北方日光溫室氣霧栽培對(duì)番茄植株生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

王彩虹，郭 偉，王 英

（1.河套學(xué)院，內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015000；2.巴彥淖爾市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015000）

氣霧栽培是利用噴霧裝置將營養(yǎng)液霧化為小液滴狀，直接噴射到植物根系以提供植物生長所需水分和養(yǎng)分的一種新型無土栽培技術(shù)[1]。氣霧栽培是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的最新方向，生產(chǎn)不受土地質(zhì)量和空間的影響，可以充分利用現(xiàn)有的空間生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的蔬菜，顯著提高土地利用率。與營養(yǎng)液培養(yǎng)（水培）、基質(zhì)栽培、土壤栽培（土培）相比，氣霧栽培可以使作物脫離土壤并免受氣候限制及傳統(tǒng)露地栽培中土壤鹽漬化、土壤病蟲害及連作障礙等問題的影響，同時(shí)避免了基質(zhì)培、水培缺氧爛根的問題，其防止病蟲害發(fā)生、節(jié)約澆灌用水和提高培養(yǎng)液利用率等特點(diǎn)突出，具有傳統(tǒng)栽培不可比擬的優(yōu)勢[2]。為此，本文研究了氣霧栽培與土培、基質(zhì)培、水培4 種栽培模式下番茄的植株生長、產(chǎn)量和品質(zhì)特點(diǎn)，為氣霧栽培技術(shù)在番茄種植中的應(yīng)用提供理論與技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)以粉果番茄為試驗(yàn)材料，2022 年秋季在內(nèi)蒙古巴彥淖爾市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)日光溫室開展氣霧栽培試驗(yàn)，同時(shí)以土培、基質(zhì)培、水培為對(duì)照（CK），各處理重復(fù)4次。

土培起壟種植，壟寬70 cm、高30 cm，壟間寬度為60 cm，株距為30 cm?；|(zhì)培和水培采用硬質(zhì)PVC塑料栽培槽種植，縱切面為等腰梯形，上口寬30 cm、下底寬18 cm、高20 cm，槽底墊有PVC 材質(zhì)排水板，上端有防變形鉤，兩端都堵頭；栽培槽上放置定植板，定植板選用厚度2.5 cm 的XPS 擠塑板（以下簡稱擠塑板），株距為30 cm。基質(zhì)培采用的是椰糠殼和椰糠磚泡大后按質(zhì)量比1∶1混合制成的椰糠基質(zhì)。椰糠基質(zhì)放入栽培槽壓實(shí)，基質(zhì)表面距上端邊緣5 cm，將滴灌帶鋪設(shè)在基質(zhì)上方和中間。水培主要在槽中放營養(yǎng)液，營養(yǎng)液的高度根據(jù)番茄根系的高度進(jìn)行調(diào)整，保證根系有1/4 在水面之上。營養(yǎng)液的pH 值控制在5.8～6.6，電導(dǎo)率控制在3.2～3.8 mS·cm-1。

氣霧栽培槽長900 cm、寬60 cm、高60 cm，選用30.0 mm×30.0 mm×1.3 mm 的不銹鋼角鋼作為支架。底部和兩側(cè)鋪設(shè)厚度2.5 cm 的聚苯乙烯泡沫保溫板隔熱擠塑板，其內(nèi)鋪設(shè)0.1 mm厚的大棚膜以防漏水，栽培槽頂部覆蓋擠塑板作為定植板，株距30 cm，孔徑50 mm?？刂破髅扛? min 噴霧營養(yǎng)液2 min，噴霧帶的壓力為0.2 Pa，每隔2 d 用NaOH 和HNO3調(diào)節(jié)營養(yǎng)液的pH 值在5.8～6.6，電導(dǎo)率控制在3.2～3.8 mS·cm-1。

1.2 溫室條件

9 月初至10 月底北方天氣相對(duì)暖和，溫室內(nèi)白天氣溫為25～35 ℃，夜間氣溫為10～20 ℃，每天日照時(shí)間9～12 h。11 月初至翌年1 月中旬北方天氣寒冷，溫室內(nèi)白天氣溫為13～30 ℃，夜間氣溫為8～15 ℃，每天日照時(shí)間7～9 h。

1.3 供試營養(yǎng)液

本試驗(yàn)采用日本山崎番茄無土栽培營養(yǎng)液，具體配方如表1所示[3]。

表1 供試營養(yǎng)液配方 單位：mmol·L-1

1.4 定植與管理

2022 年8 月28 日進(jìn)行移苗，選擇3 片真葉、長勢旺盛、高度一致的幼苗進(jìn)行移栽。土培和基質(zhì)培直接移栽，水培和氣霧栽培移栽在直徑為50 mm 的定植籃內(nèi)，并在上方覆蓋珍珠巖作為填充，起到保水透氣、固定根系的作用[3]。每行定植30 株，每種種植模式設(shè)置4 行，即4 次重復(fù)。定植后8 d 內(nèi)掛遮陽網(wǎng)進(jìn)行遮蓋。植株單干整枝，其他管理同大田生產(chǎn)。

1.5 測試項(xiàng)目及方法

從定植后第20 d開始，每個(gè)處理中隨機(jī)選擇10株具備代表性的幼苗做好標(biāo)記，4 個(gè)重復(fù)共標(biāo)注40 株。每隔7 d 用游標(biāo)卡尺測定頂數(shù)第4 片展開葉處的直徑，用卷尺測量株高，用美能達(dá)502 PLUS葉綠素計(jì)測定葉綠素含量（SPAD 值）。在定植后62 d 用LI-6400 光合系統(tǒng)測定第3片頂葉的凈光合速率[4]。測量第一穗番茄成熟后的品質(zhì)，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，采用酸堿滴定法測定有機(jī)酸含量[5]。番茄采收時(shí)用天平測產(chǎn)量，用游標(biāo)卡尺測量大小。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)番茄生長發(fā)育的影響

由圖1 可知，番茄的株高、莖粗、葉綠素含量隨著定植時(shí)間的增加而增加，且氣霧栽培的株高、莖粗、SPAD 值都明顯高于其他栽培模式；采收時(shí)各指標(biāo)大小順序?yàn)闅忪F栽培＞水培＞土培＞基質(zhì)培，后期各參數(shù)土培略大于基質(zhì)培，分析可能是土培在上一茬種植過程中施羊糞肥引起的。試驗(yàn)結(jié)果還表明，番茄葉片的凈光合速率（單位：μmol·m-2·s-1）最大的是氣霧栽培，其大小順序?yàn)闅忪F栽培（38.34）＞水培（35.31）＞土培（30.47）＞基質(zhì)培（28.58）。

圖1 4種栽培模式對(duì)番茄生長發(fā)育的影響

2.2 對(duì)番茄內(nèi)部化學(xué)品質(zhì)的影響

不同栽培模式下，第一穗番茄果實(shí)內(nèi)部化學(xué)品質(zhì)如圖2 所示。由圖2 可知，番茄果實(shí)的可溶性糖含量、可滴定酸含量指標(biāo)值排序均為土培＞基質(zhì)培＞氣霧栽培＞水培。

圖2 4種栽培模式下番茄的內(nèi)部化學(xué)品質(zhì)

2.3 對(duì)番茄產(chǎn)量、果實(shí)大小的影響

從表2 可知，氣霧栽培番茄的果實(shí)最大，產(chǎn)量最高。氣霧栽培番茄的平均橫徑能達(dá)到7.23 cm，其他栽培模式在6.01～6.87 cm；氣霧栽培番茄單果重最大，為330.52 g，其他栽培模式在302.85～328.40 g；氣霧栽培番茄每667 m2產(chǎn)量4 740.4 kg，其他栽培模式667 m2產(chǎn)量在4 110.6～4 470.8 kg，氣霧栽培增產(chǎn)率為6.48%～15.81%。

表2 4種栽培模式下番茄的產(chǎn)量和果實(shí)大小

3 小結(jié)

本研究表明，在營養(yǎng)液相同的條件下，氣霧栽培番茄的植株長勢、葉綠素含量、凈光合速率均高于水培、基質(zhì)培、土培，說明其葉片光合作用在4 種栽培模式下最強(qiáng)；氣霧栽培番茄的可溶性糖和可滴定酸含量低于土培和基質(zhì)培，說明氣霧栽培番茄在口感上不如土培和基質(zhì)培，這與土壤和基質(zhì)中有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較高有很大關(guān)系；氣霧栽培番茄果實(shí)最大、單果最重、產(chǎn)量最高，增產(chǎn)率為6.48%～15.81%。

氣霧栽培可人為控制植物的生長環(huán)境，根據(jù)植物的需求合理及時(shí)供給營養(yǎng)液，可維持生長的平衡，植株長勢旺盛，根系發(fā)達(dá)，產(chǎn)量提高。但番茄的口感與微生物、有機(jī)質(zhì)等多種因素有關(guān)，還需繼續(xù)研究營養(yǎng)液的合理搭配。