李楠,劉希港,李靜,2,3,季托,2,3,魏珉,3,楊鳳娟,2,3*
(1 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院,山東泰安 271018;2 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黃淮地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東泰安 271018;3 山東果蔬優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心,山東泰安 271018)
番茄(SolanumlycopersicumL.)因富含營養(yǎng),廣受大眾喜愛,是我國設(shè)施栽培面積最大的蔬菜(莊團(tuán)結(jié) 等,2022)。番茄長季節(jié)栽培是利用番茄無限生長的潛力及連續(xù)坐果能力,延長其生長期和采收期,以達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提高蔬菜生產(chǎn)效率的目的(李自娟 等,2012)。日光溫室番茄長季節(jié)栽培,生育期一般可長達(dá)9 個月以上,對養(yǎng)分的需求和管理技術(shù)要求高,管理不當(dāng)易引起植株早衰等問題,最終影響產(chǎn)量和品質(zhì)。
整枝是提高番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的一項重要農(nóng)藝措施,將多余側(cè)枝去除,有利于減少多余的養(yǎng)分消耗,促進(jìn)養(yǎng)分向果實(shí)運(yùn)輸,有利于果實(shí)膨大,并可以在一定程度上改善株間通風(fēng)透光性,進(jìn)而影響番茄品質(zhì)和產(chǎn)量形成,最終影響其經(jīng)濟(jì)效益(陳一鑫,2020)。研究表明,連續(xù)摘心整枝處理下的番茄株高較單干整枝的矮,葉片中丙二醛含量較低,而POD 活性較高(彭翠蘭,2020);連續(xù)摘心整枝還可以延長番茄采收期,不斷更新植株生長點(diǎn),保持植株長勢健壯,有利于果實(shí)膨大(田榮清,1999;韓開紅和戈文華,2009)。還有研究表明,只保留上方葉片的整枝方式可有效提高番茄的水分利用效率(侯帥,2021);側(cè)枝的修剪長度亦會影響植株生長發(fā)育和果實(shí)產(chǎn)量形成,這是因?yàn)樾藜魝?cè)枝會影響生長素的產(chǎn)生,進(jìn)而影響植株的生長發(fā)育(Xu et al.,2020);而櫻桃番茄雙頭整枝比單頭整枝增產(chǎn)64.3%,有效提高了番茄植株的生產(chǎn)力(楊圓圓等,2017)。
目前,在日光溫室長季節(jié)栽培條件下,關(guān)于不同換頭節(jié)次對番茄生長及產(chǎn)量的影響尚未見報道。本試驗(yàn)擬通過研究不同換頭節(jié)次對長季節(jié)栽培番茄生長、產(chǎn)量和開花坐果時間的影響,以期確定長季節(jié)栽培番茄適宜的換頭節(jié)次,為番茄長季節(jié)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供有效方案。
供試番茄品種為圣羅蘭3689。試驗(yàn)所用水溶肥為前期平衡肥(含N 20%、P2O520%、K2O 20%)、后期高鉀肥(含N 17%、P2O58%、K2O 30%),均購自山東農(nóng)大肥業(yè)科技有限公司。
采用土壤栽培和水肥一體化膜下滴灌方式,高畦雙行種植,畦底寬0.6 m、頂寬0.5 m,高0.25 m,大行距1.0 m,小行距0.4 m,株距0.47 m,每667 m2定植2 027 株。于2021 年9 月26 日定植,翌年6 月22 日拉秧。
共設(shè)置4 個處理,分別為CK(不換頭)、T1(每4 穗果換頭1 次)、T2(每6 穗果換頭1 次)和T3(每8 穗果換頭1 次),每個處理重復(fù)3 次。以T1 為例,當(dāng)?shù)? 穗開始坐果時,前面留兩片葉后摘心,作為第1 結(jié)果枝,保留第4 穗果上部1 個長勢健壯的側(cè)枝作為第2 結(jié)果枝,其余側(cè)枝全部摘除,其他處理以此類推(表1)。
表1 試驗(yàn)處理
1.3.1 生長指標(biāo)測定 定植后,各處理隨機(jī)進(jìn)行掛牌標(biāo)記10 株,分別于定植后60、90、120、180 d和240 d 測量株高和莖粗,拉秧期測量番茄的總莖稈長度。
1.3.2 生理指標(biāo)測定 分別于定植后60、70、80、90、110 d 和120 d 選取長勢一致的健壯植株,選取生長點(diǎn)以下第3 片平展的功能葉,在晴天上午9:00—11:00 使用CIRAS-3 便攜式光合儀測定植株功能葉的凈光合速率(Pn),每個處理重復(fù)5 次,取平均值。
分別于定植后60、70、80、90、110 d 和120 d 選取所標(biāo)記植株健壯的功能葉,去除葉脈,稱取0.2 g 葉片剪碎后放于25 mL 濃度為95%的乙醇中,封口避光48 h 后使用分光光度計進(jìn)行比色,測定吸光度(趙世杰 等,2002),每個處理3 次生物學(xué)重復(fù),取平均值。
1.3.3 開花坐果時間測定 記錄每個處理每穗開花、坐果時間以及果實(shí)轉(zhuǎn)色、成熟的具體時間。
1.3.4 產(chǎn)量指標(biāo)測定 每個處理選取20 株掛牌標(biāo)記,待果實(shí)成熟后分別記錄單株果數(shù),稱量單株產(chǎn)量,計算每667 m2的產(chǎn)量。
用Microsoft Excel 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,用方差分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性分析(P< 0.05)。
由圖1 可知,隨著生育期延長,番茄的株高和莖粗均呈逐漸增加趨勢。定植后60 d,各處理的株高和莖粗無顯著差異。定植后90 d,T1 處理的株高顯著低于CK,莖粗則顯著高于CK;定植后240 d,T1 和T2 處理的株高均顯著高于CK,分別增加8.7%和7.6%,T1 處理的莖粗亦顯著高于CK,增加3.8%。
圖1 換頭節(jié)次對番茄株高和莖粗的影響
為了更直觀地顯示每次換頭時各處理的莖稈長度,對番茄拉秧期的莖稈長度進(jìn)行測量分析。結(jié)果如圖2 所示,拉秧期的莖稈長度以T1 處理最高,并顯著高于CK,但與T2、T3 處理無顯著差異。CK 每2 穗果的節(jié)間長度平均為32.4 cm,換頭處理均能促進(jìn)換頭節(jié)位上方果穗間節(jié)間長度的增加。與CK 相比,T1 處理的4~6 穗、8~12 穗和12~14穗節(jié)間長度分別增加15.4%、14.1%和18.3%,T2 處理的6~8 穗、8~12 穗和12~14 穗節(jié)間長度分別增加22.3%、6.9% 和16.1%,T3 處理的8~12 穗和12~14 穗節(jié)間長度分別增加6.1%和15.2%。
圖2 換頭節(jié)次對番茄拉秧期莖稈長度的影響
由表2 可以看出,不同換頭節(jié)次處理均能在不同程度上影響每穗果實(shí)的開花坐果時間。每個處理第1 次換頭后均會促進(jìn)換頭節(jié)位下方果穗的成熟,并延遲換頭節(jié)位上方果穗的開花坐果時間,T1 處理影響最為明顯。與CK 相比,T1 處理進(jìn)行換頭處理后,前4 穗果的采收時間分別提前12、28、15 d 和9 d,第14 穗果采收延遲19 d;T2 進(jìn)行換頭處理后,前6 穗果采收時間分別提前8、24、7、7、6 d 和6 d,第14 穗果采收延遲18 d;T3 進(jìn)行換頭處理后,前8 穗果采收時間分別提前3、14、6、7、3、1、15 d 和8 d,第14 穗果采收延遲11 d。
隨生育期延長,不同處理下番茄葉片葉綠素a、葉綠素b 和葉綠素a+b 含量均呈先升高后降低趨勢,并于定植后80 d 左右達(dá)到峰值(圖3-A、B、C)。與CK 相比,定植后60 d,各處理葉綠素a、葉綠素b 和葉綠素a+b 含量并無顯著差異;定植后120 d,CK 的葉綠素b 含量顯著高于其他處理,分別較T1、T2 和T3 增加35.5%、44.8%和44.8%;定植后110 d,T1 處理的葉綠素a+b 含量顯著低于CK,降低14.6%,T2 和T3 處理與CK 無顯著差異。
圖3 換頭節(jié)次對番茄葉片光合色素含量的影響
由圖3-D 可知,隨生育期延長,各處理番茄葉片中類胡蘿卜素含量變化趨勢亦一致。與CK 相比,定植后60、70、80 d,各處理番茄葉片類胡蘿卜素的含量并無顯著差異;定植后120 d,T3 處理的類胡蘿卜素含量最低,較CK 處理降低17.6%。
由圖4 可知,隨生育期延長,各處理番茄葉片凈光合速率均呈先升高后降低趨勢,并于定植后80 d 達(dá)到峰值。與CK 相比,定植后60 d,各處理番茄葉片凈光合速率并無顯著差異;定植后110 d,T1、T2 處理的番茄葉片凈光合速率均顯著低于CK,分別降低10.2%和6.1%。
圖4 換頭節(jié)次對番茄葉片凈光合速率的影響
由圖5 可知,不同換頭節(jié)次處理均在一定程度上影響了番茄產(chǎn)量。T1、T2 和T3 處理下,每667 m2番茄的產(chǎn)量分別為16 402.31、16 139.13 kg 和15 920.19 kg,均顯著高于CK,增加7.1%、5.4%和4.0%。
圖5 換頭節(jié)次對番茄產(chǎn)量的影響
由表3 可知,與CK 相比,T1、T2 和T3 處理分別換頭3 次、2 次和1 次,每次換頭每667 m2約需要1 個人工,成本為100 元。T1 處理下的投入產(chǎn)出比為1∶6.78,高于CK、T2 和T3。
表3 換頭節(jié)次對番茄投入產(chǎn)出的影響 元 · (667 m2)-1
整枝換頭影響番茄生長發(fā)育。本研究表明,與不換頭相比,隨生育期延長,各處理下番茄株高和莖粗均有所增加,且以T1 處理較好,顯著高于CK。換頭后,換頭節(jié)位上方的莖稈長度明顯增加,以T1 處理增加最為明顯。以上結(jié)果說明,整枝換頭可以增加植株的生長量,促進(jìn)植株生長。源-庫關(guān)系與植株葉片光合色素含量密切相關(guān),合理的庫源比有利于植株的生長(黃升謀和鄒應(yīng)斌,2002;孫紅春 等,2004;王麗麗 等,2005;王冰林 等,2007)。本研究發(fā)現(xiàn),隨生育期延長,各處理番茄側(cè)枝葉片葉綠素a、葉綠素b 和類胡蘿卜素含量以及凈光合速率均呈先升高后降低的趨勢,定植后120 d,以CK 處理下葉綠素含量和凈光合速率較高,各換頭處理以T1 處理較高。這說明,換頭后的一段時間內(nèi),新生長側(cè)枝的光合能力相對較弱,這也是整枝換頭可以影響植株生育期的重要原因之一。
有研究表明,整枝換頭后,植株產(chǎn)生的同化物質(zhì)向生殖器官運(yùn)輸,可促進(jìn)果實(shí)早熟,植株腋芽發(fā)展成新的主莖,延遲了下一穗花的開花坐果時間,可達(dá)到延長番茄售賣時間的目的(孫紅春 等,2004)。本研究結(jié)果表明,換頭處理有利于促進(jìn)果實(shí)早熟,提早上市,T1 處理的第1 穗果相較于CK提前12 d 采收,T1、T2 和T3 處理第14 穗果的采收時間分別延長19、18 d 和11 d。也有研究表明,留果節(jié)位相同的情況下,雙蔓整枝果實(shí)成熟時期晚于單蔓整枝,生育期較單蔓整枝推遲4~8 d(劉雪蘭 等,2010;王喜慶 等,2011)。隨留瓜蔓數(shù)增加,西瓜的結(jié)瓜日期稍有延后,這可能是由于植株需要一定時間建立新的營養(yǎng)結(jié)構(gòu),協(xié)調(diào)植株體內(nèi)的營養(yǎng)代謝來適應(yīng)留蔓數(shù)的增加(李廣瑞 等,1994;杜志強(qiáng) 等,2018)。
番茄葉腋處易產(chǎn)生側(cè)枝,且生長能力強(qiáng),但過多的側(cè)枝會與果穗爭奪養(yǎng)分,造成不必要的養(yǎng)分消耗,最終影響番茄產(chǎn)量(張衛(wèi)國,2013)。整枝可以有效地平衡番茄植株營養(yǎng)生長和生殖生長的關(guān)系,并能改善空氣流通狀況,降低濕度,減少病害發(fā)生,有利于促進(jìn)果實(shí)膨大,提高番茄產(chǎn)量(Esiyok et al.,1994;Heuvelink & K?rner,2001)。本研究結(jié)果表明,不同換頭節(jié)次處理的番茄產(chǎn)量均顯著高于CK,以T1 處理最好,較CK 增加7.1%。有研究表明,采用四干平面整枝法,辣椒單果質(zhì)量提高75%,品質(zhì)和產(chǎn)量均高于其他整枝方式(林桂玉 等,2020);留兩條側(cè)枝有利于提高網(wǎng)紋甜瓜產(chǎn)量(Nielsen & Veierskov,1988;張艷苓 等,2004;Maboko et al.,2012)。說明整枝換頭有利于促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)向結(jié)果部位的轉(zhuǎn)運(yùn),提高產(chǎn)量。
不同換頭節(jié)次均能提高番茄產(chǎn)量,促進(jìn)換頭節(jié)位前的番茄提前成熟,延長換頭后的番茄采收期。其中以每4 穗果換頭1 次更有利于促進(jìn)番茄生長和提高產(chǎn)量,達(dá)到既可提早上市又可延長采收期的目的,可在設(shè)施番茄長季節(jié)栽培中推廣應(yīng)用。