日光溫室土壤消毒處理對番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

魏百弘，張文斌，鐵建中，高程斐，肖雪梅，呂 劍，胡琳莉，2，郁繼華，2

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 蘭州 730070； 2.甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 蘭州 730070）

番茄（）原產(chǎn)于南美洲西部太平洋沿岸安第斯山脈的秘魯、厄瓜多爾、玻利維亞、智利等國的高原或谷地，是世界上產(chǎn)量最高的蔬菜作物之一。番茄果實(shí)營養(yǎng)豐富，被譽(yù)為菜中之果，也是我國主要設(shè)施栽培的蔬菜種類之一。自1978 年以來，我國番茄的種植面積不斷擴(kuò)大，隨之總產(chǎn)量迅速增長，據(jù)統(tǒng)計，番茄年平均種植面積110 萬hm，但種植的單一化和集約化管理引起的土壤退化和連作障礙等問題嚴(yán)重限制了番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。土壤消毒是解決日光溫室土壤連作障礙的關(guān)鍵技術(shù)手段。在進(jìn)行番茄設(shè)施栽培時，為了解決番茄的自毒問題，首先要進(jìn)行土壤消毒，給番茄創(chuàng)造良好的生存環(huán)境，這能從根本上解決連作障礙問題?，F(xiàn)階段，國內(nèi)改良土壤連作障礙的措施主要有：（1）休耕輪作；（2）淋雨洗鹽；（3）高溫悶棚消毒。雖然有關(guān)土壤消毒的研究很多，但目前土壤消毒對番茄影響的研究主要集中在對番茄產(chǎn)量的影響方面，對番茄品質(zhì)的影響研究較少，而品質(zhì)又是當(dāng)下消費(fèi)者關(guān)注的一個熱點(diǎn)問題。在我國，設(shè)施番茄種植面積較大，但土壤連作障礙問題仍然十分普遍，導(dǎo)致番茄品質(zhì)和產(chǎn)量下降。因此，土壤消毒對番茄品質(zhì)的影響有待研究。鑒于此，筆者以粉果番茄漢姆七號為試材，探究不同土壤消毒方式對日光溫室番茄產(chǎn)量、外觀品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)以及礦質(zhì)元素等的影響，旨在為當(dāng)?shù)卦O(shè)施番茄的種植提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020 年8 月至2021 年1 月在甘肅省蘭州市榆中縣清水驛鄉(xiāng)稠泥村日光溫室進(jìn)行。溫室連續(xù)種植番茄5 年。清水驛鄉(xiāng)位于榆中縣中部，平均海拔1790 m，年平均氣溫7.4 ℃，年平均降水量400 mm，屬于典型的溫帶大陸性氣候，特點(diǎn)為溫差大，降水量少。試驗(yàn)用日光溫室跨度7 m，長度45 m，種植面積約315 m。

1.2 材料

供試番茄品種為粉果品種漢姆七號，由赤峰和潤種苗科技有限公司提供種苗。試驗(yàn)用石灰氮購自寧夏祥美農(nóng)業(yè)科技有限公司，98%棉隆微粒劑購自江蘇南通施壯化工有限公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，設(shè)置4 個處理，每個處理3 次重復(fù)，共12 個小區(qū)，每小區(qū)面積約26 m。消毒前清除前茬殘留物并施入有機(jī)肥和磷酸二銨100 kg.667 m，之后向試驗(yàn)小區(qū)施入棉隆或石灰氮（表1），深翻土壤35～40 cm，等到灌水全部滲下后，平鋪地膜（0.044 mm 厚的聚乙烯塑料膜）密封，ML+FM 處理與SHN+FM 處理覆膜30 d 后，揭膜散氣5 d，然后翻地一次后再晾曬5 d 即起壟定植。8 月13 日選擇長勢一致、無病蟲害、生長健壯的番茄幼苗進(jìn)行定植，每個小區(qū)62 株。采用高畦雙行栽培的方式，壟寬1 m，單株定植，定植株距40 cm，小行距45 cm，大行距75 cm。2020 年11 月29 日開始收獲，2021 年1 月2 日拉秧。所有處理的番茄均進(jìn)行統(tǒng)一的常規(guī)管理。

表1 試驗(yàn)設(shè)計

1.4 方法

1.4.1 產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo) 在第一批果實(shí)成熟時采收，整個生育期分4 次采收，分批統(tǒng)計各處理每株結(jié)果數(shù)和單果質(zhì)量，按照每小區(qū)26 m，計算小區(qū)1 m產(chǎn)量并換算為667 m產(chǎn)量。每小區(qū)果實(shí)樣品數(shù)3 個，3 次重復(fù)。外觀品質(zhì)指標(biāo)測量：果實(shí)縱橫徑用游標(biāo)卡尺直接測量并計算果形指數(shù)（縱徑/橫徑）。采用蒽酮比色法測定番茄果實(shí)可溶性糖含量，根據(jù)公式（1）計算樣品中可溶性糖含量。參照考馬斯亮藍(lán)法測定番茄果實(shí)可溶性蛋白含量，根據(jù)公式（2）計算樣品中可溶性蛋白質(zhì)含量。采用水楊酸-硫酸法測定番茄果實(shí)硝酸鹽含量，根據(jù)公式（3）計算樣品中硝酸鹽含量。采用滴定法測定番茄果實(shí)有機(jī)酸含量；采用手持式硬度計（托普GY-4，中國）測定番茄果實(shí)硬度；采用手持式折射儀測定可溶性固形物含量。

可溶性總糖含量/%=

為標(biāo)準(zhǔn)曲線（μg）；為提取液量（mL）；為吸取樣品液體積（mL）；為稀釋倍數(shù)；為質(zhì)量（g）。

樣品中可溶性蛋白質(zhì)含量/（mg.g）=

為（μg）；V為提取液總體積（mL）；為樣品質(zhì)量（g）；為測定時加樣量（mL）；

單位鮮質(zhì)量樣品中的硝酸鹽含量/（mg·kg）=

為回歸方程計算的硝酸鹽濃度（μg.mL）；為樣品定容體積（mL）；為樣品質(zhì)量g；為測定取用的樣品提取液體積（mL）。

1.4.2 礦質(zhì)元素含量測定 果實(shí)鮮質(zhì)量測量結(jié)束后，準(zhǔn)備直徑為16 cm 的培養(yǎng)皿，稱量培養(yǎng)皿的質(zhì)量并記錄。將果實(shí)放入培養(yǎng)皿中，用水果刀將其分成4 份，將培養(yǎng)皿放入105 ℃的烘箱先殺青15 min，后置于80 ℃下烘干，待果實(shí)烘干至恒質(zhì)量后記錄數(shù)據(jù)，測果實(shí)礦質(zhì)元素含量。采用濕式消解法進(jìn)行樣品前處理。試樣中鈣（Ca）、銅（Cu）、鐵（Fe）、錳（Mn）、鎂（Mg）、鉀（K）和鋅（Zn）元素以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，單位為mg.kg，計算公式為（4）：

為試樣溶液中元素的質(zhì)量濃度（μg.mL）；0為空白溶液元素的質(zhì)量濃度（μg.mL）；為稀釋倍數(shù)；為試樣的質(zhì)量（g）；為固定數(shù)值（以mg.kg表示時，D 為10；以g.kg表示時，D 為10）。

1.5 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理；使用SPSS Statistics 20.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan’s 檢驗(yàn)方法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤消毒方式對番茄產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表2 可以看出，不同土壤消毒方式對番茄產(chǎn)量有一定影響。FM 處理番茄平均單果質(zhì)量最大，達(dá)到132.59 g，較CK、ML+FM 和SHN+FM 處理分別提高47.63%、34.21%和24.35%。SHN+FM 處理單株結(jié)果數(shù)最多，與CK、FM 和ML+FM 相比分別顯著提高27.91%，12.25%和19.57%。SHN+FM 處理單株產(chǎn)量最高，達(dá)到2.02 kg，比CK 顯著提高56.59%，與其他各處理間差異不顯著。SHN+FM處理667 m產(chǎn)量最高，為9 318.06 kg，與CK 相比顯著提高56.68%，與FM 和ML+FM 處理間差異不顯著。

表2 不同土壤消毒方式對番茄產(chǎn)量的影響

2.2 不同土壤消毒方式對番茄果實(shí)硬度、果形指數(shù)和品質(zhì)的影響

由圖1-A 可以看出，番茄果實(shí)硬度在6.97～10.06 kg.cm之間。SHN+FM 處理果實(shí)硬度最高，達(dá)到了10.06 kg.cm，分別較CK、FM、ML+FM 處理提高17.11%、44.33%、7.59%。CK、ML+FM、SHN+FM 處理番茄果實(shí)硬度均顯著高于FM 處理，但CK 與ML+FM、SHN+FM 處理間無顯著差異。由圖1-B 可以看出，番茄果形指數(shù)在0.95～0.98，均為圓形果，CK 的果形指數(shù)最大。

圖1 不同土壤消毒方式對番茄果實(shí)硬度和果形指數(shù)的影響

由表3 可以看出，ML+FM 處理果實(shí)可溶性固形物含量顯著高于其他3 個處理，比CK 提高32.23%，比FM 處理和SHN+FM 處理分別提高20.00%和14.29%，說明ML+FM 處理可促進(jìn)番茄可溶性固形物積累。

表3 不同土壤消毒方式對番茄品質(zhì)的影響

SHN+FM 處理維生素C 含量最高，比CK、FM和ML+FM 處理分別顯著提高2.89%、1.70%和1.39%，F(xiàn)M 處理和ML+FM 處理差異不顯著?？扇苄蕴呛孔罡叩氖荢HN+FM 處理，高于其他3 個處理，與CK 相比提高44.84%；其次是FM 處理，CK 可溶性糖含量最低。說明通過SHN+FM 處理進(jìn)行土壤消毒可以增加番茄果實(shí)中可溶性糖含量。采用ML+FM 處理技術(shù)進(jìn)行土壤消毒，番茄果實(shí)中硝酸鹽含量最低，顯著低于其他3 種處理，比CK、FM 和SHN+FM 處理分別降低30.00%、21.64%、16.05%。番茄果實(shí)中有機(jī)酸含量為0.51%～0.95%，F(xiàn)M、ML+FM 和SHN+FM 處理有機(jī)酸含量均顯著低于CK，分別比CK 降低35.79%、46.32%、21.05%，且SHN+FM 與FM、ML+FM 處理差異顯著，F(xiàn)M 處理和ML+FM 處理差異不顯著。表明不同土壤消毒方式均可不同程度降低番茄果實(shí)中的有機(jī)酸含量，且ML+FM 處理有機(jī)酸含量最低。ML+FM 處理糖酸比最高，達(dá)到7.31，糖酸比含量較CK 顯著提高121.52%，但與FM 和SHN+FM 處理差異不顯著。

2.3 不同土壤消毒方式對番茄果實(shí)中大量元素含量的影響

從表4 可以看出，番茄果實(shí)中大量元素含量表現(xiàn)為K＞Mg＞Ca，不同處理?xiàng)l件對番茄果實(shí)中大量元素含量有一定的影響。ML+FM 處理Ca 元素含量最高，為79.57 mg.kg，較CK、FM、SHN+FM 分別增加9.31%、3.61%和10.58%，其次是FM、CK、SHN+FM 處理。FM 處理?xiàng)l件下Mg 元素含量最高，與CK 相比顯著提高11.24%。ML+FM 處理?xiàng)l件下K 元素含量最高，為5 180.40 mg.kg，與對照相比提高4.60%。

表4 不同土壤消毒方式對番茄果實(shí)大量元素含量的影響

2.4 不同土壤消毒方式對番茄果實(shí)中微量元素含量的影響

從表5 可以看出，ML+FM 土壤消毒處理?xiàng)l件下，番茄果實(shí)中Fe、Cu、Zn 元素含量均最高，其Fe元素含量與CK 相比提高2.92%，與FM 處理和SHN+FM 處理差異顯著。ML+FM 處理Cu 元素含量比CK、FM、SHN+FM 處理分別提高0.78%、10.23%、23.17%，且與FM 處理和SHN+FM 處理差異顯著。SHN+FM 處理Mn 元素含量比CK 提高100.00%。

表5 不同土壤消毒方式對番茄果實(shí)微量元素含量的影響

3 討 論

連作障礙會使作物生長勢變?nèi)酢⒆式档?、品質(zhì)變劣。筆者的試驗(yàn)結(jié)果表明，高溫悶棚結(jié)合FM、ML+FM、SHN+FM 的土壤消毒方式在一定程度上提高了番茄產(chǎn)量，其中SHN+FM 處理產(chǎn)量最高，這與陳云林在探究幾種土壤處理對克服草莓連作障礙的研究結(jié)果中表明SHN+FM 處理增產(chǎn)效果最好、林飛容等在研究石灰氮防治甘薯莖基部腐爛病時發(fā)現(xiàn)石灰氮可以提高單位面積的產(chǎn)量的研究結(jié)果一致。石灰氮的使用已經(jīng)有一百多年的歷史，是藥肥兩用的土壤殺菌消毒劑。首先，石灰氮本身是一種緩效性氮肥，肥效時間長，可以有效促進(jìn)番茄的后期發(fā)育，具有一定的增產(chǎn)作用；其次，石灰氮結(jié)合高溫悶棚有很好的殺菌作用，可以有效殺死土壤中的根結(jié)線蟲和土傳病原菌，施用后可使作物生長健壯，增強(qiáng)對病害的抵抗力，從而提高產(chǎn)量。SHN+FM 土壤消毒技術(shù)可改良土壤結(jié)構(gòu)、改善土壤酸化，為番茄的生長發(fā)育提供適宜的環(huán)境。維生素C、可溶性糖含量及糖酸比等是決定番茄品質(zhì)的重要指標(biāo)，筆者使用SHN+FM 土壤消毒技術(shù)，有效提高了番茄果實(shí)中維生素C、可溶性糖含量以及糖酸比，從而提高了番茄果實(shí)的品質(zhì)。崔國慶發(fā)現(xiàn)石灰氮可以提高黃瓜維生素C、可溶性糖和有機(jī)酸的含量，馬紅艷等的研究結(jié)果表明石灰氮可以提高韭菜品質(zhì)，與筆者的研究結(jié)果一致。

筆者研究了不同土壤消毒方式對番茄果實(shí)中礦質(zhì)元素含量的影響，通過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，不同土壤消毒方式對番茄果實(shí)中礦質(zhì)元素含量有一定的影響，而礦質(zhì)元素是番茄果實(shí)的主要營養(yǎng)物質(zhì)。利用不同的土壤消毒方式使番茄果實(shí)中的礦質(zhì)元素表現(xiàn)出明顯差異。研究結(jié)果表明，SHN+FM 土壤消毒方式番茄果實(shí)中Mn 元素的含量最高，ML+FM處理的Fe、Cu、Zn、Ca、K 元素的含量最高。

綜上所述，不同土壤消毒技術(shù)對番茄果實(shí)中礦質(zhì)元素含量和果實(shí)品質(zhì)有不同的影響。從整體來看，使用石灰氮結(jié)合覆膜技術(shù)進(jìn)行土壤消毒能夠有效提高番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)，比棉隆結(jié)合覆膜、僅覆膜處理更具有優(yōu)勢。