì)(例:番茄的積極影響(灌溉的優(yōu)缺點。營養(yǎng)物質(zhì)從理論上講,營養(yǎng)應(yīng)該依據(jù)植物吸收的速率來供給,以便于沒有殘余。這僅僅在兩種條件下可能:已經(jīng)知道準(zhǔn)確的吸收速率、沒有生長環(huán)境間的相互影響。第二個條件只有植物生長在營養(yǎng)液中才可滿足。或者除非生長基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不活潑。在土壤或有機質(zhì)材料中,陰陽離子可能發(fā)生交換,而導(dǎo)致離子間的相互反應(yīng)。實際的土壤溶液,與根系密切相關(guān),它將不同于供給灌溉水的溶液。不幸的是,沒有充分的數(shù)據(jù)告訴我們不同的作物吸收不同的離子的速率。幾種園藝作物對離子的吸收率已經(jīng)在1988年被Van goor et al公諸于眾。吸收率依生長階段、

37、生長條件(光輻射、二氧化碳濃度、灌溉和離子來源而有所變化。在理論上,營養(yǎng)溶液的組成應(yīng)該不斷地改變,來適應(yīng)植物的吸收。實際中,這是不可能的,尤其是在化學(xué)性質(zhì)活潑的生長環(huán)境中。營養(yǎng)物質(zhì)的濃度可以通過管理排水溶液的組成來大致調(diào)整。作物生長在不同條件下的方法大體上是一致的。典型的,傳統(tǒng)的和最近提出的營養(yǎng)液組成在表4-2中列出。Lesson 6Part ADry Matter Production and Distribution 干物質(zhì)的生產(chǎn)與分配園藝作物的干物質(zhì)是由綠色植物器官通過光合作用生產(chǎn)的。光合作用是大氣中的二氧化碳在光和水的參與下形成簡單的碳水化合物(光合產(chǎn)物并從水中釋放氧氣的過程。發(fā)生光合

38、作用的基本器官是葉片。葉片的葉肉細(xì)胞內(nèi)有富含大量葉綠素的葉綠體,而葉綠素是接收太陽光的基本色素,氣孔用于氣體交換,(允許二氧化碳進(jìn)入,氧氣和水蒸氣放出。光供給了光合作用中所使用的能量。光強,就是人們說的光合質(zhì)子流密度(PPFD,是每秒鐘通過每平方米葉面積上的波長為400-700納米的光子或質(zhì)子的摩爾數(shù)來計算的。1摩爾的光子等于阿佛加德羅常數(shù):6.023×1023量子每摩爾。凈光合率是單位時間通過單位葉面積所吸收的二氧化碳的量來計算的。通常以每秒鐘每平方米葉面積所同化的二氧化碳的十億分之一(10-9摩爾為單位,或其他等量單位。凈同化率(NAR是用來體現(xiàn)全部作物在單位時間單位葉面積的總的

39、干物質(zhì)積累的術(shù)語。通常以每周或每24小時每平方米葉面積的干物質(zhì)克數(shù)來表達(dá)。顯然,凈同化率考慮到了整個作物在長時間間隔內(nèi)的呼吸作用。光飽和點是指在給出的溫度、二氧化碳濃度和相對濕度的條件下葉片光合作用達(dá)到最大值時的光強。多數(shù)園藝作物的葉片光飽和點在每秒鐘每平方米葉面積650微摩爾光子以下,約占全部太陽光的31%。光補償點是指在凈光合率為0時的光強。影響光合作用的內(nèi)因包括葉齡、葉綠素和氮的含量以及作物負(fù)荷。幼小或老化的葉片通常產(chǎn)生較少的光合產(chǎn)物。在一些作物上還發(fā)現(xiàn)了光合作用與葉片中氮的含量呈正相關(guān)。作物結(jié)實能夠提高光合作用的效率,是因為我們隨后要討論的庫強的緣故。影響光合作用的環(huán)境因子包括光質(zhì)和光

40、強、水分供應(yīng)、礦質(zhì)營養(yǎng)、風(fēng)、溫度和濕度。為了維持最佳的光合速率以生產(chǎn)更多的干物質(zhì),園藝學(xué)家們可以通過栽培措施調(diào)控一些環(huán)境因子。失綠癥就是葉片不能合成葉綠素導(dǎo)致葉色呈微黃色的疾病狀況。失綠癥可以通過在土壤或葉片中提供(施用所缺乏的營養(yǎng)而加以矯正。在日出后不久進(jìn)行頂端噴霧可以降低高溫。修剪可以改變果樹的樹冠形態(tài)以增強葉片對太陽光的通透性來改善光合效率。源和庫的關(guān)系能夠合成和輸出物質(zhì)的植物器官或組織稱之為源,反之能夠輸入的稱為庫。成熟葉片,其次是綠色的莖和未成熟的果實,能夠供應(yīng)給植物其他部分以光合產(chǎn)物。木質(zhì)部的髓細(xì)胞在積累碳水化合物和蛋白質(zhì)的時候充當(dāng)庫,但在隨后它把這些儲備物輸送到其他部分時就充當(dāng)了

41、源。一個未成熟的葉片既是源又是庫,因為它能固定碳并利用其同化物作為自身生長之需。果實和葉片之間的源-庫關(guān)系是至關(guān)重要的,因為果實是上年儲備物質(zhì)和當(dāng)季光合產(chǎn)物的強有力的競爭者。這個競爭影響到整棵樹的生理。當(dāng)(我們把蘋果結(jié)果枝暴露在放射性二氧化碳中,發(fā)現(xiàn)大部分的標(biāo)記性的碳水化合物轉(zhuǎn)移到該結(jié)果枝的果實內(nèi)。放射性的碳水化合物從非結(jié)果枝轉(zhuǎn)移到其相鄰結(jié)果枝的果實。由生長勢旺的生長枝合成的放射性的碳水化合物則主要保留在該處理的枝條中。作為庫的器官或組織調(diào)動光合產(chǎn)物的相對能力(即庫強取決于他們的大小、發(fā)育階段、以及源與庫之間的距離。這些因素決定了物質(zhì)從源到庫的移動速度,形成作物干物質(zhì)的分配。距離和速率構(gòu)成源-

42、庫梯度。如果庫變強,源-庫梯度增大,則會刺激源更加多產(chǎn)。例如:蘋果結(jié)果枝上的葉片比非結(jié)果枝葉片同化碳要快50%。像桃或櫻桃這樣的核果在收獲前10-14天內(nèi)能夠快速積累大量可溶性固形物。枝條內(nèi)木質(zhì)部和韌皮部儲藏細(xì)胞內(nèi)的淀粉水解為糖,并隨著當(dāng)前的光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到其果實內(nèi)。果實的大小和成熟的時間決定了枝條內(nèi)淀粉的數(shù)量和水解程度。正在成熟的果實能調(diào)運儲藏在木頭和樹皮細(xì)胞內(nèi)的淀粉,但是,一旦果實收獲后,淀粉又將迅速累積在木頭和樹皮中。韌皮部儲藏細(xì)胞對源-庫梯度的作用更大,因其距離運輸篩管較近。產(chǎn)量負(fù)荷大的作物甚至?xí)倪\輸?shù)礁档奶妓衔镏修D(zhuǎn)移相當(dāng)數(shù)量的碳水化合物,這就限制了根系的生長,減少了養(yǎng)分吸收,導(dǎo)

43、致李樹樹體缺鉀癥狀出現(xiàn)。如果缺素嚴(yán)重的話,葉片呈燒焦?fàn)?樹梢尖枯死。類似的缺鉀癥狀也發(fā)生在一些美洲山核桃栽培品種的末梢葉片。這些癥狀的出現(xiàn)與核桃殼增重并大量積累鉀的時期完全一致。對碳水化合物的內(nèi)部競爭也會導(dǎo)致山核桃的大小年結(jié)果。在大年,當(dāng)孕育雌花的頂芽延長成新梢,位于其下部節(jié)上的側(cè)枝只輕微伸長,承擔(dān)第二年產(chǎn)量的孕育雌花的頂梢枯死或脫落,導(dǎo)致小年。頂梢的脫落就是由內(nèi)部營養(yǎng)競爭造成的。如果在休眠期疏除頂芽,位于其下部側(cè)枝上的頂芽就不會萎蔫而發(fā)育成正常的雌花。對于胡桃,在八月份當(dāng)果枝上的核桃內(nèi)開始充滿油脂和其它儲藏物質(zhì)時,該結(jié)果枝上未成熟的柔荑花序就枯死了。反映出其內(nèi)部對于養(yǎng)分的強烈競爭。對于阿月渾

44、子,如果產(chǎn)量負(fù)荷過重,在其成熟時就會導(dǎo)致花芽的同時脫落和葉片變黃。第一年枝條結(jié)果數(shù)量越多,第二年末梢生長越短。在小年生長的減少是由于前一年過重負(fù)荷的產(chǎn)量,過度消耗營養(yǎng)所致。同一枝條上結(jié)果枝上的花芽所積累的標(biāo)志性光合產(chǎn)物要比發(fā)育中的胚少。這就表明對于阿月渾子胚和芽之間的內(nèi)部競爭常常導(dǎo)致花芽的脫落,因為胚是最強有力的競爭者,盡管它比花芽距離源更遠(yuǎn)。蘋果和梨的果實和營養(yǎng)組織中同時積累淀粉。大年的超負(fù)荷產(chǎn)量限制了果實、樹梢和根的生長。樹梢直徑的減少限制了形成層中木質(zhì)部和韌皮部中薄壁細(xì)胞的數(shù)量,因此減少了木頭和樹皮的儲藏能力。相反地,如果負(fù)荷過輕,營養(yǎng)生長就增強,導(dǎo)致果樹有較大的葉果比。結(jié)果,在蒸騰流中

45、的礦質(zhì)元素就轉(zhuǎn)向了葉片而不是果實。在大的蘋果樹上這種轉(zhuǎn)移導(dǎo)致果樹缺鈣,造成果實異常即黑心病。Part BCrop production situation 作物生產(chǎn)狀況節(jié)選自瓦赫寧恩大學(xué)教材生產(chǎn)生態(tài)原則農(nóng)業(yè)中,根據(jù)總反應(yīng),太陽能通過光合作用被固定在生物中:H2O+CO2CH2O +O2在這個反應(yīng)中,空氣中的CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖(總CO2同化物,葡萄糖中儲存的能量一部分釋放出來維持作物功能(維持呼吸和轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)性植株干物質(zhì)(生長呼吸。葡萄糖的剩余物或凈同化物是作物生產(chǎn)的基礎(chǔ)。正如以下描述的:同化作用呼吸作用=產(chǎn)量影響作物生產(chǎn)的因素可以系統(tǒng)地劃分為三個大的類別,以反映生產(chǎn)狀況(圖9-1 相應(yīng)產(chǎn)量水平

46、作物生產(chǎn)狀況示意圖。生產(chǎn)狀況1:決定于CO2、光照和溫度的潛在產(chǎn)量充足供應(yīng)作物以水和營養(yǎng)元素,同時免除雜草、病蟲害干擾。作物生長速度僅依賴于作物所處的狀態(tài)和所受的輻射和溫度條件。在冠叢封閉時,大田作物的生長速度通常為干物質(zhì)每天每公頃150-350kg,它被定義為潛在生長率,相應(yīng)產(chǎn)量為潛在產(chǎn)量。這種生長條件通常在溫室中的集約化大田作物和綠地管理中實現(xiàn)。生產(chǎn)狀況2a:受水分限制的可獲得產(chǎn)量至少部分生長季節(jié)作物生長速度受限于水分短缺。這種情況通常在干旱和半干旱地區(qū)發(fā)生,同時也在其它氣候條件地區(qū)的集約化種植中出現(xiàn),特別是在夏季干旱月份的砂土上種植。生產(chǎn)狀況2b:受營養(yǎng)限制的可獲得產(chǎn)量作物生長速度至少在

47、部分生長季節(jié)受缺氮限制,而在其他時間受水分缺少的限制。這種情況在全世界粗放型農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中很普遍,作物生長速度至少在部分生長季節(jié)受磷酸鹽和土壤其他礦質(zhì)營養(yǎng)供應(yīng)不足限制,在其他時間受水分限制,這種情況通常在相對老化的土壤的粗放型生產(chǎn)系統(tǒng)中存在。生產(chǎn)狀況3:受雜草、病蟲害和污染的影響而減產(chǎn)后的實際產(chǎn)量在任何生產(chǎn)狀況過程中發(fā)生的雜草、病、蟲污染物(工業(yè)SO2排放使可獲得產(chǎn)量減少到實際產(chǎn)量。這在全世界大部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中普遍存在,尤其是許多發(fā)展中國家。實際情況很少和上述這些生產(chǎn)狀況之一精確地吻合。但是進(jìn)行圖表式的分類這些類別之一中的特定情形對于生產(chǎn)狀況的系統(tǒng)分析是有用的,如圖9-2所示。在sahel,經(jīng)常

48、出現(xiàn)草苗初期生長受缺水限制的情況。而接下來的生長階段土壤中低水平的磷減小生長速度。但是由于根系伸展,磷不斷被吸收,對磷的需求減少,磷不再是限制因子,植株生長速度最終受限于可從土壤中吸收的氮的缺乏。Sahol的大部分一年生草在光周期控制下開花,幾周后成熟。這是一個優(yōu)先于所有環(huán)境因子的內(nèi)部機理。圖9-2表示這一過程。這種方法注意主要環(huán)境因子的變化過程和作物對這些因子的反應(yīng)?？梢院雎缘舨挥绊懮a(chǎn)的環(huán)境因子,因為它們不決定生長速度,如:如果作物生長受氮素影響,就沒必要研究CO2同化或蒸騰的細(xì)節(jié)來理解現(xiàn)在的生長速度。實際情況往往是很復(fù)雜的,這并不意味著生產(chǎn)水平的總安排是無效的,它是區(qū)分作物生產(chǎn)因果關(guān)系的

49、基礎(chǔ)。(圖9-2:四種基本外在因子輻射、水分、氮和磷對Sahel地區(qū)一年生草本生長的相關(guān)影響。陰影面積表示實際生長區(qū),最上邊線以下的無陰影面積表示潛在生長,水分在發(fā)芽之后是生長的最大限制因素,之后有時是磷,而氮在生長季末期成為限制生長的因素。一年生草本通常在土壤干旱之前就受光周期控制而成熟(不再生長,正如這里所示。這一例子是基于田間觀察的基礎(chǔ)上想象得出的。Lesson 12Part AGreenhouse Tomatoes 溫室番茄引言番茄是美國和加拿大最主要的溫室蔬菜作物。在美國,從1996年至1999年溫室番茄生產(chǎn)總面積增長了40%。1999年的統(tǒng)計顯示,美國800英畝溫室蔬菜生產(chǎn)面積中,

50、番茄占了750英畝。溫室蔬菜生產(chǎn)的主產(chǎn)區(qū)包括加利福尼亞洲、佛羅里達(dá)洲、科多拉多、亞利桑那、俄亥俄、德克薩斯和賓夕法尼亞洲每個洲都有超過一百萬平方英尺的生產(chǎn)面積。絕大多數(shù)溫室番茄是用傳統(tǒng)生產(chǎn)方法在溫室中種植的。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法與有機生產(chǎn)方法在盆栽基質(zhì)的類型、施肥技術(shù)和他們所應(yīng)用的害蟲防治方法上都不同。作物茬口安排溫室番茄在每年12月份到第二年4月份之間可以賣到最好的價格,因為這個階段露地栽培的番茄由于氣溫太低還不能生產(chǎn)。冬季種植者可以選擇安排一茬或二茬。如果安排一茬,作物在9月份定植,然后經(jīng)歷冬季和第二年春季直至六月下旬。這種安排適合在冷涼和低濕的北方地區(qū),也是大多數(shù)佛羅里達(dá)洲種植者所使用的。如果安

51、排二茬的話,秋茬要緊隨著春茬種植。從9月份開始種植生長的番茄苗和新移栽苗生長勢不同。較老的苗在冬季就會有過密生長的趨勢,從而減小了空氣流通,加重了濕度造成的問題。越冬植株更容易感染類似灰霉病和葉霉病這樣在高濕低溫條件下肆虐的病害。土壤溫室番茄既可以種植在土壤中,也可以種植在無土栽培基質(zhì)。土壤種植時,作物種植在水平地面或者高起的土床。土壤一般用經(jīng)過檢驗的標(biāo)準(zhǔn)的堆肥或者其他有機添加物進(jìn)行改良。在很多地區(qū),以有機土壤為主的溫室,發(fā)生病害或線蟲危害的幾率非常高。特別是番茄十分容易受到包括黃萎病和枯萎病在內(nèi)的這些土傳病害的浸染。在一些土壤中,由于線蟲病造成的根結(jié)病也是一個問題。許多種植者不惜額外投資來嫁

52、接能夠抗病和抗線蟲的砧木。蒸汽加熱殺菌和太陽能殺菌法都是在實踐中證實的能夠控制線蟲病、黃萎病和枯萎病以及其它土傳病原體的防治方法。病蟲害防治成功地進(jìn)行溫室有機生產(chǎn)的關(guān)鍵是維持嚴(yán)格的病蟲害管理。不使用殺蟲劑的溫室就意味著種植者必須從一開始就采用良好的衛(wèi)生消毒和病蟲害防治辦法。病原體與昆蟲能夠在溫室環(huán)境中迅速流行起來。一旦有病蟲害的問題發(fā)生,對于溫室有機生產(chǎn)者而言幾乎是束手無策的。溫室有機生產(chǎn)可以像傳統(tǒng)生產(chǎn)體系那樣采用病蟲害綜合防治的策略。病蟲害綜合防治推進(jìn)了一系列策略,包括抗病品種的使用、生物防治、栽培措施和物理方法控制。殺蟲劑是病蟲害綜合防治的一種控制方法,但是他們只能在必須的時候才可以使用。

53、要盡量減少殺蟲劑的使用,并且不能危及作物的品質(zhì)或者產(chǎn)量。有機生產(chǎn)體系可以使用除了化學(xué)殺蟲劑之外的其他所有的殺蟲劑。其他殺蟲劑,比如:殺蟲劑皂液、生物農(nóng)藥、植物性或礦物質(zhì)提取的殺蟲劑可以允許使用。栽培措施控制良好的通風(fēng)與空氣循環(huán)、嚴(yán)格的消毒衛(wèi)生措施、保持最佳的溫度和濕度水平是溫室內(nèi)病害控制的最有效的方式。衛(wèi)生嚴(yán)格的衛(wèi)生措施對于作物的健康、高產(chǎn)是必不可少的。在種植作物之前,對溫室進(jìn)行徹底檢查是很重要的。簾、門和墻要進(jìn)行定期檢查是否有裂口或其他開口。植物周圍使用覆蓋物(如地膜或沿著走道的地形鋪設(shè)纖維織物都有助于減少雜草或者土傳病原體。我們不建議在用于蔬菜生產(chǎn)的溫室內(nèi)存放家養(yǎng)植物。一株貌似健康的家養(yǎng)植

54、物可能是浸染蔬菜作物的多種病害的攜帶者。通風(fēng)、溫度控制和降低濕度(葉面噴施溫度控制和降低濕度對于保持溫室作物健康發(fā)揮著主要作用。在秋季、冬季、春季,當(dāng)大部分溫室番茄種植后,高濕與有限的空氣流通給病害創(chuàng)造了一個理想的生長環(huán)境。水蒸氣在葉片上的凝結(jié)創(chuàng)造了一個潮濕的條件,助長了真菌和細(xì)菌的浸染。良好的通風(fēng)和適度的溫度控制對于減低濕度和控制空氣傳播的真菌病害是至關(guān)重要的。為了確保良好的通風(fēng),要在植株上方留出幾英尺空間并保持適當(dāng)間距。打掉第一穗果實下面的側(cè)枝有助于保持冠層內(nèi)良好的空氣循環(huán)。一些溫室生產(chǎn)者也進(jìn)行“落蔓”栽培移動植株蔓的支撐物,使要收獲的部分始終保持在相同的水平,接受相同的溫度。溫度的控制可

55、以通過幾種方法。聚乙烯管道對于保持整個溫室內(nèi)的溫度均一效果最佳。如果應(yīng)用此系統(tǒng),外面的新鮮空氣能夠被扇型加熱器加熱并維持到最佳溫度。溫室內(nèi)的風(fēng)扇安裝在作物上方,有助于使溫室內(nèi)溫度均一。如果應(yīng)用濕簾風(fēng)扇系統(tǒng),空氣在降溫濕簾這端可能太涼,在風(fēng)扇那端又太熱。在同一個溫室內(nèi)溫差能夠達(dá)到10-15華氏度,從而導(dǎo)致果實畸形、不均衡生長、落果、大型葉片病害。濕度越高,蒸發(fā)系統(tǒng)的效率越低。為了使地面上加熱的溫度均衡,加熱管道可以放置在交替的行間。熱空氣上升,把冷空氣推到地面,有助于維持良好的空氣流動。在比較熱的氣候條件下,溫室需要有較高的屋頂來使熱空氣遠(yuǎn)離作物。抗病品種盡可能地使用抗病的種子和移栽苗是有機溫室

56、生產(chǎn)者的最佳防線。為了取得最佳的效果,應(yīng)當(dāng)從可靠的來源獲取優(yōu)質(zhì)種子。如果能夠買得到的話,有機生產(chǎn)者一定要使用有機方法生產(chǎn)的種子,如果實在買不到,也可以使用傳統(tǒng)生產(chǎn)的未經(jīng)過處理的種子。一旦選定了番茄的品種,接下來的任務(wù)就該決定使用從種子生長的移栽苗還是使用買來的塞子苗。不管用那種苗子,移栽苗都必須是使用認(rèn)可的有機種植的方式和投入。在家中生產(chǎn)塞子苗的優(yōu)點是能夠有效地利用溫室空間和進(jìn)行快速生產(chǎn),缺點是增加了進(jìn)行播種和移栽生產(chǎn)的額外勞動力資本,也增加了冬季供熱的成本(因為塞子苗對于溫度的波動非常敏感。營養(yǎng)一株營養(yǎng)良好的植株才會是健康的植株。保持最佳的營養(yǎng)、光照和濕度水平才能使植株更加健康,以更好地抵御

57、病蟲害。番茄養(yǎng)分需求大,因為他們生長迅速而且生長季長。為了實現(xiàn)高產(chǎn),番茄每英畝需要75-100磅的氮素和中、高水平的磷、鉀肥。土壤測試的建立可以知道土壤需要什么養(yǎng)分。土壤PH值在6.06.8時,肥效最高。PH計是個很方便的工具,有助于維持土壤適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)分和PH值。授粉目前,溫室番茄通過熊蜂進(jìn)行授粉或者機械授粉。機械授粉通過裝有電池的、手持的授粉器或者通過電動的振蕩板來完成。手持的授粉器是勞動力集約型的(費工。花期時,工人們必須給每株植株每周進(jìn)行2-3天的手工授粉。振蕩板有自動控時器,一旦安裝好就不需要更多的勞力。但是他們價格昂貴,對于中小規(guī)模種植者來說不實惠。直到20世紀(jì)90年代中期,美國和加拿

58、大番茄以機械授粉為主,而歐洲的種植者則采用熊蜂進(jìn)行授粉。今天,大多數(shù)北美番茄種植者使用熊蜂,這些熊蜂每天都進(jìn)行工作,他們只眷顧那些適宜授粉的花朵。他們每分鐘可授粉30朵花。他們幾乎是100%的授粉率,所以比起機械授粉來會到達(dá)更高的產(chǎn)量。Part BBotany of Tomato 番茄的植物學(xué)特性植株的生長特性,有無限型和有限型?；ㄐ?qū)ι谌~片間。盡管有些品種每個花序上有30朵或更多的花,但一般每個花序有4到12朵,花朵為總狀花序,完全花,直徑大約為2厘米,一般懸垂著黃色星狀的花冠;黃色花藥結(jié)合在一起形成一個立方體。番茄通常為自花授粉。但如果花朵不產(chǎn)生花蜜,一般由蜜蜂在各個品種間進(jìn)行異花授粉。每一朵花的小花梗中部有一明顯的離層。在離層不發(fā)育的地方,許多品種有無接縫的特性。因此,沒有果柄連接,果實很容易脫離。當(dāng)果柄還在果實上時,在收獲過程中,果柄可能會刺破其它果實,導(dǎo)致令人不滿意的損失。番茄是肉質(zhì)漿果,還在幼果時,表面被有絨毛,但當(dāng)成熟后,就便得光滑。大多數(shù)品種的果實是球形的,其它形狀有長形,李形,梨形。有些品種有很多的萼片,象征著果實有很多的心室。成熟果實的顏色有紅色,桃紅色,橘紅色,橘黃色,黃色或者其它顏色。番茄的紅色是由于茄紅素的沉積,番茄的黃色是由于類胡蘿卜素的沉積。果實的顏色是由于顏色與這些不同