黃沙基質(zhì)不同栽培方式對(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

中圖分類號(hào)：S641.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-4330（2025）04-0903-08

0引言

【研究意義】我國約有 30×10⁴hm² （450萬畝）的沙漠、戈壁適宜發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，2023年甘肅省河西走廊酒泉市戈壁農(nóng)業(yè)達(dá) 0.78×10⁴hm² （11.7萬畝），成為全國最大的戈壁農(nóng)業(yè)示范區(qū)，新疆沙漠面積 43.04×10⁴km² ，占我國沙漠面積近 60% 。利用黃沙可產(chǎn)出糧食、蔬菜和水果。黃沙作為栽培基質(zhì)，透氣性好、成本低又環(huán)保，可降低碳排放量，獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益[]，對(duì)于設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】Bramwel等研究表明，在沙培條件下甘薯藤蔓增殖率較傳統(tǒng)土壤提高 33% ；李春雨等3研究了水肥耦合對(duì)沙培番茄生長發(fā)育及品質(zhì)的影響；陳亮等4研究設(shè)施黃沙基質(zhì)栽培草莓，結(jié)果表明，草莓果實(shí)可溶性固形物含量較土壤栽培顯著增加20% 以上；嚴(yán)宗山等探索了不同黃沙栽培模式對(duì)溫室番茄生長、產(chǎn)量、光合特性及品質(zhì)的影響，認(rèn)為黃沙地下槽式栽培綜合表現(xiàn)最佳，為當(dāng)?shù)販厥曳言耘嗟淖罴涯Ｊ??！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】楊世梅等[°研究設(shè)施黃沙栽培條件下4種栽培方式對(duì)番茄品質(zhì)的影響，認(rèn)為采用無紡布袋式栽培番茄，其可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、VC含量和可溶性固形物含量均為較高水平。需研究黃沙基質(zhì)條件下不同栽培方式對(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以沙漠中的黃沙作為無土栽培基質(zhì)，結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用較多的基質(zhì)袋式栽培和基質(zhì)槽式栽培，探究黃沙基質(zhì)袋式栽培和槽式栽培對(duì)番茄產(chǎn)量與品質(zhì)影響的顯著性水平，驗(yàn)證黃沙基質(zhì)袋式栽培和槽式栽培條件下，獲得番茄高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的有效技術(shù)途徑，為大面積推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

材料與方法

1.1 材料

1. 1. 1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于 2021～2023 年在石河子大學(xué)農(nóng)科綜合教學(xué)試驗(yàn)中心6號(hào)節(jié)能日光溫室內(nèi)進(jìn)行（ E86.03^°，N44.18^° ），日光溫室后墻體為磚混結(jié)構(gòu)，外貼保溫層，骨架為熱鍍鋅鋼材，覆蓋0.15mm 的 PE 薄膜，有效種植面積為 540m² 。溫室配備了環(huán)控?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要對(duì)溫度、濕度、光照強(qiáng)度和 CO₂ 濃度等參數(shù)實(shí)時(shí)采集，并通過排風(fēng)扇、遮陽網(wǎng)和噴霧裝置，實(shí)時(shí)調(diào)控溫室小氣候。

1. 1.2 供試番茄品種

分別為廣州南蔬農(nóng)業(yè)科技有限公司的無限生長型大果番茄 F₁ 代卡地亞800和西安世佳種業(yè)有限公司的無限生長型口感大番茄 F₁ 代世佳1867，均為早熟抗病的大粉果，種植密度為40815株 ?hm² 。

1. 1.3 番茄配方肥料

采用改進(jìn)型霍格蘭氏營養(yǎng)液，A肥和B肥，A肥 N，P，K，Ca 和 Mg 百分比含量分別為10-6-10-7-3+Te（0.5%） ，番茄苗期至第1穗開花時(shí)期施用；B肥 N，P，K，Ca，Mg 百分比含量分別為9-5-18-6-2+Te（0.5%） ，第2穗開花時(shí)期至收獲期施用。有機(jī)肥采用礦源黃腐酸鉀和海藻肥。

1. 1.4 黃沙基質(zhì)栽培方式

1. 1.4.1 黃沙基質(zhì)物理特性

所用黃沙取自古爾班通古特沙漠邊緣地帶的 沙丘。黃沙為細(xì)沙、粘著性差、顆?；忍攸c(diǎn)[7] 沙子比重為 1.45～1.65 ，顆粒直徑 0.063～0.25 mm ；飽和含水量為 22%～24% ; pH 值為 6.8～ 7.0；沙子清洗后的電導(dǎo)率（ EC 值） lt;0.05mS/m 。

1. 1.4.2 黃沙基質(zhì)袋與黃沙基質(zhì)槽

黃沙基質(zhì)袋為無紡布種植袋，布厚度 1mm ，袋子高度 22cm ，直徑 20cm ，種植袋上有雙提手，黃沙填充袋中，每袋黃沙平均重量為 8.0kg ，種植1株番茄。黃沙基質(zhì)槽體積為 600cm （長） ×17 cm （寬） ×17cm （高），每株平均用沙量為8.3kg ，兩側(cè)無紡布用塑鋼線連接固定。

1.1.4.3黃沙基質(zhì)袋與基質(zhì)槽田間布置方式

黃沙基質(zhì)袋式栽培方式采用寬窄行配置，窄行距 50cm ，龜背壟形狀，壟高為 4cm ，寬行距90cm ，寬窄行地面鋪設(shè)防草布。窄行擺設(shè)2行種植袋，左右種植袋呈正三角形放置。

黃沙基質(zhì)槽式栽培方式采用寬窄行配置，地面鋪設(shè)防草布。窄行距 50cm ，呈龜背壟形狀，壟高 4cm ，窄行并排放置2行種植槽，寬行距90cm 。圖1＼～2

Fig. 1 Front view of sand-based planting bag（Left） and planting trough（Right） layout in greenhouse

1.2 方法

1.2. 1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，栽培方式為主區(qū)，設(shè)置黃沙基質(zhì)袋式栽培，簡稱為袋栽（Bagcultivation，BC）和黃沙基質(zhì)槽式栽培，簡稱為槽栽（Troughcultivation，TC），2種栽培方式，2個(gè)番茄品種為副區(qū)。

1. 2.2 番茄育苗

2021～2023 年3月初，采用丹麥品氏育苗基質(zhì)，溫湯浸種 55～60^°C 熱水不停攪拌待水溫降至30% ，浸種 6h 。種子點(diǎn)播到72穴穴盤中，每穴點(diǎn)播1粒番茄種子，播深 1.5cm ，保持穴盤基質(zhì)呈濕潤狀態(tài)，覆蓋上黑色塑料薄膜。將穴盤放置育苗床上，溫度控制在 28～30^°C ，待出苗后再把育苗床環(huán)境溫度控制為 18～26^°C 為宜。

1.2.3 番茄苗定植及田間管理

于 2021～2023 年4月初將具有3＼～4真葉的番茄幼苗定植于黃沙基質(zhì)袋內(nèi)，每袋移栽1株番茄苗，基質(zhì)槽內(nèi)每穴移栽1株番茄苗，株距 35cm 。

番茄植株保留5穗果，5月20日打頂（在第5穗花期）。采用水肥一體化自動(dòng)設(shè)備設(shè)定番茄不同生育時(shí)期需水需肥量的閾值范圍，用傳感器感應(yīng)黃沙基質(zhì)含水量 ?_?EC 值和沙子溫度，定量自動(dòng)滴水滴肥，滴施的肥料采用番茄配方肥料，田間綁蔓、打權(quán)、去葉等栽培管理與常規(guī)溫室番茄栽培管理相同。

1. 2.4 產(chǎn)量測定

每個(gè)小區(qū)采用實(shí)收產(chǎn)量測定，分別計(jì)算番茄卡地亞800 和世佳1867總產(chǎn)量。

1.2.5 番茄品質(zhì)指標(biāo)測定

樣品來自2或3穗上的果實(shí)，委托新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)食品檢驗(yàn)所農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（石河子）檢測番茄的品質(zhì)指標(biāo)，測試內(nèi)容為可溶性固形物含量 （%） ，番茄紅素含量L mg/100g ，VC含量（ mg/l00g ），總糖含量（ g 100g ），總酸含量 （g/kg^′） ），糖酸比 Σ=Σ 總糖含量 × 10/總酸含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2010和RStudio軟件處理數(shù)據(jù)，用R語言對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和主成分分析，并繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.12個(gè)番茄品種黃沙基質(zhì)不同栽培方式產(chǎn)量變化

研究表明，卡地亞800和世佳1867番茄品種袋式栽培和槽式栽培產(chǎn)量均達(dá)極顯著水平（ Plt; 0.01），2個(gè)番茄品種與袋式栽培和槽式栽培間產(chǎn)量的互作效應(yīng)也達(dá)到顯著水平（ Plt;0.05 ）。表1

研究表明，番茄品種間袋式栽培和槽式栽培產(chǎn)量均達(dá)到顯著性水平（ Plt;0.05， ），番茄卡地亞800和世佳1867產(chǎn)量水平槽式栽培均高于袋式栽培的產(chǎn)量水平，槽式栽培產(chǎn)量水平比袋式栽培產(chǎn)量水平分別高出 11.1% 和 7.9% 。不同基因型番茄品種生產(chǎn)力水平不同，相同水肥及管理?xiàng)l件下，槽式栽培增產(chǎn)潛力較大。圖3

2.2 黃沙基質(zhì)不同栽培方式兩因素試驗(yàn)番茄品質(zhì)指標(biāo)方差

研究表明，番茄品種間可溶性固形物含量和VC品質(zhì)指標(biāo)呈極顯著水平（ Plt;0.01 ），番茄紅素指標(biāo)呈顯著性水平（ Plt;0.05 ）；番茄不同栽培方式對(duì)VC含量呈極顯著水平（ ），對(duì)番茄紅素呈顯著水平（ Plt;0.05） ；品種與栽培方式互作只對(duì)可溶性固形物含量存在顯著水平（ Plt; 0.05）；品種間、袋式栽培和槽式栽培間以及品種與栽培方式互作均對(duì)糖酸比無顯著性的影響。表2

2.32個(gè)番茄品種在黃沙基質(zhì)不同栽培方式下品質(zhì)指標(biāo)特征

研究表明，2個(gè)番茄品種袋式栽培與槽式栽培相比，袋式栽培條件下番茄VC含量比槽式栽培條件下番茄VC含量高 22.7% 。2個(gè)番茄品種可溶性固形物含量和番茄紅素含量，槽式栽培分別比袋式栽培高 2.5% 和 20.3% ，番茄世佳1867的3項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)均較高，番茄世佳1867品質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于番茄卡地亞800，與番茄1867口感風(fēng)味優(yōu)于卡地亞800相符合。圖4

2.4綜合評(píng)價(jià)黃沙基質(zhì)不同栽培方式番茄品質(zhì)

研究表明，對(duì)2個(gè)番茄品種在袋式栽培和槽式栽培條件下的可溶性固形物含量、番茄紅素含量、VC和糖酸比4項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，按照累積貢獻(xiàn)率 gt; 85% 、特征值 gt;1 的原則，得到2個(gè)主成分。

主成分1和主成分2分別為可溶性固形物含量和番茄紅素，二者累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到 91.01% ，2個(gè)主成分反映了番茄4個(gè)品質(zhì)指標(biāo) 91.01% 的綜合性狀和原始變量的信息。

第1主成分的特征值為2.4729，其表達(dá)函數(shù)式為 PRIN1=0.5302Y₁+0.5857Y₂+0.5755Y₃ -0.211 5Y₄ ，為可溶性固形物含量的反映，第1主成分說明總變異的 61.82% 。表3

表32個(gè)番茄品種不同栽培方式品質(zhì)指標(biāo)的主成分

第2主成分的特征值為1.1673，其表達(dá)函數(shù)式為 PRIN2=0.3954Y₁+0.2145Y₂-0.2696Y₃ -0.851 4Y₄ ，為可溶性固形物含量與番茄紅素含量、VC含量對(duì)比，前2個(gè)主成分說明總變異的91.01% 。式中PRIN1、PRIN2分別對(duì)應(yīng)第1、2主成分的得分， Y₁，Y₂，Y₃，Y₄ 分別為數(shù)據(jù)消除變量之間量綱關(guān)系后的可溶性固形物含量、番茄紅素、VC和糖酸比參數(shù)。

綜合評(píng)價(jià)函數(shù)是以各個(gè)主成分對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，即綜合得分 = 0.618 2PRIN1+ 0.2918PRIN2綜合評(píng)價(jià)得分高低依次為槽式栽培世佳1867gt; 袋式栽培世佳 1867gt; 袋式栽培卡地亞800gt; 槽式栽培卡地亞800。表4

3討論

3.1番茄既可以作為蔬菜，又可以作為水果[8]其應(yīng)用價(jià)值高，番茄可溶性固形物含量、番茄紅素含量、VC含量、總糖和總酸等是影響果蔬口感和風(fēng)味的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)[9-10]。番茄可溶性固形物含量能夠較好的反映番茄的內(nèi)在品質(zhì)，可溶性固形物含量和風(fēng)味以及其他營養(yǎng)品質(zhì)有正相關(guān)的關(guān)系[11-14]。研究探討了2個(gè)番茄品種在黃沙基質(zhì)不同栽培方式下產(chǎn)量差異的顯著水平?？ǖ貋?00和世佳1867屬于不同基因型番茄，槽式栽培產(chǎn)量比袋式栽培產(chǎn)量平均高 9.5% ，與槽式栽培條件下番茄根系生長環(huán)境穩(wěn)定，番茄植株根系在基質(zhì)槽內(nèi)縱向交錯(cuò)生長，水分養(yǎng)分吸收便利，植株生長穩(wěn)健，與開花和坐果數(shù)量多相關(guān)。在實(shí)際生產(chǎn)中，袋式栽培也具有槽式栽培不具備的其他明顯的種植優(yōu)勢(shì)。首先，袋式栽培擺設(shè)種植袋方式靈活，一旦種植袋中出現(xiàn)弱苗、病苗，可當(dāng)場替換，保證番茄苗齊、苗壯；其次，袋式栽培條件下1個(gè)種植袋種植1株番茄苗，根系生長環(huán)境相對(duì)封閉，減少了根系病害的傳播途徑；此外，袋式栽培條件下可以為秋茬番茄縮短40d左右的生長周期，即提前 40d 移栽一批袋栽番茄苗，在春茬番茄生產(chǎn)結(jié)束的同時(shí)，立即更換上提前培育的已處于初花期的袋栽番茄苗，可縮短秋茬番茄40d左右的種植周期，在新疆北疆特別實(shí)用。

3.2番茄品質(zhì)指標(biāo)分析表明，栽培方式對(duì)番茄品質(zhì)呈顯著影響，袋式栽培條件下根系生長空間限制較大，VC含量顯著提高，糖酸比變大。與王亞萍等[15]研究結(jié)果一致，槽式栽培條件下番茄紅素含量明顯增加，且糖酸比降低。追求蕃茄口感品質(zhì)改善的方式，選擇袋式栽培對(duì)于VC含量和糖酸比有顯著的提高。

3.32個(gè)番茄品種不同栽培方式下的4項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，槽式栽培世佳1867gt; 袋式栽培世佳 1867gt; 袋式栽培卡地亞800gt; 槽式栽培卡地亞800。世佳1867在袋式栽培和槽式栽培條件下，均表現(xiàn)出較高的內(nèi)在品質(zhì)。

4結(jié)論

4.1不同栽培方式，番茄產(chǎn)量呈極顯著性差異（ ），槽式栽培比袋式栽培產(chǎn)量平均高9.5% ，槽式栽培相對(duì)袋式栽培增產(chǎn)效果明顯，槽式栽培對(duì)番茄品質(zhì)番茄紅素的影響達(dá)到顯著水平（ Plt;0.05 ），不同栽培方式槽式栽培比袋式栽培的可溶性固形物含量和番茄紅素含量分別高2.5% 和 20.3% ，槽式栽培有利于增加番茄紅素含量，2個(gè)番茄品種平均產(chǎn)量為 158.3Vhm² ，已經(jīng)達(dá)到溫室番茄高產(chǎn)水平，在沙漠、戈壁設(shè)施農(nóng)業(yè)上具有推廣應(yīng)用的潛力。

4.2VC含量達(dá)到極顯著水平（ Plt;0.01 ），袋式栽培比槽式栽培VC含量和糖酸比分別高 22.7% 和 15.4% ，不同栽培方式袋式栽培比槽式栽培改善番茄口感風(fēng)味效果更加明顯，由于袋式栽培條件下可縮短番茄種植周期，在新疆北疆具有一定的推廣應(yīng)用潛力。

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Abstract：【Objective】The aim of this study is to investigate the effects of sand - substratebag cultivation（BC）and trough cultivation （TC）on tomato yield and quality，and to verify the advantages and effects of different planting modes，aiming to provide technical support for desert and Gobi facility agriculture in Xinjiang.【Methods】The tomato varieties under the test were Kardiya 8OOand Shijia 1867.This study statistically analyzed the yields of the two tomato varieties under diferent planting modes，and tested their soluble solid content（SSC），lycopene （LYC）content，vitamin C（VC） content，and sugar-acid ratio.Principal component analysis was applied to comprehensively evaluate the quality of tomatoes grown under diffrent planting modes.【Results】 There was a significant difference in tomato yields among different planting modes （ Plt; 0. 01），with an average yield increase of 9.5% in Trough cultivation compared to Sand - substratebag cultivation.Variance analysis of planting modes on tomato quality indicators showed that VC content reached a very significant level （ Plt;0.01 ），and had a significant impact on Lycopene （ Plt;0.05 ）. Compared to Trough cultivation mode，BC mode had higher VC content and sugar-acid ratio by 22.7% and 15.4% respectively. In contrast， Trough cultivation mode had higher Soluble solid content and Lycopene content by 2.5% and 20.3% respectively compared to BC mode. Principal component analysis was used to comprehensively evaluate the four quality indicators of Soluble solid content，Lycopene，VC content，and sugar-acid ratio in the two tomato varieties under BC and Trough cultivation modes， the scoring order was TC Shijia 1867 gt; BC Shijia 1867gt; （204 BC Kardiya 800gt; TC Kardiya 8Oo. 【Conclusion】 The BC mode significantly improves the VC content and sugar-acid ratio of tomatoes，enhances their taste quality and shortens the planting cycle，making it a potential application in the northern Xinjiang region.The Trough cultivation modewas beneficial to increase tomato yield and Lycopene content， the average yield of 2 tomato varieties is 158.3ψψψhm² ，which has reached the higher yield level among the greenhouse tomato with stronger potential for promotion and application in desert and Gobi facility agriculture.

Key words：tomato; yellow sand substrate；planting mode; yield; quality