袋培模式对设施番茄光合特性及生长的影响

周杨 李涛 王虹云 夏秀波 姚建刚 曹守军 张丽莉 尹国香

摘要 [目的]研究袋培模式对设施番茄光合特性及生长的影响。[方法]以番茄品种“烟粉207”为供试材料，土壤栽培为对照，研究了基质袋培模式对番茄光合特性及生长的影响。[结果]袋培模式下番茄的光合速率显著高于土壤栽培；番茄成熟期提前，前期产量增加了45.7%，且品质有明显的提升。袋培模式下番茄的株高、茎粗、叶片数等生长指标低于对照土壤栽培。[结论]该研究为在土壤遭到严重破坏和盐碱地等地区进行番茄生产提供理论指导和技术支撑。

关键词 袋培；生长；光合作用；影响

中图分类号 S641.2文献标识码 A文章编号 0517-6611（2018）15-0046-03

Abstract [Objective] To research the effects of bag cultivation mode on the growth and photosynthetic traits of facility tomatoes. [Method] With tomato cultivar Yanfen 207 as the test materials and soil cultivation as the control， we researched the effects of matrix bag mode on tomato photosynthetic characteristics. [Result] Under the bag cultivation mode， the photosynthetic rate was significantly higher than the soil cultivation. The mature stage of tomato was advanced， the yield in early stage enhanced by 45.7% and the quality was improved significantly. Under the bag cultivation mode， the plant height， stem width and leaf number of tomato were all lower than those of soil cultivation. [Conclusion] This research provided theoretical guidance and technical support for tomato production in severely damaged soils and saline-alkali land.

Key words Bag cultivation；Growth；Photosynthesis；Effect

基质袋式栽培是一种简易的无土栽培方式，是将农业废弃物发酵后按一定比例配成的复合基质装进栽培袋，然后将作物种植在栽培袋中的新型种植模式。目前，我国设施生产结构以日光温室和拱棚为主，而且经过多年的连续种植，土壤结构遭到破坏，病虫害发生严重，很多土壤已经不适宜继续种植，而基质栽培具有可以不利用土壤进行生长，大幅延长栽培设施使用寿命，同时也可以在盐碱地等不适于蔬菜生长的地方进行蔬菜生产的优点[1]。作为基质栽培方式之一的袋式基质栽培，还具有操作简便、成本低等独特优势。作为设施栽培的主要蔬菜，番茄在我国蔬菜生产中具有重要的作用。鉴于此，笔者研究了基质袋培对设施番茄光合特性和生长的影响，为在土壤遭到严重破坏和盐碱地等地区进行番茄生产提供理论指导和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供試番茄品种为“烟粉207”，由山东省烟台市农业科学研究院选育。

1.2 试验设计

试验于2016年5—8月在烟台市农科院蔬菜所温室大棚内进行。以土壤栽培为对照CK，基质袋式栽培为处理T，试验小区土壤和袋培的基本肥力情况见表1。番茄品种“烟粉207”采用随机区组设计，每个处理3次重复，苗龄三叶一心时定植，小区面积为7.8 m2（1.2 m×6.5 m），按株行距30 cm×50 cm定植，种植密度为36棵。供试品种4穗果后打顶，浇水施肥采用水肥一体化方式。按每形成1 000 kg番茄果实，植株需吸收N 2.54 kg、P 0.75 kg、K 4.35 kg确定化肥施用量，按目标产量112 500 kg/hm2番茄计算施肥量，计算方法参照如下公式：

化肥施用量=（1.5倍番茄目标产量所需养分量-有机基质中的速效养分量）/化肥中养分吸收率。

式中，N为60%，P为30%，K为60%。追肥视天气与植株生长情况分多次进行，2个处理田间管理保持一致[2]。

1.3 试验方法

2016年5月1日将供试番茄南北向双行定植，番茄定植开花后每15 d进行生长指标的测定，测量指标包括株高、茎粗、叶片数，每处理测 6株，取其平均值。株高（从地面到生长点）用卷尺测量，茎粗（第 4 节）用游标卡尺测量，番茄果实产量测定于2016年7月18日开始进行，小区产量和单果重在每次采摘时均进行测定，最后累积计算产量。参照王鹏勃等[3]方法在第三穗番茄成熟期，分别在每小区的前、中、后 3 个等距离点取样，然后选取大小和色泽基本一致的果实1 kg进行品质测定。每小区定植前采取“S”形取样法进行土壤取样，混合均匀后进行养分含量测定：有机质用重铬酸钾容量法稀释热法；速效氮用碱解扩散法；速效磷用浸提碳酸氢钠—铝锑抗比色法；速效钾用醋酸按—火焰光度计法[4]；果实硬度采用 GY-1 型果实硬度计（牡丹江市机械研究所生产）测定；可溶糖含量采用 WYT-4 型手持式糖量计（泉州中友光学仪器有限公司生产）测定；VC 含量采用 2，6-二氯靛酚法；可滴定酸含量采用氢氧化钠滴定法。光合特性测定使用 LI-6400XT 便携式光合仪（ 美国 LI-COR 公司），测定前用 1 500 μmol/（m2·s）的PAR对叶片进行光诱导，使叶片活化。采 用 Li-6400-2B 光 源，设 定 气 体 流 速 为 500 μmol/s，控 制 叶 温 25 ℃，设 置 光 合 有 效 辐 射 强 度（ PAR ）为 1 000 μmol/（m2·s）。选择晴天09：00—11：00对植株生长点下第4片功能叶进行测量，各处理随机选取3株，每个处理重复3次。

2 结果与分析

2.1 基质袋式栽培对番茄生长的影响

由表2可知，番茄定植30 d后，CK和T处理株高差异不显著。定植45 d后T处理株高生长量显著低于CK。在番茄茎粗方面，定植后CK和T处理之间始终无显著差异；在番茄叶片数方面，除开花后15 d内T处理叶片数显著低于CK处理外，其余时间二者之间无显著差异。

2 基质袋式栽培对番茄光和特性的影响

从表3可以看出，番茄坐果期T处理光合速率和气孔导度显著高于CK处理，其坐果期光合速率较对照CK高12.5%；但其蒸腾速率、胞间CO2浓度与CK处理差异不显著。盛果期光合速率较对照高16%；但其气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度与CK处理差异不显著。

2.3 基质袋式栽培对番茄产量的影响

由表4可知，番茄单果重方面，T处理与CK处理之间差异不显著；在前期产量方面，T处理显著高于CK处理，增加了45.7%；而总产量方面，T处理则显著低于CK处理，减少了19.8%。

2.4 基质袋式栽培对番茄品质的影响

由表5可知，T处理维生素C含量极显著高于对照，增加了23.1%；硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量等方面，T和CK处理之间差异不显著。

在评价番茄品质时，某个单项品质指标很难判断番茄的综合品质，因而采用多目标综合评价方法来评价番茄的综合品质[3]。因此选取硬度（X1）、可溶性固形物（X2）、可滴定酸（X3）和维生素C（X4）这4个品质因素作为评价因子。首先，对这4个指标进行同趋化（低优指标）和标准化，然后利用DPS数据处理系统进行主成分分析，并得到相关矩阵的特征根及特征向量累积贡献率（表6），前2项特征根的累积贡献率为89.7%>85%。因此，可用第一主成分和第二主成分作为评价的综合指标，且评价的可信度为89.7%。

通过计算得出各指标与前2个主成分的关系为：

F1=0.541 1X1-0.349 3X2 -0.608 4X3 +0.463 7X4

F2= -0.187 5X1+ 0.767 7X2 -0.155 9X3 +0.592 6X4

综合评值：F=0.658 450F1+0.238 197F2，由第一主成分和第二主成分与客观权重之积，得到处理下番茄品质综合评判结果（表7）：综合评价值越高，番茄品质越好。结果显示，处理的综合评价值明显高于对照，两者品质差异显著。

3 结论与讨论

袋培模式下番茄果实转色时间明显早于土壤栽培，番茄植株提前开花，前期产量显著增加，这主要是因为袋培限制了番茄根系的生长，从而促进了植株提前开花，果实提前成熟[5]。同时袋培模式下番茄植株光合速率和气孔导度显著提高，番茄可溶性固形物、维生素C等含量显著增加，品质得到提升，这与王敏等[6]在樱桃番茄、王灿磊等[7]在西瓜中的研究结果一致。

但袋式栽培也造成了番茄株高、茎粗明显下降，总产量降低，这主要是由于袋式栽培限制了番茄根系的生长，影响了根系对养分的吸收，从而对植株的生长造成了影响，总产量降低，这与樊怀福等[8]、Tal等[9]和Kharkina等[10]的研究结果一致。

综上所述，在袋培模式下，番茄品质显著提高，成熟期提前。但需进一步研究袋培模式下番茄的肥水需求规律，以进一步增强番茄长势，提高总产量。

參考文献

[1] 杨华，何伟，崔元玗，等.设施嫁接茄子基质与土壤栽培比较试验[J].新疆农业科学，2011，48（10）：1860-1863.

[2] 马栋，李清明，于贤昌.槽式有机基质栽培方式对番茄生长、光合特性及产量的影响[J].山东农业科学，2009（9）：23-25.

[3] 王鹏勃，李建明，丁娟娟，等.水肥耦合对温室袋培番茄品质、产量及水分利用效率的影响[J].中国农业科学，2015，48（2）：314-323.

[4] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京：中国农业科技出版社， 2000.

[5] NESMITH D S.Influence of root restriction on two cultivars of summer sqush（Cucurbita pepo L.）[J].Journal of plant nutrition，1993，16（3）：421-431.

[6] 王敏，李建设，高艳明.限根栽培对番茄生长和品质的影响[J].湖北农业科学，2016（5）：1199-1203.

[7] 王灿磊，孙亮，冷平，等.无纺布限根栽培对西瓜根域温度、植株生长和果实品质的影响[J].中国农业大学学报，2011，16（3）：81-86.

[8] 樊怀福，杜长霞，朱祝军，等.限根栽培对大果型番茄浙杂204植株生长、果实品质和产量的影响[J].浙江农林大学学报，2011，28（3）：343-348.

[9] BAR-TAL A，FEIGIN A，SHEINFOLD S，et al.Root restriction and N-NO3 solution concentration effects on nutrient uptake，transpiration and dry matter production of tomato[J].Scientia horticulturae，1995，63（3/4）：195-208.

[10] KHARKINA T G，OTTOSEN C O，ROSENQVIST E.Effects of root restriction on the growth and physiology of cucumber plants[J].Physiologia plantarum，1999，105（3）：434-441.