樱桃番茄Imec膜栽培技术引进及应用

2017-08-30陈红辉殷伯贤刘小英

浙江农业科学 2017年8期

关键词：浓缩液滴管糖度

赵娟，陈红辉，殷伯贤，刘小英，黄俭

(上海市金山区蔬菜技术推广中心，上海 201599)

樱桃番茄Imec膜栽培技术引进及应用

赵娟，陈红辉，殷伯贤，刘小英，黄俭

(上海市金山区蔬菜技术推广中心，上海 201599)

Imec膜由日本Mebiol株式会社研发，是一种特殊纳米凝水膜。本文重点阐述Imec膜应用于樱桃番茄栽培的技术规程和操作要点。

设施栽培； Imec膜；樱桃番茄；栽培技术

随着经济的发展，人们的物质生活水平越来越高，追求也越来越高，对健康无污染的绿色农作物情有独钟。因此，需要创新相关栽培技术，立足于蔬菜的生长习性，采取行之有效的措施促进农业蔬菜的健康生长，满足人们的生活需求。Imec[1]单向渗透膜在番茄上的应用技术于2013年从日本早稻田大学引入中国，是一种单向渗透膜，其特性主要体现在液流的方向性和通透性上，这就决定了液流只能从一个方向流向另一个方向而不能返回；同时由于膜特有的过滤性能，液体流动时生物小分子(主要指无机物、O2、CO2、离子状态的化合物等)可以随水流方向运动。通过Imec膜调整水分供应，可提高水分利用率和作物营养水平，生产出高品质蔬菜。

1 材料与方法

1.1 供试品种

馨喜樱桃番茄(上海众鑫农业科技有限公司)；永嘉824樱桃番茄(农友种苗(中国)有限公司)。

1.2 方法

试验时间为2015年12月至2017年1月，种植区域选择在上海明缘果蔬专业合作社五连栋大棚内。

1.2.1 播种育苗

营养钵培育壮苗。馨喜樱桃番茄于2015年12月18日进行播种，永嘉824樱桃番茄于2016年7月13日进行播种，育苗采用128孔育苗穴盘。由于孔苗可直接定植，所以可直接播种育苗。育苗使用的培养土为基质土和珍珠岩按一定比例混合。苗期灌水采用EC浓度在0.5 dS·m-1左右的液肥。

1.2.2 膜栽培种植槽的设计安装

参照文献[2-3]，膜栽培体系种植槽安装如图1所示。

图1 膜栽培的种植槽

具体安装步骤。1)地面整平。2)垒3层砖(240 mm×115 mm×53 mm)，建设苗床，苗床宽度80 cm，种植槽宽60 cm，苗床长度37 m。每个8 m×40 m小棚，铺设4个种植畦。3)在铺好的第1层砖形成的种植槽内，填充6 cm砻糠，即稻谷辗磨后脱下的外壳。铺设砻糠在冬季低温时可以起到一定的保温效果。4)砻糠上铺一层地布，用地膜钉进行固定。整个大棚40 m×40 m全部铺满。5)在地布上面铺一层防水塑料膜，防水塑料膜的两端需要超过种植槽宽度，多余的部分翻过第2层砖折到种植槽外面。6)将膜下滴灌带(点滴阀间隔30 mm，每畦123个滴灌液出口)插入种植槽前端的连接口，末端用终端零件塞住。膜下滴管有1条，放置苗畦中间部位。7)卷成筒状的无纺布，铺开在苗床上，下面是膜下滴灌带，注意无纺布不可以超出种植槽范围。8)打开纳米凝水膜的包装，注意不要损坏薄膜。同时，纳米膜铺上之后不要停止作业，应操作至黑白膜铺上为止。将卷成筒的纳米凝水膜铺开在无纺布上面，两端应超过种植槽。9)准备种植基质，凝水胶混入自来水，然后均匀撒在种植基质上，混合密度为2 g·L-1。10)种植土均匀撒在纳米膜上，厚度2.0～2.5 cm。该种植土中均匀混合0.2%(2 g·L-1)～0.4%(4 g·L-1)的保湿胶浆。11)将膜栽培定植泡沫板(90 cm×60 cm×2.5 cm)，铺设在栽培田垄上。12覆盖黑白膜，在定植壮苗的位置在黑白膜上用小刀割开10 cm左右宽的裂口。13)将上部滴管带连接到田垄端部的连接口，末端用终端零件塞住。一出四滴箭插入每个定植孔。

膜上通过一出四滴箭套装进行浇水施肥，单个滴箭流速16.67 mL·min-1，每行流速4.0 mL·min-1；下滴管通过滴管带进行灌溉，单个滴孔流速66.67 mL·min-1，每行123个滴孔，流速8.2 L·min-1。

1.2.3 定植

准备苗期1个月左右的樱桃番茄壮苗(真叶3～5片)。春季育苗期在2.5月，2016年3月2日定植；秋季育苗期控制在1个月左右，2016年8月15日定植。定植的壮苗株高在12～15 cm，不能过高。

从定植孔将种苗插入，然后用手将定植槽内基质挖开露出反渗透膜；然后将健康秧苗从育苗盘取出，手捏第2～3节位，并防止损伤根茎部茸毛，平躺放在挖好的基质洞内，并保证植株根部能够接触到反渗透膜，放好之后不要再随意移动。每畦中间定植1行；定植间距15 cm；定植时相邻苗株方向相反，有利于提高空间利用率，并方便后期整枝。定植时大棚内空气温度高于30 ℃，温湿度均较高，前期生长缓慢。因此，白天中午打开外遮阳网，开窗通风。

1.2.4 水肥管理

栽培全程采用营养液供应肥料和水分，首先配置Tony’s Farm液体肥料浓缩液(简称浓缩液)，也就是稀释10倍后的原液，分开配置1号和2号浓缩液。每100 L的1号浓缩液包含750 g康晶11-11-35(N 11%，P2O511%，K2O 35%)复合肥、250 g硫酸镁和12.5 g EDTA-铁；每100 L的2号浓缩液包含625 g硝酸铵钙。配好后1号浓缩液EC值为10.22 mS·cm-1，pH值5.62，呈偏酸性；2号浓缩液EC值6.04 mS·cm-1，pH值7.25，呈中性。注意分别配置和存放1号、2号浓缩液，防止混合产生沉淀，并在稀释前将1号浓缩液和2号浓缩液等体积混合。然后根据番茄不同的生长时期调节不同的稀释倍数，具体调节如表1所示。定植后2周内为番茄苗定根期，期间只浇水，不添加肥料，上部滴灌2 min·d-1，下部滴灌3 min·d-1。

表1 营养液施肥计划

1.2.5 病虫害防治

樱桃番茄抗病性较强，同时采用膜栽培方式，防止病菌对植株的污染。因此本研究只使用防虫网、杀虫灯等绿色防控措施，不进行化学防治。

1.3 项目测定

1.3.1 滴灌流速测定

五连栋大棚采用比例施肥器进行水肥一体化灌溉，苗床安装有上下2排滴管，上滴管采用一出四滴箭灌溉方式，下滴管采用滴孔灌溉方式。通过以下方式测定单位时间每畦的施肥量。肥料桶接入施肥系统，到肥料进入植物根部有一段时间，测定这个间隔期。将一定体积的肥料液接入施肥器，设定稀释倍数为100倍，打开一条上滴灌带开关，测定一定时间之后，流出的肥料液。

1.3.2 不同稀释倍数营养液EC值

根据Tony’s Farm液体肥料配方配置原液，用灌溉水进行梯度稀释，测定EC值和pH值。

1.3.3 樱桃番茄生长性状测定

植株生长期测定樱桃番茄第一花絮节位、株高、茎粗、节间长、花房开花率、花絮坐果数等生长特性，采收期测定果实颜色、果高、果径、单果重和糖度等果实性状，终收后统计产量。

2 结果与分析

2.1 滴灌流速测定

新营养液流入植物根部需要28～30 s；上滴管每个滴箭的流速为205滴·min-1。通过接取单位时间内每个滴箭的营养液流量，计算上滴管实际滴箭流速，重复测定6次。结果显示，上滴管流速为16.96 mL·min-1。

通过测定接入施肥器的10倍母液在单位时间内的流失量，测定在施肥器调节在稀释100倍时，10倍原液的单畦损耗速度，并计算出下滴管每个滴孔的流速，重复测定6次。结果显示，下滴管单畦营养液原液流速为79.88 mL·min-1，下滴管单个滴孔流速66.72 mL·min-1。

樱桃番茄每天需水量为2 L·株-1，膜栽培采用饥饿栽培方式，减少供水，每天供水400～600 mL·株-1，减少供水的结果使得植株产生更多的毛细根(图2)。根据上、下2条滴管的流速和滴孔数计算，单畦植株238株，上部滴管每株有1个滴箭，流速16.96 mL·min-1；下部滴管有123个滴孔，每株平均0.5个滴孔，单个滴孔流速66.72 mL·min-1。因此，上下滴管同时开放时，每株可获得50.32 mL·min-1营养液，每天供水8～12 min。

图2 膜栽培植株的毛细根

2.2 不同稀释倍数营养液EC值

根据Tony’s Farm液体肥料配方配置10倍稀释的原液，接入五连栋大棚施肥器，用灌溉水进行稀释，调节不同的原液含量，收集稀释后的营养液，分别测定对应EC值和pH值(表2)，用SPSS软件进行线性回归分析。线性回归分析显示，营养液稀释倍数与营养液EC值回归方程显著性检验概率为0，小于显著性水平0.05，线性关系明显。最后的模型结果是营养液EC值/(μS·cm-1)=1 788.967-0.620×营养液原液含量。

表2 灌溉水稀释的营养液EC值和pH值

2.3 樱桃番茄生长性状测定

统计春秋茬樱桃番茄的植株学性状如表3所示，果实和产量性状如表4所示，与种子袋标注品种性状做对比。结果显示，使用具有特殊结构的Imec膜进行栽培，2茬樱桃番茄生长发育及坐果情况良好，长势均较强，坐果率、植株高度等达到一般种植水平。秋茬永嘉824第1花絮坐果率相对春茬馨喜要低，推测原因为秋茬结果早期受高温影响较为严重。Imec膜栽培馨喜樱桃番茄单果重19.17 g，比种子袋标注的16 g高19.8%；糖度高达11.2%；同时统计显示，春茬馨喜产量为29 297 kg·hm-2。永嘉824樱桃番茄单果重20.5 g；果实糖度高达9.8%，果实品质好；产量28 704 kg·hm-2。所以，Imec膜栽培樱桃番茄的年产量超过58 000 kg·hm-2。由此可见，Imec膜栽培樱桃番茄能在保证樱桃番茄产量的同时，使樱桃番茄糖度提高1～2百分点，提高了果实品质，进而提高了经济效益。

表3 樱桃番茄的植物学特性

3 小结与讨论

本研究引进的Imec膜是一种单向渗透膜，可让水分和营养成分透过，而阻止细菌病毒等生物大分子。Imec膜在樱桃番茄栽培方面的应用原理是减少浇水量(根系在膜上，膜下有水)-促使植物产大量毛细根-植物产生毛细根的过程中会产生生理反应分泌化学成分-果实糖度升高[4-6]。由于膜栽培条件下使用从无孔性亲水性膜的下表面侧向该膜供给水或营养液的供给单元，并采用饥饿栽培方式，即尽可能少的向植物供给水分，而且膜上种植的植物需要通过渗透压的作用透过膜吸收水分和营养，迫使植株提高自身渗透压，利于果实糖度和营养成分的提高和积累。

表4 樱桃番茄的果实性状

通过使用具有特殊结构的Imec膜进行栽培，樱桃番茄生长发育及坐果情况表现良好。馨喜樱桃番茄单果重19.17 g，比种子袋标注的常规重量高19.8%，糖度高达11.2%，同时统计显示，春茬馨喜产量为29 297 kg·hm-2；永嘉824樱桃番茄单果重20.5 g，果实糖度高达9.8%，产量28 704 kg·hm-2。Imec膜栽培樱桃番茄的年产量可达58 000 kg·hm-2。由此可见，一方面，Imec膜栽培樱桃番茄能在保证樱桃番茄产量的同时，使樱桃番茄糖度提高1～2百分点，优化果实风味；同时，栽培管理过程不使用化学农药，果实安全无污染，生产出的产品质量高，符合市民追求，从而可提高樱桃番茄生产的经济效益。另一方面，由于Imec膜栽培番茄生产技术在膜上种植，无土壤连作障碍，不会产生土传病虫害增加、土壤盐类不断积聚，或土壤酸化、板结等情况，有利于蔬菜生产的健康持续发展。

通过引进使用Imec膜进行樱桃番茄栽培，总结栽培技术关键点如下。1)樱桃番茄全年生长条件在13～32 ℃。2)通常每株樱桃番茄每天的需水量为2 L，而膜栽培每株每天供水仅为400～600 mL。3)吸水凝胶。吸水性物质与栽培基质进行混合后一方面可提高基质的吸水性，另一方面吸水后可保持生产时间湿润，将所含水分进行缓释。4)基质厚度2.5 cm左右，相对于基质栽培(6～8 cm)，可极大降低基质成本。Imec膜栽培植株由于基质薄，定根期需要格外注意及时补充根系水分，防止植株干旱。5)膜具有孔隙小(纳米级)、孔隙分布均匀、有一定的韧性和抗压能力的特点。6)上、下2个滴管系统的调节。膜下正常水量的1/5，通过亲水性膜渗透被植物吸收，膜上根据情况进行水分补充，可用于调节果实品质，水量越少，糖度越高。7)水量供应。作物苗期、花期、果实成熟期需水量均不相同，每天定时进行定量灌溉。

现代农业技术不断发展和完善，正逐渐形成一个独立技术体系，这需要相关人员加强对技术的摸索，不断提高其质量和水平。Imec膜栽培技术在樱桃番茄上的应用时间不久，面积不大，研究不深，有很多配套的栽培管理细节需要继续研究和开发。

[1] YUICHI MORI. New agro-technology (Imec) by hydrogel membrane[J]. Reactive and Functional Polymers，2013，7(73)：936-938.

[2] 冈本昭弘，藤井学，吉冈浩，等. 植物栽培系统：102498889A[P]. 2012-06-20.

[3] 森有一，冈本昭弘，漥田真纪子，等. 栽培植物用的器具及植物栽培方法： 1750751A[P]. 2006-03-22.

[4] 梁勇，卜崇兴，郭世荣，等. 不同浓度海水营养液对Hymec膜栽培生菜的影响[J]. 内蒙古农业大学学报(自然科学版)，2007(3)：37-41.

[5] 梁勇，卜崇兴，郭世荣，等. 不同营养液浓度处理下Hymec膜栽培生菜的试验研究[J].上海农业学报，2007(2)：50-52.

[6] 梁勇. 利用非传统水资源Hymec膜栽培生菜的研究[D]. 南京：南京农业大学，2007.

(责任编辑：张瑞麟)

2017-03-21

上海市种业发展项目(沪农科种字(2015)第23号)

赵娟(1988—)，山东泰安人，农艺师，硕士，从事蔬菜栽培及育种研究工作，E-mail：jz8981@163.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170817