櫻桃番茄膜栽培技術(shù)對(duì)比試驗(yàn)研究

趙 娟陳紅輝殷伯賢俞 艷張永紅許 峰曹 峰

（1上海市金山區(qū)蔬菜技術(shù)推廣中心 201599；2上海市金山區(qū)楓涇鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)站 201501；3上海金山現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū) 201516）

Imec[1]膜是一種單向滲透膜，其特性主要體現(xiàn)在液流的方向性和通透性上，即液流只能從一個(gè)方向向另一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)而不能返回，同時(shí)由于膜特有的過(guò)濾性能，液體流動(dòng)時(shí)生物小分子（主要指無(wú)機(jī)物、O2、CO2、離子狀態(tài)的化合物等）可以沿水流方向運(yùn)動(dòng)。通過(guò)Imec[2-3]膜調(diào)整水分供應(yīng)不僅可以提高水分利用率，而且可以提高作物的營(yíng)養(yǎng)水平，從而生產(chǎn)出高品質(zhì)蔬菜。Imec單向滲透膜在番茄上的應(yīng)用技術(shù)于2013年從日本早稻田大學(xué)引入中國(guó)。為促進(jìn)該技術(shù)的推廣應(yīng)用，探明Imec膜相對(duì)于基質(zhì)栽培模式和PVA（聚乙烯醇）膜栽培模式的優(yōu)點(diǎn)，特進(jìn)行了櫻桃番茄膜栽培技術(shù)對(duì)比試驗(yàn)，現(xiàn)將相關(guān)研究結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試作物為櫻桃番茄，品種為“永嘉824”[農(nóng)友種苗(中國(guó))有限公司]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)依據(jù)不同栽培方式設(shè)4個(gè)處理，分別為Imec膜栽培、PVA膜栽培、進(jìn)口基質(zhì)和國(guó)產(chǎn)基質(zhì)1∶1混合后的基質(zhì)栽培、純進(jìn)口基質(zhì)栽培，其中Imec膜和PVA膜處理使用進(jìn)口基質(zhì)和國(guó)產(chǎn)基質(zhì)1∶1混合后的基質(zhì)。所有處理均采用相同的種植槽，槽寬60 cm，每畦種植1行，每行定植238株，株距15 cm。Imec膜和PVA膜處理的種植床基質(zhì)厚度均為2.5 cm，混合基質(zhì)和純進(jìn)口基質(zhì)處理的種植床基質(zhì)厚度均為6.5 cm，見(jiàn)表1。

表1 不同膜栽培試驗(yàn)的櫻桃番茄種植情況

1.3 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2016年7～12月設(shè)在上海明緣果蔬專(zhuān)業(yè)合作社五連棟大棚內(nèi)進(jìn)行。所有處理均采用相同的肥水管理模式，并適時(shí)進(jìn)行病蟲(chóng)害防治。Imec膜和PVA膜栽培處理需要安裝特定的膜栽培種植槽。具體的栽培管理流程如下。

1.3.1 播種育苗

2016年7月13日播種，采用營(yíng)養(yǎng)缽培育壯苗。壯苗標(biāo)準(zhǔn)為株高12～15 cm、真葉3～5張。

1.3.2 膜栽培種植槽安裝[4-5]

（1）地面整平。（2）壘3層磚（240 mm×115 mm×53 mm）建設(shè)苗床，苗床長(zhǎng)37 m、寬80 cm，種植槽寬60 cm。每個(gè)8 m×40 m的大棚鋪設(shè)4個(gè)種植畦。（3）在鋪好第1層磚而形成的種植槽內(nèi)，填充6 cm厚礱糠（即稻谷輾磨后脫下的外殼），以在冬季低溫時(shí)起到一定的保溫效果。（4）礱糠上覆蓋一層地布，并用地膜釘固定，整個(gè)大棚全部鋪滿(mǎn)。（5）在地布上面鋪一層防水塑料膜，防水塑料膜的兩端需超過(guò)種植槽寬度，多余部分可翻過(guò)第2層磚折到種植槽外面。（6）將膜下滴灌帶（點(diǎn)滴閥間隔30 mm，每畦123個(gè)滴灌液出口）插入種植槽前端的連接口，末端用終端零件塞住。膜下滴管有1條，放置在苗畦中間部位。（7）將卷成筒狀的無(wú)紡布展開(kāi)鋪在苗床上，無(wú)紡布下面是膜下滴灌帶，注意無(wú)紡布不可以超出種植槽范圍。（8）打開(kāi)納米凝水膜的包裝，將卷成筒的納米凝水膜展開(kāi)鋪在無(wú)紡布上面，且其兩端應(yīng)超過(guò)種植槽。（9）將凝水膠混入自來(lái)水，然后均勻撒在種植基質(zhì)上，混合密度為2 g/L。（10）將種植基質(zhì)均勻撒在納米膜上，厚度為2～2.5 cm，并在基質(zhì)中均勻混合0.2%（2 g/L）～0.4%（4 g/L）的保濕膠漿。（11）將膜栽培定植泡沫板（90 cm×60 cm×2.5 cm）鋪設(shè)在栽培田壟上。（12）覆蓋黑白膜，并在黑白膜上定植壯苗的位置用小刀割開(kāi)寬10 cm左右的裂口。（13）將上部滴管帶連接到栽培田壟端部的連接口，末端用終端零件塞住。將一出四滴箭插入每一個(gè)定植孔，通過(guò)一出四滴箭套裝進(jìn)行澆水施肥，單個(gè)滴箭流速16.67 mL/min，每行流速3.97 L/min；下滴管通過(guò)滴管帶進(jìn)行灌溉，單個(gè)滴孔流速66.67 mL/min，每行123個(gè)滴孔，流速8.2 L/min。

1.3.3 定 植

秋季育苗期控制在1個(gè)月左右，2016年8月15日進(jìn)行櫻桃番茄苗定植，每畦定植1行，株距15 cm。定植時(shí)大棚內(nèi)氣溫高于30 ℃，空氣相對(duì)濕度也較高，故櫻桃番茄苗前期生長(zhǎng)緩慢。為此，白天中午應(yīng)打開(kāi)外遮陽(yáng)網(wǎng)，開(kāi)窗通風(fēng)。

混合基質(zhì)和純進(jìn)口基質(zhì)處理的櫻桃番茄苗，按照常規(guī)方式定植。Imec膜和PVA膜栽培處理的櫻桃番茄苗，從定植孔將種苗插入。然后用手將定植槽內(nèi)基質(zhì)挖開(kāi)露出Imec膜或PVA膜，然后將健康秧苗從育苗盤(pán)取出，手捏第2～3節(jié)位，防止損傷根莖部茸毛，平躺放在挖好的基質(zhì)洞內(nèi)，并保證植株根部能夠接觸到膜，放好之后不要再隨意移動(dòng)。定植時(shí)相鄰苗株方向相反，以利于提高空間利用率，方便后期整枝。

1.3.4 栽培管理

栽培全程采用營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)肥料和水分，按照表2配方配置Tony’s Farm液體肥料濃縮液（原液10X），配好后1號(hào)液肥EC值為7.85 ms/cm，pH 5.84，呈偏酸性；2號(hào)液肥EC值為4.97 ms/cm，pH 6.59，呈中性。使用前將1號(hào)液肥和2號(hào)液肥按1∶1進(jìn)行混合，并稀釋后施肥。8月25日之前為櫻桃番茄苗的定根期，期間只澆水，不添加肥料，上部滴灌2 min/d，下部滴灌3 min/d。根據(jù)番茄不同生長(zhǎng)時(shí)期調(diào)節(jié)不同的稀釋倍數(shù)，具體施肥安排見(jiàn)表3。注意：由于肥料會(huì)揚(yáng)起粉塵，操作時(shí)請(qǐng)佩戴口罩。肥料若吸收空氣中的水分，會(huì)變得非常難溶，所以在肥料調(diào)好后需馬上裝袋密封。需分別配置和存放1號(hào)、2號(hào)液肥，防止混合產(chǎn)生沉淀，稀釋前需將1號(hào)液肥和2號(hào)液肥等體積混合。

表2 Tony’s Farm液體肥料濃縮液（原液10X）配方

表3 營(yíng)養(yǎng)液施肥安排

1.3.5 病蟲(chóng)害防治

櫻桃番茄抗病性較強(qiáng)，生長(zhǎng)前期幾乎沒(méi)有什么病害發(fā)生，生長(zhǎng)后期有部分葉霉病發(fā)生，可用加瑞農(nóng)進(jìn)行防治。蟲(chóng)害主要有斑潛蠅、白粉虱及蚜蟲(chóng)，可用啶蟲(chóng)脒進(jìn)行防治。

1.4 項(xiàng)目調(diào)查

在櫻桃番茄生長(zhǎng)前期測(cè)定4個(gè)處理的植株生長(zhǎng)情況，包括開(kāi)花情況、植株高度、生長(zhǎng)節(jié)位數(shù)等指標(biāo)；盛花期測(cè)定植株第1花房到第7花房的開(kāi)花情況及第1花絮到第3花絮的座果情況；采收后期測(cè)定櫻桃番茄的果實(shí)性狀和產(chǎn)量性狀，其中櫻桃番茄含糖量（BRIX）使用TD-45數(shù)顯糖度計(jì)測(cè)定。

所有指標(biāo)測(cè)定時(shí)，每處理選擇3株進(jìn)行測(cè)定，并重復(fù)3次，最后用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 櫻桃番茄植株生長(zhǎng)情況及開(kāi)花前期開(kāi)花情況

由表4可知，經(jīng)過(guò)1個(gè)多月的生長(zhǎng)，櫻桃番茄植株高度達(dá)58～79 cm，植株總節(jié)位數(shù)達(dá)11.5～13.5節(jié)，其中，植株生長(zhǎng)最快的是純進(jìn)口基質(zhì)處理，其次為混合基質(zhì)和Imec膜處理，PVA膜處理的植株生長(zhǎng)情況最差。4個(gè)處理測(cè)定的第一花絮節(jié)位均為7.5節(jié)左右，說(shuō)明“永嘉824”種子純度高，性狀比較穩(wěn)定。

表4 不同膜栽培試驗(yàn)的櫻桃番茄植株生長(zhǎng)情況

由表5可知，進(jìn)入生殖生長(zhǎng)期后，各處理第1花房開(kāi)花率均達(dá)100%；第2花房開(kāi)花率較高的是2種基質(zhì)栽培處理，在90%左右，而2種膜栽培處理則不到75%，說(shuō)明膜栽培的基質(zhì)厚度較薄，在一定程度上抑制了植株的發(fā)育；第3花房均剛開(kāi)始開(kāi)花，開(kāi)花率均低于5%。

表5 不同膜栽培試驗(yàn)中櫻桃番茄開(kāi)花前期花房開(kāi)花率分析（單位：%）

2.2 櫻桃番茄盛花期開(kāi)花及座果情況

表6 不同膜栽培試驗(yàn)中櫻桃番茄開(kāi)花盛期花房開(kāi)花率分析（單位：%）

由表6可知，盛花期2種基質(zhì)栽培處理所有植株的第3花房均已100%開(kāi)花，且第4花房開(kāi)花率也達(dá)90%左右，且純進(jìn)口基質(zhì)處理的開(kāi)花率稍高。2種膜栽培處理的植株發(fā)育均受到明顯抑制，Imec膜處理植株第3花房開(kāi)花率只有74.48%，第4花房開(kāi)花率為63.45%；PVA膜處理植株第3花房開(kāi)花率達(dá)80.09%，但第4花房開(kāi)花率低于Imec膜處理。這是由于在膜栽培條件下，使用從無(wú)孔性親水性膜的下表面?zhèn)认蛟撃す┙o水或營(yíng)養(yǎng)液，并采用饑餓栽培方式，即盡量少得向植物供給水分，且膜上種植的植物需要通過(guò)滲透壓的作用透過(guò)膜吸收水分和營(yíng)養(yǎng)，這在一定程度上限制了植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而影響了植物發(fā)育速度。

由表7可知，2個(gè)基質(zhì)栽培處理的植株高度明顯高于2個(gè)膜栽培處理，這也是因?yàn)槟ぴ耘嘁种屏酥仓甑纳L(zhǎng)發(fā)育。第1花絮座果率，4個(gè)處理間無(wú)明顯差異；第1、2花絮座果數(shù)，Imec膜栽培處理與2種基質(zhì)栽培處理間無(wú)明顯差異，均座果14個(gè)左右，而PVA膜栽培處理顯著低于其他3個(gè)處理。由此可見(jiàn)，使用具有特殊結(jié)構(gòu)的Imec膜進(jìn)行栽培，櫻桃番茄的座果情況可達(dá)到與基質(zhì)栽培相近，但使用普通親水性膜（PVA膜）則因其滲透功能不完善而影響了植株座果。

表7 不同膜栽培試驗(yàn)的櫻桃番茄座果率分析

2.3 櫻桃番茄果實(shí)性狀及產(chǎn)量

由表8、圖1可知：（1）果形，2個(gè)基質(zhì)栽培處理和Imec膜栽培處理的果實(shí)均較長(zhǎng)，果高明顯高于PVA膜栽培處理，且純進(jìn)口基質(zhì)栽培處理的櫻桃番茄果徑比混合基質(zhì)和Imec膜栽培處理要小，果形較為均勻細(xì)長(zhǎng)。（2）單果重，2個(gè)基質(zhì)栽培處理和Imec膜栽培處理的果實(shí)較重，達(dá)17.42～19.31 g，PVA膜栽培處理不到14 g。（3）糖度，Imec膜栽培處理最高，達(dá)9.03%；其次為PVA膜栽培處理，2種基質(zhì)栽培處理則較低。（4）產(chǎn)量，由于秋茬溫度低，所有處理的植株只采收5塔果實(shí)，PVA膜栽培處理的產(chǎn)量明顯低于其他3個(gè)處理，Imec膜栽培處理每667 m2產(chǎn)量較高，達(dá)1 854.7 kg，與2個(gè)基質(zhì)栽培處理間產(chǎn)量差異不顯著。

表8 不同膜栽培試驗(yàn)中櫻桃番茄果實(shí)性狀及產(chǎn)量分析

圖1 櫻桃番茄膜栽培試驗(yàn)的番茄果實(shí)

由此可見(jiàn)，膜栽培方式能有效提高櫻桃番茄果實(shí)的糖度，且Imec膜的此項(xiàng)特性尤為明顯；同時(shí)，在Imec膜種植條件下，櫻桃番茄的產(chǎn)量并未受到影響，仍可獲得高產(chǎn)。

2.4 櫻桃番茄經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)本試驗(yàn)設(shè)計(jì)，櫻桃番茄基質(zhì)栽培過(guò)程中的投入主要有基質(zhì)、肥料、農(nóng)藥和人工，除此之外，膜栽培則還需要購(gòu)買(mǎi)昂貴的Imec膜或PVA膜；進(jìn)口基質(zhì)價(jià)格為720元/m3，國(guó)產(chǎn)基質(zhì)價(jià)格為200元/m3，2種基質(zhì)栽培處理基質(zhì)使用量為12.03 m3，2種膜栽培處理基質(zhì)使用量為4.63 m3；4個(gè)處理的農(nóng)藥、肥料投入均相同。

由表9可知，由于進(jìn)口基質(zhì)價(jià)格較高，純進(jìn)口基質(zhì)栽培處理的櫻桃番茄每667 m2純利潤(rùn)比混合基質(zhì)栽培處理少2 532元。2種膜栽培方式下，由于基質(zhì)使用量少，極大地降低了基質(zhì)成本，但I(xiàn)mec膜由于受專(zhuān)利保護(hù)，售價(jià)250元/m2，使Imec膜栽培處理的每667 m2膜成本高達(dá)83 333元，宜通過(guò)技術(shù)引進(jìn)或者自主研發(fā)替代產(chǎn)品降低成本；PVA膜栽培處理的每667 m2膜成本為4 166元，相比Imec膜有很大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，每667 m2純利潤(rùn)可達(dá)9 583.4元，經(jīng)濟(jì)效益顯著，值得進(jìn)一步研究試用。

由此可見(jiàn)，Imec膜栽培櫻桃番茄可節(jié)省基質(zhì)成本，但必須降低Imec膜的購(gòu)買(mǎi)成本，才能得以進(jìn)一步推廣，下一步需尋求相關(guān)技術(shù)引進(jìn)或自主研發(fā)可替代產(chǎn)品。PVA膜可在一定程度上達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量、保證經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)，值得進(jìn)一步研究試驗(yàn)。

3 結(jié)論與討論

表9 不同膜栽培試驗(yàn)中櫻桃番茄經(jīng)濟(jì)效益分析

本試驗(yàn)引進(jìn)的Imec膜是一種單向滲透膜，它可以讓水分和營(yíng)養(yǎng)成分透過(guò)，而阻止細(xì)菌、病毒等生物大分子滲透。Imec膜在櫻桃番茄栽培方面的應(yīng)用原理[6]為：減少澆水量（根系在膜上，膜下有水），促使植物產(chǎn)生大量毛細(xì)根，植物產(chǎn)生毛細(xì)根過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生生理反應(yīng)，分泌化學(xué)成分，果實(shí)糖度升高。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，2種基質(zhì)栽培中櫻桃番茄前期生長(zhǎng)發(fā)育最快，純進(jìn)口基質(zhì)較混合基質(zhì)有一定優(yōu)勢(shì)，但不明顯；Imec膜、PVA膜栽培中的櫻桃番茄植株由于基質(zhì)薄，根系不能直接吸收營(yíng)養(yǎng)，在一定程度上抑制了植株的生長(zhǎng)發(fā)育。櫻桃番茄植株進(jìn)入盛花期后，2種基質(zhì)栽培模式下所有植株的第3花房均已100%開(kāi)花，且第4花房開(kāi)花率也達(dá)90%左右；而Imec膜栽培模式下植株第3花房開(kāi)花率只有74.48%，第4花房開(kāi)花率僅63.45%。這是由于在膜栽培條件下，使用從無(wú)孔性親水性膜的下表面?zhèn)认蛟撃す┙o水或營(yíng)養(yǎng)液，并采用饑餓栽培方式，即盡量少得向植物供給水分，且膜上種植的植物需要通過(guò)滲透壓的作用透過(guò)膜吸收水分和營(yíng)養(yǎng)，這在一定程度上限制了植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而影響了植物發(fā)育速度。在櫻桃番茄生長(zhǎng)后期，Imec膜栽培的座果數(shù)與2種基質(zhì)栽培無(wú)差異，而PVA膜栽培的座果數(shù)明顯低于其他3種栽培模式，由此可見(jiàn)，使用具有特殊結(jié)構(gòu)的Imec膜進(jìn)行栽培，櫻桃番茄的座果情況可達(dá)到與基質(zhì)栽培相近，但使用普通親水性膜（PVA膜），則由于其滲透功能不完善而影響了植株座果。在2種基質(zhì)栽培和Imec膜栽培的櫻桃番茄果實(shí)高度明顯高于PVA膜栽培的果實(shí)；2個(gè)基質(zhì)栽培和Imec膜栽培的櫻桃番茄單果重較重，達(dá)17.42～19.31 g，PVA膜栽培的櫻桃番茄單果重不到14 g；Imec膜栽培的果實(shí)糖度最高，達(dá)9.03%，2種基質(zhì)栽培的果實(shí)糖度則較低。PVA膜栽培的櫻桃番茄產(chǎn)量明顯低于其他3個(gè)栽培，Imec膜栽培的每667 m2產(chǎn)量最高，達(dá)1 854.7 kg，與2個(gè)基質(zhì)栽培間產(chǎn)量差異不顯著。Imec膜栽培櫻桃番茄可節(jié)省基質(zhì)成本，但必須降低Imec膜購(gòu)買(mǎi)成本，才能得以進(jìn)一步推廣；PVA膜可在一定程度上達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量、保證經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)，值得進(jìn)一步研究試驗(yàn)。

Imec膜栽培櫻桃番茄能在保證產(chǎn)量的同時(shí)，提高櫻桃番茄果實(shí)糖度，優(yōu)化果實(shí)風(fēng)味，生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品。與此同時(shí)，由于Imec膜番茄生產(chǎn)技術(shù)是在膜上種植，無(wú)土壤連作障礙，不會(huì)增加土傳病蟲(chóng)害的發(fā)生，不會(huì)出現(xiàn)土壤鹽類(lèi)不斷積聚或土壤酸化、板結(jié)等情況，有利于蔬菜生產(chǎn)的健康持續(xù)發(fā)展。但I(xiàn)mec膜栽培技術(shù)在櫻桃番茄上的應(yīng)用時(shí)間不久、面積不大、研究不深，同時(shí)存在技術(shù)壁壘，導(dǎo)致售價(jià)過(guò)高，需要在試用過(guò)程中更加側(cè)重膜制作工藝技術(shù)的引進(jìn)。

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