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在意大利温室番茄种植中，养分和水资源管理存在问题。研究人员开展了校准 VegSyst v3 模型模拟无土番茄干物质生产（DMP）、蒸散（ETc）和养分吸收的研究。结果显示校准后模型预测准确，还可纳入决策支持系统（DSS）指导种植。
在温室蔬菜种植领域，意大利的温室番茄种植发展迅速，已然成为蔬菜种植的重要组成部分。然而，当前的种植模式存在诸多问题，大多数温室属于低成本、低技术类型，且农民在种植过程中多凭借经验管理养分溶液和灌溉，缺乏科学依据，导致养分和水资源利用效率低下，不仅增加了生产成本，还对环境造成了负面影响。为了改变这一现状，提升温室番茄种植的可持续性和经济效益，来自国外的研究人员开展了一项关键研究，致力于校准 VegSyst v3 模型，以更精准地模拟温室无土番茄种植中的各项关键指标。
这项研究成果发表在《Agricultural Water Management》杂志上，其重要意义不言而喻。它为温室无土番茄种植的精准管理提供了科学依据，有望帮助农民优化种植策略，减少资源浪费，实现更高的产量和更好的经济效益，同时降低对环境的不良影响，推动温室蔬菜种植向更加可持续的方向发展 。
研究人员开展此项研究时，运用了多种主要技术方法。首先，进行了番茄种植实验，选用当地品种 cv. Pisanello，在 2021 - 2023 年春季分别开展种植，其中 2021 年用于模型校准，2022 - 2023 年用于模型验证。实验在不同场地进行，包括大学实验温室和商业温室，且采用不同的种植基质。其次，对相关指标进行测量，涵盖气候条件、作物生长指标、干物质含量以及矿物质含量等多方面。最后，利用 VegSyst v3 模型进行模拟，并运用特定的统计指标评估模型性能。
模型校准模拟无土番茄作物干物质生产、蒸散和矿物质吸收
研究人员根据当地种植特点，对 VegSyst v3 模型的部分校准系数进行调整。例如，改变初始和最大截获光合有效辐射（PAR）分数、辐射利用效率（RUE）以及作物系数（kc）等参数。通过实验数据确定了氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）和镁（Mg）等养分含量与干物质生产（DMP）的关系，为模型校准提供了重要依据。
模型验证模拟无土番茄作物干物质生产、蒸散和矿物质吸收
利用 2022 年春季的数据对校准后的模型进行验证。结果表明，模型对 DMP 的预测十分准确，模拟数据与实际测量数据高度吻合。在 ETc模拟方面，虽在作物生长前期和后期存在一定偏差，但整体与测量值一致性良好。对于 N、K、Ca 和 Mg 的吸收模拟，多数数据接近 1:1 线，不过 P 的吸收模拟最初不够准确。随后，研究人员重新校准 P 和 Mg 的参数，新的稀释曲线显著提升了模拟效果。此外，模型对宏量营养素吸收浓度（UC）的模拟也表现出色，能够反映出作物生长周期内 UC 的变化趋势。
在商业番茄作物 cv. Pisanello 的模型验证中，研究人员在当地商业塑料温室进行实验。结果显示，模型对 DMP 和 ETc的模拟性能良好，尽管在作物生长后期 DMP 略有高估，ETc略有低估，但整体符合预期。
研究结论和讨论
校准后的 VegSyst v3 模型在模拟无土番茄的 DMP、ETc和宏量营养素吸收方面表现卓越。模型参数的调整充分考虑了当地品种、种植方式和环境条件的差异。例如，较高的最大截获 PAR 分数、不同阶段的 RUE 以及较高的 kc 值，都与当地番茄的生长特性和种植条件相适应。虽然模型在预测 ETc时存在一些小偏差，但对整体模拟效果影响较小。
在养分吸收模拟方面，除 P 和 Mg 外，模型对其他养分的预测准确，新的 P 和 Mg 稀释曲线有效改善了模拟效果。UC 的模拟也较为成功，为养分管理提供了有价值的参考。然而，该研究仅针对意大利中部地区的无土番茄种植，未来研究可进一步拓展到南部地区，测试不同气候条件对模型性能的影响。同时，还可探索其他模拟 ET0的方程，优化模型在不同环境下的表现。
总体而言，该研究成果为温室无土番茄种植的精准管理提供了有力支持。校准后的 VegSyst v3 模型可整合到决策支持系统（DSS）中，为农民提供科学的灌溉和施肥建议，助力优化资源利用，减少浪费，提高生产效率，推动温室蔬菜种植行业向更加精准、高效和可持续的方向迈进。
