復(fù)合栽培不同基質(zhì)對溫室番茄生長及產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

李邵+楊潔+田婧+魯少尉+連青龍

【摘要】為了探尋設(shè)施番茄的高效生產(chǎn)方式，該試驗采用了水培與基質(zhì)培復(fù)合栽培技術(shù)種植番茄，試驗設(shè)置了3種基質(zhì)配比（細(xì)棉沙、細(xì)棉沙+草炭、草炭+蛭石+珍珠巖），種植了‘博耐313‘綠寶石‘北亞6號3個品種番茄，研究了不同基質(zhì)對復(fù)合栽培下番茄生長與產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，草炭+蛭石+珍珠巖配比基質(zhì)處理下的3個番茄品種生長速度較快，葉片光合作用較強，‘博耐313‘綠寶石與‘北亞6號產(chǎn)量分別1.84、0.85、0.77 kg/株，分別高于細(xì)棉沙+草炭處理17.5%、4.9%、19.1%，差異顯著，但與細(xì)棉沙處理差異不顯著；在不同基質(zhì)處理的3種番茄品質(zhì)方面，草炭+蛭石+珍珠巖處理的果實品質(zhì)與細(xì)棉沙基質(zhì)處理無顯著差異，2個處理的番茄果實硬度均顯著大于草炭+細(xì)棉沙處理?？傮w結(jié)果表明，復(fù)合栽培技術(shù)中草炭+蛭石+珍珠巖基質(zhì)配比更適合番茄的生長與產(chǎn)量提升；同時也可用細(xì)棉沙基質(zhì)替代，不會顯著降低產(chǎn)量與品質(zhì)。

┏前言┛

近20年來，中國設(shè)施園藝面積增長迅速，為國內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的周年供應(yīng)、促進城鄉(xiāng)農(nóng)民的就業(yè)增收以及提高非耕地的利用做出了巨大的貢獻。在目前溫室果蔬生產(chǎn)中，普遍使用土壤栽培與基質(zhì)栽培，其中土壤栽培雖然成本較低，但根系環(huán)境難以控制，連作障礙嚴(yán)重，病蟲害突出，產(chǎn)量低，難以滿足設(shè)施農(nóng)業(yè)的長遠發(fā)展；基質(zhì)栽培種類大多為草炭、巖棉以及自配的爐渣基質(zhì)等。由于無土基質(zhì)作物根系環(huán)境較好控制，作物產(chǎn)量較高，在設(shè)施園藝發(fā)達國家使用較多，如荷蘭溫室使用巖棉栽培番茄與黃瓜，其產(chǎn)量分別能達到50～70 kg/m2、60～100 kg/m2，但由于中國設(shè)施面積巨大，草炭等基質(zhì)資源開采過度，導(dǎo)致其成本價格越來越高，嚴(yán)重影響無土栽培的生產(chǎn)效益[1]。因此研發(fā)一種既能簡單調(diào)控作物根系環(huán)境，又不使用大量無土栽培基質(zhì)的栽培模式與方法具有一定的意義。為此該試驗提出了一種新型的設(shè)施果菜基質(zhì)培與水培復(fù)合栽培模式，通過吸取設(shè)施蔬菜常規(guī)基質(zhì)培與水培的優(yōu)點[2-3]，利用封閉式的栽培環(huán)境與營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)，具有提高水肥利用效率、降低土傳病害以及提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)的潛力，該試驗研究了復(fù)合栽培模式下不同基質(zhì)種類對3種不同番茄品種生長情況、產(chǎn)量以及品質(zhì)的影響，以期探尋復(fù)合栽培模式下較為合理的栽培基質(zhì)種類。

┏材料與方法┛

試驗材料與設(shè)計

該試驗于2014年4月～9月在寧夏賀蘭縣園藝產(chǎn)業(yè)園科研開發(fā)區(qū)連棟溫室內(nèi)進行，地處北緯38°30′，東經(jīng)106°07′，海拔1111.5 m；溫室類型為Venlo型玻璃溫室，試驗溫室面積為440 m2。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，共設(shè)水培與基質(zhì)培復(fù)合栽培基質(zhì)處理3種，栽培番茄品種3個（表1）。溫室內(nèi)共設(shè)復(fù)合栽培槽12排，每排長度為20 m，槽內(nèi)基質(zhì)袋大小為長×寬：90 cm×25 cm，每個基質(zhì)袋裝基質(zhì)15 L，均勻放置于栽培槽內(nèi)，每槽栽培番茄96株，試驗每個基質(zhì)處理設(shè)置4個重復(fù)。試驗各處理采用同一營養(yǎng)液供液與循環(huán)系統(tǒng)；各處理生產(chǎn)管理方式相同，統(tǒng)一保留4穗果實。番茄于2月21日育苗，4月15日定植，9月17日拉秧。

試驗方法

◎ 復(fù)合栽培技術(shù)原理[4]

水培與基質(zhì)培復(fù)合栽培技術(shù)結(jié)構(gòu)主要包括栽培槽、地膜、黑白防滲膜、栽培盆缽、基質(zhì)袋、營養(yǎng)液池、水泵及其配套灌溉回流管路（圖1）。其中栽培槽寬度一般為60 cm（栽培兩列西紅柿寬度），槽內(nèi)深度為10 cm，長度依溫室大小而定，保持溫室內(nèi)地面平整，鋪上地布，鋪上黑白防滲膜，再鋪放2列基質(zhì)袋，覆蓋上黑白膜，在黑白膜上開具等間距的栽培孔；再將培養(yǎng)基質(zhì)和蔬菜幼苗裝填于底部多空隙的栽培盆缽內(nèi)，將裝有培養(yǎng)基質(zhì)的多孔隙栽培盆缽放置在栽培孔內(nèi)，給予一定流量與高度的營養(yǎng)液供應(yīng)，植物根系穿過栽培盆缽的孔隙生長到基質(zhì)袋內(nèi)以及栽培槽空隙中（圖2），使得栽培槽內(nèi)形成密閉的、保溫、保濕、黑暗的環(huán)境，且灌溉營養(yǎng)液可以循環(huán)流動與回收利用。

測定項目

每種基質(zhì)與品種處理選取3個番茄植株進行重復(fù)，每隔15天測定其株高、莖基部2 cm處的莖粗與倒六葉葉片SPAD值，其中SPAD值采用SPAD-502葉綠素儀測定；番茄植株光合測定葉片同SPAD測定葉片，采用德國GFS-3000光合測定儀測定；取盛果期番茄根系，采用TTC法測定根系活力。

取各處理番茄果實第3穗果測定品質(zhì)，VC含量采用鉬藍比色法；總糖含量采用蒽酮比色法；總酸含量采用酸堿滴定法；硝酸鹽含量采用紫外分光光度法；可溶性固形物含量使用TD-45數(shù)字折光儀測定；果實硬度使用AGY-1果實硬度計測定[5]。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)使用Excel 2016及DPS 7.05統(tǒng)計分析軟件進行處理分析，采用LSD法進行差異顯著性分析。

┏結(jié)果與分析┛

不同基質(zhì)處理對番茄生長指標(biāo)的影響

從圖3可以看出，不同基質(zhì)與不同番茄品種株高增長趨勢相同，對于大果番茄‘博耐313，細(xì)棉沙處理番茄植株生長速率要大于細(xì)棉沙+草炭以及草炭+蛭石+珍珠巖處理；對于小果番茄‘綠寶石和‘北亞6號，草炭+蛭石+珍珠巖處理番茄植株生長速率要大于細(xì)棉沙+草炭以及細(xì)棉沙處理。但3個品種番茄莖粗增長速率都為草炭+蛭石+珍珠巖>細(xì)棉沙>細(xì)棉沙+草炭處理?？傮w可以看出，草炭+蛭石+珍珠巖處理的番茄植株生長勢都較好，細(xì)棉沙+草炭處理較差，這可能與配比基質(zhì)的透水、透氣性高低有關(guān)。

不同基質(zhì)處理對番茄光合參數(shù)的影響

◎ 不同基質(zhì)處理對番茄葉綠素含量的影響

不同基質(zhì)處理下不同番茄品種整個生育期葉片葉綠素含量基本都較穩(wěn)定，從圖5可以看出，在大部分的生育期內(nèi)細(xì)棉沙處理要大于草炭+蛭石+珍珠巖處理，細(xì)棉沙+草炭處理下葉片葉綠素含量一直處理較低的狀態(tài)。

◎ 不同基質(zhì)處理對番茄光合作用的影響

選取測定SPAD值的葉片，在各處理結(jié)果旺盛期7月3日10：00測定植株光合作用，從圖6可以看出，不同番茄品種下，細(xì)棉沙處理葉片光合速率都要大于其他2個處理，草炭+珍珠巖+蛭石處理葉片光合速率最低，這可能是由于在細(xì)棉沙介質(zhì)中，番茄根系與營養(yǎng)液接觸更為密切，養(yǎng)分吸收順暢，各品種番茄植株葉片葉綠素含量較高，因而葉片光合速率較高。

不同處理對番茄產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

◎ 不同處理對番茄單株產(chǎn)量的影響

從圖7可以產(chǎn)出，草炭+蛭石+珍珠巖處理下‘博耐313‘綠寶石與‘北亞6號產(chǎn)量分別為1.84、0.85、0.77 kg/株，分別高于細(xì)棉沙+草炭處理17.5%、4.9%、19.1%，差異顯著，但與細(xì)棉沙處理差異不顯著。這說明草炭+蛭石+珍珠巖處理下的番茄產(chǎn)量普遍較高，細(xì)棉沙處理番茄也能達到高產(chǎn)。

◎ 不同處理對番茄果實品質(zhì)的影響

該試驗于2014年8月4日在番茄采收盛期取新鮮果樣（所取果樣均為第3穗果），對評價番茄品質(zhì)的6個主要指標(biāo)：可溶性固形物、VC、總酸、總糖、果實硬度、硝酸鹽進行測定。從表2可看出，北亞6號番茄可溶性固形物、VC、總糖含量要顯著大于其他2個處理，不同品種番茄中，草炭+蛭石+珍珠巖處理果實可溶性固形物、VC含量較高，其次為沙土處理，但未達到極顯著差異；細(xì)棉沙處理下各品種番茄果實硬度較高。總體來看，不同基質(zhì)處理下各品種番茄果實品質(zhì)無極顯著的差異，說明，在水培與基質(zhì)培復(fù)合栽培中，番茄根系都處于相同濃度的營養(yǎng)液中，栽培基質(zhì)大多只起到固定作用，基質(zhì)種類對番茄的品質(zhì)無太顯著的影響。

不同處理對番茄根系活力的影響

試驗于2014年8月4日在番茄采收盛期取不同處理番茄根系，測定各處理根系活力，從圖8可以看出，復(fù)合栽培下不同基質(zhì)不同品種的根系活力差異顯著，其中以‘綠寶石品種3處理之間差異最為顯著，總體結(jié)果表明，不同品種下草炭+蛭石+珍珠巖處理的根系活力最高，其次為細(xì)棉沙處理，最低的為細(xì)棉沙+草炭處理，說明復(fù)合栽培下草炭+蛭石+珍珠巖處理番茄根系有著較強的活力。

┏結(jié)論與討論┛

水培與基質(zhì)培復(fù)合栽培是結(jié)合了水培與基質(zhì)培的優(yōu)點，栽培下的番茄植株主根系都集中在栽培盆缽內(nèi)，而吸收養(yǎng)分的毛細(xì)根基本都分布在基質(zhì)內(nèi)與基質(zhì)袋周圍，且都浸泡在營養(yǎng)液中，這樣能保證番茄植株根系既能充分吸收養(yǎng)分而又有一部分根系處于透氣狀態(tài)中[6-7]。目前溫室無土栽培生產(chǎn)中，基質(zhì)的成本占生產(chǎn)成本很大一部分，怎么能降低無土基質(zhì)的用量也成為了生產(chǎn)中的難題，鑒于水培與基質(zhì)培復(fù)合栽培的特性，試驗利用西北當(dāng)?shù)亓畠r的細(xì)棉沙材料充當(dāng)栽培介質(zhì)，并驗證了其效果。從試驗結(jié)果可以看出，草炭+蛭石+珍珠巖配比基質(zhì)處理下的不同番茄品種生長速度較快，葉片光合作用較強；在不同處理3種番茄品質(zhì)方面，草炭+蛭石+珍珠巖處理的果實品質(zhì)與細(xì)棉沙基質(zhì)處理無顯著差異，兩處理的番茄果實硬度都要顯著大于草炭+細(xì)棉沙處理。從不同處理不同品種根系活力可以看出，草炭+蛭石+珍珠巖的不同品種番茄根系活力都要大于細(xì)棉沙與草炭+細(xì)棉沙處理，其中3個品種都以草炭+細(xì)棉沙處理的根系活力最低，這是由于草炭+蛭石+珍珠巖的透氣性與透水性較好，而細(xì)棉沙的滲水性較好，草炭+細(xì)棉沙處理的透氣與滲水性都較差的緣故[8-9]?？傮w結(jié)果表明：①在水培與基質(zhì)培復(fù)合栽培中，栽培介質(zhì)的種類對番茄的栽培有一定影響，但影響不顯著，推薦使用透水、透氣性較好的基質(zhì)配比；②復(fù)合栽培中可以使用成本更低的細(xì)棉沙代替價格較高的草炭等基質(zhì)。

參考文獻

[1] Jiang Weijie， Liu Wei，Yu Hongjun，et al. Development of

soilless culture in mainland china [J]. Transactions of

the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2001，

17（1）：10-15.

[2] Arzani， M. Cultivation without soil （Hydroponic），

commercial and house-made[M]. Isfahan Industrial

Press.2007.

[3] 李偉.水培與基質(zhì)培的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望[J].中國園藝文摘，

2010，26（5）：43-44.

[4] 汪曉云.新型無土栽培模式系列談（二）多功能（LG-D）無土栽培模

式及配套設(shè)施[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)（溫室園藝），2013，33（4）：58-60.

[5] 鄒琦.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2007.

[6] Martinez PFM.Abad.Soilless culture of tomato in different

mineral substrates [J].Acta Horticulture.1992（323）：251-259.

[7] 郭世榮.無土栽培學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003：77-132，

423-425.

[8] 向軍，龔建華，黃麗萍，等.兩種無土栽培方式對櫻桃番茄生長

發(fā)育的影響[J].長江蔬菜，2001（9）：30-31.

[9] DeBootdt，M Verdonck O.The physical properties of

substrates in horticulture [J].Acta Horticulture，1972

（26）：37-44.