智能玻璃溫室番茄無土栽培模式下，良好的根際EC 與 pH 控制是實(shí)現(xiàn)番茄高產(chǎn)的必要條件。本文以番茄為種植對(duì)象，總結(jié)其不同階段合適的根際 EC 與 pH 范圍以及出現(xiàn)異常時(shí)對(duì)應(yīng)的調(diào)控技術(shù)措施，為傳統(tǒng)玻璃溫室實(shí)際種植生產(chǎn)提供參考意見。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)目前已運(yùn)營(yíng)連棟玻璃智能溫室的種植面積達(dá)到了630 hm2 ，且仍處于不斷擴(kuò)大中。玻璃溫室集多種設(shè)施設(shè)備為一體，為植株生長(zhǎng)創(chuàng)造了合適的生長(zhǎng)環(huán)境，良好的環(huán)境控制、精確化的水肥灌溉、正確的農(nóng)事操 作與植保防治是實(shí)現(xiàn)番茄高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的四大主要因素。就精確化的灌溉而言，其目的是維持合適的根際 EC、pH、基質(zhì)含水量以及根際離子濃度，良好的根際EC 與 pH 滿足了根系的發(fā)育以及對(duì)水肥的吸收，而水肥的吸收是維持植株生長(zhǎng)與光合作用、蒸騰作用等各類代謝行為的必要前提， 因此，維持良好的根際環(huán)境是實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)必要條件。 

植株根際EC 與 pH 的失控會(huì)對(duì)根系 - 植株水平衡、根系發(fā)育、根系 - 肥料吸收有效性 - 植株缺素、根系離子濃度 - 肥料吸收 - 植株缺素等方面造成不可逆的影響。玻璃溫室番茄種植生產(chǎn)采用無土栽培方式，水與肥融合后，通過滴 箭的形式，實(shí)現(xiàn)水與肥的一體化給予，其灌溉進(jìn)液的EC、pH、頻率、配方、回液多少、灌溉起始時(shí)間都會(huì)直接影響根際EC 與 pH。本文將總結(jié)番茄種植各階段合適的根際 EC 與 pH，并就根際EC 與pH 異常進(jìn)行原因分析與補(bǔ)救措施總結(jié)，為傳統(tǒng)玻璃溫室實(shí)際生產(chǎn)工作提供借鑒與技術(shù)參考。

番茄各生長(zhǎng)階段合適的根際 EC 與 pH

根際EC主要體現(xiàn)為根際主要元素的離子濃度，經(jīng)驗(yàn)化的計(jì)算公式為陰離子與陽離子電荷之和除以 20，該值越高代表根際 EC 越高。合適的根際EC將為根系提供合適的、均勻的元素離子濃度。

一般而言，其值偏低（根際 EC<2.0 mS/cm），由于根細(xì)胞膨壓，會(huì)導(dǎo)致根系吸水量多余需求量，導(dǎo)致植株體內(nèi)自由水偏多，多余的自由水用于葉片吐水、細(xì)胞伸長(zhǎng) - 植株徒長(zhǎng)；其值偏高（冬季根際 EC>8~10 mS/cm，夏季根際 EC>5~7 mS/cm），隨著根際EC增加，根系對(duì)水的吸收量不足，導(dǎo)致植株缺水脅迫，嚴(yán)重時(shí)會(huì)植株萎焉（圖 1），同時(shí)葉片與果實(shí)對(duì)水爭(zhēng)奪會(huì)導(dǎo)致果實(shí)含水量下降，影響產(chǎn)量與果實(shí)品質(zhì)。適 度提高根際EC，提高 0~2 mS/cm 時(shí)，對(duì)于果實(shí)可溶性糖濃度 / 可溶性固形物的提高，植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)平衡的調(diào)整均有較好的調(diào)控效果，因此追求品質(zhì)的櫻桃番茄種植者常采用較高的根際EC。研究發(fā)現(xiàn)，嫁接黃瓜在微咸水灌溉（營(yíng)養(yǎng)液中額外添加 3 g/L 的NaCl: MgSO4: CaSO4 比例為 2:2:1 的自制微咸水）情況下，其果實(shí)可溶性糖顯著高于對(duì)照。荷蘭‘Honey’小櫻桃番茄，其種植的特點(diǎn)是在整個(gè)產(chǎn)季均維持較高的根際EC(8~10 mS/cm)，果實(shí)含糖量高，但成品果產(chǎn)量相對(duì)較低（5 kg/ m2）。

根際pH（無單位）主要指根際溶液酸堿度，其主要影響各個(gè)元素離子在水中的沉淀與溶解，進(jìn)而影響各離子被根系吸收的有效性，針對(duì)于大部分元素離子，其合適的pH范圍在 5.5~6.5，能保證各個(gè)離子均可正常被根系吸收。因此番茄種植過程中，應(yīng)始終維持根際pH 在5.5~6.5。表1中給出了大果型番茄其不同生長(zhǎng)階段的根際 EC 與 pH 控制范圍，對(duì)于櫻桃番茄等追求品質(zhì)的小果型番茄，其不同階段的根際 EC 同比大果型番茄要高 0~1 mS/cm，但均按照相同的趨勢(shì)調(diào)整。

番茄根際 EC 的異常原因與調(diào)整措施

根際 EC 指的是根系周圍營(yíng)養(yǎng)液的 EC，在荷蘭番茄巖棉種植，種植者會(huì)用注射器從巖棉中吸取營(yíng)養(yǎng)液檢測(cè)，其結(jié)果更具有代表性。日常情況下，回液 EC 與根際 EC 比較接近，因此在國(guó)內(nèi)常以樣本點(diǎn)回液 EC 作為根際EC。根際EC日變化一般在日出后升高，在灌溉高峰期開始下降并維持穩(wěn)定，與灌溉結(jié)束后緩慢上升，如圖 2 所示。

回液 EC 偏高，主要的原因有回液率偏低、 進(jìn)液 EC 偏高、灌溉結(jié)束偏晚。當(dāng)日灌溉量偏少，表現(xiàn)為回液率偏低，回液的目的在于充分的沖洗基質(zhì)，確保根際 EC、基質(zhì)含水量、根際 離子濃度處于正常范圍，回液率偏低，且根系 對(duì)水的吸收比例高于對(duì)元素離子的吸收，進(jìn)而 表現(xiàn)為 EC 的升高；進(jìn)液 EC 偏高，直接導(dǎo)致回液 EC 偏高，經(jīng)驗(yàn)法則，回液 EC高于進(jìn)液 EC  0.5~1.5 mS/cm；當(dāng)日末次灌溉結(jié)束時(shí)間偏早，且結(jié)束灌溉后光照強(qiáng)度仍偏高（300~450 W/m2 ），由于輻射驅(qū)動(dòng)植株蒸騰，導(dǎo)致根系對(duì)水的吸收持續(xù)進(jìn)行，基質(zhì)含水量降低，離子濃度提高，進(jìn)而根際 EC 升高。當(dāng)根際EC 偏高，且輻射強(qiáng)度較高、 濕度低時(shí)，植株面臨著缺水脅迫，嚴(yán)重的表現(xiàn)為萎焉（圖 1 右）。

根際 EC 偏低，其主要的原因在于回液率偏高、灌溉結(jié)束偏晚、進(jìn)液EC 偏低，弱光高濕度會(huì)加劇問題的發(fā)生?；匾郝势邥?huì)導(dǎo)致進(jìn)液 EC 與回液EC 的無限接近。灌溉結(jié)束晚，尤其是連陰天，加之弱光高濕，植株蒸騰作用弱，對(duì)元素離子的吸收比例高于對(duì)水的吸收，基質(zhì)含水量下降比例低于溶液中離子濃度的下降，會(huì)導(dǎo)致回液 EC 偏低。由于植株根毛細(xì)胞膨壓低于根際營(yíng)養(yǎng)液水勢(shì)，導(dǎo)致根系吸收的水偏多，水平衡失衡，當(dāng)蒸騰作用弱，植株會(huì)以吐水的形式排放（圖 1 左），如果夜間溫度偏高情況下，則會(huì)加劇植株徒長(zhǎng)。

根際 EC 異常時(shí)的調(diào)整措施：①回液EC 較高時(shí)，首先應(yīng)確保進(jìn)液 EC 處于合理范圍，一般大果 型番茄夏季進(jìn)液 EC 在 2.5~3.5 mS/cm，冬季進(jìn)液 EC 在 3.5~4.0 mS/cm。其次，提高回液率，優(yōu)先于中午高頻率灌溉階段提高單次灌溉量，并確保每次灌溉均有回液產(chǎn)生，回液率與輻射積累量呈正相關(guān)。夏季，當(dāng)日灌溉結(jié)束時(shí)，當(dāng)輻射強(qiáng)度仍大于 450 W/m2 ，且持續(xù)持續(xù)時(shí)間大于30 min以上，則應(yīng)手動(dòng)增加一次少量灌溉（50~100 mL/dripper），以基本不出現(xiàn)回液為佳。②回液率偏低時(shí)，其主要的原因回液率偏高、進(jìn)液 EC 偏低、末次灌溉偏晚。針對(duì)于末次灌溉時(shí)間，一般末次灌溉結(jié)束時(shí)間在日落前 2~5 h 結(jié)束，陰天與冬季提前結(jié)束， 晴天與夏天延遲；控制回液率，按照室外輻射積累量進(jìn)行調(diào)控，一般輻射積累量小于500 J/(cm2.d) 時(shí)回液率在10% 以內(nèi)，500~1000 J/(cm2.d) 時(shí)回液率在10%~20%，依此類推。

通常理想狀況下進(jìn)液 pH 在 5.5，回液 pH 在 5.5~6.5，影響根際 pH 的因素有配方、栽培基質(zhì)、回液率、水質(zhì)等因素。當(dāng)根際pH 偏低時(shí)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒根以及巖棉基質(zhì)的溶解，如圖 3。當(dāng)根際pH 偏高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致植株對(duì)Mn2+、Fe 3+、 Mg2+、PO4 3-  吸收量降低進(jìn)而導(dǎo)致缺素的發(fā)生，如根際高 pH 下導(dǎo)致的錳缺素，如圖 4。

在水質(zhì)方面，雨水以及 RO 膜過濾水偏酸性，母液 pH 一般在 3~4，導(dǎo)致進(jìn)液 pH 偏低，常用氫氧化鉀、碳酸氫鉀對(duì)進(jìn)液 pH 進(jìn)行調(diào)整。而井水、地下水因含有HCO3 -其偏堿性，常用硝酸、磷酸進(jìn)行調(diào)節(jié)。進(jìn)液 pH 的異常會(huì)直接影響回液 pH，因此合適的進(jìn)液 pH 是調(diào)控基礎(chǔ)。栽培基質(zhì)方面，椰糠基質(zhì)定植后，其回液 pH 與進(jìn)液 pH 相近，且由于該基質(zhì)具有良好的緩沖性，進(jìn)液 pH 的異常短期內(nèi)不會(huì)引起根際 pH 的劇烈波動(dòng)。巖棉栽培下，定植后其回液 pH 偏高，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。

配方方面，根據(jù)植株對(duì)離子的吸收量不同， 分為生理酸性鹽與生理堿性鹽。以 NO3- 為例， 當(dāng)植株吸收 1 mol 的NO3- 后，根系會(huì)釋放 1 mol 的 OH- ，導(dǎo)致根際 pH 升高，而當(dāng)根系吸收 NH4 +后，會(huì)釋放同等濃度的 H+ ，導(dǎo)致根際 pH 降低。因此，硝酸鹽是生理堿性鹽，而銨鹽則是生理酸性鹽。一般硫酸鉀、硝酸銨鈣、硫酸銨為生理酸性肥，硝酸鉀、硝酸鈣等為生理堿性鹽，而硝酸銨則是中性鹽?；匾郝蕦?duì)根際 pH 的影響主要體現(xiàn)在對(duì)根際營(yíng)養(yǎng)液的沖洗， 由于根際離子濃度的不均勻而導(dǎo)致根際 pH 的 異常。

根 際 pH 異常時(shí)的調(diào)整措施：①首先檢查 進(jìn)液 pH 是否處于合理范圍；②當(dāng)使用含有較 多碳酸根的水質(zhì)時(shí)，如井水，筆者曾發(fā)現(xiàn)，進(jìn) 液 pH 正常，但當(dāng)日結(jié)束灌溉后，對(duì)進(jìn)液進(jìn)行 pH 檢查，發(fā)現(xiàn)其 pH 有升高，經(jīng)分析，其可能 的原因是 HCO3 -的緩沖，導(dǎo)致 pH 有升高，因此使用井水作為灌溉水源時(shí)，建議使用硝酸作為調(diào)節(jié)劑；③當(dāng)使用巖棉作為種植基質(zhì)時(shí)，定 植前期其回液 pH 長(zhǎng)時(shí)間偏高，在這種情況下，則應(yīng)適當(dāng)降低進(jìn)液 pH 在 5.2~5.5，同時(shí)，增加生理酸性鹽的用量，使用硝酸銨鈣替代硝酸鈣、 使用硫酸鉀替代硝酸鉀，應(yīng)注意的事，NH4 + 的 用量不超過配方中總 N 的 1/10，例如當(dāng)進(jìn)液總N 濃度（NO3- +NH4 + ） 為 20 mmol /L 時(shí)，NH4 +濃度不超過 2 mmol /L，同時(shí)可采用硫酸鉀替代硝酸鉀，但應(yīng)注意灌溉進(jìn)液中 SO4 2-濃度不建議超出 6~8 mmol/ L；④回液率方面，與晴天中午階段，增加每次灌溉量并對(duì)基質(zhì)進(jìn)行沖洗，尤其是使用巖棉種植時(shí)，使用生理酸 性鹽無法短時(shí)間內(nèi)快速將根際 pH 調(diào)整下來，因此應(yīng)增加灌溉量以盡快的將根際 pH 調(diào)整到 合理范圍。

總結(jié)

根際EC 與 pH于合理范圍內(nèi)是確保番茄植株根系對(duì)水與肥正常吸收的前提，其值異常會(huì)導(dǎo)致植株缺素、水平衡失衡（缺水脅迫 / 自由水過多）、燒根（高 EC 與低 pH）等問題，由于根際 EC 與 pH 異常導(dǎo)致植株異常具有延遲性，因此問題一旦發(fā)生， 即表示根際 EC 與 pH 異常已經(jīng)發(fā)生多日，且植株恢復(fù)正常的過程也需要時(shí)間，這直接影響了產(chǎn)量與質(zhì)量，因此，每日檢測(cè)進(jìn)液、回液的EC與 pH 至關(guān)重要。