栽培密度對封閉式無機基質槽培番茄的影響

鄭喜清 邸娜 崔超 紀曉貝 季延海

摘? ? 要：本試驗采用北京市農林科學院蔬菜研究中心研發(fā)的封閉式無機基質槽培循環(huán)供液系統(tǒng)，以番茄品種“佳西娜”為供試材料，探究不同栽培密度對封閉式無機基質槽培番茄的影響。結果表明：栽培密度為T133 330株·hm-2時，番茄植株地上部與地下部干鮮質量、葉綠素a、葉綠素b、可溶性糖含量和凈光合速率明顯優(yōu)于其他處理;栽培密度為T239 990株·hm-2時，氣孔導度、胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率、Vc、可溶性固形物、可溶性蛋白含量及畝產量優(yōu)于其他;栽培密度為T353 430株·hm-2時株高最高。綜上所述，栽培密度為T2時比較合理，適宜栽培推廣。

關鍵詞：番茄;封閉式槽培;栽培密度;品質;產量

中圖分類號：S517? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.10.004

Effect of Cultivation Density on Tomato Cultured in Closed Inorganic Groove

ZHENG Xiqing1， DI Na1， CUI Chao1， JI Xiaobei1， JI Yanhai2

（1.Agriculture Department， Hetao College， Bayannaoer，Inner Mongolia 015000， China; 2.Vegetable Research Center of Beijing Academy of Agricultural and Forestry Sciences， Beijing 100097， China）

Abstract： In this experiment， the closed inorganic matrix trough culture circulating liquid supply system developed by vegetable research center of Beijing academy of agriculture and forestry was used，and the tomato variety "Jiaxina"was used to explore the effect of different cultivation densities on closed inorganic substrate trough culture tomato. The results showed that cultivation density was T1（33 330 plants·hm-2 ）， dry and fresh weight， chlorophyll a， chlorophyll b， soluble sugar content， net photosynthetic rate were significantly better than other treatments;cultivation density was T2（39 990 plants·hm-2），stomatal conductance， intracellular carbon dioxide concentration， transpiration rate ， vitamin C， soluble solids， soluble protein content and acre yield were significantly better than other treatments; cultivation density was T3（53 430 plants·hm-2）， plant height was highest. To sum up， cultivation density was T2 is more reasonable and suitable for cultivation and popularization.

Key words： tomato; closed trough culture; cultivation density; quality; yield

我國是設施農業(yè)生產大國，從20世紀90年代中期開始迅速發(fā)展，據2013年統(tǒng)計設施蔬菜種植面積近370萬hm2，總量約為2.5億t，人均達到186 kg·年-1，從面積和產量來看，均位列世界第一位[1]。其中，僅番茄栽培面積占蔬菜栽培面積的1/3左右，特別是設施番茄的大力發(fā)展解決了長期困擾我國蔬菜生產的淡旺季，基本實現(xiàn)了蔬菜的周年均衡供應[2]。但是，在設施農業(yè)快速發(fā)展的同時，并不能掩蓋設施農業(yè)中存在的問題，相比于發(fā)達國家，在栽培系統(tǒng)、栽培技術、自動化及管理等方面相對落后，尤其為了追求高產，加大水肥施用量，導致了嚴重的土壤、水污染和連作障礙等問題，進而影響了設施農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3-5]。出現(xiàn)了密度不適的問題以及由密度不適引起的其他問題：密度過低，單位有效土地栽植過少，產量和經濟效益上不去;密度過高，特別容易引起病蟲害，導致畸形果、單果小，最終影響產量和經濟效益，極大地阻礙社會經濟發(fā)展[2]。因此，本試驗采用北京市農林科學院蔬菜研究中心針對該問題研發(fā)的封閉式生態(tài)槽培系統(tǒng)，此系統(tǒng)用珍珠巖作為栽培基質，通過對栽培槽和循環(huán)系統(tǒng)的設計，實現(xiàn)了營養(yǎng)液的封閉式循環(huán)。在該系統(tǒng)栽培條件下種植番茄，設置3個栽培密度，從番茄植株的生長指標、生理指標、果實品質及相應處理的產量方面進行研究分析，以確定最適宜的種植密度，這將對獲得優(yōu)質高產的封閉式槽培番茄具有重要意義。

1 材料和方法

1.1 材 料

供試材料為番茄，品種為“佳西娜”，來源于荷蘭瑞克斯旺公司。

1.2 試驗設計

本試驗采用北京農林科學研究所蔬菜中心的專利，封閉式營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)種植番茄，以種植密度為主要研究方向，設置3個密度處理，分別為：T1（33 330株·hm-2，槽間距40 cm，每個栽培槽2株）、T2（39 990株·hm-2，槽間距50 cm，每個栽培槽3株）、T3（53 430株·hm-2，槽間距0 cm，每個栽培槽3株）[2]。于2018年12月13日播種，1月28日定植，使用日本山崎番茄專用配方營養(yǎng)液，常規(guī)水肥管理。

1.3 測定指標

1.3.1 生長指標測定 從番茄第一穗花開花后每隔7 d測定1次。每個處理選擇6株長勢一致的番茄掛牌標記，并對標記后的番茄植株進行形態(tài)指標進行測定，測定其株高、莖粗、葉片數(shù)及地上部與地下部的干鮮質量。

1.3.2 生理指標測定 葉片色素含量采用乙醇浸提法[6]測定，即在番茄盛果期，每個處理選擇長勢一致的3棵植株，取第4片功能葉，剪碎混勻后稱取0.2 g置于試管中，加入10 mL 95%乙醇，封口，置于黑暗環(huán)境下24 h，用分光光度計在665 nm測定番茄葉綠素a、648 nm下測定葉綠素b、470 nm下測定類胡蘿卜素吸光度，并計算其含量;葉片光合參數(shù)主要測定凈光合速率、胞間二氧化碳濃度、氣孔導度和蒸騰速率，利用LI-6400便攜式光合儀測定，在番茄植株盛果期，每個處理選取長勢一致的番茄由下往上每隔2片葉測定1次，測定時間為晴天上午8：30—11：30。

1.3.3 果實品質測定[7-9]? ? 選擇每個處理中同一穗且成熟度一致的果實進行番茄品質測定。測定指標包括采用數(shù)字折射儀ACT-1EC測定可溶性固形物含量，采用2， 6-二氯酚靛酚滴定法測定Vc含量，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，采用氫氧化鈉滴定法測定可滴定酸含量，采用考馬斯亮藍G-250染色法測定可溶性蛋白含量。

1.3.4 果實產量測定 番茄植株結果到拉秧結束的整個時期內，每個處理選擇標記過的6株番茄植株，測定其單果的質量、果實個數(shù)及單株產量，并通過計算得出單位面積總產量。

1.4 數(shù)據處理與分析數(shù)據

采用Exce12003、SPSS17.0軟件進行數(shù)據處理和統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同栽培密度對番茄株高、莖粗、葉片數(shù)的影響

隨著番茄生育期的推移，各處理的株高、莖粗和葉片數(shù)呈逐漸增加的趨勢。

由圖1可知，番茄植株定植后第7 d，各處理番茄株高存在差異，28 d后隨定植時間的延長，密度越大株高越高，且各處理間存在顯著性差異，定植77 d拉秧時T3株高比T1高出17.23%，比T2高出9.53%。由圖2可知，番茄莖粗在定植時至定植后49 d，存在一定的差異性，但在定植49 d后各處理間莖粗均無顯著性差異。從圖3可看出，番茄植株剛定植后0，28，35，49，56和63 d，各處理間葉片數(shù)無顯著性差異;定植后7，14，21，42，70和77 d處理T3與T1、T2間存在差異。

2.2 不同栽培密度對番茄植株干鮮質量的影響

由圖4和5可知，番茄植株地上部與地下部的干鮮質量隨番茄生育期的延長而增加。T1地上部的鮮質量較T2和T3分別高出18.46%和27.53%;干質量T1比T2和T3 分別高出22.46%和27.50%;T1地下部鮮質量分別比T2和T3高出19.97%和40.84%;地下部干質量T1較T2和T3分別高出48.20%和60.04%。

2.3 不同栽培密度對番茄葉片色素含量的影響

由表1可知，T1的葉綠素a和葉綠素b含量顯著高于T2和T3。T1的葉綠素a含量比T2和T3分別高 16%和4.17%，葉綠素b含量比T2高35%，比T3高11.67%;類胡蘿卜素的含量3個處理間并無顯著性差異。

2.4 不同栽培密度對番茄光合作用的影響

從表2可知，番茄植株隨種植密度的增加各處理的凈光合速率降低，且T1顯著高于T2、T3;氣孔導度、胞間CO2濃度和蒸騰速率T2最大，與其它處理間存在差異。

2.5 不同栽培密度對番茄果實品質的影響

由表3可知，番茄可溶性糖含量T1比T2高14.78%，比T3高27.54%;T2 維生素C的含量比T1和T3分別高出28.98%和18.03%;T1可滴定酸含量比T2和T3分別高出 36.36%和 38.63%;T2處理果實可溶性固形物和可溶性蛋白含量最高。

2.6 不同栽培密度對番茄產量的影響

由表4可知，T2的單果質量比T1、T3分別高出16.92%和23.78%，每穗結果數(shù)比T1、T3分別高出9.81%和18.26%，單株產量比T1、T3分別高出1.93%和29.88%，畝產量分別比T1、T3增產28.80%和14.01%。

3 結論與討論

密度是影響作物生長發(fā)育和產量的主要因素之一，合理提高種植密度是實現(xiàn)番茄增產的重要措施。黃文等[10]和何娜等[11]研究發(fā)現(xiàn)番茄植株株高隨著種植密度增加呈增長趨勢，而莖粗呈減小趨勢。本研究發(fā)現(xiàn)不同栽培密度對番茄的株高影響較大，隨著密度加大，株高逐漸加大;栽培密度對莖粗、葉片數(shù)影響不大，這可能是栽培密度增加并不影響植株冠層的光照環(huán)境，更適宜維系番茄植株的生長。

光合作用是植物最重要的生理過程，產量主要依賴于光合作用，但光合能力的強弱受生理機能和外界環(huán)境雙重影響，在高密度下，田間郁閉度大，會影響光合參數(shù)，從而影響植株的生長發(fā)育和產量[12]。合理的栽培密度和留果穗數(shù)是充分挖掘番茄產量潛力的關鍵。隨著栽培密度的增加，番茄植株的坐果率下降，且果實 Vc 含量下降[13]。本研究發(fā)現(xiàn)不同栽培密度對番茄植株干鮮質量、葉片色素、光合作用、果實品質和產量等均有一定影響，從整體來看T2（栽培密度為33 330株·hm-2）上述各指標明顯優(yōu)于T1（栽培密度為39 990株·hm-2）和T3（栽培密度為53 430株·hm-2）。可能由于栽培密度過大，群體內部過密，各株間競爭激烈，導致個體生長不良，從而影響產量;而密度小由于群體內部密度過小，輻射透光率較大，以至于漏光嚴重，光能利用率低，不利于番茄產量的提高。溫室內無機基質槽培番茄在栽培的過疏或過密均不利于番茄生長和產量的增加及果實品質的提高。

綜上，通過番茄生長、生理特性、品質及產量等因素的綜合考慮，得出番茄在封閉式無機基質槽培循環(huán)供液系統(tǒng)中，選擇T2（栽培密度為39 990株·hm-2，栽培槽間距50 cm，每個栽培槽3株）栽培密度比較合理，能夠在不影響產量的同時，顯著提高番茄果實的綜合品質。

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收稿日期：2020-07-17

基金項目：河套學院自然科學基金資助項目（HYZY201706）;內蒙古自治區(qū)高等學?？茖W研究重點項目（NJZZ16333）;北京市農林科學院科技創(chuàng)新能力建設專項（KJCX20180705）

作者簡介：鄭喜清（1979—），女，內蒙古興安盟人，副教授，碩士，主要從事植物病害綜合防控方面研究。