袋培模式對設(shè)施番茄光合特性及生長的影響

周楊 李濤 王虹云 夏秀波 姚建剛 曹守軍 張麗莉 尹國香

摘要 [目的]研究袋培模式對設(shè)施番茄光合特性及生長的影響。[方法]以番茄品種“煙粉207”為供試材料，土壤栽培為對照，研究了基質(zhì)袋培模式對番茄光合特性及生長的影響。[結(jié)果]袋培模式下番茄的光合速率顯著高于土壤栽培；番茄成熟期提前，前期產(chǎn)量增加了45.7%，且品質(zhì)有明顯的提升。袋培模式下番茄的株高、莖粗、葉片數(shù)等生長指標低于對照土壤栽培。[結(jié)論]該研究為在土壤遭到嚴重破壞和鹽堿地等地區(qū)進行番茄生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞 袋培；生長；光合作用；影響

中圖分類號 S641.2文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2018）15-0046-03

Abstract [Objective] To research the effects of bag cultivation mode on the growth and photosynthetic traits of facility tomatoes. [Method] With tomato cultivar Yanfen 207 as the test materials and soil cultivation as the control， we researched the effects of matrix bag mode on tomato photosynthetic characteristics. [Result] Under the bag cultivation mode， the photosynthetic rate was significantly higher than the soil cultivation. The mature stage of tomato was advanced， the yield in early stage enhanced by 45.7% and the quality was improved significantly. Under the bag cultivation mode， the plant height， stem width and leaf number of tomato were all lower than those of soil cultivation. [Conclusion] This research provided theoretical guidance and technical support for tomato production in severely damaged soils and saline-alkali land.

Key words Bag cultivation；Growth；Photosynthesis；Effect

基質(zhì)袋式栽培是一種簡易的無土栽培方式，是將農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵后按一定比例配成的復(fù)合基質(zhì)裝進栽培袋，然后將作物種植在栽培袋中的新型種植模式。目前，我國設(shè)施生產(chǎn)結(jié)構(gòu)以日光溫室和拱棚為主，而且經(jīng)過多年的連續(xù)種植，土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞，病蟲害發(fā)生嚴重，很多土壤已經(jīng)不適宜繼續(xù)種植，而基質(zhì)栽培具有可以不利用土壤進行生長，大幅延長栽培設(shè)施使用壽命，同時也可以在鹽堿地等不適于蔬菜生長的地方進行蔬菜生產(chǎn)的優(yōu)點[1]。作為基質(zhì)栽培方式之一的袋式基質(zhì)栽培，還具有操作簡便、成本低等獨特優(yōu)勢。作為設(shè)施栽培的主要蔬菜，番茄在我國蔬菜生產(chǎn)中具有重要的作用。鑒于此，筆者研究了基質(zhì)袋培對設(shè)施番茄光合特性和生長的影響，為在土壤遭到嚴重破壞和鹽堿地等地區(qū)進行番茄生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試番茄品種為“煙粉207”，由山東省煙臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2016年5—8月在煙臺市農(nóng)科院蔬菜所溫室大棚內(nèi)進行。以土壤栽培為對照CK，基質(zhì)袋式栽培為處理T，試驗小區(qū)土壤和袋培的基本肥力情況見表1。番茄品種“煙粉207”采用隨機區(qū)組設(shè)計，每個處理3次重復(fù)，苗齡三葉一心時定植，小區(qū)面積為7.8 m2（1.2 m×6.5 m），按株行距30 cm×50 cm定植，種植密度為36棵。供試品種4穗果后打頂，澆水施肥采用水肥一體化方式。按每形成1 000 kg番茄果實，植株需吸收N 2.54 kg、P 0.75 kg、K 4.35 kg確定化肥施用量，按目標產(chǎn)量112 500 kg/hm2番茄計算施肥量，計算方法參照如下公式：

化肥施用量=（1.5倍番茄目標產(chǎn)量所需養(yǎng)分量-有機基質(zhì)中的速效養(yǎng)分量）/化肥中養(yǎng)分吸收率。

式中，N為60%，P為30%，K為60%。追肥視天氣與植株生長情況分多次進行，2個處理田間管理保持一致[2]。

1.3 試驗方法

2016年5月1日將供試番茄南北向雙行定植，番茄定植開花后每15 d進行生長指標的測定，測量指標包括株高、莖粗、葉片數(shù)，每處理測 6株，取其平均值。株高（從地面到生長點）用卷尺測量，莖粗（第 4 節(jié)）用游標卡尺測量，番茄果實產(chǎn)量測定于2016年7月18日開始進行，小區(qū)產(chǎn)量和單果重在每次采摘時均進行測定，最后累積計算產(chǎn)量。參照王鵬勃等[3]方法在第三穗番茄成熟期，分別在每小區(qū)的前、中、后 3 個等距離點取樣，然后選取大小和色澤基本一致的果實1 kg進行品質(zhì)測定。每小區(qū)定植前采取“S”形取樣法進行土壤取樣，混合均勻后進行養(yǎng)分含量測定：有機質(zhì)用重鉻酸鉀容量法稀釋熱法；速效氮用堿解擴散法；速效磷用浸提碳酸氫鈉—鋁銻抗比色法；速效鉀用醋酸按—火焰光度計法[4]；果實硬度采用 GY-1 型果實硬度計（牡丹江市機械研究所生產(chǎn)）測定；可溶糖含量采用 WYT-4 型手持式糖量計（泉州中友光學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)）測定；VC 含量采用 2，6-二氯靛酚法；可滴定酸含量采用氫氧化鈉滴定法。光合特性測定使用 LI-6400XT 便攜式光合儀（ 美國 LI-COR 公司），測定前用 1 500 μmol/（m2·s）的PAR對葉片進行光誘導(dǎo)，使葉片活化。采 用 Li-6400-2B 光 源，設(shè) 定 氣 體 流 速 為 500 μmol/s，控 制 葉 溫 25 ℃，設(shè) 置 光 合 有 效 輻 射 強 度（ PAR ）為 1 000 μmol/（m2·s）。選擇晴天09：00—11：00對植株生長點下第4片功能葉進行測量，各處理隨機選取3株，每個處理重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 基質(zhì)袋式栽培對番茄生長的影響

由表2可知，番茄定植30 d后，CK和T處理株高差異不顯著。定植45 d后T處理株高生長量顯著低于CK。在番茄莖粗方面，定植后CK和T處理之間始終無顯著差異；在番茄葉片數(shù)方面，除開花后15 d內(nèi)T處理葉片數(shù)顯著低于CK處理外，其余時間二者之間無顯著差異。

2 基質(zhì)袋式栽培對番茄光和特性的影響

從表3可以看出，番茄坐果期T處理光合速率和氣孔導(dǎo)度顯著高于CK處理，其坐果期光合速率較對照CK高12.5%；但其蒸騰速率、胞間CO2濃度與CK處理差異不顯著。盛果期光合速率較對照高16%；但其氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、胞間CO2濃度與CK處理差異不顯著。

2.3 基質(zhì)袋式栽培對番茄產(chǎn)量的影響

由表4可知，番茄單果重方面，T處理與CK處理之間差異不顯著；在前期產(chǎn)量方面，T處理顯著高于CK處理，增加了45.7%；而總產(chǎn)量方面，T處理則顯著低于CK處理，減少了19.8%。

2.4 基質(zhì)袋式栽培對番茄品質(zhì)的影響

由表5可知，T處理維生素C含量極顯著高于對照，增加了23.1%；硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量等方面，T和CK處理之間差異不顯著。

在評價番茄品質(zhì)時，某個單項品質(zhì)指標很難判斷番茄的綜合品質(zhì)，因而采用多目標綜合評價方法來評價番茄的綜合品質(zhì)[3]。因此選取硬度（X1）、可溶性固形物（X2）、可滴定酸（X3）和維生素C（X4）這4個品質(zhì)因素作為評價因子。首先，對這4個指標進行同趨化（低優(yōu)指標）和標準化，然后利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行主成分分析，并得到相關(guān)矩陣的特征根及特征向量累積貢獻率（表6），前2項特征根的累積貢獻率為89.7%>85%。因此，可用第一主成分和第二主成分作為評價的綜合指標，且評價的可信度為89.7%。

通過計算得出各指標與前2個主成分的關(guān)系為：

F1=0.541 1X1-0.349 3X2 -0.608 4X3 +0.463 7X4

F2= -0.187 5X1+ 0.767 7X2 -0.155 9X3 +0.592 6X4

綜合評值：F=0.658 450F1+0.238 197F2，由第一主成分和第二主成分與客觀權(quán)重之積，得到處理下番茄品質(zhì)綜合評判結(jié)果（表7）：綜合評價值越高，番茄品質(zhì)越好。結(jié)果顯示，處理的綜合評價值明顯高于對照，兩者品質(zhì)差異顯著。

3 結(jié)論與討論

袋培模式下番茄果實轉(zhuǎn)色時間明顯早于土壤栽培，番茄植株提前開花，前期產(chǎn)量顯著增加，這主要是因為袋培限制了番茄根系的生長，從而促進了植株提前開花，果實提前成熟[5]。同時袋培模式下番茄植株光合速率和氣孔導(dǎo)度顯著提高，番茄可溶性固形物、維生素C等含量顯著增加，品質(zhì)得到提升，這與王敏等[6]在櫻桃番茄、王燦磊等[7]在西瓜中的研究結(jié)果一致。

但袋式栽培也造成了番茄株高、莖粗明顯下降，總產(chǎn)量降低，這主要是由于袋式栽培限制了番茄根系的生長，影響了根系對養(yǎng)分的吸收，從而對植株的生長造成了影響，總產(chǎn)量降低，這與樊懷福等[8]、Tal等[9]和Kharkina等[10]的研究結(jié)果一致。

綜上所述，在袋培模式下，番茄品質(zhì)顯著提高，成熟期提前。但需進一步研究袋培模式下番茄的肥水需求規(guī)律，以進一步增強番茄長勢，提高總產(chǎn)量。

參考文獻

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