棚室番茄套作栽培模式篩選

李文澤 葉勇飛 龔宇強

關(guān)鍵詞：棚室栽培;番茄;套作;品質(zhì);產(chǎn)量

國內(nèi)外研究結(jié)果顯示，間套作較單作增產(chǎn)幅度為30%～50%。據(jù)統(tǒng)計，世界間套作面積在1億hm2以上，國內(nèi)間套作種植面積約有0.2億hm2，在我國糧食生產(chǎn)中具有重要的地位[1]。間套作相對于單作具有充分利用光、熱、水、土等資源的特點。近年來，間套作養(yǎng)分資源利用及間套作優(yōu)勢研究已成為熱點問題。合理地間套作具有明顯的產(chǎn)量優(yōu)勢，這種優(yōu)勢生態(tài)基礎(chǔ)主要包括地上、地下等2個部分，間套作在地上能充分利用光和熱資源，在地下能合理利用水分、養(yǎng)分資源[2]。黑龍江省大慶地區(qū)為北溫帶半濕潤大陸季風(fēng)性氣候，夏季降水集中，春季多旱少水并常年伴隨大風(fēng)。春季蒸降比遠(yuǎn)大于其他季節(jié)，土壤及地下水中的可溶性鹽類隨上升水流蒸發(fā)、濃縮，不斷累積于地表。區(qū)內(nèi)地勢低平，排水不暢，也使鹽分積累過程加速[3]。因此，在土壤鹽堿條件下，大力開展棚式栽培，利用植物間合理的間套作可以促進(jìn)大慶地區(qū)鹽堿地環(huán)境下植物種植的發(fā)展[4]。

間套作是多熟種植的主要栽培模式，始于亞洲、非洲和拉丁美洲，現(xiàn)已逐步發(fā)展到歐洲和北美洲。與單作相比，間套作在提高資源利用率、增加產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益、減少病蟲害、防止水土流失等方面具有明顯的優(yōu)勢[5]。據(jù)統(tǒng)計，在種植面積一定的前提下，間套作可顯著提高糧食產(chǎn)量，一般比單作增產(chǎn)20%左右[6]。合理的間套作，可以增加土壤覆蓋度，有利于保持水土。研究表明，與番茄套作的大蒜形態(tài)指標(biāo)顯著低于單作大蒜;套作顯著降低了大蒜鱗莖質(zhì)量和總產(chǎn)量，同時顯著提高了獨頭率和獨頭蒜產(chǎn)量[7]。分蘗洋蔥是東北地區(qū)種植的具有醫(yī)療保健作用的蔥蒜類蔬菜之一[8]。研究表明，黃瓜與洋蔥或大蒜間作能夠提高黃瓜的產(chǎn)量，并改善黃瓜根際土壤環(huán)境[9]。與蔥蒜類間作是常見的園藝作物間作方式，蔥蒜類根系分泌物中含特殊辛辣物質(zhì)，具有抑制有害菌生長的作用，有促進(jìn)作物生長提高作物品質(zhì)的特點[10-11]。為更好地利用光、溫、水、土等自然條件，許多地區(qū)采用豌豆和其他作物混作、間作和套種的方式，既可以抑制雜草孳生，減少病蟲害，又可以增加單位面積的年產(chǎn)量[12]。

間套作在提高單位面積的產(chǎn)出和土地利用率的同時，又能減少連作障礙的發(fā)生[13]。在蔬菜生產(chǎn)中，蔥蒜類與其他蔬菜作物間作，蔥蒜類根系分泌物可以有效地殺滅某些有害病菌，減少相關(guān)病害的發(fā)生[14]。而豆類能夠改善套作植株的氮營養(yǎng)[15]。因此，本研究采用分蘗洋蔥、大蔥、大蒜、豌豆及豆角等與番茄套作栽培，測定幾種套作栽培模式下番茄的株高、莖粗、葉綠素含量、可溶性糖含量、維生素C含量、可滴定酸含量、可溶性蛋白含量、番茄紅素含量等多個生理指標(biāo)，同時對套作植物的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評價，旨在篩選大慶棚室番茄適宜的套作栽培模式提供理論依據(jù)，并為番茄高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培推廣奠定堅實基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2018年3—10月在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)園藝試驗基地大棚內(nèi)進(jìn)行。供試番茄品種為光輝101，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。蒜的鱗莖、分蘗洋蔥的鱗莖、大蔥苗、豌豆種子及豆角種子均采購于黑龍江省大慶市農(nóng)貿(mào)市場。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗于2018年3月初開始，選取飽滿的番茄種子浸種催芽。整地后于2018年5月9日（番茄6葉1心期）定植，番茄株行距為35 cm×40 cm，定植1周后，大蒜、分蘗洋蔥和大蔥在番茄外側(cè)距番茄植株 5 cm 處均以4 ∶ 1的比例單瓣栽種。番茄定植30 d后，豌豆、豆角在番茄株間采用種子直播。豌豆、豆角株距均為35 cm。本試驗設(shè)為番茄單作、番茄與大蒜套作、番茄與分蘗洋蔥套作、番茄與大蔥套作、番茄與豌豆套作、番茄與豆角套作，共6個處理（表1），每個處理設(shè)3個小區(qū)，每個小區(qū)（面積為060 m×325 m）定植番茄16株，采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，番茄留4穗果摘心（定植后70 d），之后常規(guī)管理。分別于番茄定植后30、50、70 d進(jìn)行植物學(xué)性狀的調(diào)查和測量，每個小區(qū)選取10株計數(shù)取平均值。

1.3 形態(tài)和生理指標(biāo)測定

分別于番茄定植后30、50、70 d進(jìn)行株高和莖粗測量，采用米尺測定番茄植株株高;用游標(biāo)卡尺測量莖粗（距根莖1 cm處）。番茄留4穗果摘心，每個小區(qū)隨機(jī)取10株測產(chǎn)取平均值。每個小區(qū)隨機(jī)選擇成熟期一致的10個果實進(jìn)行品質(zhì)測定。待果實成熟后測量其單果質(zhì)量、橫徑、縱徑、硬度、可溶性固形物含量等，果實單果質(zhì)量用分析天平測量，橫縱徑用尺子測量，果實硬度使用手持硬度計（GY-2）測定，可溶性固形物含量采用阿貝折射儀測定。維生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚鈉法進(jìn)行測定[16];可滴定酸含量采用酸堿滴定法進(jìn)行測定[17];可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法進(jìn)行測定[18];可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[19];番茄紅素含量采用有機(jī)溶劑浸提法測定[20];糖酸比=可溶性糖的含量×10/可滴定酸的含量，每個小區(qū)求出1個糖酸比，3次重復(fù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

試驗所得數(shù)據(jù)采用WPS軟件整理和分析，采用SAS 9.1.3軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植物套作對番茄產(chǎn)量及生長的影響

2.1.1 不同植物套作對番茄果實橫縱徑、單果質(zhì)量及產(chǎn)量的影響 試驗結(jié)果（表2）表明，6組處理所得的果實橫徑表現(xiàn)為番茄套作豆角>番茄套作分蘗洋蔥>番茄套作豌豆>番茄單作>番茄套作大蒜>番茄套作大蔥，番茄套作豆角的果實橫徑顯著高于其他5組處理，番茄套作分蘗洋蔥與番茄套作豌豆間無顯著性差異，番茄套作大蒜與番茄單作間無顯著性差異，番茄套作大蔥與除番茄單作、番茄套作大蒜外的其他處理差異顯著。

試驗結(jié)果（表2）表明，6組處理下番茄的縱徑表現(xiàn)為番茄套作豆角>番茄單作>番茄套作豌豆>番茄套作分蘗洋蔥>番茄套作大蔥>番茄套作大蒜，番茄套作豆角的果實縱徑顯著高于其他5組處理，番茄單作、番茄套作豌豆、番茄套作分蘗洋蔥間無顯著性差異，番茄套作大蔥與套作大蒜果實縱徑顯著低于番茄套作豆角處理，而這2個處理間沒有顯著性差異。

試驗結(jié)果（表2）表明，不同處理下番茄單果質(zhì)量表現(xiàn)為番茄套作豆角>番茄套作分蘗洋蔥>番茄套作豌豆>番茄單作>番茄套作大蔥>番茄套作大蒜，番茄套作豆角的單果質(zhì)量顯著高于其他5組處理，番茄套作分蘗洋蔥與番茄套作豌豆、番茄單作間無顯著性差異，番茄套作大蒜與番茄套作大蔥間無顯著性差異。

不同套作模式番茄測產(chǎn)結(jié)果（表2）顯示，除番茄套作大蒜的單株產(chǎn)量略低于番茄單作單株產(chǎn)量外，番茄套作分蘗洋蔥增產(chǎn)12.50%，番茄套作大蔥增產(chǎn)1.92%，番茄套作豌豆增產(chǎn)7.69%，番茄套作豆角增產(chǎn)17.30%。

2.1.2 不同植物套作對番茄莖粗的影響 由圖1可知，隨著定植時間的延長番茄的莖粗逐漸變粗。在定植后30 d時，不同套作模式番茄莖粗表現(xiàn)為番茄單作>番茄套作豌豆>番茄套作豆角>番茄套作大蔥>番茄套作分蘗洋蔥>番茄套作大蒜，番茄單作的莖粗比其他5組處理要粗，但與番茄套作分蘗洋蔥、番茄套作大蔥、番茄套作豌豆、番茄套作豆角之間差異均不顯著，與番茄套作大蒜差異顯著;定植后50 d時，不同套作模式番茄莖粗表現(xiàn)為番茄套作豆角>番茄套作豌豆>番茄單作>番茄套作大蔥>番茄套作分蘗洋蔥>番茄套作大蒜，番茄套作豆角的莖粗與番茄套作豌豆、套作大蔥間差異不顯著，與番茄單作、番茄套作分蘗洋蔥、番茄套作大蒜之間差異顯著;定植后70 d時，不同套作模式番茄莖粗表現(xiàn)為番茄套作豆角>番茄單作>番茄套作豌豆>番茄套作大蔥>番茄套作大蒜>番茄套作分蘗洋蔥，但各處理間的差異不顯著。

2.1.3 不同植物套作對番茄株高的影響 由圖2可知，隨著定植時間的延長番茄的株高逐漸變高。定植后30 d不同套作模式番茄的株高表現(xiàn)為番茄套作豌豆>番茄套作豆角>番茄套作大蔥>番茄套作分蘗洋蔥>番茄單作>番茄套作大蒜，番茄套作大蔥、番茄套作豌豆、番茄套作豆角與番茄套作分蘗洋蔥有差異但差異不顯著，三者與番茄單作、番茄套作大蒜差異顯著，而番茄單作與番茄套作大蒜之間有差異但不顯著;定植后50 d不同套作模式番茄株高表現(xiàn)為番茄套作豌豆>番茄套作豆角>番茄套作大蔥>番茄套作分蘗洋蔥>番茄單作>番茄套作大蒜，番茄套作大蔥、番茄套作豌豆、番茄套作豆角3組間無顯著性差異，番茄單作、番茄套作大蒜、番茄套作分蘗洋蔥3組間無顯著性差異，但前三者和后三者差異顯著;定植后70 d不同套作模式番茄株高表現(xiàn)為番茄套作豌豆>番茄套作豆角>番茄套作大蔥>番茄套作分蘗洋蔥>番茄單作>番茄套作大蒜，番茄套作豌豆和番茄套作豆角間無顯著性差異，兩者與番茄套作大蔥有差異但差異不顯著， 與番茄套作分蘗洋蔥、番茄套作大蒜、番茄單作有顯著性差異，番茄套作分蘗洋蔥與番茄套作大蒜、番茄單作間有差異，但不顯著。

2.2 不同植物套作對番茄生物學(xué)性狀的影響

2.2.1 不同植物套作對番茄果實硬度的影響 試驗數(shù)據(jù)（圖3）表明，6組處理下番茄果實硬度表現(xiàn)為番茄套作分蘗洋蔥>番茄套作大蒜>番茄套作豆角>番茄套作大蔥>番茄套作豌豆>番茄單作，番茄套作大蒜、番茄套作分蘗洋蔥間沒有顯著性差異，兩者與番茄套作豆角間有差異但不顯著，番茄單作、番茄套作大蔥、番茄套作豌豆間差異不顯著。

2.2.2 不同植物套作對番茄可溶性固形物含量的影響 由圖4可知，6組處理下番茄的可溶性固形物含量表現(xiàn)為番茄套作分蘗洋蔥>番茄套作豆角>番茄套作豌豆>番茄套作大蒜>番茄套作大蔥>番茄單作，番茄套作分蘗洋蔥與番茄套作大蒜、番茄套作大蔥、番茄套作豌豆、番茄套作豆角間有差異但都不顯著，與番茄單作差異顯著。

2.3 不同植物套作對番茄果實品質(zhì)性狀的影響

2.3.1 不同植物套作對番茄維生素C含量的影響 由圖5可知，在6組處理下維生素C含量表現(xiàn)為番茄套作豌豆>番茄套作分蘗洋蔥>番茄套作大蔥>番茄套作大蒜>番茄套作豆角>番茄單作，與豌豆套作番茄果實中維生素C含量顯著高于與分蘗洋蔥套作，這2種套種模式均顯著高于其他處理和番茄單作，且其他處理的番茄單作之間差異不顯著。

2.3.2 不同植物套作對番茄可滴定酸含量的影響 由圖6可知，在6組處理下可滴定酸含量表現(xiàn)為番茄套作大蔥>番茄套作豌豆>番茄套作豆角>番茄套作大蒜>番茄單作>番茄套作分蘗洋蔥，番茄套作大蔥、番茄套作豌豆間可滴定酸含量差異不顯著，番茄套作大蔥、番茄套作豌豆和番茄套作豆角之間有差異，但差異不顯著，番茄套作大蔥、番茄套作豌豆和番茄套作豆角的可滴定酸含量顯著高于番茄單作、番茄套作大蒜、番茄套作分蘗洋蔥，而番茄套作大蒜的可滴定酸含量顯著高于番茄單作、番茄套作分蘗洋蔥，番茄單作的可滴定酸含量顯著高于番茄套作分蘗洋蔥。

2.3.3 不同植物套作對番茄可溶性蛋白含量的影響 由圖7可知，在6組處理下可溶性蛋白含量表現(xiàn)為番茄套作分蘗洋蔥>番茄套作豌豆>番茄套作豆角>番茄單作>番茄套作大蒜>番茄套作大蔥，番茄套作分蘗洋蔥的可溶性蛋白含量高于番茄套作豌豆、番茄套作豆角，但差異不顯著，番茄套作分蘗洋蔥可溶性蛋白含量顯著高于番茄單作、番茄套作大蒜、番茄套作大蔥，番茄單作、番茄套作大蒜的可溶性蛋白含量略高于番茄套作大蔥。

2.3.4 不同植物套作對番茄可溶性糖含量的影響 由圖8可知，在6組處理下可溶性糖含量表現(xiàn)為番茄套作大蒜>番茄套作豆角>番茄套作分蘗洋蔥>番茄套作豌豆>番茄單作>番茄套作大蔥，可溶性糖含量中番茄套作大蒜顯著高于其他5組，番茄套作豆角、番茄套作分蘗洋蔥、番茄套作豌豆間有差異但不顯著，但三者顯著高于番茄套作大蔥。

2.3.5 不同植物套作對番茄果實番茄紅素含量的影響 由圖9可知，6組處理下番茄紅素含量表現(xiàn)為番茄套作豌豆>番茄套作分蘗洋蔥>番茄套作豆角>番茄套作大蔥>番茄單作>番茄套作大蒜，番茄套作豌豆的番茄紅素含量顯著高于其他5組處理，番茄套作分蘗洋蔥和番茄套作豆角間沒有顯著性差異，兩者顯著高于番茄單作、番茄套作大蒜、番茄套作大蔥，而番茄單作、番茄套作大蒜、番茄套作大蔥之間沒有顯著性差異。

2.3.6 不同植物套作對番茄糖酸比的影響 由圖10可知， 在6組處理下糖酸比表現(xiàn)為番茄套作分蘗洋蔥>番茄套作大蒜>番茄套作豆角>番茄單作>番茄套作豌豆>番茄套作大蔥，番茄套作分蘗洋蔥的糖酸比顯著高于其他5組處理，番茄套作大蒜的糖酸比顯著高于番茄單作、番茄套作大蔥、番茄套作豌豆、番茄套作豆角，番茄單作和番茄套作豆角間沒有顯著性差異，但顯著高于番茄套作大蔥、番茄套作豌豆，番茄套作大蔥和番茄套作豌豆之間沒有顯著性差異。

3 討論與結(jié)論

研究表明，與單作相比，間套作在提高資源利用率、增加產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益、減少病蟲害、防止水土流失等方面具有明顯優(yōu)勢[21]。代會會等研究了土豆套作番茄，結(jié)果表明套作條件下番茄產(chǎn)量明顯提高且改善了土壤條件[22]。肖雪梅研究認(rèn)為，套作可以提高蔬菜產(chǎn)量，改善品質(zhì)并改良土壤性質(zhì)[23]。 本研究結(jié)果表明，隨著定植時間的延長，番茄的莖粗和株高均有所增加，生長后期各處理間的莖粗之間無顯著性差異，生長后期與大蔥、豌豆和豆角套作后番茄的株高顯著高于番茄單作、與大蒜和分蘗洋蔥套作。番茄與豆角套作的單果質(zhì)量顯著高于單作;與豆角套作的果實橫徑和縱徑大于番茄單作;與分蘗洋蔥和大蒜套作后的果實硬度顯著高于單作;與分蘗洋蔥套作后的果實可溶性固形物含量顯著高于單作。套作在一定程度上可以改善番茄的生長指標(biāo)、產(chǎn)量和果實的品質(zhì)。分蘗洋蔥與番茄套作可以促進(jìn)番茄對磷和錳等養(yǎng)分的吸收，促進(jìn)番茄的生長[24]，分蘗洋蔥套作番茄可以促進(jìn)土壤礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收，為番茄增產(chǎn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。套作改善了連作番茄生長土壤中根系微生物數(shù)量及比例和土壤酶活性，從而提高番茄產(chǎn)量[25]。每種套作模式對番茄品質(zhì)的改善不同，改善機(jī)制應(yīng)進(jìn)一步深入研究。

蔥蒜類蔬菜是一種熱門化感型作物，如大蒜[26-27]、分蘗洋蔥[28]等，由于許多蔥蒜類蔬菜對多種細(xì)菌和真菌具有較強的抑制作用，而常被用于間作或套作[14]。徐強等研究線辣椒與玉米的套作體系，發(fā)現(xiàn)套作玉米的品質(zhì)指標(biāo)明顯高于單作玉米，然而套作線辣椒則呈現(xiàn)明顯的品質(zhì)劣勢。大蒜具有廣譜的抑菌活性，大蒜與其他作物套作減輕連作障礙的研究已有相關(guān)報道[29]。王夢怡認(rèn)為，套作大蒜能夠提高茄子果實干物質(zhì)含量、可溶性蛋白含量及可溶性糖含量等[30]。本研究證實，番茄與分蘗洋蔥套作、番茄與豌豆套作得到的果實維生素C含量顯著高于番茄單作;與分蘗洋蔥套作后番茄果實中可滴定酸含量顯著低于單作;與分蘗洋蔥套作的番茄果實可溶性蛋白含量顯著高于單作;與大蒜套作后番茄果實的可溶性糖含量顯著高于其他處理;與分蘗洋蔥、豌豆及豆角套作后果實的番茄紅素含量顯著高于單作;與大蒜及分蘗洋蔥套作后果實的糖酸比顯著升高。套作均不同程度改善了番茄果實的品質(zhì)和口感。

試驗證明，除套作大蒜外，不同的套作模式番茄的產(chǎn)量均有所提高。在番茄與大蒜套作、番茄與分蘗洋蔥套作、番茄與大蔥套作、番茄與豌豆套作、番茄與豆角套作這幾種套作模式下番茄果實的品質(zhì)得以改善。其中番茄與大蒜套作、番茄與分蘗洋蔥套作后的果實糖酸比顯著升高，番茄的口感顯著改善，同時分蘗洋蔥套作后顯著提高了番茄果實可溶性蛋白的含量、維生素C含量和番茄紅色素含量，改善了番茄的營養(yǎng)品質(zhì);與豆角、分蘗洋蔥和豌豆套作在一定程度上提高了番茄的產(chǎn)量，綜上，番茄與分蘗洋蔥套作栽培模式較好，可以提高番茄產(chǎn)量并改善果實品質(zhì)，可以在大慶地區(qū)棚室番茄生產(chǎn)中試用推廣。

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