微咸水滴灌對(duì)濱海區(qū)基質(zhì)栽培番茄生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響

張國(guó)新 姚玉濤 丁守鵬 孫葉爍 邢春強(qiáng)

摘要 [目的]研究基質(zhì)栽培條件下微咸水滴灌對(duì)番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，旨在為基質(zhì)栽培番茄的微咸水提質(zhì)增效利用提供數(shù)據(jù)支撐。[方法]采用槽式基質(zhì)栽培形式，共設(shè)置3個(gè)水處理濃度，即0.3（T 1，CK）、3.0（T 2）、5.0 g/L（T 3），在番茄開(kāi)花至拉秧期間滴灌處理，進(jìn)行株高、根干鮮重、產(chǎn)量等指標(biāo)及可溶性固形物、V C、有機(jī)酸、番茄紅素、芳香成分等品質(zhì)指標(biāo)分析。[結(jié)果]處理5 d內(nèi)，T 1、T 2處理株高增長(zhǎng)量大體相同，但T 3處理株高增長(zhǎng)量明顯降低;T 2、T 3處理根干重、根鮮重顯著低于T 1處理（ P <0.05），T 2、T 3處理間差異不顯著;隨著微咸水濃度的增加，番茄產(chǎn)量逐漸降低，T 2、T 3處理分別較T 1處理降低45.2%和60.8%，差異達(dá)到顯著水平;可溶性固形物、有機(jī)酸、番茄紅素含量隨著咸水濃度的增加而逐漸升高，其中可溶性固形物、有機(jī)酸含量的增加幅度較大，T 2、T 3處理分別較T 1處理增加22.9%、54.8% 和28.6%、97.2%，3個(gè)處理間差異均達(dá)到顯著水平，而V C含量呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢(shì);T 1、T 2、T 3處理分別檢測(cè)出36、34和29種香氣成分，3個(gè)處理中2-異丁基噻唑含量最高，且隨著微咸水濃度的升高，2-異丁基噻唑含量明顯增加。[結(jié)論]微咸水灌溉可以顯著提升品質(zhì)，但開(kāi)花至拉秧期間持續(xù)灌溉卻會(huì)大幅度降低番茄產(chǎn)量，基質(zhì)栽培中應(yīng)注重低濃度微咸水的利用，灌溉制度有待進(jìn)一步研究。

關(guān)鍵詞 微咸水;番茄;基質(zhì)栽培;生長(zhǎng);品質(zhì)

中圖分類號(hào) S 275.6? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2021）16-0200-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.16.054?? 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of Brackish Water Drip Irrigation on the Growth and Quality of Tomato Grown in Substrate Cultivation in Coastal Area

ZHANG Guo-xin， YAO Yu-tao， DING Shou-peng et al

（Institute of Coastal Agriculture，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Tangshan，Hebei? 063200）

Abstract [Objective] The effects of brackish water drip irrigation on the growth， yield and quality of tomato under substrate culture were studied，in order to provide data supports for the efficient utilization of brackish water in the substrate cultivation of tomato. [Method] Using trough substrate cultivation method， three water treatment concentrations were set up，including T 1（0.3 g/L） （control）， T 2（3.0 g/L）， T 3（5.0 g/L）. Irrigation was carried out from the tomato blooms to the seedling stage. The plant height， root dry and fresh weight， yield， soluble solids， V C， organic acid， lycopene， aromatic components and other quality indices were measured and analyzed.? [Result] Within 5 days， the plant height growth of T 1 and T 2 treatments was roughly the same， but that of T 3 treatment was significantly reduced. The dry and fresh root weight of T 2 and T 3 treatments were significantly lower than those of T 1 treatment， and there was no significant difference between T 2 and T 3 treatments. With the concentration increase of brackish water， the yield of tomato gradually decreased， the? yield of tomato in T 2 and T 3 treatments decreased by 45.2% and 60.8% respectively compared with T 1 treatment， with significant difference. The content of soluble solids， organic acids， and lycopene gradually increased with the increase of salt water concentration， and soluble solids and organic acids increased by a large extent. The content of soluble solids and organic acids in T 2 and T 3 treatments increased by 22.9%， 54.8% and 28.6%， 97.2% respectively compared with T 1 treatment， and there was significant difference among three treatments. V C content showed a trend of first increasing and then decreasing. 36， 34 and 29 kinds of aroma components were detected in T 1， T 2， and T 3 treatments respectively. The relative content of 2-isobutylthiazole was the highest in the three treatments， and its content increased sharply as the concentration of brackish water increased. [Conclusion]? Irrigation with brackish water could significantly improve the quality， but continuous irrigation from flowering to pull seedlings would greatly reduce the yield. In substrate cultivation， the use of lower concentration of brackish water should be emphasized，? and the irrigation method needed to be further studied.

Key words Brackish water;Tomato;Substrate cultivation;Growth;Quality

咸水是我國(guó)重要的非常規(guī)水資源。我國(guó)地下可開(kāi)采利用微咸水（2～5 g/L）資源為130億m3，主要分布在華北、西北以及沿海區(qū)[1-2]。環(huán)渤海區(qū)作為我國(guó)淡水較匱乏區(qū)，鹽堿地資源豐富，如何利用地下咸水進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是解決淡水資源短缺的有效途徑。

蔬菜基質(zhì)栽培是無(wú)土栽培主要形式[3]，我國(guó)近些年在多種蔬菜上已開(kāi)展基質(zhì)配方、肥料運(yùn)用等研究及應(yīng)用[4-6]。微咸水作為特色水資源，在玉米、小麥等大田作物上應(yīng)用已有幾十年的歷史[7]，由于適度微咸水灌溉可以提升蔬菜品質(zhì)[8-12]，其在蔬菜上如何利用也逐漸得到人們重視。番茄是我國(guó)種植面積最大的蔬菜，其耐鹽性較強(qiáng)，目前已經(jīng)開(kāi)展了土培模式下微咸水對(duì)番茄的影響研究[13-14]，但在基質(zhì)栽培條件下微咸水對(duì)番茄生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響研究鮮見(jiàn)報(bào)道。筆者利用不同濃度微咸水，在基質(zhì)栽培番茄開(kāi)花后持續(xù)灌溉，研究其對(duì)番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，旨在為基質(zhì)栽培番茄的微咸水提質(zhì)增效利用提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)區(qū)位于唐山曹妃甸生態(tài)新城，地點(diǎn)為河北省農(nóng)林科學(xué)院濱海農(nóng)業(yè)研究所濱海重鹽堿區(qū)高效利用示范基地，試驗(yàn)于2019—2020年在基地設(shè)施溫室進(jìn)行。番茄品種為“金棚1號(hào)”，2019年7月24日育苗，8月30日移栽，槽式基質(zhì)栽培，基質(zhì)槽為地下挖溝式，南北溝長(zhǎng)5.5 m，溝寬40 cm，溝深20 cm，溝距80 cm，溝略北高南低，有利于排水。溝底鋪塑料紙，隔開(kāi)土壤，溝內(nèi)鋪滿基質(zhì)（草炭、蛭石體積比為2∶1），番茄雙行交錯(cuò)栽植，行距20 cm，株距30 cm，按種植行鋪設(shè)直徑16 mm滴灌管，滴頭間距30 cm，滴頭流量2.0 L/h，滴頭盡量靠近番茄苗根部。

試驗(yàn)共設(shè)置3個(gè)處理濃度，即0.3（T 1）、3.0（T 2）、5.0 g/L（T 3），其中T 1為淡水對(duì)照，每畦溝為1個(gè)處理，3次重復(fù)。T 2、T 3處理利用海鹽與淡水進(jìn)行調(diào)配，采用桶式重力滴灌方法，立式水桶底部距地面2.0 m，桶容量280 L，每3 d 1次，每次澆水30 min，開(kāi)花前（9月23日前）全部處理進(jìn)行淡水澆灌，開(kāi)花至采收結(jié)束開(kāi)始進(jìn)行不同處理鹽分脅迫，花期后隨澆水每6 d按3 g/株施入水溶肥（氮、磷、鉀比例為20∶10∶10），果期按3 g/株施入水溶肥（氮、磷、鉀比例為12∶6∶40），四穗果打頂。

1.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.2.1

生長(zhǎng)及產(chǎn)量指標(biāo)。每畦定3株苗，進(jìn)行株高及根重等生長(zhǎng)指標(biāo)調(diào)查。株高使用直尺測(cè)量莖基部到生長(zhǎng)點(diǎn)的高度，株高生長(zhǎng)量為微咸水處理后開(kāi)始每5 d測(cè)定株高的差值;在拉秧后測(cè)量每株根系干鮮重;每個(gè)小區(qū)單獨(dú)測(cè)定產(chǎn)量，進(jìn)行小區(qū)產(chǎn)量調(diào)查。

1.2.2

品質(zhì)指標(biāo)。在盛果期采集果實(shí)樣品，每小區(qū)選取成熟相對(duì)一致的第二穗果果實(shí)8個(gè)（去掉兩端植株），采用四分法留樣，打成勻漿待測(cè)。測(cè)定指標(biāo)包括可溶性固形物、V C、可溶性糖、有機(jī)酸、番茄紅素的含量。其中，可溶性固形物含量使用手持式測(cè)糖儀測(cè)定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定，可滴定酸（總酸）采用堿液滴定法測(cè)定，V C含量采用二氯酚靛酚滴定法測(cè)定，芳香成分含量采用質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)先用Excel軟件進(jìn)行處理，再使用DPS軟件進(jìn)行方差分析及顯著性分析（ P <0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度微咸水對(duì)番茄生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

試驗(yàn)處理開(kāi)始時(shí)間為9月25日，此時(shí)開(kāi)始開(kāi)花，通過(guò)澆水后每5 d株高生長(zhǎng)量比較發(fā)現(xiàn)，在第一個(gè)5 d內(nèi)，3個(gè)處理番茄株高生長(zhǎng)量為13.9～14.3 cm，變幅不大;第2個(gè)5 d內(nèi)，T 2和T 1處理無(wú)明顯變化，但T 3處理較T 1、T 2處理降低了15%以上，此后隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，T 2、T 3處理株高生長(zhǎng)量均低于T 1處理;處理25 d后，T 2處理株高生長(zhǎng)量有升高趨勢(shì);從打頂時(shí)植株高度來(lái)看，隨著微咸水處理濃度的增加，番茄株高逐漸降低，T 1、T 2處理間差異不顯著，與T 3處理差異達(dá)顯著水平（圖1）。

根系是植株直接吸收及供給水分及營(yíng)養(yǎng)的器官，反映植株生長(zhǎng)狀況。從圖2可以看出，T 2、T 3處理根鮮重均明顯低于T 1處理，分別較T 1處理低26.8%和34.8%，差異達(dá)顯著水平（ P <0.05）;T 2、T 3處理根干重也均低于T 1處理，分別較T 1處理低22.1%和27.6%，差異達(dá)顯著水平，T 2、T 3處理間差異不顯著（ P >0.05）。

2.2 不同濃度微咸水對(duì)番茄品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

從表1可以看出，不同濃度微咸水脅迫對(duì)番茄品質(zhì)及產(chǎn)量具有較大影響，可溶性固形物、有機(jī)酸、番茄紅素含量隨著咸水濃度的增加而逐漸升高，其中可溶性固形物、有機(jī)酸含量的增加幅度較大，T 2、T 3處理分別較T 1處理增加22.9%、54.8%和28.6%、97.2%，3個(gè)處理間差異均達(dá)到顯著水平;T 2、T 3處理V C含量均高于T 1處理，其中以T 2處理最高，較T 1處理高24.3%，差異達(dá)顯著水平，T 3與T 1處理差異不顯著。微咸水對(duì)番茄產(chǎn)量的影響明顯，番茄產(chǎn)量隨著微咸水濃度的增加而逐漸降低，T 2、T 3處理分別較T 1處理降低45.2%和60.8%，差異達(dá)顯著水平。

2.3 不同濃度微咸水對(duì)番茄芳香物質(zhì)的影響

蔬菜的風(fēng)味是由其含有的不同芳香物質(zhì)所決定的;蔬菜中的芳香物質(zhì)是由不同揮發(fā)性物質(zhì)組成的混合物，主要包括醇類、醛類、酮類、萜類和酯類以及含硫化合物等[15]。由表2可知，不同咸水處理濃度下番茄的揮發(fā)性芳香物質(zhì)的種類和含量有很大的差異。在所有處理中共檢測(cè)出51種揮發(fā)性芳香成分，主要包括各種醇類、醛類、酯類等化合物;在T 1、T 2、T 3 3個(gè)處理下，分別檢測(cè)出36、33和30種，3個(gè)處理均具有的共19種。所有51種化合物中以醛類為最多，達(dá)到19種，而2-己烯醛在所有處理化合物中相對(duì)含量高。

從相對(duì)含量變化看，隨著咸水濃度增加，乙醛、異戊醛、苯甲醛、2-已烯醛含量逐漸增加，但己醛含量變化正好相反;2-異丁基噻唑作為番茄的主要特殊風(fēng)味賦予的關(guān)鍵香氣化合物，相對(duì)含量較高，T 1、T 2、T 3處理分別為7.44%、14.44%和20.03%，其隨著鹽脅迫的加強(qiáng)，相對(duì)含量也顯著增加，這與Fallik等[16]番茄在20 ℃及99% N 2缺氧處理下該類物質(zhì)研究結(jié)果相似。

3 結(jié)論與討論

微咸水灌溉可以提升蔬菜品質(zhì)，但同時(shí)對(duì)蔬菜生長(zhǎng)及產(chǎn)量也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。馮棣等[17]利用咸水進(jìn)行基質(zhì)栽培甜脆豌豆灌溉，研究發(fā)現(xiàn)甜脆豌豆的株高、地上部鮮/干物質(zhì)量均隨灌溉水礦化度的增加而顯著降低，可溶性蛋白量和可溶性糖量先增加后減少，得出灌溉水礦化度應(yīng)不高于2.6 g/L;江雪飛等[18]通過(guò)不同生育期咸水灌溉砂培甜瓜發(fā)現(xiàn)，在不同生育時(shí)期3 g/L咸水處理對(duì)甜瓜產(chǎn)量均無(wú)顯著影響，但5、7、9 g/L咸水處理的單果重均極顯著低于對(duì)照，后期處理則能提高果實(shí)的品質(zhì);高若星等[19]開(kāi)展了灌溉水鹽分對(duì)設(shè)施番茄的影響研究，結(jié)果表明鹽分濃度3.4 g/L處理番茄生長(zhǎng)指標(biāo)有一定程度的增大，且品質(zhì)好于其他處理，但產(chǎn)量有所降低。

該研究結(jié)果表明，在番茄開(kāi)花至拉秧期間進(jìn)行不同濃度咸水滴灌處理，5 g/L咸水處理株高生長(zhǎng)量明顯減小，株高較對(duì)照顯著降低，3 g/L咸水處理較對(duì)照降低不顯著;根系是番茄直接吸收水分器官，3、5 g/L咸水處理均顯著降低了根系生物量，這與隨著灌溉次數(shù)的增加，咸水中的鹽分在基質(zhì)中累積有關(guān)。咸水利用的目的是不較大影響產(chǎn)量的情況下，提升蔬菜品質(zhì)。該研究結(jié)果表明，隨著咸水濃度的增加，可溶性固形物、有機(jī)酸、番茄紅素含量逐漸升高，V C含量呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢(shì)，有機(jī)酸、可溶性固形物含量較對(duì)照的增加幅度較大，尤其有機(jī)酸含量的增幅最大，T 2、T 3處理分別較T 1處理增加54.8%和97.2%，這可能與酸作為植物重要代謝產(chǎn)物，應(yīng)對(duì)各種脅迫起著重要作用，咸水濃度導(dǎo)致鹽脅迫程度不同，從而影響番茄有機(jī)酸的代謝及累積有關(guān)。番茄的風(fēng)味品質(zhì)由其含有的不同芳香物質(zhì)所決定，但果實(shí)的芳香特性是由幾種特定的“特征效應(yīng)化合物”所決定，隨著處理濃度的增加，芳香化合物種類減少，而作為番茄的主要特殊風(fēng)味賦予的香氣化合物2-異丁基噻唑，相對(duì)含量卻隨著咸水濃度升高而大幅增加，醛類作為3個(gè)處理中均具有最多的化合物質(zhì)，隨著咸水濃度的升高，乙醛、異戊醛、苯甲醛、2-已烯醛含量均逐漸增加，但己醛含量變化正好相反，這可能與不同濃度微咸水脅迫影響了其形成的底物有關(guān)，微咸水脅迫對(duì)番茄芳香物質(zhì)及其形成途徑的影響有待深入研究。

該研究結(jié)果表明，微咸水灌溉可以提升番茄營(yíng)養(yǎng)及口感品質(zhì)，但由于基質(zhì)較土壤的緩沖能力差，持續(xù)咸水灌溉后鹽分更易累積，造成產(chǎn)量大幅度降低，在基質(zhì)栽培中應(yīng)注重較低濃度微咸水不同時(shí)期的利用，而咸淡水輪灌或混灌方式有

待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬中昇，譚軍利，魏童.中國(guó)微咸水利用的地區(qū)和作物適應(yīng)性研究進(jìn)展[J].灌溉排水學(xué)報(bào)，2019，38（3）：70-75.

[2] 徐秉信，李如意，武東波，等.微咸水的利用現(xiàn)狀和研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（36）：13914-13916，13981.

[3] 劉偉，余宏軍，蔣衛(wèi)杰.我國(guó)蔬菜無(wú)土栽培基質(zhì)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2006，14（3）：4-7.

[4] 趙俊杰，尹德興，李英.設(shè)施水果黃瓜有機(jī)基質(zhì)袋式栽培技術(shù)[J].長(zhǎng)江蔬菜，2020（1）：36-38.

[5] 王保平，周靜，史向遠(yuǎn)，等.不同配比基質(zhì)對(duì)設(shè)施甜瓜生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（12）：2118-2121，2212.

[6] 李向泉.設(shè)施基質(zhì)槽式栽培下不同有機(jī)肥及用量對(duì)番茄生長(zhǎng)特性的影響[J].北方園藝，2018（4）：91-95.

[7] 王輝.我國(guó)微咸水灌溉研究進(jìn)展[J].節(jié)水灌溉，2016（6）：59-63.

[8] 姚玉濤，張國(guó)新，劉雅輝，等.微咸水脅迫對(duì)松花菜生理品質(zhì)指標(biāo)及水分利用效率的影響[J].北方園藝，2019（3）：55-59.

[9] 李榮，陳琳，費(fèi)良軍.微咸水膜下滴灌對(duì)溫室乳瓜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響特性研究[J].地下水，2019，41（1）：72-75.

[10]? DE PASCALE S，MAGGIO A，ORSINI F，et al.Growth response and radiation use efficiency in tomato exposed to short-term and long-term salinized soils[J].Scientia horticulturae，2015，189：139-149.

[11]? VAN DE WAL B A E，VAN MEULEBROEK L，STEPPE K.Application of drought and salt stress can improve tomato fruit quality without jeopardising production[J].Acta horticulturae，2017，1170：729-736.

[12] 雷廷武，肖娟，王建平，等.地下咸水滴灌對(duì)內(nèi)蒙古河套地區(qū)蜜瓜用水效率和產(chǎn)量品質(zhì)影響的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2003，19（2）：80-84.

[13] 翟紅梅，馮俊霞，韓偉，等.微咸水富氧灌溉對(duì)番茄生長(zhǎng)、品質(zhì)及土壤微生物的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（12）：85-88.

[14] 吳蘊(yùn)玉，金星，徐元，等.秸稈覆蓋條件下微咸水灌溉對(duì)番茄生長(zhǎng)和產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J].節(jié)水灌溉，2015（7）：21-24.

[15] 劉春香，何啟偉，付明清.番茄、黃瓜的風(fēng)味物質(zhì)及研究[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，34（2）：193-198.

[16] FALLIK E，ALKALAI-TUVIA S，SHALOM Y，et al.Tomato flavor and aroma quality as affected by a short anoxia treatment[J].Acta horticulturae，2005，682：437-444.

[17] 馮棣，朱玉寧，周婷，等.咸水灌溉對(duì)基質(zhì)栽培甜脆豌豆生長(zhǎng)及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響[J].灌溉排水學(xué)報(bào)，2020，39（2）：27-31.

[18] 江雪飛，喬飛，鄒志榮.不同生育期咸水灌溉對(duì)砂培甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，34（10）：87-90.

[19] 高若星，郭文忠，韓啟彪，等.灌溉水鹽分對(duì)設(shè)施番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].北方園藝，2018（19）：65-70.