9温室番茄生产
M.M. 皮特（M.M. Peet）、G. 韦尔斯（G. Welles）†
一、行业重要性
尽管目前尚无全球温室蔬菜生产规模的确切数据，但表 9.1 汇总了多个来源的最新估算结果。若将塑料温室、玻璃温室以及大型和小型塑料大棚均纳入统计，全球设施栽培总面积达 161.238 万公顷。
设施栽培面积最大的区域为亚洲，其中中国的塑料温室（含大型塑料大棚）面积占全球总量的近55%，小型塑料大棚面积更是占全球总量的 75% 以上（Costa等，2004）。其次是欧洲，其塑料温室与大型塑料大棚总面积占全球的 23%，且主要集中在意大利和西班牙。在（非塑料的）玻璃温室方面，荷兰是全球玻璃温室最集中的国家，其玻璃温室面积在全球 3.943 万公顷的总玻璃温室面积中占比超过四分之一。
不同地区、不同类型的设施栽培系统在气候条件（光照强度与温度）、温室建造与设备配置以及技术水平上存在显著差异，这导致各地区番茄在单株产量或单位面积产量上出现差距。理论上，光照更充足的地区产量应更高，但温室技术的应用水平可能是更关键的影响因素。例如，西班牙阿尔梅里亚地区（光照充足）的番茄平均产量为 28 千克 / 平方米，低于荷兰或加拿大的 60 千克 / 平方米；尽管与荷兰相比，西班牙冬季的日均光照强度约为荷兰的 5 倍，年光照总量也高出 60%（Costa、Heuvelink，2000）。不过，由于栽培面积远大于荷兰，阿尔梅里亚地区设施栽培的番茄总产量仍远超荷兰。
9
© 国际应用生物科学中心（CAB International）2005 年。《番茄》（E. 霍夫林克（E. Heuvelink）主编），第 257 页
†
作者于本书出版前已故。
二、生产成本
与露天种植相比，温室种植同一作物的成本更高。决定成本的关键因素包括设施与设备折旧、劳动力成本、能源成本，以及植株材料、基质、肥料等变动成本（表 9.2）。
在加拿大不列颠哥伦比亚省（BC 省），2003年一套高科技温室设施的直接资本投入（含公用设施连接、计算机化环境控制系统、供暖与灌溉系统及基础场地整理，但不包含土地成本）为 180 万美元（折合 250 万加元）（不列颠哥伦比亚省农业、食品与渔业部，2003）。仅针对温室设施与设备，1998 年美国加利福尼亚州的估算成本为 52 美元 / 平方米（希克曼（Hickman），1998）。1993 年的估算显示，若包含水培种植系统，一套现代化温室（不含土地成本）的成本为 90-100 美元 / 平方米（延森（Jensen）、马尔特（Malter），1995），该成本涵盖框架结构、建造人工、加热器、风机降温设备、灌溉系统、水泵与水井、电气设备及工具等。在荷兰，一套现代化温室（不含土地成本，但包含全套环境控制系统、运输设备与施肥系统）的成本约为 75 美元 / 平方米（沃尔登（Woerden）、巴克（Bakker），2000）。荷兰单位面积温室成本低于美国亚利桑那州，原因在于荷兰温室制造商数量众多且专业化程度高。
温室蔬菜生产属于劳动密集型产业：在北美，每公顷温室需 7-12 名工人（延森、马尔特，1995）；而在荷兰，若直接采购幼苗而非自行培育，每公顷仅需 5-8 名工人（沃尔登、巴克，2000）。在加拿大不列颠哥伦比亚省，温室主要运营成本构成如下：劳动力成本占 25%、供暖成本占 28%、营销成本占 25%（不列颠哥伦比亚省农业、食品与渔业部，2003）；其中大型温室的运营成本可降低 9%-10%，这得益于更低的供暖与劳动力成本，以及其他规模经济效应。通常而言，温室规模越大，机械化生产的经济可行性越高。在荷兰，商业化温室的最低经济规模估算为 1.5 公顷（沃尔登、巴克，2000）。
尽管荷兰温室番茄生产效率极高（每工时可产 45-71 千克果实），但劳动力成本仍占生产成本的 37%。荷兰的番茄营销成本相对较低，为 0.21 美元 / 千克，而加拿大和西班牙的营销成本为 0.32 美元 / 千克（布恩坎普（Boonekamp），2003）。
表 9.1 主要园艺国家设施栽培总面积（Costa 等，2004）
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地区 |
温室与大型塑料大棚（公顷） |
小型塑料大棚（公顷） |
玻璃温室（公顷） |
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欧洲 |
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|
意大利 |
61,900 |
19,000 |
5,800 |
|
西班牙 |
46,852 |
17,000 |
4,600 |
|
法国 |
9,200 |
20,000 |
2,300 |
|
荷兰 |
14,400 |
– |
10,500 |
|
英国 |
2,500 |
1,400 |
1,860 |
|
希腊 |
3,000 |
4,500 |
2,000 |
|
葡萄牙 |
1,177 |
1,450 |
– |
|
前南斯拉夫 |
5,040 |
– |
– |
|
波兰 |
2,031 |
– |
1,662 |
|
匈牙利 |
6,500 |
2,500 |
1,200 |
|
欧洲小计 |
160,000 |
90,000 |
– |
|
非洲与中东 |
|||
|
埃及 |
20,120 |
17,600 |
– |
|
土耳其 |
17,510 |
26,780 |
4,682 |
|
摩洛哥 |
10,000 |
1,500 |
1,500 |
|
以色列 |
5,200 |
15,000 |
1,500 |
|
非洲与中东小计 |
55,000 |
112,000 |
– |
|
亚洲 |
|||
|
中国 |
380,000 |
600,000 |
– |
|
韩国 |
43,900 |
– |
– |
|
日本 |
51,042 |
53,600 |
2,476 |
|
亚洲小计 |
450,000 |
653,600 |
– |
|
美洲 |
|||
|
美国 |
9,250 |
15,000 |
1,000 |
|
加拿大 |
1,600 |
– |
1,350 |
|
哥伦比亚 |
4,500 |
– |
– |
|
墨西哥 |
2,023 |
4,200 |
– |
|
厄瓜多尔 |
2,700 |
– |
– |
|
美洲小计 |
22,350 |
30,000 |
– |
|
全球总计 |
687,350 |
885,600 |
– |
表 9.2 荷兰两种类型温室番茄的生产成本、产量、收购价、劳动力及天然气消耗量（来自海牙农业经济研究所（LEI）N.S.P. 德格鲁特（N.S.P. de Groot）的个人通讯）
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指标 |
串收番茄（Cluster） |
牛排番茄（Beefsteak） |
|
成本（美元 / 平方米） |
||
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劳动力 |
13.22 |
9.60 |
|
折旧与利息 |
4.62 |
4.18 |
|
能源 |
6.31 |
5.94 |
|
植株材料 |
2.01 |
1.61 |
|
其他材料（不含植株） |
2.27 |
2.48 |
|
运输成本 |
1.11 |
2.81 |
|
其他成本 |
3.43 |
2.81 |
|
总成本 |
32.98 |
29.43 |
|
产量 |
||
|
果实（千克 / 平方米） |
46.7 |
53.4 |
|
收购价（美元 / 平方米） |
31.94 |
30.00 |
|
单位成本（美元 / 千克） |
||
|
劳动力 |
0.26 |
0.18 |
|
植株材料 |
0.04 |
0.03 |
|
运输 |
0.02 |
0.05 |
|
总成本 |
0.70 |
0.54 |
|
劳动力（小时 / 平方米） |
1.09 |
0.77 |
|
单位工时果实产量（千克 / 小时） |
45 |
71 |
|
天然气消耗量（立方米 / 平方米） |
60.8 |
56.9 |
三、温室结构
只要高度足够（便于管理植株及进行垂直整枝），番茄可在各类温室中种植。高透光率对温室番茄生产至关重要，现代温室的透光率通常在 70%-81% 之间。
在纬度高于 50°N 的许多国家，普遍使用文洛型（Venlo-type）玻璃温室，这类温室通常以 1.5 公顷为一个单元，跨度为 3.2 米（阿瑟顿（Atherton）、鲁迪奇（Rudich），1986）。其天沟高度为4-6 米，以适配高吊线种植系统、保温幕及补光设备。在其他国家，温室的尺寸、结构与覆盖材料可能有所不同（详见下文）。例如，中国的大多数温室为不加温温室（延森，2002）。
（一）温室框架类型与朝向
温室框架通常由铝合金或镀锌钢制成，但双层塑料膜温室的端部框架可能采用木材。温室框架的形状（图 9.1）取决于以下因素：（1）预期积雪荷载；（2）自然通风的使用需求；（3）是否需多栋温室通过天沟连接；（4）覆盖材料为玻璃还是塑料；（5）种植系统类型；（6）是否使用遮阳幕或人工补光。
“直侧壁 + 拱形屋顶” 是最常见的温室形状，因其可覆盖双层塑料膜，且能通过天沟与其他温室连接，形成大型开放式种植空间。现代新建温室的侧壁高度不断增加，多数在 3.5-6 米之间。高侧壁设计（图 9.2）不仅可容纳更高的植株，还能在植株上方安装更多环境控制设备（如水平环流风机、遮阳 / 保温幕、补光灯、加热器等），同时可提升屋顶开启式温室的自然通风效果。与昆西特式（Quonset-style，即拱形）结构相比，直侧壁温室的侧边空间利用效率更高。
哥特式拱形框架结构（图 9.1）的顶部为尖顶，侧壁呈弧形，其优势在于既能保证足够的侧壁高度，又不会损失结构强度，且可作为独立温室或多跨天沟连接温室群的一部分。在双层塑料膜温室中，哥特式拱形结构的独特优势是能更好地引导内层塑料膜上的冷凝水排出温室外，从而降低温室内的湿度。
传统温室多采用南北朝向以优化光照条件，同时将湿帘（有时还包括保温层）设置在北侧，以减少对光照的遮挡。对于接近正方形的大型多跨温室，若采用屋顶开启式自然通风，其朝向设计需优先考虑主导风向（使温室在生产周期中最热时段与主导风向垂直），此时光照对朝向的影响反而不那么关键。此外，还需考虑一天内温室阴影区与非阴影区的分布均匀性 —— 即温室所有区域在 24 小时内均应获得均匀光照，以确保植株生长一致。
图 9.1 温室框架形状
（a）天沟连接式直侧壁拱形屋顶；（b）屋脊 – 沟槽式直侧壁三角形屋顶；（c）拱形（昆西特式）；（d）哥特式拱形
图 9.2 加拿大利明顿地区的温室
（图中可见高侧壁、悬挂式天沟、植株倾斜与矮化处理、藤蔓固定夹及叶片修剪情况）
（注：原文中表 9.1、表 9.2 及图 9.1、图 9.2 的格式与数据已根据中文阅读习惯调整，确保信息完整且清晰；专业术语如 “Venlo-type greenhouse”“Quonset-style” 等采用国内园艺领域通用译法，“cluster tomato”“beefsteak tomato” 分别译为 “串收番茄”“牛排番茄”，符合市场常见称谓。）
覆盖材料
温室覆盖材料主要有三类：玻璃、硬质塑料和聚乙烯塑料薄膜。塑料薄膜覆盖层可分为双层和单层两种。在寒冷气候条件下，双层薄膜之间会留有一层隔热空气层（厚度通常约为 10 厘米），以实现节能效果。传统温室多采用玻璃建造，因此也常使用“glasshouse”（玻璃温室）和 “glazing”（玻璃覆盖层）这类术语。玻璃能最大限度地提高透光率，日常仅需定期清洁并对边缘进行密封处理即可。
极端温度、灰尘或沙尘、紫外线（UV）辐射以及空气污染物都会缩短各类塑料的使用寿命。为维持符合要求的透光率，聚乙烯覆盖层通常每 2-4 年就需要更换一次。不过，聚乙烯覆盖层的塑料配方不断改进，加上先进的挤出成型技术，不仅能延长其使用寿命，还可通过组合不同类型的塑料层来调整热性能或减少冷凝水滴落。新型塑料可使热量损失降低 20%（Jensen，2002）。部分生产商还推出了波长选择性塑料，据称这类材料能减少病害或虫害压力，或对植物株高生长起到调控作用。以色列研发的防紫外线薄膜，据说可减少粉虱、蚜虫、蓟马等飞虫的数量（Jensen，2002）。然而，对于覆盖波长选择性塑料的温室中熊蜂传粉效果等问题，目前尚未开展深入研究。目前，由于波长选择性塑料成本较高，种植者尚未广泛采用。
玻璃可制成大幅面板（最大尺寸可达 1.8 米 ×3.6 米），从而减少结构遮挡（Giacomelli & Roberts，1993）。与聚乙烯塑料薄膜相比，玻璃成本更高，但与性能相当的硬质塑料相比，成本通常更低（M.M. Peet & G. Welles，262 页）。有研究显示，在加拿大安大略省，三种覆盖材料下番茄和黄瓜的产量相近（Papadopoulos & Hao，1997a，b）。推测其原因是，该地区的光照条件不像荷兰早期对比单玻璃层与双玻璃层温室的研究中那样受限。在荷兰的那些研究中，生产期间光照每减少 1%，产量就会下降约 1%（Van Winden 等，1984）。无论采用何种覆盖材料，提高温室透光率始终是温室及温室覆盖材料生产商的核心目标。
用于温室建造的硬质塑料包括玻璃纤维增强聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸（聚甲基丙烯酸甲酯）和聚氯乙烯（Giacomelli & Roberts，1993）。部分硬质塑料能效较高，使用第一年透光性良好，使用寿命至少可达 10 年，但成本比聚乙烯薄膜更高（Giacomelli & Roberts，1993）。其额外缺点在于，丙烯酸和玻璃纤维面板比玻璃更容易积尘老化，且存在火灾隐患。与玻璃面板类似，硬质塑料强度较高，可制成大幅面板安装，以减少支撑结构造成的遮挡。与玻璃相比，塑料面板的遮挡更少，因为塑料通常强度更高，所需的支撑结构也更少。
有时会使用绝缘硬质双壁塑料面板以实现节能，但与玻璃或塑料薄膜相比，这类面板会降低融雪速度，导致积雪更多 —— 这不仅会减少光照，还可能导致温室坍塌。双层聚乙烯温室同样具有良好的能效，且积雪堆积时可将双层薄膜收起，以提高融雪速度。因此，在加拿大、墨西哥和美国，新建温室更多采用双层塑料薄膜覆盖，而非玻璃或硬质塑料面板。而在欧洲西北部，由于透光率对经济效益影响显著，玻璃覆盖仍是主流方式。
双层聚乙烯温室的屋顶通常采用匡西特式（Quonset-style）圆顶设计（图 9.1），这种设计容易导致冷凝水滴落到叶片上，且给屋脊开口自然通风的设计带来更大难度。不过，目前塑料薄膜温室和丙烯酸温室均已可采用屋脊开口设计（图 9.3）（Giacomelli & Roberts，1993）。
温室设施配置
现代玻璃温室配备自动灌溉、通风和供暖系统，并设有可移动遮阳幕或节能幕。若种植花卉作物，还可能配备雾化系统和人工照明设备；盆栽植物种植温室则常配备可移动苗床。在降温方面，荷兰正在测试一种新型温室（ECOFYS，2002；Armstrong，2003），该温室用含水层降温系统替代了传统通风降温。其原理是夏季 “收集” 太阳能并储存在含水层中，冬季再取用。与大多数传统通风温室相比，这种温室可实现 30%的节能、番茄产量提升 20%，且农药使用量减少 80%（《温室番茄生产》，263 页）。此类温室的最大优势在于，全年均可独立于温度之外调控湿度和二氧化碳浓度。夏季提高二氧化碳浓度，可使产量至少增加 20%（Nederhoff，1994）。但该系统的成本比传统温室高 50%，即便考虑到产量提升和能效提高，投资回收期仍需 8 年。
图 9.3 加拿大魁北克省的塑料温室，其屋顶可开启以实现自然通风。另需注意图中的番茄挂钩，该挂钩用于在番茄植株倾斜和矮化操作过程中提供更多支撑绳。
补充说明：
专业术语解析：
‘roof opening’ 译为 “屋顶可开启（结构）”，准确体现温室为通风设计的可活动屋顶结构，而非简单 “开口”。
‘tomato hooks’ 译为 “番茄挂钩”，是温室种植中用于固定番茄藤蔓的专用农具，后文补充 “支撑绳”（twine）的功能，使农业场景下的操作逻辑更清晰。
‘leaning and lowering process’ 译为 “倾斜和矮化操作”，“leaning” 指将番茄植株向特定方向倾斜以优化生长空间，“lowering” 指通过调整支撑绳使植株高度降低，均为番茄栽培中的常见管理措施
图 9.4 亚利桑那州威尔科克斯的温室，图中显示新间作的串番茄植株，其两侧为生长时间更长的番茄藤。注意，为给新作物提供更多光照，生长时间更长的番茄藤已进行重度剪叶，仅保留 4 片叶片。老作物的藤蔓通过金属线支架在走道处转向。温室采用可伸缩遮阳网为走道遮阳，若温度过高，还可使用其他遮阳网为作物遮阳。另请注意，作物上方悬挂有黄色粘虫条，用于诱捕粉虱。
补充说明：
- 专业术语解析
：
- intercropped
：译为 “间作的”，指在同一块田地上于同一生长季内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式，是农业中提高土地利用率的常见技术。 - cluster tomato
：译为 “串番茄”，特指果实成串生长的番茄品种，区别于单果生长的普通番茄，常见于设施农业种植。 - retractable screen
：译为 “可伸缩遮阳网”，是温室环境调控的重要设备，可根据光照和温度变化灵活收放，调节温室内的光照强度与温度。 - yellow sticky tape
：译为 “黄色粘虫条”，利用害虫（如粉虱）对黄色的趋性进行物理诱捕，是绿色农业中减少化学农药使用的常用虫害防治手段。
种植周期安排
番茄是短寿多年生植物，在适宜环境下可存活一年甚至更久。但大多数种植周期安排中，两茬作物之间会预留至少一个月的时间，用于清洁温室和病虫害防治。停产期的选择通常取决于市场价格低迷或环境条件不利等因素。
在低纬度地区，种植者通常在夏末或秋季播种，作物生长至次年初夏收获。这种安排可避开夏季降温的高额成本，同时避免夏季番茄坐果率低、品质差、病虫害高发，以及与露地番茄竞争市场的问题。在高纬度地区，大型商业温室几乎全年生产，这样做既能降低单位重量产品的成本，又能避免采购商转向西班牙等南方国家采购的风险。在部分情况下，会在现有作物中套种第二茬作物（图 9.4），以确保夏季供应几乎不中断（M.M. Peet & G. Welles，264 页）。
荷兰已成功应用人工照明进行番茄种植（Marcelis 等，2002），但人工照明的整体经济效益尚未明确。在英国（Ho，2004），目前认为人工照明不具备成本效益，但新型热电联产（CHP）机组的推出可能会改变这一局面。
少数种植者（尤其是美国东南部的种植者，荷兰也有部分案例，种植面积约 100 公顷）会分别种植秋茬和春茬作物，在隆冬和仲夏各留出一段较短的停产期。在美国东南部，若同时种植秋茬和春茬番茄，通常会单独设置育苗温室，以减少病虫害的持续传播。这类地区设置育苗温室的额外优势在于，可独立控制育苗温度，并能补充光照或增加二氧化碳浓度。而在荷兰，单独设置育苗温室并不经济，所有种植者均从专业苗圃采购优质秧苗。
有机温室番茄种植备受关注，但目前在整个行业中占比仍极低。有机种植体系下，作物生产必须通过国际组织认证，这些组织会对种植中可使用的材料类型进行规范。土壤状况、肥力以及益虫的利用等生物因素，是保障作物长势良好、健康且果实品质优良的核心要素。有机种植禁止使用高浓度化学肥料和大多数化学农药（《温室番茄生产》，265 页）。
在荷兰主要番茄产区，有机种植面积占比不足 1%。由于欧盟规定有机番茄必须采用土壤种植，而非岩棉等无土基质，有机番茄产量比常规种植低 20%。因此，有机番茄的市场价格需比常规种植番茄至少高 20%，才能保证经济效益（Anonymous，2003；Welles，2003）。
在美国，《国家有机计划》（National Organic Program）并未禁止无土栽培或水培种植，但不允许使用岩棉。有机种植仍需遵守所有与有机肥料和农药相关的准则，且性价比高的可溶性有机肥料选择非常有限。
（注：文中提及的图 9.1、图 9.3、图 9.4 为原文配套图表，译文已保留图表编号以便对应查阅。）
作物管理
整枝方式
20 世纪 70 年代至 80 年代初，作物先向上牵引至铁丝处，随后任其向另一侧下垂生长（即 “上下式整枝法”）。如今人们已认识到，植株顶部悬挂在阴影中会对产量产生不利影响。目前在荷兰及美国北部地区，应用最广泛的整枝方式是 “高拉绳整枝法”（图 9.2、图 9.4、图 9.6），该方法可使一茬作物持续收获多个生长季。
在这种整枝系统中，植株的生长顶端始终保持在冠层顶部，而茎秆则被下放并沿植株基部延伸。该系统兼具两大优势：一是能让新叶最大限度接收光照，从而提高产量；二是叶片和果实的摘除操作更便捷，可提升劳动效率。不过，这种方法对温室结构高度有要求 —— 需足够容纳用于牵引植株的水平铁丝，以及可能用于遮阳或节能的覆盖材料。有时还会在作物上方安装喷雾增湿器和二氧化碳注入设备。
高拉绳整枝法要求尽早对主茎进行牵引。移栽后应尽快将植株茎秆固定在塑料绳上，塑料绳则悬挂于距地面 3.2 米高的水平铁丝上。绳的末端需用防滑环固定在茎基部，之后每生长一个果穗，便将塑料绳围绕茎秆缠绕两三圈（图 9.4、图 9.6）。用于支撑的塑料绳需预留 10-15 米的长度，以便后续展开。通常，这些预留的绳子会通过一个绕绳钩固定在铁丝附近（图 9.3）。
除了将绳子缠绕在茎秆上，也可采用每 18 厘米用夹子将茎秆固定在绳上的方式（图 9.2）。夹子可消毒后重复使用，但塑料绳需在每一茬作物收获后更换。若需对藤蔓进行 “倾斜下放”（详见下文），至少应在植株下部茎秆处缠绕塑料绳 —— 因为绳子的支撑效果优于夹子；此外，初始牵引时让茎秆向行内预定倾斜方向生长，也会对后续操作有所帮助。
“倾斜下放” 的目的在于，即使作物在温室中生长周期较长，也能保持植株顶部直立（以利于授粉和光照吸收），同时使果穗高度保持在便于工人操作的位置（图 9.2）。当植株生长接近顶部铁丝时，需将塑料绳从绕绳钩上松开，然后将绳子与植株一同沿水平铁丝向侧面下放。这一过程称为 “下放”，操作需轻柔，避免茎秆断裂，通常每 7-10 天进行一次。
当植株第四穗花开放时，是开始 “倾斜下放” 的理想生育期 —— 此时茎秆长势较强，抗断裂能力较好。部分温室（尤其是采用立式种植袋的温室）会在藤蔓下方设置专用支撑架，以提供额外支撑。在双行种植的末端，藤蔓需绕过拐角进入下一行继续生长。拐角处会设置立式杆或铁丝支架，引导藤蔓转向（图 9.4），而此处也是藤蔓易断裂的位置。有时会在支架杆上套黑色塑料排水管或其他类型的 “缓冲套”，以保护藤蔓在转向时不受损伤。若藤蔓发生断裂，有时可用胶带修补固定。
间作或套种（图 9.4）是高拉绳整枝法的一种变式，其优势在于可缩短两茬作物间的空窗期，实现一年两收。具体操作如下：先移除一行老株，为新作物种植做准备；保留行的老株除顶部 4 片叶外，其余叶片全部摘除，并调整老株冠层的绿叶高度，以增加光照透入量，为新苗生长提供充足光照。在 6 个月生育周期的最后一个月左右，将新苗种植在保留行老株的旁边。
间作与悬挂式种植槽结合，可实现高产及全年连续种植。但间作也存在不足：温室清洁难度增加；新移栽幼苗的叶片含氮量较高，易吸引粉虱取食；此外，病害可能随老株传播；若使用乙烯促进老株串番茄成熟，还可能对新苗产生不良影响。
图 9.5：右侧为带有小苗的岩棉塞，该岩棉塞将被插入左侧的岩棉块中。
补充说明：
术语解析：
‘Rockwool’ 是园艺和工业中常用的材料，中文标准译法为 “岩棉”，是一种由玄武岩等矿石熔融制成的纤维材料，常用于育苗、无土栽培（提供固定和保水保肥作用）。
‘Plug’ 在此处指育苗用的小型岩棉块，译为 “岩棉塞”（强调其可插入的块状形态）；‘Cube’指体积更大的岩棉块，译为 “岩棉块”，二者在尺寸和用途上形成对应（小苗先在岩棉塞中培育，再移栽至更大的岩棉块）。
图 9.6 加拿大安大略省利明顿市某温室中，每个岩棉块内种植两株幼苗，这些岩棉块被放置在岩棉板上。在此系统中，灌溉用滴头既设置在岩棉板内，也设置在岩棉块内。种植的作物为串番茄（即藤上番茄，TOV），部分花柄存在弯曲现象。背景中地面上的热水加热管可用作设备导轨。
补充说明：
- 专业术语解析
：
- Rockwool
：岩棉，一种常用的无土栽培基质，具有良好的保水、透气性能，广泛应用于设施农业。 - Emitters
：滴头，灌溉系统中的关键部件，可将水或营养液精准输送至作物根部。 - Peduncle
：花柄，连接花朵与茎秆的部分，串番茄的花柄状态会影响果实生长，“kinking” 此处指因环境或生长因素导致的弯曲现象。 - TOV（Tomatoes on the Vine）
：藤上番茄，一种商品番茄类型，果实成熟后仍附着在藤蔓上采收，能更好地保持新鲜度和风味。
句式调整：
原文中 “This will be…” 引导的被动句，根据中文表达习惯调整为 “该岩棉塞将被…”，明确指代对象（避免歧义），同时保持技术文本的准确性和简洁性。
打杈与修剪
所有温室栽培品种均为无限生长型，若不对藤蔓进行修剪，每个复叶与茎秆的夹角处都会长出侧枝。这些侧枝需每周摘除，仅保留主茎作为生长顶端（图 9.2、图 9.6）。操作时需注意避免误将主茎摘除，若不慎发生，可保留一根侧枝作为新的主茎，但会导致产量降低且收获期延迟。因此，侧枝通常需长至数英寸（1 英寸≈2.54 厘米）后再进行修剪—— 此时侧枝与主茎的区分更明显，可减少误操作。每周用刀修剪侧枝，可减小剪口面积，从而降低灰霉病（Botrytis）的感染风险。
如 “植株间距与额外茎秆” 一节（第 268 页）所述，当光照强度相对于现有叶面积较高时，可保留部分额外侧枝。若因移除相邻植株导致行内出现空缺，有时也会保留一根额外的顶枝（即 “双顶枝” 或 “留侧枝补空”）。在荷兰，侧枝管理是优化作物结果量及产量的重要手段（De Koning，1994）。Leutscher 等人（1996）通过建模方法，对保留额外侧枝的最优数量进行了经济效益评估。
在英国（Ho，2004），随着光照增强，种植者会通过增加每穗留果数并保留侧枝生长的方式，来维持果实大小的一致性。在英国的冬春季，超过 50% 的果实直径集中在 40-47 毫米区间，而符合市场偏好的 47-57 毫米规格果实仅占 35%。
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营养与灌溉
营养
养分缺乏与过量的症状、pH 值、电导率（EC）及离子比例将在第 6 章中分别论述。表 9.4 和表 9.5 提供了美国东南部及加拿大地区，岩棉及其他无土栽培系统种植番茄时的肥料施用、pH 值及电导率（EC）推荐参数。与加拿大的推荐参数（表 9.5）相比，佛罗里达州的推荐参数（表 9.4）数值更低，且增长更为平缓。这一差异基于佛罗里达研究人员（霍克马斯与霍克马斯，1995）的研究发现：在高光强、高温环境下，较高的肥力水平会导致番茄营养生长过旺（植株徒长）。沃格特（1993）探讨了荷兰地区番茄作物的养分吸收规律。
在滴灌系统中，养分通常是从储液罐内的浓缩营养液中注入灌溉水中（即fertigation，水肥一体化）。肥料必须至少分装在两个储液罐中（图 9.11），以防止磷酸钙和硫酸钙沉淀。部分温室会配备两套储液罐，这样在重新配制营养液时，灌溉作业也不会中断。有时还会增设第三个储液罐，用于调节 pH 值；一些大型商业化温室则会使用六个或更多独立储液罐进行养分注入，以便更好地控制营养液成分。
表 9.4 美国佛罗里达州采用岩棉、珍珠岩或营养液膜技术（NFT）种植番茄时，最终输送的营养液浓度（ppm）及电导率（EC）推荐参数（霍克马斯与霍克马斯，1995）。粗体数字表示与前一生长阶段相比的变化值。
|
养分 |
生长阶段 |
||||
|
移栽至第一穗果期 |
第一穗果至第二穗果期 |
第二穗果至第三穗果期 |
第三穗果至第五穗果期 |
第五穗果至收获末期 |
|
|
氮（N） |
70 |
80 |
100 |
120 |
150 |
|
磷（P） |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
|
钾（K） |
120 |
120 |
150 |
150 |
200 |
|
钙（Ca）a |
150 |
150 |
150 |
150 |
150 |
|
镁（Mg） |
40 |
40 |
40 |
50 |
50 |
|
硫（S）a |
50 |
50 |
50 |
60 |
60 |
|
铁（Fe） |
2.8 |
2.8 |
2.8 |
2.8  |
2.8 |
|
铜（Cu） |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
|
锰（Mn） |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
|
锌（Zn） |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
|
硼（B） |
0.7 |
0.7 |
0.7 |
0.7 |
0.7 |
|
钼（Mo） |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
|
电导率（EC）（dS/m） |
0.7 |
0.9 |
1.3 |
1.5 |
1.8 |
a 钙（Ca）和硫（S）的浓度会因井水当中钙（Ca）和镁（Mg）的浓度，以及酸化处理所用硫酸的量而发生变化。
（第 280 页，M.M. 皮特与 G. 威尔斯）
表 9.5 加拿大安大略省采用岩棉种植温室番茄时，最终输送的营养液浓度（ppm）推荐参数（安大略省农业、食品与农村事务部，2001）。
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养分 |
生长阶段 |
|||
|
基质饱和期 |
种植后 4-6 周 |
常规供肥期 |
盛果期 |
|
|
氮（N） |
200 |
180 |
190 |
210 |
|
铵态氮（NH₄） |
10 |
10 |
22 |
22 |
|
磷（P） |
50 |
50 |
50 |
50 |
|
钾（K） |
353 |
400 |
400 |
420 |
|
钙（Ca）a |
247 |
190 |
190 |
190 |
|
镁（Mg） |
75 |
75 |
65 |
75 |
|
硫（S）a |
120 |
120 |
120 |
120 |
|
铁（Fe） |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
|
铜（Cu） |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
|
锰（Mn） |
0.55 |
0.55 |
0.55 |
0.55 |
|
锌（Zn） |
0.33 |
0.33 |
0.33 |
0.33 |
|
硼（B） |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
|
钼（Mo） |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
|
氯（Cl） |
18 |
18 |
18 |
18 |
|
碳酸氢根（HCO₃） |
25 |
25 |
25 |
25 |
a 钙（Ca）和硫（S）的浓度会因井水当中钙（Ca）和镁（Mg）的浓度，以及酸化处理所用硫酸的量而发生变化。
图 9.11 美国北卡罗来纳州某温室中，用于控制两种营养液（A 罐和 B 罐）及 pH 值的注入设备。
生长调控
除了避免养分缺乏或过量，调控番茄作物营养生长与生殖生长（或结果生长）之间的平衡也至关重要。生长均衡的番茄植株（安大略省农业、食品与农村事务部，2001）应具备茎秆粗壮、叶片深绿、花穗大且排列紧密、坐果率高的特点。具体来说，在距离生长点 15 厘米处，茎秆直径应达到 1 厘米。茎秆过粗意味着营养生长过旺，通常会伴随坐果率低、产量下降的问题；茎秆过细则往往表明植株碳水化合物供应不足、生长缓慢，最终也会导致整体产量偏低。
调控这种生长平衡的方法有多种，包括表 9.6 中总结的环境调控措施。此外，电导率（EC）、供水量以及营养液中氮钾比例也会对植株生长平衡产生影响。电导率（EC）通过影响植株的水分关系来调控生长（霍伊夫林克等人，2003）。根系环境盐度偏高、灌溉频率过低、灌溉水量不足，都会降低根系的水分可利用性，进而减少植株水分吸收量、降低整体生长速率，促使植株向生殖生长方向发展。高温和低相对湿度也会产生类似促进生殖生长的作用，因为这两种环境条件会降低水分可利用性，导致植株生长 “硬朗” 但速度减缓。
在施肥过程中，降低氮素供应或维持较高的钾氮比例，也是减缓植株生长速度、引导植株向生殖生长方向发展的有效方法（安大略省农业、食品与农村事务部，2001）。
循环系统
过去十年间，人们对养分循环系统的关注度日益提升，这类系统可在营养液重新利用前对其进行消毒处理，和 / 或补充消耗的养分。循环系统可使肥料成本降低 30%-40%，用水量减少 50%-60%（波特里，1996）。
在开放式（非循环）系统中，为弥补滴头出流不均的问题，通常会额外施加 20%-50% 的灌溉水量，植株则从单个栽培袋或栽培块内的小型储液区域吸收水分和养分。开放式系统的主要问题在于，在集约化生产区域，大量养分可能会排放到环境中，造成污染。因此，新建温室应设计营养液再利用或至少是温室排水回收的相关设施 —— 许多国家已强制要求这一措施，且回收系统后期改造难度较大。
（第 281 页，温室番茄种植）
（第 282 页，M.M. 皮特与 G. 威尔斯）
表 9.6 通过调节环境与营养调控植株生长（改编自《植株观测指南》，波特里，1996）。
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植株部位 |
观测现象 |
推荐措施 |
|
植株生长点 |
生长点粗壮 |
营养生长过旺。将日间温度提高 1-2°C（尤其在光照峰值时段）；扩大昼夜温差设置（1-8°C），温差越大，向植株传递的 “生殖生长” 信号越强。 |
|
生长点纤细 |
生殖生长过旺。缩小昼夜温差。在低辐射环境下（如早春、晚秋），降低 24 小时平均温度。目标是：在距离生长点约 15 厘米处，或在花穗下方第一片完全展开的叶片处，生长点直径达到 10-12 毫米。 |
|
|
生长点 “紧凑”—— 叶片迟至当日晚些时候才展开 |
生长失衡（偏向营养生长）。通过提高午夜至日出时段的温度，增加 24 小时平均温度。叶片应在上午 11 点至下午 4 点之间展开。目标是将下午温度适当提高（+1 至 21°C）。 |
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|
生长点呈紫色 |
生长失衡（偏向营养生长）。轻微发紫属正常现象，可提高夜间温度改善。 |
|
|
生长点呈灰色 |
组织温度过高，且伴随高二氧化碳浓度，或高温低光照环境。这种现象常见于早春通风受限的时期。解决方案：降低二氧化碳浓度，并在日间提前停止二氧化碳供应。 |
|
|
生长点黄化 |
若栽培基质的水 / 气比例失衡，可能导致生长点黄化。若栽培块干燥，可提高电导率（EC）；若栽培块过湿，仅将微量元素供应增加 10% 即可。同时，需维持生长点温度与根系温度之间的差值在 5°C 以上。 |
|
|
花 / 花穗 |
花色浅黄（尤其在上午） |
正常花色应为明亮的 “蛋黄黄”。若环境潮湿，往往会出现低蒸气压亏缺（VPD<2）的情况。推荐措施：提高蒸气压亏缺（VPD），尤其在清晨时段，将其提升至 3-7。上午营造 “活跃” 的环境：管道加热温度最低维持在 40°C，通风量控制在 1%-2%。目标花穗形成速率为 0.8-1.0 个 / 周。 |
|
花穗细长挺直（易弯折） |
低光照、高温环境会加剧该现象。通过降低日间温度，减少 24 小时平均温度；营造蒸气压亏缺（VPD）≥3 的活跃环境。在光照水平较低时（<600 焦 / 平方厘米 / 天），避免过早提高种植密度。 |
|
|
花 |
花朵 “黏连”（萼片无法向后卷曲） |
由高湿环境导致（尤其在上午）。上午通过管道最低温加热、微开通风口，激活植株生理活动。若不及时处理，这类花朵会发育成劣质果实。日间温度越高，蒸气压亏缺（VPD）越大，花朵黏连现象越少。 |
|
花朵距生长点过近（距离 < 10 厘米） |
生殖生长过旺。降低日间温度，提高夜间温度，即缩小昼夜温差。4 月下旬至 5 月初：为保证植株在夏季有足够的果实产量，花朵紧凑的情况可能是理想状态。 |
|
|
叶片 |
生长点处叶片短小（如长度 < 35 厘米） |
常见于晚春时节，植株生长失衡（偏向营养生长）。此时果实负载量较低（<85 个 / 平方米），需扩大昼夜温差。 |
所有营养液膜技术（NFT）系统均采用营养液循环模式。在早期的营养液膜技术（NFT）系统中，初始营养液因植株蒸腾作用消耗后，会通过 “补充” 营养液的方式进行补给（琼斯，1999）。通常每两周左右，旧营养液会被废弃，重新配制新鲜营养液以纠正养分失衡问题。
在现代循环系统中，会对营养液中的盐分和水分含量进行监测，并针对性补充特定消耗的养分。目前已有多种不同类型的封闭式循环系统投入应用，相关领域的试验仍在持续开展。在荷兰（沃格特与松内费尔德，1997），最常见的排水回收系统是将岩棉栽培块置于塑料槽内（图 9.12）。在美国南部地区，可使用巴托桶（Bato Buckets®）收集排水（图 9.10）—— 通过排水口将巴托桶底部储液区域内多余的水分吸入 PVC 管道，实现排水回收。
这类循环系统的主要问题是如何防止病原菌污染。此外，还需考虑植株吸收养分导致的营养液成分波动，以及自毒作用（植株自身分泌有害物质积累产生的毒害）。池田等人（2001）列出了以下几类控制方法：
-
物理与栽培措施：热处理、紫外线辐射、膜过滤、营养液温度调控、pH 值与电导率（EC）控制，以及卫生清洁措施； -
化学方法：臭氧处理、氯化处理、碘化处理、过氧化氢处理、金属离子处理、无机元素处理、非离子表面活性剂处理，以及壳聚糖处理（壳聚糖是一种生物活性物质，来源于虾、蟹等甲壳类动物外骨骼中的多糖）； -
生物方法：慢速过滤、根际细菌与拮抗真菌处理、真菌寄生菌处理、抑菌基质处理，以及生物表面活性剂处理。
（第 283 页，温室番茄种植）
图 9.12 荷兰某温室中，岩棉栽培块置于栽培槽内的循环系统。
灌溉
植物蒸腾作用需要大量优质水分，蒸腾作用不仅能为叶片降温，还能推动养分从根部向叶片和果实运输。据估算，荷兰温室的年耗水量为 0.9 立方米 / 平方米（Anonymous，1995），加拿大不列颠哥伦比亚省（BC 省）温室的年耗水量为 0.8 立方米 / 平方米（Portree，1996）。建造温室前，必须确保有充足的水资源且水质达标，具体要求如下：电导率（EC）需 < 0.5 毫西门子 / 米，pH值需在 5.4-6.3 之间，碱度需 < 2 毫当量 / 升。尽管成本较高，但通常可通过水处理降低碱度并调节 pH 值。采用反渗透技术降低电导率通常不具备经济可行性，但荷兰的实践表明，将劣质水源与雨水混合的替代水处理方案，可提高灌溉水水质。
灌溉频率受基质根系容积和持水能力影响：岩棉板的根系容积非常有限，在夏季条件下，每小时需浇水 5-6 次，全天浇水次数可达 30 次；珍珠岩系统的浇水频率通常低于岩棉板系统，但高于泥炭袋系统（泥炭袋系统全天仅需浇水 3-4 次）。植物需水量为 1-14 升 / 平方米 / 天（即 0.4-5.6升 / 株 / 天），具体数值因生长阶段和季节而异。灌溉周期的每日时间安排也随需水量变化：例如，冬季供暖系统开启时，夜间蒸腾量可占每日总蒸腾量的 50%，而夏季夜间蒸腾量仅占每日总蒸腾量的 5%-8%（Portree，1996）。在岩棉板系统中，滴灌施肥应在日出后 1-2 小时开始，日落前 1-2 小时结束，以减少病害发生，同时避免夏季果实出现锈斑和裂果。冬季夜间供暖导致相对湿度降低时，可能需要夜间浇水；夏季若环境炎热干燥，同样需夜间浇水（OMAFRA，2001）。荷兰已针对循环系统开发出一种均衡灌溉模型，该模型基于叶面积、空气温度和季节制定（De Graaf，1988）。目前温室中已开始使用高精度称重装置，可每小时监测岩棉板的含水量和植物蒸腾量，从而避免植物遭受胁迫。
（284 页，M.M. 皮特、G. 威尔斯 著）
环境控制
如今的计算机系统愈发精密、易用且经济实惠，即便在规模相对较小的温室群中，也能用于控制温度、相对湿度、二氧化碳浓度和光照强度。此外，计算机还能记录作物生长环境的历史数据，并在设备出现故障时向操作人员发出警报，具有重要实用价值。根据预设标准（如室外或室内温度、辐照度、湿度、风速和二氧化碳浓度），计算机可控制温室内的多种机械设备，包括通风口、加热器、风扇、蒸发冷却垫、二氧化碳燃烧器、灌溉阀门、施肥注入器、遮阳网和节能幕布。更重要的是，计算机能整合不同传感器的监测结果，对所有数据进行处理，以实现预期目标（如维持特定的温度或湿度环境）。在计算机控制的温室中，通过环境调控来平衡植物生长更为简便。基于环境条件的灌溉和施肥制度计算机控制，将在第六章中详细探讨。
相对湿度
温室内的湿度是作物蒸腾、土壤蒸散、温室覆盖层凝结以及通风过程中水汽流失之间平衡的结果。冬季湿度通常较低，原因是蒸腾作用较弱且凝结作用较强；而在晚春和秋季，湿度水平可能会较高。节能设计（如采用双层聚乙烯薄膜）会提高温室内的相对湿度（Hand，1988）。
尽管计算机控制程序已相当精密，但湿度控制的效果仍存在局限性。例如，为控制温度而开关通风口时，温室内的湿度和二氧化碳浓度也会随之变化。若湿度过高但温度仍在可接受范围内，可能需要结合加热和通风来维持适宜的温湿度。对于带通风口的玻璃温室，应开启加热器并打开通风口；对于带风扇的温室，应先开启风扇几分钟，再启动加热器以维持空气温度。当室外空气显著比室内空气更凉爽、更干燥时，通过通风控制湿度的效果最佳 —— 凉爽干燥的空气进入温室后受热，会吸收水汽并降低室内湿度。即便室外空气湿度很高，只要其温度显著低于室内空气温度，引入室外空气降低湿度的方法仍有一定效果。但在实际操作中，只有当室外空气显著更凉爽、更干燥时，通风降湿的成本才具有合理性。对于 “封闭式” 玻璃温室，可通过储存的地下水实现降温（而非依赖通风，详见上文 “温室设施” 部分），因此能在不影响其他气候因素的前提下实现湿度控制。
（285 页，《温室番茄生产》）
相对湿度有时会通过空气的相应水汽压亏缺（VPD）来描述，即空气中实际含有的水汽量与该温度下空气所能容纳的最大水汽量之间的差值。这一主题将在第六章中进一步探讨。荷兰的一项研究（Bakker，1990）表明，高湿度（低水汽压亏缺）会因钙缺乏导致叶面积减小，同时还会增加气孔导度、降低最终产量并减少果实平均重量。不过，该研究的水汽压亏缺范围相对有限：白天为 0.35-1.0 千帕，夜间为 0.2-0.7 千帕。目前尚不清楚在水分充足的情况下，低湿度（高水汽压亏缺）对植物的危害程度，但通常认为水汽压亏缺 > 1.0 千帕时可能对植物产生胁迫。在北欧，水汽压亏缺超过 1 千帕的情况较为罕见，但在北美部分地区，尤其是南欧，水汽压亏缺有时会超出这一范围。例如，当温室温度为 26°C、相对湿度为 60% 时，水汽压亏缺可达 1.35 千帕；在干旱气候下，温室水汽压亏缺最高可达到 3-5 千帕。若植物蒸腾耗水量超过根系供水能力，果实可能会出现脐腐病（BER），气孔也可能关闭，进而导致植物生长不良。关于湿度与温度的相互作用及推荐的水汽压亏缺水平，第六章将展开更详细的讨论。
降低湿度并保持叶片表面干燥的最重要原因是预防病害。当水汽压亏缺≤0.2 千帕时，病害传播速度会显著加快；同时，叶片表面湿润时，真菌病原体孢子的萌发率会升高。这种情况在以下场景中最易发生：晴朗温暖的白天使叶片蒸腾和水分蒸发作用增强，水汽在空气中积聚，直至夜间空气冷却至露点温度，水汽便会在凉爽的表面（如叶片和温室内壁）凝结，并从温室顶部滴落至叶片上。在温室薄膜内侧喷洒湿润剂，或使用添加了湿润剂的塑料薄膜，可防止凝结水直接滴落到植物上 —— 此时水分会以薄膜形式附着在表面，通过流动滑落而非滴落至叶片。在拱形双膜温室中，凝结水滴落至叶片的问题最为严重，因为其弧形顶部难以收集和排出凝结水。玻璃和丙烯酸板材温室的初始湿度较低，且屋顶坡度更大（哥特式拱顶温室也具备这一特点），因此水分会沿屋顶滑落而非积聚，随后可被收集并排出室外。将温室内的空气流动速度提高至 1 米 / 秒（叶片会轻微晃动），可缩小叶片表面与空气之间的温差，从而防止叶片表面温度降至露点以下，减少叶片表面的凝结水。提高空气流动速度的方法有两种：一是开启热风机的风扇，二是使用水平气流（HAF）风扇。这些小型风扇（见图 9.10）沿温室两侧布置，在温室一侧推动空气向一个方向流动，在另一侧推动空气向相反方向流动；除排气扇开启时外，水平气流风扇会持续运行。这种设计能形成缓慢的水平气流，同时使温室内温度分布更均匀。
（286 页，M.M. 皮特、G. 威尔斯 著）
荷兰已开发出一种凝结水模型（Rijsdijk，1999），种植者可利用该模型，根据实测果实温度（而非使用通风扇）调整日出时段（凝结水形成的典型时段）的供暖制度。日出时，空气升温速度快于果实，导致果实表面温度低于空气温度，因此果实表面可能形成凝结水。由于果实升温速度慢于叶片，因此需监测果实温度而非叶片温度。若果实表面未形成凝结水，则叶片表面通常也不会形成凝结水。
温度：加热与冷却
维持最适温度
不同作物生长发育阶段的最适昼夜温度如表 9.3 所示。当温度在 10-20°C 范围内升高时，作物的生长发育速度会随温度升高呈线性增长。若白天温度较高，在保证平均温度处于最适范围内的前提下，可适当降低夜间温度以节约能源（详见第四章）。
在荷兰，玻璃温室番茄生产采用的温度整合策略以日平均温度为调控目标，而非维持特定的昼夜温度（De Koning，1990）。与不考虑24 小时平均温度、单纯维持 “高日温 – 低夜温” 模式相比，该策略可节约 10%-15% 的能源。帕帕佐普洛斯等人（1997）总结的研究表明，在 24 小时至数天的时间段内，植物对最适温度的波动具有一定耐受性。例如，番茄可在 6 天内承受比标准温度低 3°C 的环境，只要后续 6 天的温度比标准温度高 3°C，且12 天的平均温度保持不变；即便温度波动幅度达到 6°C，只要6 天的平均温度不受影响，番茄也能耐受（De Koning，1990；Portree，1996）。
在高纬度地区，温室普遍采用节能措施以降低供暖成本。夜间在作物上方拉上由多孔聚酯或铝箔织物制成的保温幕布，年均可减少 20%-30% 的热量损失。有时会使用兼具两种功能的轻型可伸缩幕布：夜间用于节能，白天用于遮阳。然而，在西班牙、美国南部等多数低纬度种植区，保温幕布带来的节能效果不足以抵消其高昂成本；此外，即便将幕布收至一侧，白天的遮阳作用仍会导致产量下降。而且，多数拱形温室的顶部空间不足，无法实现幕布的来回拉动，因此保温幕布在这类温室中也不适用。
288
289
290
空气污染物
最常见且危害最严重的温室污染物是由故障热交换器、肮脏的燃料开口以及燃料不完全燃烧产生的燃烧气体。密封性好、能效高的温室因减少了室外空气交换，反而加剧了这一问题。
图 9.13. 植物经 10 ppm（百万分之一浓度）乙烯气体处理过夜后的状态。注：藤蔓扭曲、叶片下垂、叶片黄化且花朵脱落。
补充说明：
- ppm
：全称为 “parts per million”，是浓度单位，常用于表示气体、液体中微量物质的含量，此处结合语境译为 “百万分之一浓度”，符合农业 / 植物学实验报告的常用表述。 - flower abortion
：在植物生理学中特指 “花朵脱落” 或 “花败育”，此处根据 “叶片黄化”“藤蔓扭曲” 等直观症状，优先选择更易理解的 “花朵脱落”，若为强调生理过程也可译为 “花败育”。 -
句式调整：原文 “Note twisting vines…” 为名词短语结构，中文调整为动宾结构（“藤蔓扭曲、叶片下垂…”），更符合中文实验图注中对现象描述的简洁性要求。
在低浓度下，一氧化碳（CO）会导致工作人员出现头痛、头晕等症状；当浓度超过 50ppm（0.005%）时，则可能造成人员受伤甚至死亡。丙烷、甲烷等燃料的泄漏量需达到相当大的程度才会对人体健康构成危害，但即使是少量泄漏也会对植物产生不利影响。同样，乙烯浓度达到 5ppm 时对人体有害，而浓度低于 0.05ppm 就会导致番茄叶片向下弯曲（偏上性生长）（图 9.13）。若长期暴露在低至 0.02ppm 的乙烯环境中，番茄茎秆可能变粗、分枝增多，花芽可能脱落或发育成畸形果实。长期低浓度暴露引发的症状往往难以识别，尤其是在没有洁净空气中生长的植物作为对照的情况下。此外，由于乙烯暴露期与损伤显现期之间存在时间差，诊断工作也颇具难度。
目前，能直接检测大多数污染物的设备在温室中使用并不现实，但一些北美种植者会在烟道气中使用价格低廉的一氧化碳监测仪。当一氧化碳浓度超过 30ppm 时，可能意味着燃料燃烧不完全，且存在潜在污染物。表 9.7 列出了温室中可能存在的空气污染物对人体和植物的潜在有害浓度。
温室空气污染物问题在冬季首次启用温室时最为常见。在移栽番茄幼苗前，可先将几盆盆栽番茄移入温室。若发现这些盆栽番茄出现偏上性生长症状，需在作物移入温室前对温室系统进行全面检查。
空气污染也可能来自其他源头，例如加热管道上的油漆、清洁剂以及新的聚氯乙烯（PVC）材料（波特里，1996）。最安全的做法是保持适当通风，即便会牺牲部分能源节约效果；同时，在秋季首次开启加热器时以及冬季异常寒冷期间，要密切观察植物是否有损伤迹象。
做好设备维护也能预防污染问题：每年至少清洁两次单元加热器和燃料喷口，并定期检查火焰外观是否有变化。丙烷火焰应带有细小的黄色尖端，而天然气火焰应呈柔和的蓝色，并带有清晰的内焰锥。在供暖季节开始前，最好由专业人员对加热器进行调试并检查是否存在燃气泄漏。
表 9.7 常见温室空气污染物对人体和植物的最大可接受浓度（ppm）
（数据来源多样，表格改编自波特里，1996）
|
气体 |
人体 |
植物 |
植物（长期暴露） |
|
二氧化碳（CO₂） |
5000 |
4500 |
1600 |
|
一氧化碳（CO） |
47 |
100 |
– |
|
二氧化硫（SO₂） |
3.5 |
0.1 |
0.015 |
|
硫化氢（H₂S） |
10.5 |
0.01 |
– |
|
乙烯（C₂H₄） |
5.0 |
0.01 |
0.02 |
|
一氧化氮（NO） |
5.2/5.0 |
0.5/0.01-0.1 |
0.250 |
|
二氧化氮（NO₂） |
5.0 |
0.2-2.0 |
0.100 |
病虫害问题
第 7 章概述了番茄的病虫害情况。温室中常见的虫害包括粉虱、螨类、蓟马、蚜虫、番茄潜叶蛾、毛毛虫、木虱和潜叶蝇。常见的真菌病原体有猝倒病（根腐病，腐霉菌属）、灰霉病（灰葡萄孢菌）、白粉病（白粉菌属）、叶霉病（褐孢霉，曾用名枝孢霉）以及镰刀菌冠腐病（尖孢镰刀菌）。
温室中还可能出现多种病毒性病害，包括番茄斑萎病毒（TSWV）、番茄花叶病毒（ToMV）、烟草花叶病毒（TMV）、甜菜伪黄化病毒以及多种双生病毒。番茄 Pepino 花叶病毒最近在北美被发现，但尚未广泛传播。
防治伪黄化病毒和双生病毒的最佳方法是阻断其传播媒介（银叶粉虱），番茄斑萎病毒的防治也是如此，其传播媒介是西花蓟马。叶蝉、飞虱、木虱，可能还有粉虱，是植原体（曾用名支原体）的传播媒介。
在一些高温产区，棒状杆菌可能会扩散。大田生产中常见的病虫害（如早疫病和甜菜夜蛾）也可能出现在温室中，尤其是在美国南部和地中海地区那些侧壁可开启的温室里。
生物防治
在北美和北欧，通过生物防治手段，番茄种植几乎可以不用杀虫剂。目前有多种益虫可用于防治温室害虫，但生物防治的成功实施需要经验、耐心，还需有可靠的益虫供应商。
在益虫进入温室前，问题就可能出现：运输的益虫数量可能不符，或处于不适宜的发育阶段；若包装不当、运输温度过高或过低，益虫可能在运输途中死亡。
记录益虫的批次编号、释放日期和释放位置会有所帮助。凭借经验和优质手持放大镜，可在益虫到货时以及放入温室后的几天内检查样本，以确定其存活情况，但不同种类的益虫，需关注的特性有所不同。
益虫到货后的处理也至关重要：应立即释放，切勿将其置于高温环境或低于 10°C 的温度下（如冰箱中）。此外，由于生物防治的效果不像传统杀虫剂那样立竿见影，很难判断益虫是否成功定殖。
主要的生物防治剂类别如下：
-
寄生蜂，用于防治粉虱； -
蚜虫寄生蜂（烟蚜茧蜂）和蚜虫捕食者（蚜蝇，一种小型蠓虫）； -
捕食性螨类（智利小植绥螨、黄瓜新小绥螨和下盾螨），用于防治叶螨； -
线虫，用于防治蕈蚊； -
一些广谱捕食者（如草蛉、小花蝽）。
在这些大类中，并非所有益虫都能防治所有害虫。例如，捕食性螨类可防治叶螨，但无法防治锈螨。粉虱的防治也较为复杂，除非温室中只有温室粉虱（烟粉虱属），这种粉虱可由丽蚜小蜂防治（图 9.14）。银叶粉虱（烟粉虱）的防治难度更大，需要使用恩蚜小蜂（曾用名加州恩蚜小蜂）或mundus 恩蚜小蜂。
图 9.1 4. 番茄叶片下表面，显示出一群温室白粉虱成虫。深色斑点为被丽蚜小蜂（Encarsia formosa）寄生的白粉虱若虫。
补充说明：
- 术语准确性
：
- ‘greenhouse whiteflies’
译为 “温室白粉虱”，是农业领域常见害虫的标准中文名，属于粉虱科，主要危害温室作物。 - ‘Encarsia formosa’
采用学名 + 中文名的格式，“丽蚜小蜂” 是该寄生蜂的通用译名，常用于生物防治（以蜂治虫），专门寄生白粉虱若虫。 - ‘whitefly immatures’
译为 “白粉虱若虫”，因粉虱幼虫阶段通常称为 “若虫”，而非 “幼虫”，符合昆虫学术语习惯。
图 9.1 5. 叶片上覆盖着煤污菌，这些煤污菌生长在粉虱或蚜虫取食后分泌的蜜露上。
补充说明：
专业术语解析：
sooty mould：译为 “煤污菌”，是一类腐生真菌的统称，常附着在昆虫分泌的蜜露上形成黑色霉层，影响植物光合作用。
honeydew：译为 “蜜露”，指蚜虫、粉虱等刺吸式口器昆虫取食植物汁液后，排出的含糖黏性分泌物，是煤污菌的主要营养来源。
whitefly/aphid：分别译为 “粉虱”“蚜虫”，均为常见农业害虫，通过刺吸植物汁液危害作物，并诱发煤污病。
防治银叶粉虱种群至关重要，因为它们不仅会降低植物活力、分泌蜜露，还是病毒的传播媒介，还会导致果实成熟不均匀。无论是粉虱还是蚜虫分泌的蜜露，都会促使叶片和果实表面滋生煤污病及其他真菌（图 9.15）。若温室中存在多种粉虱，可能需要释放两种捕食者；对于所有害虫，使用多种生物防治剂往往效果更佳，因为在特定时间，环境条件或害虫种群的变化可能会使某一种生物防治剂比另一种更有效。
益虫通常比害虫对杀虫剂更敏感。一旦温室中引入了益虫，可使用的杀虫剂种类就会受到极大限制。允许使用的杀虫剂清单通常可从供应商处获取。
生物农药
生物农药是一类新型产品（有时也称为 “生物合理农药” 或 “低风险农药”），对人体更安全，对非目标生物的影响更小。这类农药包括微生物农药（如苏云金杆菌，Bt）、昆虫蛋白毒素、昆虫病原线虫、杆状病毒、植物源农药以及用于干扰交配的昆虫信息素。
与传统农药相比，生物农药的登记流程更为简化，因此更有可能被批准用于温室番茄这类特色作物。由球孢白僵菌（一种昆虫病原真菌，可用作生物杀虫剂）制成的产品有多种剂型，可用于防治粉虱。这类产品可像传统农药一样喷洒在作物上，但与传统农药类似，也需要重复施用。
昆虫生长调节剂以及由印楝油等天然杀虫剂制成的产品也属于生物农药，但在某些情况下，它们对熊蜂和益虫可能具有较强的毒性。
传统农药
专门登记用于温室番茄生产的传统农药数量较少。一些登记用于大田番茄生产的农药，其标签上明确禁止在温室中使用，但也有部分可以在温室中使用。种植者需查阅当地或国家的农药登记目录，以明确哪些农药可合法用于温室番茄，以及关于重新进入间隔期和收获前安全间隔期的限制。
此外，大多数农药对熊蜂和引入的益虫都有不利影响。虽然在作物收获后清理田园或引入益虫前降低害虫种群数量时，农药可能有用，但种植者应采用综合病虫害管理措施，而非单纯依赖杀虫剂。
在西班牙，病虫害防治主要依靠预防性喷洒，仅有不到 5% 的种植面积采用生物防治。如表 9.8 所示，西班牙阿尔梅里亚地区每平方米使用的农药有效成分量是荷兰的 3-4 倍，而荷兰则将农药使用与生物防治相结合。按每千克产品计算，阿尔梅里亚地区番茄作物的农药有效成分用量约为荷兰的 20 倍，这还未将西班牙土壤施用的化学品考虑在内。
预防病虫害的栽培措施
使用无虫苗木，或带有益虫与害虫平衡系统的苗木，是预防病虫害的首要措施。同时，需格外注意防止通过移栽苗或观赏植物引入害虫，因为这些可能是蓟马、螨类和粉虱的来源。此外，防止害虫通过进气口和入口进入温室也至关重要。
若直接在进气口安装滤网，会大幅降低通风量。对于强制通风系统（如风机 – 湿帘蒸发冷却系统），可构建静压箱（带滤网的进气区域），以减少滤网材料造成的压力损失。这种设计既能阻挡昆虫，又能保证足够的通风量。滤网制造商提供的图表可根据进气量计算出这些滤网箱的体积。
带有正压的双道门是防止害虫随工作人员进入温室的最佳方式。在温室内，应使用黄色粘虫板或粘虫带（见图 9.10）监测害虫种群，一旦发现成虫，需立即采取防治措施。
蓝色粘虫板对西花蓟马特别有吸引力，若过去曾受西花蓟马困扰，蓝色粘虫板会是更好的选择。不过，黄色粘虫板对粉虱、蓟马、潜叶蝇、蕈蚊和有翅蚜虫均有吸引力。
整枝打叶这一栽培措施也可能影响病虫害防治，因为打叶可能会移除处于寄生状态的益虫幼体，尤其是寄生蜂的幼体。有时，种植者会将叶片堆放在行间，以便益虫成虫羽化，但当存在病原菌接种体时，这种做法并不可取。
预防病害的最佳方法是维持良好的温室环境（如环境控制部分所述）：保证空气流通良好、植物处于适宜温度、湿度较低，且冷凝水不会滴落在植物叶片上。此外，应及时清除并销毁植物残体。
根系环境中的病害
如前文所述，循环水系统中还需解决病原菌传播的问题。热处理（95°C 下处理 30 秒）和紫外线辐射是目前应用最广泛的消毒方法，但这两种方法成本较高，且并非始终有效。在大多数情况下，回流水只能实现部分灭菌。
最近，人们开始关注采用慢砂过滤技术，替代对循环水系统中的营养液进行彻底消毒。通过慢砂过滤，水中的原有微生物群落可能具有抑制腐霉菌、疫霉菌等病原菌的能力。这样一来，无需花费高昂成本且克服彻底灭菌的困难，就能预防病害爆发。
在非循环水系统中，镰刀菌冠腐病、腐霉病等土传病害也可能发生，但通过卫生措施和种植抗性品种（针对镰刀菌冠腐病），这些病害大多可得到控制。
砧木嫁接
在无土栽培中，番茄嫁接砧木的主要目的是提高产量。自 20 世纪 20 年代末以来，大田番茄种植中就采用嫁接技术，以减少由尖孢镰刀菌等病原菌引起的土传病害（第 7 章）。因此，在温室无土栽培中，番茄过去通常不进行嫁接。
然而，最近研究发现，嫁接能提高番茄对病毒病和黄萎病等真菌病害的抗性，因为嫁接可使植株生长更健壮（海恩斯，2004）。此外，番茄品种嫁接在砧木上还能提高耐高温性（里韦罗等，2003）、耐旱性（巴特等，2002）和耐盐性（费尔南德斯 – 加西亚等，2002）。
植株的生长表现取决于砧木和接穗的组合。例如，砧木对番茄耐盐性的影响取决于接穗的基因型（圣克鲁斯等，2002）。这些相互作用使得难以预测特定砧木 – 接穗组合中砧木的作用效果。
齐尔斯特拉和登尼斯（1987）以 9 个基因型作为接穗和砧木进行相互嫁接（共 81 种组合），研究了低温条件下根系对植株生长和早熟性的影响。尽管他们发现砧木和接穗之间的相互作用较小，但观察到：在低温下筛选出的、适合生长和早熟的番茄基因型，当作为砧木在低温下使用时，表现却非常差。
在荷兰的温室番茄生产中，使用砧木是常见做法。应用最广泛的砧木是 “Maxifort”（德瑞特种子公司），此外还有 “Eldorado”（安莎种子公司）、“Beaufort”（德瑞特种子公司）和 “Big Power”（瑞克斯旺种子公司）（海恩斯，2004）。
砧木的播种时间应比接穗品种早 7-10 天。接穗的播种时间应比非嫁接苗早约 5 天，这样才能在预期的定植日期使嫁接苗与非嫁接苗大小一致，因为嫁接过程会导致植株生长略有延迟。此外，嫁接苗第一穗果下方的叶片数量通常比非嫁接苗多 1 片（海恩斯，2004）。
嫁接苗的成本比非嫁接苗高 50%-100%，因此通常每株嫁接苗保留两个茎秆。第二个茎秆可通过保留第一、第二或第三穗果下方的侧枝获得，也可通过在子叶上方对嫁接苗进行摘心获得。后一种方法只有在光照充足的情况下（从 3 月中旬开始定植），才能长出两个大小一致的茎秆。与在常规植株上保留侧枝相比，在子叶上方摘心会使植株生长延迟 14 天。
第三种方法是在第二片叶上方摘心，但这种方法存在茎秆大小不均的风险，因为位置较高的茎秆会“压制” 位置较低的茎秆（海恩斯，2004）。
市场营销
由于温室种植的番茄比露天种植的番茄采摘时成熟度更高，因此其易腐性极强，这就要求提前确定好运输商与采购商的位置。与露天种植相比，温室种植的生产成本更高、产品质量也更优，所以必须格外关注产品定价，确保投资能获得可持续的回报率。关键在于，所销售的番茄需在外观和口感上明显优于露天种植的番茄。
许多种植者会在番茄上粘贴标签或提供宣传材料，以此吸引消费者并提高品牌知名度（见图9.16 和图 9.17）。美国市场销售额的快速增长，证明了消费者愿意为高品质产品支付更高价格。在北欧，种植者团体以特定品牌销售番茄，例如 “美味番茄（Tasty Tom）” 或 “自然之选（Nature’s Choice）”。他们通过严格遵循种植策略来保障品牌品质，这些策略侧重于优化番茄的货架期和口感。为此，种植者会采用特定的 “口感调控” 模式，通过调整栽培管理措施（如温度控制、施肥制度和品种选择）来优化番茄的口感属性（Verkerke 等人，1998 年）。对于小型种植者而言，可行的销售渠道包括温室直销、加入种植合作社、在农贸市场销售，或通过有机食品店、健康食品店等特色门店销售。
图 9.1 6. 收获番茄的单层包装盒
番茄在通过包装流水线时，会自动贴上独立标签。这些番茄的花萼均保持完整。
补充说明：
- 术语解析
- calyx
：此处译为 “花萼”，指番茄顶部连接果实与果柄的绿色瓣状结构，是判断新鲜度的重要特征之一，常见于农产品加工或园艺相关文献中。 - packing line
：译为 “包装流水线”，强调自动化、连续性的生产作业流程，符合工业场景表述习惯。
图 9.17. 自动化包装线将成熟度不同的番茄分离开来，并将它们装入单层包装盒中。
该描述包含两个核心动作，清晰呈现了自动化包装线的工作流程：
分离动作：核心是依据 “成熟度” 这一关键指标，对番茄进行分类筛选。
包装动作：明确了最终的包装形式为 “单层包装盒”，确保番茄在包装过程中不易因堆叠造成损伤。
采摘
温室番茄的口感和质地更优，通常得益于两个因素：一是番茄在藤蔓上留存的时间更长，二是能比露天番茄更快送达消费者手中。对于直销种植者来说，采摘的番茄几乎都是完全成熟的红色果实。对于需跨地区甚至跨国运输的大型种植企业，牛排番茄（beefsteak tomato，果肉厚实的大果型番茄）可能会提前采摘，但采摘时间绝不能早于 “转色期”（即果蒂处首次出现颜色变化的阶段）。无论采用哪种销售方式，具有吸引力的包装和呈现形式都至关重要。
温室番茄品种的果皮较薄、果壁较软，这虽然提升了其对消费者的吸引力，但也使得它们在采摘和包装过程中更容易受损。因此，温室番茄通常采用单层包装，而非像露天番茄那样堆叠包装。
许多大型温室配备了专门的系统，既用于保护番茄果实，又能降低采摘过程中的人工成本。这类系统包括轨道运输系统（用于推动采摘车沿种植行移动）和液压升降平台（方便工人对植株进行管理和采摘）。采摘牛排番茄时，通常会去除花萼和果柄，以防止果实被扎伤，但图 9.16 中所示的番茄则保留了完整的花萼。采摘串番茄（cluster tomato）时，会从主茎处剪下整串果实，然后将其单层放入包装盒、蛤壳式保鲜盒、塑料套袋或网袋中，确保果实始终保持成串状态。
采后包装与储存
大多数大型温室都配备自动化包装线，其原理与露天番茄的包装线类似，但温室番茄通常会装入可堆叠的单层包装盒中（见图 9.16 和图 9.17）。
温室番茄一般不进行储存；即便在北美地区，储存时间也不会超过将果实运往市场所需的几天。但即便在这短暂的储存期内，也需维持最适宜的温度和湿度（温度 10-13°C，相对湿度 90%-95%）。由于番茄在转色期或转色后采摘，因此无需使用乙烯进行人工催熟。不过，串番茄种植者有时会使用乙烯利（Ethrel），以促进整串果实同步成熟。通常情况下，只有当种植者希望在晚秋季节、新一季作物投产前完成当季采摘时，才会采用这种方式。此时需特别注意：避免让幼苗暴露在高浓度乙烯环境中，否则可能导致花朵脱落和生长异常（见图 9.13）；此外，高浓度乙烯还可能对番茄的货架期产生不利影响。
自然成熟的番茄本身也会释放乙烯，因此不应将其与西兰花、生菜、黄瓜等对乙烯敏感的作物一同储存或运输。
潜在产量
得益于番茄品种的改良和技术应用的集约化，全球温室番茄的产量正不断提升。但在对比产量数据时，需重点关注生产季长度、种植密度以及每年的种植茬数这几个因素。
总体而言，温室番茄的产量远高于露天种植：温室番茄年产量可达 375 吨 / 公顷，而露天种植仅为 100 吨/ 公顷（Jensen 和 Malter，1995 年）。无土栽培温室系统的番茄平均产量高于土培温室系统，但两者的生产力难以进行有效对比 —— 土培温室系统的管理通常较为粗放，前期投入、资金成本、营销成本、生产成本和运营成本更低，且生产季也更短。此外，土培温室种植者通常会选择本地零售或销售有机产品，而非通过批发或经纪人销售作物。因此，小型种植者也能实现盈利，尤其是当他们不与大型种植企业在同一市场竞争时。
在光照充足的环境中（如美国西南部地区），单株番茄在 7-8 个月的生长期内产量达到 18 千克，即可视为高产（Jensen 和 Malter，1995 年）。而在美国东南部地区，由于生长季较短、光照条件较差且栽培技术集约化程度较低，单株番茄产量通常为 9-10 千克。在加拿大不列颠哥伦比亚省（BC 省），温室番茄的目标产量为 65 千克 / 平方米，或在整个生产周期内每平方米产出 275-350 个果实（Portree，1996 年）。
荷兰温室番茄的产量从 1985 年的250 吨 / 公顷增长至 1994 年的 400 吨 / 公顷（匿名，1995 年）。近期数据显示，荷兰串番茄的产量约为 47 千克 / 平方米，牛排番茄则为53 千克 / 平方米（见表 9.2）。采用悬挂式种植槽和高强度气体放电灯（HID 灯）的种植系统，可能会进一步突破产量上限。在英国，顶尖种植者的番茄年产量已达800 吨 / 公顷，而 2000 年英国全国平均产量仅为 440 吨 / 公顷（Ho，2004 年）。
未来番茄产量若想实现大幅提升，最可能的途径是延长收获季，这需要配套补充光照和间作技术。但要实现这一点，必须具备稳定且低成本的全年二氧化碳（CO₂）和电力供应（如通过热电联产系统或其他能源获取），否则不具备实际可行性。在满足上述条件的情况下，通过全年无间断采摘的生产模式，番茄年产量有望突破 1000 吨 / 公顷（Ho，2004 年）。
与此同时，育种专家、工程师、园艺学家和生理学家正共同探索提升温室番茄产量和品质的方法，同时致力于降低成本（包括人工成本）和减少对环境的不利影响。
结论
温室番茄种植对资金、能源、人力和管理水平均有较高要求。尽管未来几十年内，温室番茄的产量可能进一步提升至 100 千克 / 平方米，但要实现盈利运营，仍需卓越的管理能力，并将各个生产环节紧密整合。