陈同强等.温室园艺农业工程技术.2023年1月6日17:30在北京发表。

在智能玻璃温室无土栽培模式下，良好的根际电导率（EC）和pH值控制是实现番茄高产的必要条件。本文以番茄为种植对象，总结了不同生长阶段适宜的根际EC和pH值范围，以及异常情况下的相应控制技术措施，旨在为传统玻璃温室的实际种植生产提供参考。

据不完全统计，我国多跨玻璃智能温室种植面积已达630公顷，且仍在不断扩大。玻璃温室集成了多种设施和设备，为植物生长创造了适宜的环境。良好的环境控制、精准的水肥灌溉、正确的栽培操作和植物保护是实现番茄高产优质的四大关键因素。其中，精准灌溉旨在维持适宜的根际电导率（EC）、pH值、基质含水量和离子浓度。良好的根际电导率和pH值能够满足根系发育和水肥吸收的需求，是维持植物生长、光合作用、蒸腾作用等代谢活动的必要前提。因此，维持良好的根际环境是实现作物高产的必要条件。

根际电导率（EC）和pH值的失控会对水分平衡、根系发育、根系对肥料的吸收效率、植物养分缺乏、根系离子浓度、肥料吸收、植物养分缺乏等产生不可逆的影响。玻璃温室番茄种植采用无土栽培，水肥混合后，以滴灌的方式进行水肥一体化输送。灌溉的EC值、pH值、灌溉频率、肥料配方、回流液量以及灌溉起始时间都会直接影响根际EC值和pH值。本文总结了番茄种植各阶段适宜的根际EC值和pH值，分析了根际EC值和pH值异常的原因，并总结了相应的补救措施，为传统玻璃温室的实际生产提供了参考和技术指导。

番茄不同生长阶段适宜的根际电导率和pH值

根际电导率主要反映根际主要元素的离子浓度。其经验计算公式为阴离子和阳离子电荷之和除以20，该值越高，根际电导率越高。适宜的根际电导率能够为根系提供适宜且均匀的元素离子浓度。

一般来说，根际电导率较低（根际电导率<2.0mS/cm）。由于根细胞膨胀压力，会导致根系对水分的需求过高，从而产生更多的自由水，多余的自由水将用于叶片萌发、细胞伸长和植物叶脉生长；根际电导率较高（冬季根际电导率>8~10mS/cm，夏季根际电导率>5~7mS/cm）。随着根际电导率的升高，根系的吸水能力不足，导致植物缺水胁迫，严重时甚至会枯萎（图1）。同时，叶片和果实对水分的竞争会导致果实含水量下降，进而影响产量和果实品质。当根际电导率适度提高0~2 mS/cm时，对提高果实可溶性糖浓度/可溶性固形物含量、调节植物营养生长与生殖生长平衡具有良好的调控作用，因此追求品质的樱桃番茄种植者通常会采用较高的根际电导率。研究发现，在微咸水灌溉条件下（在营养液中添加3 g/L自制微咸水，NaCl:MgSO4:CaSO4比例为2:2:1），嫁接黄瓜的可溶性糖含量显著高于对照组。荷兰“蜜糖”樱桃番茄的特点是整个生长季都能保持较高的根际电导率（8~10 mS/cm），果实含糖量高，但成品产量相对较低（5 kg/m2）。

根际pH值（无单位）主要指根际溶液的pH值，它主要影响水中各元素离子的沉淀和溶解，进而影响根系对各离子的吸收效率。大多数元素离子的适宜pH范围为5.5~6.5，在此范围内可保证各离子能被根系正常吸收。因此，番茄种植过程中，根际pH值应始终维持在5.5~6.5。表1列出了大果番茄不同生长阶段的根际电导率（EC）和pH值控制范围。对于小果番茄（如樱桃番茄），不同生长阶段的根际电导率比大果番茄高0~1 mS/cm，但所有品种的调整趋势相同。

番茄根际EC异常原因及调节措施

根际电导率（EC）是指根系周围营养液的电导率。在荷兰种植番茄岩棉时，种植者会用注射器从岩棉中抽取营养液，这样得到的结果更具代表性。通常情况下，回流液的电导率接近根际电导率，因此在中国，回流液的电导率常被用作根际电导率的代表。根际电导率的日变化规律如图2所示，通常在日出后上升，在灌溉高峰期开始下降并保持稳定，灌溉结束后缓慢上升。

高回流EC值的主要原因是回流率低、进水EC值高以及灌溉时间晚。当日灌溉量较少，表明液体回流率较低。液体回流的目的是充分冲洗基质，确保根际EC值、基质含水量和根际离子浓度处于正常范围内。当液体回流率较低时，根系吸收的水分多于元素离子，这进一步导致EC值升高。较高的进水EC值直接导致较高的回流EC值。根据经验法则，回流EC值比进水EC值高0.5~1.5 mS/cm。当日最后一次灌溉结束较早，灌溉后光照强度仍然较高（300~450 W/m²）。由于辐射驱动植物蒸腾作用，根系持续吸收水分，导致基质含水量下降，离子浓度升高，进而导致根际EC值升高。当根际电导率高、辐射强度高、湿度低时，植物面临缺水胁迫，严重时表现为枯萎（图 1，右）。

根际低电导率主要是由于回流液回流率高、灌溉结束时间晚以及进水电导率低造成的，这些因素会加剧根际低电导率的问题。回流液回流率高会导致进水电导率与回流液电导率无限接近。当灌溉结束时间晚，尤其是在阴天，光照不足、湿度较高时，植物蒸腾作用减弱，元素离子的吸收率高于水的吸收率，基质含水量的下降率低于溶液中离子浓度的下降率，从而导致回流液电导率低。由于植物根毛细胞的膨胀压力低于根际营养液的水势，根系吸收的水分过多，导致水分平衡失调。当蒸腾作用减弱时，植物会以喷水的形式排出水分（图1左），如果夜间温度较高，植物将无法正常生长。

根际电导率异常时的调整措施：① 当回流电导率较高时，应将入流电导率控制在合理范围内。一般来说，大果番茄夏季入流电导率为2.5~3.5mS/cm，冬季为3.5~4.0mS/cm。其次，提高回流率，在中午高频灌溉前进行回流，确保每次灌溉都有回流。回流率与辐射累积量呈正相关。夏季，当辐射强度仍大于450W/m²且持续时间大于30分钟时，应人工少量补灌一次（50~100mL/滴头），尽量避免回流。② 当回流率较低时，主要原因包括回流率过高、电导率过低以及最后一次灌溉时间过晚。考虑到最后一次灌溉时间，最后一次灌溉通常在日落前2～5小时结束，阴天和冬季提前结束，晴天和夏季则延后结束。根据室外辐射累积量控制回灌率。一般来说，当辐射累积量小于500J/(cm²·d)时，回灌率小于10%；当辐射累积量为500～1000J/(cm²·d)时，回灌率为10%～20%，以此类推。

番茄根际pH异常的原因及调节措施

通常情况下，理想条件下进水pH值为5.5，渗滤液pH值为5.5~6.5。影响根际pH值的因素包括配方、培养基、渗滤液流量、水质等。如图3所示，根际pH值过低会灼伤根系并严重溶解岩棉基质。如图4所示，根际pH值过高会降低Mn²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺和PO₄³⁻的吸收，导致元素缺乏，例如根际pH值过高引起的锰缺乏。

就水质而言，雨水和反渗透膜过滤水呈酸性，母液pH值一般为3~4，导致进水pH值偏低。通常使用氢氧化钾和碳酸氢钾来调节进水pH值。井水和地下水由于含有碱性的碳酸氢根离子（HCO3-），通常使用硝酸和磷酸进行调节。进水pH值异常会直接影响回水pH值，因此合适的进水pH值是调节的基础。就栽培基质而言，椰糠基质种植后回水pH值接近进水pH值，由于基质良好的缓冲性能，进水pH值的异常不会导致根际pH值在短时间内发生剧烈波动。岩棉栽培条件下，菌丝定植后回水pH值较高且持续时间较长。

从配方上看，根据植物对离子吸收能力的不同，肥料可分为生理酸性盐和生理碱性盐。以NO₃⁻为例，当植物吸收1mol NO₃⁻时，根系会释放1mol OH⁻，导致根际pH值升高；而当根系吸收NH₄⁺时，会释放相同浓度的H⁺，导致根际pH值降低。因此，硝酸盐是生理碱性盐，而铵盐是生理酸性盐。通常，硫酸钾、硝酸铵钙和硫酸铵是生理酸性肥料，硝酸钾和硝酸钙是生理碱性盐，而硝酸铵是中性盐。液流回流率对根际pH值的影响主要体现在根际营养液的冲洗上，根际pH值的异常是由根际离子浓度不均造成的。

根际pH异常时的调节措施：① 首先检查进水pH值是否在合理范围内；（2）当使用含碳酸盐较多的水源（如井水）时，笔者曾发现进水pH值正常，但当日灌溉结束后再次检测，发现进水pH值升高。经分析，可能原因是HCO3-的缓冲作用导致pH值升高，因此建议使用井水作为灌溉水源时，应添​​加硝酸作为调节剂；（3）当使用岩棉作为种植基质时，种植初期回流液pH值长期偏高。此时，应适当降低进水pH值至5.2～5.5，同时增加生理盐的用量，并以硝酸铵钙代替硝酸钙，硫酸钾代替硝酸钾。需要注意的是，NH4+的投加量不应超过公式中总氮的1/10。例如，当进水中总氮浓度（NO3- + NH4+）为20 mmol/L时，NH4+浓度小于2 mmol/L，此时可用硫酸钾代替硝酸钾，但需要注意SO42-的浓度。^2-灌溉进水中的pH值不建议超过6~8 mmol/L；（4）在液体回流方面，每次应增加灌溉量并冲洗基质，特别是当使用岩棉种植时，由于不能在短时间内通过生理盐快速调节根际pH值，因此应增加灌溉量，尽快将根际pH值调节到合理范围内。

概括

合理的根际电导率（EC）和pH值范围是保证番茄根系正常吸收水分和肥料的前提。异常值会导致植株营养缺乏、水分失衡（缺水胁迫/自由水过多）、根系灼伤（高EC和低pH）等问题。由于根际EC和pH异常引起的植株异常具有滞后性，一旦出现问题，意味着根际EC和pH异常已经持续多日，植株恢复正常需要时间，这直接影响产量和品质。因此，每日检测进出水的EC和pH值至关重要。

结尾

[引用信息] 陈同强，徐凤娇，马铁民等. 玻璃温室番茄无土栽培根际电导率和pH值控制方法[J]. 农业工程技术, 2022,42(31):17-20.