限根栽培對(duì)番茄生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響

王敏 李建設(shè) 高艷明

摘要：以番茄（Lycopersicon esculentum）粉果E756為試驗(yàn)材料，采用不同栽培體積及基質(zhì)，研究限根栽培對(duì)粉果E756生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，隨著限根體積的減小，粉果E756株高、莖粗及葉面積差異明顯，處理組的株高、莖粗明顯低于對(duì)照組，同時(shí)，粉果E756植株的光合能力下降，產(chǎn)量降低，但番茄果實(shí)的品質(zhì)有所改善，與對(duì)照相比，栽培體積為0.3 m×0.3 m×36 m的種植方式，總糖含量高1.27個(gè)百分點(diǎn)，VC含量高4.72 mg/kg，可溶性固形物含量高0.63個(gè)百分點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：番茄（Lycopersicon esculentum）；限根栽培；生長(zhǎng)；果實(shí)品質(zhì)

中圖分類號(hào)：S641.2；S359.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）05-1199-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.05.028

Effects of Root Restriction Cultivation on the Growth and Quality of Tomato

WANG Min， LI Jian-she， GAO Yan-ming

（Agricultural School， Ningxia University， Yinchuan 750021， China）

Abstract： Taking the tomato named “Fenguo E756” as test materials， the effects of root restriction cultivation on the growth and quality of tomato were studied. The results showed that， there was obvious difference among the plant height， stem diameter，leaf area with the decrease of restricted root volume， compared with the contrast， the plant height and stem diameter of the treatment group was obviously lower， meanwhile， the photosynthetic ability of tomato reduced， and the yield also reduced，but the quality improved， under the cultivation volume of 0.3 m×0.3 m×36 m，the total sugar content was 1.27 percent point higher， in addition， the vitamin C content was 4.72 mg/kg higher，and soluble solids was 0.63 percent point higher.

Key words： tomato； root restriction； growth； fruit quality

番茄（Lycopersicon esculentum）原產(chǎn)于中美洲和南美洲，在世界各地廣泛種植，在中國(guó)，番茄是北方地區(qū)溫室栽培的主要蔬菜作物之一。番茄果實(shí)色澤鮮艷，含有豐富的維生素、碳水化合物、礦物質(zhì)、有機(jī)酸及少量蛋白質(zhì)，柔嫩多汁，但生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)水分要求較高[1]；番茄中的維生素和礦質(zhì)元素對(duì)心血管有保護(hù)作用，番茄紅素則具有較強(qiáng)的抗氧化能力，能有效降低肺癌、直腸癌等多種癌癥的發(fā)病機(jī)率[2]。近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高，番茄的品質(zhì)越來(lái)越受到關(guān)注，亟需提高番茄的品質(zhì)。

限根栽培是一種直接控制植株根系生長(zhǎng)發(fā)育的栽培技術(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)根系的生長(zhǎng)來(lái)調(diào)控整個(gè)植株的生長(zhǎng)發(fā)育，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效[3]。研究表明，葡萄等多種果樹(shù)限制根域?qū)Υ龠M(jìn)開(kāi)花、提早結(jié)果和提高品質(zhì)等方面有良好的效果[4]。同時(shí)，把植株的根系控制在較小的范圍內(nèi)，還可提高水肥利用率。為此，以番茄粉果E756為試驗(yàn)材料，研究限根栽培對(duì)粉果E756生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響，以期為限根技術(shù)在番茄生產(chǎn)上的應(yīng)用提供一定的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試番茄品種為粉果E756，大番茄，抗TY病毒病。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

粉果E756于2013年4月19日定植于寧夏銀川市賀蘭園藝產(chǎn)業(yè)園區(qū)塑料大棚中，試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4個(gè)處理，每處理3次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)。處理1（A1B1），溝寬30 cm（A1）、深30 cm、長(zhǎng)36 m、鋪無(wú)紡布、回填土24 cm、鋪5 cm草炭（B1）；處理2（A1B2），溝寬30 cm（A1）、深30 cm、長(zhǎng)36 m、鋪無(wú)紡布、回填土30 cm（B2）；處理3（A2B1），溝寬45 cm（A2）、深30 cm、長(zhǎng)36 m、鋪無(wú)紡布、回填土24 cm、鋪5 cm草炭（B1）；處理4（A2B2），溝寬45 cm（A2）、深30 cm、長(zhǎng)36 m、鋪無(wú)紡布、回填土30 cm（B2）。對(duì)照小區(qū)面積14.4 m2（1.8 m×8 m），每溝施雞糞18 kg，黃腐酸鉀有機(jī)肥（N+P2O5+K2O≥5%）4 kg、活力木素有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)≥40%，黃腐酸≥16%）4 kg，沃夫特控釋肥（22-8-12）2 kg、三環(huán)重鈣1.2 kg。余下40 m×7.8 m共312 m2為對(duì)照，起0.8 m大行距，0.6 m小行距，高30 cm的高畦，共施雞糞200 kg、油餅20 kg、黃腐酸鉀有機(jī)肥（N+P2O5+K2O≥5%）40 kg、活力木素有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)≥40%，黃腐酸≥16%）40 kg、沃夫特控釋肥（22-8-12）26 kg、三環(huán)重鈣16 kg。

選取五葉一心且長(zhǎng)勢(shì)一致的小苗定植，株距26 cm，處理每溝定植25株，單行栽培，對(duì)照雙行栽培。在生長(zhǎng)中期開(kāi)始追施寧夏大學(xué)研發(fā)的番茄營(yíng)養(yǎng)液肥。每小區(qū)安裝2根滴灌帶，覆黑色地膜。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定 各處理選6株代表性植株掛牌標(biāo)記，自定植后每隔14 d測(cè)定粉果E756的株高、莖粗及最大葉長(zhǎng)和葉寬，葉面積按吳遠(yuǎn)藩[5]的方法進(jìn)行：幼苗期Y=0.370 3 X+3.5，開(kāi)花期Y=0.310 5 X+10.8，坐果期Y=0.360 8 X-188，收獲期Y=0.360 7 X+25.2 cm2，式中Y為所測(cè)葉面積（cm2），X為所測(cè)葉的長(zhǎng)（cm）×寬（cm）。測(cè)定后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.3.2 光合指標(biāo)的測(cè)定 選擇晴朗無(wú)風(fēng)天氣，在盛果期采用LCI便攜式光合儀測(cè)定粉果E756植株葉片的光合作用，測(cè)試部位為第二穗果上部的3片葉。分別于9：00、11：00、13：00、15：00、17：00測(cè)定光合指標(biāo)，并分析粉果E756光合指標(biāo)的日變化。

1.3.3 土壤速效養(yǎng)分的測(cè)定 在各個(gè)生育期采取粉果E756根部0～30 cm土層土樣，測(cè)定土壤速效養(yǎng)分。堿解氮的測(cè)定采用堿解蒸餾法[6]，速效磷的測(cè)定采用鉬銻抗比色法[6]，速效鉀的測(cè)定采用火焰光度法[6]。

1.3.4 品質(zhì)測(cè)定 在果實(shí)采收時(shí)每個(gè)處理隨機(jī)采10個(gè)鮮果進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定?？箟难岷康臏y(cè)定采用鉬藍(lán)比色法[7]，有機(jī)酸的測(cè)定采用酸堿滴定法[8]，可溶性糖的測(cè)定采用蒽酮比色法[8]，可溶性固形物的測(cè)定采用TD-45數(shù)字折光儀測(cè)定。

1.3.5 產(chǎn)量測(cè)定 采收時(shí)選取掛牌植株，隨機(jī)采10個(gè)大小均勻的番茄測(cè)定單果重，并折算成667 m2產(chǎn)量。各指標(biāo)均以鮮重計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 限根栽培對(duì)粉果E756株高及莖粗的影響

在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中，粉果E756株高及莖粗的表現(xiàn)如圖1所示。從圖1可以看出，在生長(zhǎng)初期，各處理的株高、莖粗呈上升趨勢(shì)，但各處理間差異不明顯，隨著植株的生長(zhǎng)，各處理的株高及莖粗表現(xiàn)出差異性。6月8日株高和莖粗的方差分析結(jié)果顯示，不同栽培體積下，處理A2B1與A1B1間株高和莖粗差異均達(dá)顯著水平；同體積栽培下，處理A1B1和A1B2間株高和莖粗差異也均達(dá)顯著水平。各處理的株高及莖粗均低于CK，此階段株高和莖粗從大到小為CK、A2B2、A2B1、A1B2、A1B1，表明限根栽培限制了植株的橫向和縱向生長(zhǎng)。

2.2 限根栽培對(duì)粉果E756葉面積的影響

葉片是植物與外界進(jìn)行氣體交換的主要器官，葉面積的大小直接影響番茄植株群體的受光，進(jìn)而影響番茄的品質(zhì)和產(chǎn)量。圖2為粉果E756自定植后各處理葉面積的變化。由圖2可以看出，在生長(zhǎng)前期，處理A1B1葉面積迅速增長(zhǎng)，其他處理均呈緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)。在基質(zhì)栽培中，處理A1B1與A2B1間葉面積差異顯著，處理A1B2與A2B2間葉面積無(wú)顯著差異；相同栽培體積下，處理A1B1與A1B2間葉面積顯著差異。與對(duì)照相比，各處理葉面積均高于CK。所以，限根體積在一定程度上反而加快了粉果E756葉面積的增長(zhǎng)，且栽培基質(zhì)也促進(jìn)了葉面積的增長(zhǎng)。

2.3 限根栽培對(duì)粉果E756光合指標(biāo)的影響

2.3.1 對(duì)粉果E756氣孔導(dǎo)度的影響 氣孔是植物葉片與外界進(jìn)行氣體交換的主要通道，氣孔導(dǎo)度的下降會(huì)導(dǎo)致CO2的供應(yīng)受阻，進(jìn)而會(huì)影響光合速率。由圖3可知，各處理葉片的氣孔導(dǎo)度隨時(shí)間的變化呈先升高后降低的趨勢(shì)，11：00時(shí)各處理的葉片氣孔導(dǎo)度均達(dá)到最大值，其中CK值最高；9：00～13：00，葉片氣孔導(dǎo)度隨栽培體積的減小呈下降趨勢(shì)；13：00，隨著大棚內(nèi)光照度的增強(qiáng)，為減少植株的蒸騰作用，葉片的氣孔關(guān)閉，各處理葉片的氣孔導(dǎo)度下降，此階段各處理氣孔導(dǎo)度從大到小為CK、A2B2、A1B2、A2B1、A1B1。由此得出，限根栽培在一定程度上抑制了葉片的光合作用，影響了其氣孔導(dǎo)度。

2.3.2 對(duì)粉果E756蒸騰速率的影響 盛果期粉果E756葉片的蒸騰速率日變化見(jiàn)圖4。從圖4可以看出，各處理粉果E756葉片的蒸騰速率呈先上升后下降的單峰曲線，峰值均出現(xiàn)在11：00。11：00時(shí)，處理A1B2和CK蒸騰速率高于其他處理，但差異不明顯；15：00時(shí)，處理A1B1的蒸騰速率明顯高于其他處理。

2.3.3 對(duì)粉果E756光合速率的影響 植物根系受到限制后，氣孔導(dǎo)度和CO2同化率都降低，隨之光合速率也受到影響。如圖5所示，各處理粉果E756的光合速率有明顯的變化，峰值均出現(xiàn)在11：00，其中CK值最高，同時(shí)處理A2B1光合速率高于處理A1B1、A1B2。由此說(shuō)明，栽培體積影響光合速率的大小，隨限根體積的減小，光合速率也降低。

2.4 限根栽培對(duì)粉果E756植株土壤養(yǎng)分吸收的影響

2.4.1 對(duì)土壤堿解氮含量的影響 由圖6可知，在番茄定植時(shí)，處理A1B1、A1B2、A2B1、A2B2的土壤堿解氮含量均為最高值，處理A1B1為最大；5月13日后，隨生育期的延長(zhǎng)，追營(yíng)養(yǎng)液肥后，堿解氮含量有降低的趨勢(shì)；在開(kāi)花期時(shí)，各處理堿解氮含量急劇下降，說(shuō)明植株根系吸收得較快；盛果期，CK堿解氮含量降低，之后又升高，升高幅度比其他處理低，說(shuō)明追肥后CK根系吸收堿解氮較多，因此產(chǎn)量比其他處理高。由此可見(jiàn)，限根栽培抑制堿解氮含量的有效吸收，從而導(dǎo)致番茄植株的產(chǎn)量下降。

2.4.2 對(duì)土壤速效磷含量的影響 由圖7可知，在番茄整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中，植株根系對(duì)速效磷有明顯吸收作用。生長(zhǎng)初期，土壤速效磷含量表現(xiàn)為CK>A2B2>A1B1>A2B1>A1B2，隨生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)，各處理間速效磷含量降低，直至生長(zhǎng)后期，各處理速效磷含量呈大幅度降低，CK處理下降趨勢(shì)較為明顯，說(shuō)明CK根系吸收速效磷養(yǎng)分較多，對(duì)番茄植株的產(chǎn)量有提高作用；處理A2B1比A1B1速效磷含量降低幅度大，說(shuō)明限根栽培抑制了土壤速效磷的吸收。

2.4.3 對(duì)土壤速效鉀含量的影響 鉀在植物生長(zhǎng)過(guò)程中可以促進(jìn)酶的活化，與植物體內(nèi)許多代謝過(guò)程密切相關(guān)，如光合作用、呼吸作用等，鉀還能增強(qiáng)作物的抗逆性，改善果菜的品質(zhì)和風(fēng)味。由圖8看出，各處理間土壤速效鉀含量有明顯差異，但隨植株的生長(zhǎng)，土壤中速效鉀的含量增減趨勢(shì)不明顯。5月13日前后，處理A1B1、A1B2、A2B1、A2B2有明顯降低趨勢(shì)；坐果期前后，各處理土壤速效鉀含量升高，說(shuō)明追肥后對(duì)土壤速效鉀含量有影響，對(duì)植株根系的吸收也有影響，在此階段處理A1B1、CK土壤速效鉀含量降低，說(shuō)明在果實(shí)形成初期，鉀含量的吸收會(huì)促進(jìn)果實(shí)的形成，對(duì)品質(zhì)的提高有影響。由此可知，限根栽培也在一定程度上限制了植株根系對(duì)速效鉀的吸收作用。

2.5 限根栽培對(duì)粉果E756品質(zhì)的影響

番茄果實(shí)內(nèi)的糖分含量在很大程度上決定了番茄的果實(shí)品質(zhì)及口感。如表1所示，處理A1B1的果實(shí)總糖含量明顯高于其他處理，達(dá)4.37%，CK最低，為3.10%，兩者間差異極顯著，說(shuō)明限根栽培提高了番茄果實(shí)總糖的含量。維生素C是人類健康所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，新鮮的蔬果是人們攝取VC的主要來(lái)源。相同基質(zhì)栽培下，處理A1B1 VC含量高于A2B1，說(shuō)明限根栽培限制程度越大番茄果實(shí)中VC含量越高；相同限根體積下，處理A1B1 VC含量高于A1B2，且差異極顯著，說(shuō)明限根基質(zhì)栽培中，基質(zhì)的添加可以提高番茄果實(shí)VC含量。有機(jī)酸是果實(shí)風(fēng)味中的重要指標(biāo)，影響著人們對(duì)果實(shí)口感的評(píng)價(jià)。5個(gè)處理中，處理A1B1的果實(shí)酸度最大，為0.21%，處理A2B2的酸度最小，為0.06%，處理A1B2與A2B2間差異不顯著，但與CK間差異顯著，說(shuō)明限根栽培在一定程度上提高了果實(shí)有機(jī)酸的含量，但不影響果實(shí)的風(fēng)味?？扇苄怨绦挝锸强扇苄蕴穷惢蚱渌扇苄晕镔|(zhì)的總稱，包括能溶于水的糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等。由表1可知，處理A1B1可溶性固形物最高，為6.53%，CK最低，為5.90%，說(shuō)明對(duì)番茄植株根系的限制可提高果實(shí)可溶性固形物的含量；相同限根體積下，處理A1B1與A1B2間差異極顯著，處理A2B1與A2B2間無(wú)顯著差異，說(shuō)明基質(zhì)的添加對(duì)提高可溶性固形物有一定的作用。

2.6 限根栽培對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

由表2可以看出，限根栽培下，處理A1B1、A1B2與A2B1、A2B2間單果重差異顯著，說(shuō)明限根栽培體積越小果實(shí)單果重越小。根域限制對(duì)番茄植株的小區(qū)產(chǎn)量也有影響，處理A1B1的小區(qū)產(chǎn)量明顯低于CK，而限根栽培下，4個(gè)處理間的小區(qū)產(chǎn)量沒(méi)有顯著差異。在整個(gè)番茄采收期，非限根處理下對(duì)照的產(chǎn)量最高，達(dá)到8 596.19 kg，處理A1B1產(chǎn)量最低，為6 430.53 kg。由方差分析結(jié)果可得出，根域限制對(duì)番茄的產(chǎn)量有一定的影響，即降低番茄的產(chǎn)量。

3 小結(jié)與討論

通過(guò)對(duì)大番茄限根栽培的研究，表明限根栽培影響番茄的生長(zhǎng)發(fā)育，隨限根體積的減小，植株的株高、莖粗均明顯下降，且各處理差異顯著。這與樊懷福等[9]在大果型番茄上的研究結(jié)果一致。Bar-Tal等[10]的研究表明，限根明顯減少植株生長(zhǎng)量。Kharkina等[11]關(guān)于根域限制對(duì)黃瓜植株生理研究也證實(shí)了上述觀點(diǎn)。限根栽培同時(shí)降低了番茄植株光合能力，處理A1B1的光合速率明顯低于其他處理，導(dǎo)致植株的物質(zhì)分配率下降，番茄的生長(zhǎng)受到抑制，使得后期產(chǎn)量也有所下降。土壤的速效養(yǎng)分體現(xiàn)植株根系對(duì)養(yǎng)分的吸收量，磷、鉀肥在番茄生長(zhǎng)過(guò)程中起著重要作用，鉀肥的多少影響著番茄果實(shí)品質(zhì)的好壞，也是影響植株生長(zhǎng)和產(chǎn)量的重要因素，限根栽培抑制了氮磷鉀肥的吸收，但是影響程度不明顯。武衍等[12]研究表明，根域限制顯著提高了西瓜果實(shí)的可溶性固形物含量、果肉出汁率、酚類物質(zhì)含量等，提高了果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)和功能性物質(zhì)含量。本試驗(yàn)也得出了相同的結(jié)論，限根栽培提高了番茄果實(shí)的品質(zhì)，與普通種植方式相比，總糖含量提高1.27個(gè)百分點(diǎn)，VC含量提高4.72 mg/kg，可溶性固形物提高0.63個(gè)百分點(diǎn)，即可得到高品質(zhì)風(fēng)味的番茄果實(shí)。試驗(yàn)結(jié)果表明，栽培基質(zhì)對(duì)番茄生長(zhǎng)也有促進(jìn)作用，在栽培體積相同的條件下，栽培基質(zhì)的增加使番茄植株的株高、莖粗明顯增加，可提高番茄植株的生長(zhǎng)量，但是限根的程度卻降低了番茄的單果重和產(chǎn)量。

綜上所述，通過(guò)限根栽培可提高番茄果實(shí)的品質(zhì)，減少植株的生長(zhǎng)冗余，提高對(duì)土地資源的利用率。本研究在以生產(chǎn)為前提的條件下，平均667 m2產(chǎn)量為6 430.53 kg，雖然有所降低，但也可達(dá)到一般生產(chǎn)的要求。0.3 m×0.3 m×36 m的栽培體積及添加栽培基質(zhì)的處理為較好的限根栽培方式。

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