李荣霞 刘 磊 刘 伟 李君明 张爱萍*
(1 新疆生产建设兵团第六师农业科学研究所,新疆五家渠 831301;2 中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京 100081)
我国新疆地处北纬34°25′~48°10′,日照充足,昼夜温差大,耕地面积广,适合农业机械化生产,原料运输方便,使其与美国加州、意大利成为世界三大加工番茄产区(张浩雷,2015;李凯和谭丹,2018)。新疆加工番茄病虫害少,番茄红素和可溶性固形物含量高,是区域特色优势产业,在优化种植结构、促进农户增收等方面发挥了积极的作用,生产的番茄酱也成为新疆重要的出口创汇产品(杨传甲 等,2021)。本文在对新疆加工番茄种植情况调研基础上,分析了目前生产中品种及栽培技术等方面存在的问题,并提出相应建议,以期为加工番茄生产提质增效提供参考。
新疆的加工番茄种植主要集中在北疆沿天山一带(阜康至塔城沿线)及南疆焉耆盆地等地区,天山融化的雪水为沿线加工番茄种植提供了用水保障,虽然受国际壁垒、国内成本增加的影响,但新疆加工番茄连续多年种植面积仍保持在46 667 hm以上(李凯和谭丹,2018)。新疆以天山为界分为南疆和北疆两大区域,北疆地区加工番茄种植面积约占新疆加工番茄种植总面积的2/3,从东至西主要分为6 个片区,分别为阜康-五家渠片区、昌吉片区、呼图壁-玛纳斯片区、石河子-沙湾片区、奎屯-乌苏片区、塔城片区等,其中阜康-五家渠片区种植面积最大;南疆地区主要分为2 个片区,即焉耆片区和轮台-温宿片区,其中焉耆片区种植面积较大(表1)。目前新疆番茄加工企业主要有中粮屯河股份有限公司、新疆冠农番茄制品有限公司等,制品包括番茄酱、番茄丁、番茄汁、番茄红素和番茄籽油等。番茄酱是新疆出口最多的加工产品,主要分为固形物含量28%~30%和36%~38%两种类型,年出口量超过100 万t(姚宇晨 等,2021),主要出口到意大利、俄罗斯、加纳等多个国家和地区。
表1 新疆加工番茄主产区种植面积及主要加工企业
新疆加工番茄经过多年发展,种植方式也在不断改进和优化。近年来人工成本逐年增加,农业机械不断发展并大面积推广,加工番茄种植经历了从直播、人工分批次采收到温室育苗、机械移栽、机械化一次性采收的转变,截至目前基本实现了全程机械化作业。
目前,新疆加工番茄生产基本上采用育苗移栽。北疆大部分地区 ≥ 10 ℃有效积温持续日数为190~220 天(张辉和吕新,2019),这些地区通常3 月5—25 日播种,4 月20 日至5 月15 日定植,8 月初至9 月底采收。加工企业一般8 月5 日前后开始收购番茄原料,8 月10—30 日为采收和交售高峰期,9 月10 日以后为原料供应晚期,交售量不大。南疆地区≥10%有效积温的时间早于北疆,天数也多于北疆,所以育苗、移栽等均较北疆提前10~20 天。
新疆1980 年建成第一条国产番茄加工线,经过多年的发展已形成产业化和规模化生产。20 世纪90 年代中后期至2010 年左右新疆加工番茄种植品种以常规种里格尔87-5 为主。2015 年以后,随着育苗移栽及机械化采收大面积推行,里格尔87-5逐渐被其他品种代替。除美国亨氏系列品种外,国内也相继选育出IVF、新番、屯河、金番等系列品种。目前阜康-五家渠、焉耆等片区种植面积较大的早熟品种主要有亨氏1015、IVF1305 等,中早熟品种主要有IVF3302、屯河306 等,中晚熟品种主要有亨氏3402、金番3166、IVF5810 等。
新疆加工番茄种植模式主要为育苗移栽,与直播种植相比成熟期可提早10~15 天,集中成熟度好,有利于机械化采收和延长工厂的加工期。育苗穴盘规格多采用128 孔,移栽苗的苗龄为40~50天、四叶一心至五叶一心、根系发达能包裹基质不散坨。目前新疆加工番茄移栽机械化占比达80%以上,一般每台机械辅助3~4 人进行人工投苗,机械完成打孔、栽苗及覆土等作业,机械移栽效率2.0~2.7 hm·d。
新疆加工番茄种植有一膜两行、一膜三行、一膜四行等栽培方式,随着机械化移栽的推行,目前生产中以一膜两行为主,播幅约150 cm,株距25~35 cm,种植密度2 500~3 500 株·(667 m)。南疆早熟品种种植密度一般在2 800 株·(667 m)左右,晚熟品种约2 500 株·(667 m),北疆地区种植密度普遍高于南疆,多为3 000~3 200 株·(667 m)。
目前新疆大部分区域实现了膜下滴灌和水肥一体化管理,具有节水、节肥的优点。施用肥料类型主要是尿素、硫酸钾、磷酸二铵、磷酸一铵等,也有部分种植户选择番茄滴灌专用肥、重过磷酸钙(三料磷肥)及腐殖酸等。氮肥(N)所占比例最高,用量15.20~40.44 kg·(667 m);其次是磷肥(PO),用量9.2~28.8 kg·(667 m);最低是钾肥(KO),用量2.5~17.5 kg·(667 m)。由于土壤、气候和品种存在一定差异,不仅南、北疆施肥量不同〔南疆化肥施用量约为33.95 kg·(667 m),北疆约为26.25 kg·(667 m)(赖波 等,2014)〕,而且不同品种施肥量也不相同(表2)。另外,近年来肥料用量呈现增加的趋势。
表2 新疆加工番茄主要种植品种施肥量 kg·(667 m2)-1
如表3 所示,新疆加工番茄主要病害有茎基腐病、根腐病、早疫病、白粉病、叶霉病、灰霉病、炭疽病、细菌性斑点病、日灼病、脐腐病等;虫害主要为棉铃虫、地老虎、金针虫等。新疆春季多风,幼苗移栽到大田后易受大风天气影响,茎基腐病时有发生。滴灌滴水过多,田间湿度大,易发生根腐病、灰霉病。施肥不合理、高温、缺水干旱易发生日灼病、脐腐病等。长势弱的植株抵抗病害能力差,病菌不断积累易导致病虫害发生加剧,田间常是几种病害同时发生,如在脐腐病果上检测到早疫病病菌。在生产中病虫害的防治需和种植管理相结合,协调好生长环境和植株长势,病虫害达到防治指标后再用药控制。
表3 新疆加工番茄主要病虫害发生及防治
新疆加工番茄种植密度按3 000 株·(667 m)计,育苗移栽环节成本主要包括滴灌支管、毛管及地膜等费用,种植户采用的栽培措施、肥料、农药、用工等均存在一定差异,总成本通常为2 300 元·(667 m)左右,加工番茄原料价格为420 元·t,每667 m产量7~9 t,种植收益640~1 480 元·(667 m),与小麦等粮食作物相比效益略高。同时,加工番茄属于订单农业,番茄加工厂根据市场需求和设备产能,提前与种植户签订种植协议,番茄红熟后及时安排机械采收,减少原料交售过程中的积压浪费,进一步提高商品产量,实现农户增收和企业增效。
3.1.1 国产专用品种仍然缺乏 我国番茄种业与世界先进国家相比,仍存在诸多差距,最主要的问题是原始创新能力不足,原创性成果少(李君明 等,2021)。目前企业加工的主导制品是大桶装番茄酱,选育品种多为适宜制酱类型,产品形式单一、附加值较低。近年来番茄制品加工厂也在不断新建番茄丁、番茄汁等生产线,不同番茄制品需要的原料特性指标各异,这就需要种植品种的特性要与加工用途相适应,而市场上不同加工用途国产专用品种仍然较为缺乏。
3.1.2 不同熟期搭配不合理 新疆番茄每年的加工生产时限为80 天左右(韩雪,2016),而有效的饱和生产时间则更短。由于早熟、极早熟品种生长势较弱,一般产量不高,晚熟品种易受终霜期变化影响,有一定种植风险,农户多选择风险小的中熟、中晚熟品种,导致成熟期和交售期过于集中,不可避免地造成番茄加工企业设备利用率较低,种植户和企业利益均受损失。
3.1.3 果实品质有待提升 高产和优质是加工番茄种植的最终目标。可溶性固形物含量是衡量加工番茄品质的重要指标之一。果实可溶性固形物含量高,加工过程中可减少原料消耗,节省浓缩时间,改进制品品质。一般番茄果实的可溶性固形物含量从4%提高到5%,每生产1 t 浓度为28%番茄酱的原料消耗将降低20%,即所需原料可由7.0 t 降到5.6 t,然而高产品种果实可溶性固形物含量通常较低,而可溶性固形物含量高的品种则产量较低,生产中不能较好地平衡两者关系,使种植与加工效益难以最大化。
3.2.1 种植密度较大 目前生产上加工番茄主推品种多为杂交种,其生长势较强,而新疆加工番茄种植密度多在2 500~3 500 株·(667 m),种植密度较大,一旦水肥控制不当易使番茄后期长势过旺,影响植株通风透光。
3.2.2 肥料配比不合理 景博等(2020)研究表明,新疆滴灌加工番茄的氮肥最佳施用总量为278 kg·hm〔18.5 kg·(667 m)〕。但生产中仍普遍存在氮肥施用过量,钾肥和有机肥施用不足,中微量元素缺乏等问题。种植户在水肥管理中重后期、轻前期,水肥投入随意性大,生产上大量追施速效氮肥,氮肥的施用量超过作物的需求量以及土壤的承载能力,导致两方面的不良影响:一是植株后期长势过旺,采收时需要人工顺秧,人工成本增加;二是番茄果实品质下降,特别是可溶性固形物含量降低。
4.1.1 丰富品种类型 品种是番茄产业发展的核心要素,现代育种技术的进步不断加快优良品种的选育进程。我国番茄加工企业饱和生产期不到50 天,而欧美国家达到73 天(胡洁和蒲春玲,2010),要充分利用有限的生产周期,保障不同熟期特别是极早熟、晚熟品种稳定的原料供应,需要研发高产、优质的相关品种。
不同番茄制品对原料的要求不同,如番茄酱要求果实肉质鲜红,可溶性固形物含量高,酸度低,抗裂、耐贮运,木质化程度小,果蒂小而浅,果胶物质含量高;番茄丁除了要满足上述要求外,还要求果实大小80 g 左右,果肉厚、肉质致密等。应根据市场需求和不同番茄制品的加工要求,选育适宜的多类型专用新品种,不断提升产品附加值。
4.1.2 提高选择效率 目前番茄分子标记辅助选育应用较为普遍,可极大地加快抗病育种速度和进程。虽然近年来新疆种植的加工番茄新品种在品质、抗性及机采适宜度等方面都得到了一定程度的提升,但与国外品种相比,在抗病、抗逆等方面还存在一定的差距。应充分利用现代育种技术,加快品质等性状的提升。
4.2.1 栽培模式多样化 生产中“良种”一定要配套适宜的“良法”才能使品种特性和优势充分表现出来。根据新疆不同种植区气候特点,选择适宜的品种和栽培方式,合理安排种植不同熟性品种的比例,同时加工企业需权衡种植的风险和收益,制定不同时期的收购价格,引导农户提早或推后种植。如极早熟、早熟品种提前育苗,晚熟品种可选择丸粒化直播方式,适度降低育苗成本,拉开采收期,延长加工期。
4.2.2 加强技术培训,提高管理水平 在生产中通过技术培训及示范的方法不断加快新技术的推广,实现绿色高效种植的目标。目前新疆加工番茄采收方式由人工分批多次采收转变为机械化一次性采收,采收方式的改变倒逼栽培管理技术随之发生变化。通过不断转变和改进栽培管理方式,运用高效的水肥调控和栽培技术,可促进加工番茄集中红熟和品质提升。近年来根据加工番茄育苗需肥特点和机采要求,新疆生产建设兵团第六师农业科学研究所番茄课题组总结的“两重两轻”水肥管理技术在生产上不断完善并得到种植户认可,主要施肥要点详见表4。“两重”是指移栽缓苗期和果实膨大期水肥管理要重,移栽后特别是对没有施基肥的地块,要加大水肥用量促进分枝;果实膨大期是加工番茄营养最大效率期,也是增产的关键时期,要保证水肥充足。“两轻”是指花期和红熟期水肥管理要轻,花期是营养生长逐渐向生殖生长转变的时期,此时控制水肥用量有利于集中开花,以花期花芽分化集中促进坐果、果实红熟期相对一致;红熟期要根据天气及地力情况及时控水控肥,进一步加速上部果实转色红熟,降低土壤含水量,保证机械能正常进田作业,以利于机械化采收。
表4 “两重两轻”主要施肥要点