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近年来荷兰Venlo型智能温室在发展迅速，大型现代化玻璃温室越来越多。在非人工补光的温室中，为了满足作物对于光照的需求，荷兰番茄栽培会从12月份开始定植，并持续生产到翌年11月份。
而不同的气候类型使得栽培季的安排截然不同，中国北方温带季风气候条件下的很多温室8、9月会停止生产。随着大多温室选择9月底或者10月开始定植，成株越冬栽培无法避免，科学补光也成为温室种植者日益关心的议题。
鉴于中国温室补光实际应用中尚存不足，本文拟从作物生长评估、光源和光强选择及温室联动设备策略等方面来阐述关于温室补光的实际应用，以期为中国现代温室种植者提供补光指导和实践建议。
一、原理
温室是否需要补光，植物每周的生长数据可作为判断依据。植林的生长量、茎粗、叶片长度、开花速率 (标准果穗每周植株净增开花数/标准开花数）及坐果速率（标准果穗每周植株净增坐果数/标准坐果数）都能体现作物的生长是否处于良好的平衡。
由于目前国内园艺生产链还不够成熟，没有专门提供番茄大苗的育苗公司，大多温室会选择3叶/4叶1心的小苗进行定植。从9月底(39周）定植，至第一穗花开始完全开放大约要经历6周左右。番茄作物作为一个”源-库”系统，在没有开花坐果之前，叶片白天积累的光合产物只需供给自鸟的维持呼吸和生长呼吸，营养一般比较富足，作物表现为茎秆粗壮、叶片厚实。
生长点附近由于花青素的积累会呈现淡紫色(因品种而异)，种植者可通过此现象来判断一天的光合作用强弱。由于有足够的光合产物，白天和夜晚的温差(DIF) 会控制得很小来促进生长。
但是，一旦作物从营养生长阶段进入到生殖阶段，果实对于光合产物的需求就会迅速上升。很多种植者甚至会看到作物生长呈明显变弱趋势，生长点处茎粗变细、叶片变薄、新生长的果实的大小和重量也会随之下降。
在这种情况 下，如果外界光照充裕，白天积累的净光合产物充足，便能满足逐渐增多的果实消耗。然而在国内栽培季的安排中，从进入生殖阶段 (4-5周）起番茄种植技术和管理技术，自然光照就逐步减弱，这意味着能供给作物的光合产物日益减少。
以牛肉番茄为例，定植密度为2.5棵/m2，在52周成株时期对外界光照的需求上升到1400 J/cm2左右(温室透光率为70%)。如若没有很好的补光手段，种植者则需要优先考虑作物营养部位的正常生长，选择安全的起始定植密度，减少留果量尽量降低寡照时期的风险。
二、补光光源的选择
目前市场上温室补光灯的灯源主要有高压钠灯和LED灯。高压钠灯作为最初的照明用灯，其光谱分布宽泛，主要集中在人眼敏感的黄橙波段和不可见红外光区域，所以高压钠灯使用过程中会产生很多热量。很多种植者倾向于选择高压钠灯，认为能够达到同时补光和加热的效果。
但是由于补光灯产生的热主要停留在温室顶部，底部的冷空气并不能很妤的环流，温室需要配备良好的环流设备，高压钠灯的使用能多大程度节约能源还需要具体计算。其次，上层空气温度较高也容易使生长点区域徒长。
随着种植者对植物的认知以及对高压钠灯使用的局限性的深入了解，种植者希望能够单独控制温室的光照和温度环境因子。所以全高压钠灯补光系统开始向高压钠灯顶补光和LED植株间照明相结合的混合补光系统过渡。
而led灯，根据Mc Cree-曲线中植物叶绿素(a、b)对光谱的吸收高峰分别在蓝光和红光波段，所以常见到的LED灯也是以红光和蓝光为主。
研究表明，红光对作物的生长和侧枝分化有促进作用，蓝光对作物的光形态建成和紧凑有明显的促进作用。而高压钠灯则需要考虑一定的安全距离，以及保温幕布需要选择具有阻燃性，防止高温造成火灾风险。
三、补光光强
比起室外光照，种植者应该清楚了解自己温室内植物实际能够得到的光照，进而确定需要填补的补光空间。每个温室的设计、地理位置和设备使用都会影响实际的室内光照。种植者可以通过温室或者从该城市气象站获得历年来的平均光照参数。
值得注意的是，冬天北方大阳高度角较低，在11月底正年的光照实测中，大气中垂直于水平地面的入射光强为总光强的50%左右，温室内北面作物能照射到光照的时间较短。为了防止温室内温度骤降，保温幕布使用时间也会比较长，需要到日出后2~3h，外界光照强度达到150 W/m2以上时才能完全打开。下午日落前也会提前关闭，所以温室白天实际光照时间更短。
此外，容易忽略的一点是温室玻璃的清洗，北方冬天室外温度长时间低于零度，这给屋顶清洗机的使用带来了风险，加上少雨，顶部玻璃清理不及时，会很大程度上降低温室的透光率。
由于荷兰冬季光照较弱，一天光照累积量最低至150~200 J/c㎡，所以补光强度在220umol/ (㎡-s)以上。最长18h的补光，能够提供14.3 mol/m的光合有效辐射(PAR)，等同于在室内补了663 J/c㎡的自然光。考虑到中国北方实际的光照情况和经济效益，若以外界最低光照(500 J/(c㎡-day)）时期总光照(补光＋自然光） 能达到室外1000 J/c㎡为基准（温室透光率为70%)，温室内建议补光强度至少达到130~150umol/ (c㎡-s)。
当温室具有补光能力，在实际设定补光策略的时候需要考虑2个方面;总瞬时光强和总光照积累量。研究表明当光强未达到400umol/ (㎡-s)之前，番茄叶片的净光合速率随着光强增加而快速增加番茄种植技术和管理技术，进入500~800pmol/(㎡•s）区间净光合速率增加速率减缓，超过800umoll (m/s)之后，接近于饱和状态1。
考虑到温室的补光效益，当外界光照探测仪测量的自然光强超过450 W/㎡(接近于970umoll （㎡-s)，温室透光率为7 0%)时，顶补光LED不建议启动。而具体补光时长，可以根据目前作物需要的光照、温室内实际的自然光与安装的补光强度
计算。需要注意的，是由于光源不同，自然光、高压钠灯和LED灯之间的光强叠加都需要一定的单位转换关系（自然光：1 MJ/㎡ PAR=4.6mol/㎡=71.9k W-h，高压钠灯：1 M J/㎡PA R=5mol/㎡=118k W-h）
四、补光模式1、补光＋温度
当外界光照较好时，温度策略系统设定界面往往可以设定一个光强对于温度的影响，例如300 W/㎡上升到400 W/㎡，加温和通风温度各加1°C，或者一天光照积累到1000 J/c㎡可以适当增加总光照对夜温的影响，增强呼吸作用，消耗富足的光合产物。
一般温室室外会配备总辐射传感器，但是内部配备测PAR的植物光合有效辐射传感器的温室很少。种植者在调节光照对温度影响时，也需要将补光带来的附加辐射一起考虑进去。其实在补光的实际案例中已经发现,保持较高的温度，冬季果穗的坐果率明显增加
2、补光+灌溉
灌溉策略制定主要根据光照和时间两因素来控制，保证植物在较好的光照下有充足的水分进行光合作用。第一次灌溉往往在日出之后2n，基质袋含水量出现一个”晨间快速下降”。温室补光之后，随着补光时间的前移，作物的生物钟也慢慢的被调节。
灌溉策略需要根据基质袋的水分下降曲线和含量及时调整，在实际应用中，“晨间快速下降”也出现的比自然光条件下更早。说明作物已经开始活跃，并利用基质袋内的水分。在这种情况下，可以在补光之后，适当增加一次灌溉。由于补光强度低于外界自然光，灌溉量不宜过多，可将栽培基质袋24 h的失水率控制在15%左右。
结论：
判断采用什么样的补光方式要区分分阶段；在没有开花坐果之前，生长点附近由于花青素的积累会呈现淡紫色(因品种而异)，种植者可通过此现象来判断一天的光合作用强弱。
这时候需要白天和夜晚的温差(DIF) 会控制得很小来促进生长。进入生殖阶段后，如若没有很好的补光手段，种植者则需要优先考虑作物营养部位的正常生长，选择安全的起始定植密度，减少留果量尽量降低寡照时期的风险。
其次是光源的选择，最好采用led灯，可以单独控制温度因子和光照因子。如果采用高压钠灯则需要考虑一定的安全距离，以及保温幕布需要选择具有阻燃性，防止高温造成火灾风险。
补光策略有温度+补光，灌溉+补光两种复合模式，可以根据具体情况选择。
参考文献：
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5沛县地区日光温室越冬番茄生产现状及潜力品种推荐 [J]. 赵静;侯喜林;赵统敏;徐前进;朱新新;李静;杨洁;倪栋;. 长江蔬菜 2020(09)
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