鄭喜清 邸娜 崔超 紀(jì)曉貝 季延海

摘? ? 要：本試驗(yàn)采用北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心研發(fā)的封閉式無(wú)機(jī)基質(zhì)槽培循環(huán)供液系統(tǒng)，以番茄品種“佳西娜”為供試材料，探究不同栽培密度對(duì)封閉式無(wú)機(jī)基質(zhì)槽培番茄的影響。結(jié)果表明：栽培密度為T(mén)133 330株·hm-2時(shí)，番茄植株地上部與地下部干鮮質(zhì)量、葉綠素a、葉綠素b、可溶性糖含量和凈光合速率明顯優(yōu)于其他處理;栽培密度為T(mén)239 990株·hm-2時(shí)，氣孔導(dǎo)度、胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率、Vc、可溶性固形物、可溶性蛋白含量及畝產(chǎn)量?jī)?yōu)于其他;栽培密度為T(mén)353 430株·hm-2時(shí)株高最高。綜上所述，栽培密度為T(mén)2時(shí)比較合理，適宜栽培推廣。

關(guān)鍵詞：番茄;封閉式槽培;栽培密度;品質(zhì);產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)：S517? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.10.004

Effect of Cultivation Density on Tomato Cultured in Closed Inorganic Groove

ZHENG Xiqing1， DI Na1， CUI Chao1， JI Xiaobei1， JI Yanhai2

（1.Agriculture Department， Hetao College， Bayannaoer，Inner Mongolia 015000， China; 2.Vegetable Research Center of Beijing Academy of Agricultural and Forestry Sciences， Beijing 100097， China）

Abstract： In this experiment， the closed inorganic matrix trough culture circulating liquid supply system developed by vegetable research center of Beijing academy of agriculture and forestry was used，and the tomato variety "Jiaxina"was used to explore the effect of different cultivation densities on closed inorganic substrate trough culture tomato. The results showed that cultivation density was T1（33 330 plants·hm-2 ）， dry and fresh weight， chlorophyll a， chlorophyll b， soluble sugar content， net photosynthetic rate were significantly better than other treatments;cultivation density was T2（39 990 plants·hm-2），stomatal conductance， intracellular carbon dioxide concentration， transpiration rate ， vitamin C， soluble solids， soluble protein content and acre yield were significantly better than other treatments; cultivation density was T3（53 430 plants·hm-2）， plant height was highest. To sum up， cultivation density was T2 is more reasonable and suitable for cultivation and popularization.

Key words： tomato; closed trough culture; cultivation density; quality; yield

我國(guó)是設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，從20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始迅速發(fā)展，據(jù)2013年統(tǒng)計(jì)設(shè)施蔬菜種植面積近370萬(wàn)hm2，總量約為2.5億t，人均達(dá)到186 kg·年-1，從面積和產(chǎn)量來(lái)看，均位列世界第一位[1]。其中，僅番茄栽培面積占蔬菜栽培面積的1/3左右，特別是設(shè)施番茄的大力發(fā)展解決了長(zhǎng)期困擾我國(guó)蔬菜生產(chǎn)的淡旺季，基本實(shí)現(xiàn)了蔬菜的周年均衡供應(yīng)[2]。但是，在設(shè)施農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，并不能掩蓋設(shè)施農(nóng)業(yè)中存在的問(wèn)題，相比于發(fā)達(dá)國(guó)家，在栽培系統(tǒng)、栽培技術(shù)、自動(dòng)化及管理等方面相對(duì)落后，尤其為了追求高產(chǎn)，加大水肥施用量，導(dǎo)致了嚴(yán)重的土壤、水污染和連作障礙等問(wèn)題，進(jìn)而影響了設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3-5]。出現(xiàn)了密度不適的問(wèn)題以及由密度不適引起的其他問(wèn)題：密度過(guò)低，單位有效土地栽植過(guò)少，產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益上不去;密度過(guò)高，特別容易引起病蟲(chóng)害，導(dǎo)致畸形果、單果小，最終影響產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，極大地阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[2]。因此，本試驗(yàn)采用北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心針對(duì)該問(wèn)題研發(fā)的封閉式生態(tài)槽培系統(tǒng)，此系統(tǒng)用珍珠巖作為栽培基質(zhì)，通過(guò)對(duì)栽培槽和循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了營(yíng)養(yǎng)液的封閉式循環(huán)。在該系統(tǒng)栽培條件下種植番茄，設(shè)置3個(gè)栽培密度，從番茄植株的生長(zhǎng)指標(biāo)、生理指標(biāo)、果實(shí)品質(zhì)及相應(yīng)處理的產(chǎn)量方面進(jìn)行研究分析，以確定最適宜的種植密度，這將對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的封閉式槽培番茄具有重要意義。

1 材料和方法

1.1 材 料

供試材料為番茄，品種為“佳西娜”，來(lái)源于荷蘭瑞克斯旺公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用北京農(nóng)林科學(xué)研究所蔬菜中心的專(zhuān)利，封閉式營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)種植番茄，以種植密度為主要研究方向，設(shè)置3個(gè)密度處理，分別為：T1（33 330株·hm-2，槽間距40 cm，每個(gè)栽培槽2株）、T2（39 990株·hm-2，槽間距50 cm，每個(gè)栽培槽3株）、T3（53 430株·hm-2，槽間距0 cm，每個(gè)栽培槽3株）[2]。于2018年12月13日播種，1月28日定植，使用日本山崎番茄專(zhuān)用配方營(yíng)養(yǎng)液，常規(guī)水肥管理。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 從番茄第一穗花開(kāi)花后每隔7 d測(cè)定1次。每個(gè)處理選擇6株長(zhǎng)勢(shì)一致的番茄掛牌標(biāo)記，并對(duì)標(biāo)記后的番茄植株進(jìn)行形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定其株高、莖粗、葉片數(shù)及地上部與地下部的干鮮質(zhì)量。

1.3.2 生理指標(biāo)測(cè)定 葉片色素含量采用乙醇浸提法[6]測(cè)定，即在番茄盛果期，每個(gè)處理選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的3棵植株，取第4片功能葉，剪碎混勻后稱(chēng)取0.2 g置于試管中，加入10 mL 95%乙醇，封口，置于黑暗環(huán)境下24 h，用分光光度計(jì)在665 nm測(cè)定番茄葉綠素a、648 nm下測(cè)定葉綠素b、470 nm下測(cè)定類(lèi)胡蘿卜素吸光度，并計(jì)算其含量;葉片光合參數(shù)主要測(cè)定凈光合速率、胞間二氧化碳濃度、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率，利用LI-6400便攜式光合儀測(cè)定，在番茄植株盛果期，每個(gè)處理選取長(zhǎng)勢(shì)一致的番茄由下往上每隔2片葉測(cè)定1次，測(cè)定時(shí)間為晴天上午8：30—11：30。

1.3.3 果實(shí)品質(zhì)測(cè)定[7-9]? ? 選擇每個(gè)處理中同一穗且成熟度一致的果實(shí)進(jìn)行番茄品質(zhì)測(cè)定。測(cè)定指標(biāo)包括采用數(shù)字折射儀ACT-1EC測(cè)定可溶性固形物含量，采用2， 6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定Vc含量，采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量，采用氫氧化鈉滴定法測(cè)定可滴定酸含量，采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定可溶性蛋白含量。

1.3.4 果實(shí)產(chǎn)量測(cè)定 番茄植株結(jié)果到拉秧結(jié)束的整個(gè)時(shí)期內(nèi)，每個(gè)處理選擇標(biāo)記過(guò)的6株番茄植株，測(cè)定其單果的質(zhì)量、果實(shí)個(gè)數(shù)及單株產(chǎn)量，并通過(guò)計(jì)算得出單位面積總產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)

采用Exce12003、SPSS17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同栽培密度對(duì)番茄株高、莖粗、葉片數(shù)的影響

隨著番茄生育期的推移，各處理的株高、莖粗和葉片數(shù)呈逐漸增加的趨勢(shì)。

由圖1可知，番茄植株定植后第7 d，各處理番茄株高存在差異，28 d后隨定植時(shí)間的延長(zhǎng)，密度越大株高越高，且各處理間存在顯著性差異，定植77 d拉秧時(shí)T3株高比T1高出17.23%，比T2高出9.53%。由圖2可知，番茄莖粗在定植時(shí)至定植后49 d，存在一定的差異性，但在定植49 d后各處理間莖粗均無(wú)顯著性差異。從圖3可看出，番茄植株剛定植后0，28，35，49，56和63 d，各處理間葉片數(shù)無(wú)顯著性差異;定植后7，14，21，42，70和77 d處理T3與T1、T2間存在差異。

2.2 不同栽培密度對(duì)番茄植株干鮮質(zhì)量的影響

由圖4和5可知，番茄植株地上部與地下部的干鮮質(zhì)量隨番茄生育期的延長(zhǎng)而增加。T1地上部的鮮質(zhì)量較T2和T3分別高出18.46%和27.53%;干質(zhì)量T1比T2和T3 分別高出22.46%和27.50%;T1地下部鮮質(zhì)量分別比T2和T3高出19.97%和40.84%;地下部干質(zhì)量T1較T2和T3分別高出48.20%和60.04%。

2.3 不同栽培密度對(duì)番茄葉片色素含量的影響

由表1可知，T1的葉綠素a和葉綠素b含量顯著高于T2和T3。T1的葉綠素a含量比T2和T3分別高 16%和4.17%，葉綠素b含量比T2高35%，比T3高11.67%;類(lèi)胡蘿卜素的含量3個(gè)處理間并無(wú)顯著性差異。

2.4 不同栽培密度對(duì)番茄光合作用的影響

從表2可知，番茄植株隨種植密度的增加各處理的凈光合速率降低，且T1顯著高于T2、T3;氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率T2最大，與其它處理間存在差異。

2.5 不同栽培密度對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響

由表3可知，番茄可溶性糖含量T1比T2高14.78%，比T3高27.54%;T2 維生素C的含量比T1和T3分別高出28.98%和18.03%;T1可滴定酸含量比T2和T3分別高出 36.36%和 38.63%;T2處理果實(shí)可溶性固形物和可溶性蛋白含量最高。

2.6 不同栽培密度對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

由表4可知，T2的單果質(zhì)量比T1、T3分別高出16.92%和23.78%，每穗結(jié)果數(shù)比T1、T3分別高出9.81%和18.26%，單株產(chǎn)量比T1、T3分別高出1.93%和29.88%，畝產(chǎn)量分別比T1、T3增產(chǎn)28.80%和14.01%。

3 結(jié)論與討論

密度是影響作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的主要因素之一，合理提高種植密度是實(shí)現(xiàn)番茄增產(chǎn)的重要措施。黃文等[10]和何娜等[11]研究發(fā)現(xiàn)番茄植株株高隨著種植密度增加呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，而莖粗呈減小趨勢(shì)。本研究發(fā)現(xiàn)不同栽培密度對(duì)番茄的株高影響較大，隨著密度加大，株高逐漸加大;栽培密度對(duì)莖粗、葉片數(shù)影響不大，這可能是栽培密度增加并不影響植株冠層的光照環(huán)境，更適宜維系番茄植株的生長(zhǎng)。

光合作用是植物最重要的生理過(guò)程，產(chǎn)量主要依賴(lài)于光合作用，但光合能力的強(qiáng)弱受生理機(jī)能和外界環(huán)境雙重影響，在高密度下，田間郁閉度大，會(huì)影響光合參數(shù)，從而影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量[12]。合理的栽培密度和留果穗數(shù)是充分挖掘番茄產(chǎn)量潛力的關(guān)鍵。隨著栽培密度的增加，番茄植株的坐果率下降，且果實(shí) Vc 含量下降[13]。本研究發(fā)現(xiàn)不同栽培密度對(duì)番茄植株干鮮質(zhì)量、葉片色素、光合作用、果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量等均有一定影響，從整體來(lái)看T2（栽培密度為33 330株·hm-2）上述各指標(biāo)明顯優(yōu)于T1（栽培密度為39 990株·hm-2）和T3（栽培密度為53 430株·hm-2）。可能由于栽培密度過(guò)大，群體內(nèi)部過(guò)密，各株間競(jìng)爭(zhēng)激烈，導(dǎo)致個(gè)體生長(zhǎng)不良，從而影響產(chǎn)量;而密度小由于群體內(nèi)部密度過(guò)小，輻射透光率較大，以至于漏光嚴(yán)重，光能利用率低，不利于番茄產(chǎn)量的提高。溫室內(nèi)無(wú)機(jī)基質(zhì)槽培番茄在栽培的過(guò)疏或過(guò)密均不利于番茄生長(zhǎng)和產(chǎn)量的增加及果實(shí)品質(zhì)的提高。

綜上，通過(guò)番茄生長(zhǎng)、生理特性、品質(zhì)及產(chǎn)量等因素的綜合考慮，得出番茄在封閉式無(wú)機(jī)基質(zhì)槽培循環(huán)供液系統(tǒng)中，選擇T2（栽培密度為39 990株·hm-2，栽培槽間距50 cm，每個(gè)栽培槽3株）栽培密度比較合理，能夠在不影響產(chǎn)量的同時(shí)，顯著提高番茄果實(shí)的綜合品質(zhì)。

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收稿日期：2020-07-17

基金項(xiàng)目：河套學(xué)院自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（HYZY201706）;內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（NJZZ16333）;北京市農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新能力建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)（KJCX20180705）

作者簡(jiǎn)介：鄭喜清（1979—），女，內(nèi)蒙古興安盟人，副教授，碩士，主要從事植物病害綜合防控方面研究。