株行距对架式促成栽培番茄生长和产量的影响

2018-12-04秦利杰焦娟文莲莲倪秀男魏珉

天津农业科学 2018年10期

秦利杰焦娟文莲莲倪秀男魏珉

摘要：分别以番茄品种‘欧迪斯和‘圣罗兰为试材，利用架式栽培系统，研究了三穗果打顶条件下，不同株行距配置对番茄生长和产量的影响。结果表明：随株距增加，番茄株高、叶面积指数逐渐降低，茎粗、生物量、叶片色素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、单果质量、单株产量和单位面积产量以及Vc、有机酸和可溶性蛋白含量呈先升高后降低趋势，均于15 cm或20 cm达到最大值，综合产量和品质，以株距15 cm效果最好，其产量可达111.7 t·hm-2；随行距加大，番茄株高、叶面积指数逐渐降低，单果质量和单株产量逐渐增大，茎粗、生物量、净光合速率、蒸腾速率、单位面积产量以及Vc、可溶性固形物、可溶性糖和可溶性蛋白含量先升高后降低，综合产量和品质，以行距110 cm效果最好，其产量可达98.1 t·hm-2。综合产量和品质等指标，行距110 cm、株距15 cm为本试验条件下的适宜栽植密度。

关键词：番茄；株距；行距；生长；产量

中图分类号：S641.2 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.10.010

Abstract：The effects of different row spacing on the growth and yield of tomato were studied under the conditions of the topped with three panicles using the tomato cultivar ‘Odiesi and ‘Yollowan as test materials. The results showed that with the increase of plant spacing， tomato plant height and leaf area index gradually decreased， while stem diameter， biomass， leaf pigment content， net photosynthetic rate， stomatal conductance， transpiration rate， single fruit weight， yield per plant and hectare yield， as well as Vc， organic acid and soluble protein content increased first and then decreased， and the maximum value was reached at 15 cm or 20 cm. Considering both the yield and quality of tomato， the optimal plant spacing was 15 cm， and the yield could reach 111.7 t·hm-2.With the increase of row spacing， tomato plant height and leaf area index decreased gradually， single fruit weight and yield per plant increased gradually， while stem diameter， biomass， net photosynthetic rate， transpiration rate， hectare yield and Vc， soluble solids， soluble sugar and soluble protein content increased first and then decreased. Considering both the yield and quality of tomato， the optimal row spacing was110 cm， and the yield could reach 98.1 t·hm-2. As a result， the optimal row spacing and plant spacing of tomato in this experiment conditions were 110 cm and 15 cm， respectively.

Key words： tomato； plant spacing； row spacing； growth； yield

传统土壤栽培模式是我国设施蔬菜主要生产模式，其栽培管理仍依靠经验和人工操作，劳动强度大，效率低[1-3]。同时，由于设施蔬菜生产复种指数高，种植种类和品种单一，导致土壤连作障碍日趋严重，产品质量降低[4]。创新栽培管理模式，研发精准、省工、省力的栽培模式和相关配套技术具有广阔的应用前景。近年来课题组进行了日光温室番茄架式轻简高效栽培模式与技术的研究，明确了该模式下栽植容器大小、营养液供给模式和数量[5-7]，但有关该种植模式下的密度工作还有待于进一步开展。

本试验重点研究架式促成栽培模式下适宜株行距，以期为轻简高效栽培模式和技术体系的建立提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试番茄品种为‘欧迪斯和‘圣罗兰。架式栽培系统由栽培槽（聚苯板制作，距地高度60 cm，横切面宽度20 cm，高度10 cm）、供回液管道、贮液罐、水泵等组成（图1）。硝酸钾、磷酸二氢铵、硝酸钙、硫酸镁等大量元素肥料购自上海永通化工有限公司。

1.2 试验设计

1.2.1 株距试验试验于2017年2—6月在山东农业大学园艺实验站日光温室内进行。供試番茄品种为‘欧迪斯，在行距110 cm条件下，株距设10 （C10），15（C15），20（C20），25cm（C25）4个处理，随机排列，3次重复。2月26日将五叶一心番茄幼苗定植至装有草炭和蛭石为2∶1）的栽培槽中，采用山崎番茄专用营养液配方，每天7：00—19：00间隔2 h供液1次，每次供液至营养液开始回流为止。单干整枝，3穗果后留2片叶打顶，6月7日拉秧。

1.2.2 行距试验试验于2017年9月—2018年1月在山东农业大学园艺实验站日光温室内进行。供试番茄品种为‘圣罗兰，在株距15 cm条件下，行距设70（C70），90 （C90），110（C110），130 cm（C130）4个处理，随机排列，3次重复。9月5日定植，定植方法、栽培管理同株距试验。1月5日拉秧。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 生长指标测定每处理选取生长一致的6株番茄挂牌标记，自缓苗后开始，春茬番茄植株因生长较快，其生长指标是每隔10 d测量1次，秋冬茬番茄由于温度逐渐降低，光照变弱，生长较春茬番茄慢，每隔15 d测量1次。开花坐果期对植株进行取样，按根、茎、叶分解，称量鲜质量，然后置105 ℃烘箱中杀青15 min，在75 ℃恒温下烘干称其干质量。

盛果期，采用CI-110植物冠层分析仪测定群体下部（栽培槽表面向上0～40 cm）、中部（40～80 cm）、上部（80～120 cm）的叶面积指数（LAI）和透光率。

透光率=测定层下部光合有效辐射/测定层上部光合有效辐射×100%[8]

1.3.2 光合指标测定在盛果期，采用无水乙醇和丙酮1∶1（v∶v）混合法测定生长点以下第4功能叶片的光合色素含量[9]。

采用LI-6400便携式光合仪于晴天上午9：00—11：00测定生长点以下第4功能叶片的光合作用参数。测定光强（760±10） μmol·m-2·s-1，CO2浓度（410±10） μmol·mol-1，温度（27±1） ℃。

1.3.3 产量品质测定每个处理选择长势一致的6株番茄挂牌标記，果实成熟时分别记录采收时间、采收果数、单果质量，计算单株产量。选取商品成熟果实6个进行品质测定。维生素C含量测定采用2，6二氯酚靛酚钠法，可溶性固形物含量测定采用WYT-4型手持糖量计，可溶性糖含量采用蒽酮比色法，有机酸含量测定采用滴定法，可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G-250染色法[9]。

1.3.4 日光温室环境条件测定在日光温室中部、距地面高2 m处，采用HOBO U12-012记录空气温度和光照强度（见光时段8：00—18：00），每30 min记录1次。试验期间环境条件见图2。1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2013进行作图，并用SPSS16.0软件进行数据统计分析，选择Duncan新复极差法进行差异显著性检验（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 行株距对番茄植株生长的影响

2.1.1 株高和茎粗由图3A和3B可以看出，随着栽植株距的增大，番茄株高逐渐减小，茎粗则先增加后降低，且各定植时间均于15 cm处理茎粗最大。定植10 d和30 d时，株距10 cm处理株高显著高于25 cm处理，而其他处理间均无显著差异；定植20 d时，株距10 cm处理株高显著高于其他3个株距处理，后三者之间差异不显著；定植40 d时，株距10，15，25 cm处理间差异均显著，株距20 cm处理显著低于10 cm处理，但与15 cm和25 cm处理间差异不显著。定植10 d时，各处理茎粗无显著差异；定植20 d时，株距15 ， 20， 25 cm处理间茎粗差异不显著，三者均显著高于10 cm处理；定植30 d时，株距15 cm处理茎粗显著高于20 cm和25 cm处理，后二者之间无显著差异，株距10 cm处理茎粗显著低于其他3个处理；定植40 d时，各处理茎粗表现为：15 cm处理>20 cm处理>25 cm处理 >10 cm处理，且处理间差异均显著。

由图3C和3D还可看出，随栽植行距加大，定植15 d时，番茄株高和茎粗在行距处理间差异均不显著；定植30 d时，番茄株高呈下降趋势，行距70 cm显著高于其他3个行距处理，后三者之间差异不显著，茎粗则呈先增加后降低的趋势，在行距90 cm和110 cm处理间差异不显著，二者显著高于行距70 cm，行距130 cm与各处理间差异均不显著；定植45 d时，番茄株高和茎粗变化规律同定植30 d，其中株高在行距处理间差异均显著，茎粗表现为：110 cm处理>90 cm处理>130 cm处理>70 cm处理，前三者之间差异不显著，但均显著高于行距70 cm处理。

2.1.2 生物量由表1可以看出，随栽培株距增大，番茄的总干质量、根、茎、叶各器官干质量均呈先增加后降低的趋势，株距15 cm处理根、叶干质量与20 cm处理无显著差异，但显著高于其他处理，茎干质量和总干质量均表现为：15 cm处理>20 cm处理>25 cm处理>10 cm处理，且处理间差异均显著，根冠比虽呈增加趋势但在处理间均无显著差异；随行距加大，番茄的总干质量、根、茎、叶各器官干质量以及根冠比均呈先增加后降低的趋势，番茄根、茎、叶干质量以及总干质量在行距110 cm和90 cm处理之间差异不显著，但显著高于70 cm和130 cm处理，且除叶干质量以行距90 cm处理最大外，其他干质量指标均以行距110 cm处理最大，根冠比在各处理间差异均不显著。

2.1.3 冠层结构由图4A和4B可以看出，随株距减小，番茄不同冠层叶面积指数LAI均呈增加趋势，且同一株距下由上层、中层至下层也逐渐增加，而辐射透光率呈相反趋势。株距10 cm处理，上层LAI显著高于20 cm和25 cm处理，但与15 cm处理无显著差异，中层LAI显著高于其他3个处理，后三者之间差异不显著，下层LAI显著高于其他3个处理，且15 cm处理亦显著高于25 cm处理，20 cm处理与二者差异不显著。上层透光率在株距25 cm处理与20 cm处理无显著差异，其他处理间差异显著；中层透光率在株距15 cm处理与20 cm处理无显著差异，其他处理间差异显著；下层透光率在株距10 cm和15 cm处理无显著差异，其他处理间差异显著。

由图4C和4D可看出，随行距减小，番茄LAI与辐射透光率的变化趋势同株距的变化规律相一致。行距70 cm处理，上层LAI显著高于其他处理，90 cm与110 cm处理差异不显著，但显著高于130 cm处理；中层LAI在70 cm处理显著高于其他处理，其他处理间无显著差异；下层LAI处理间差异均显著。上层透光率在行距处理间差异均显著；中层透光率在行距90 cm和110 cm处理间差异不显著，其他处理间差异均显著；下层透光率在行距90 cm与70 cm和110 cm处理无显著差异，其他处理间差异显著。

2.2 行株距对番茄光合特性的影响

2.2.1 叶片色素含量由表2可以看出，随栽植株距增加，番茄叶片色素含量均呈先升高后降低趋势，且均于株距15 cm处理达到最高，其中叶绿素a含量在株距处理间差异显著，叶绿素b含量各株距处理无显著差异，叶绿素（a+b）在株距10 cm和20 cm处理差异不显著，其他处理间差异显著，类胡萝卜素含量在株距15 cm处理显著高于25 cm处理，其他处理无显著差异。随行距加大，番茄叶绿素含量逐渐增加，其中叶绿素a和a+b含量均表现为行距130 cm处理显著高于其他处理，其他处理间差异不显著；叶绿素b含量在行距130 cm处理最高，显著高于70 cm和90 cm处理，其他处理间无显著差异；类胡萝卜素含量呈升高-降低-升高的趋势，在行距130 cm处理显著其他处理，但其他处理间无显著差异。

2.2.2 光合速率由表3可以看出，随栽植株距增加，番茄净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）及蒸腾速率（Tr）均先增加后降低，分别于15， 20， 15 cm处理达到最大值，其中株距15 cm处理Pn显著高于其他各处理，但其他处理间无显著差异，各处理间Gs无显著差异，株距15 cm与20 cm处理的Tr无显著差异，顯著高于其他处理；胞间CO2浓度（Ci）呈先降低后升高的趋势，在株距10 cm和25 cm处理显著高于15 cm处理，其他处理无显著差异。随栽培行距增大，番茄Pn和Tr先增加后降低，均于110 cm处理最高，其中Pn在行距110 cm处理的较130 cm处理显著提高了13.85%，差异显著，其他处理间差异不显著，Tr以行距110 cm与70 cm和90 cm无显著差异，三者均显著高于130 cm处理；Ci先降低后升高，在行距130 cm显著高于其他处理，其他处理无显著差异；Gs在行距130 cm处理显著高于70 处理，其他处理间无显著差异。

2.3 行株距对番茄产量和品质的影响

2.3.1 产量由表4可以看出，随株距增加，单果质量和单株产量均呈先升高后降低趋势，且均于株距20 cm处理最高，均显著高于10 cm和15 cm处理，但与25 cm处理无显著差异；单株结果数呈增加趋势，但各处理无显著差异；单位面积产量表现为：15 cm处理>10 cm处理>20 cm处理>25 cm处理，处理间差异均显著，其中株距15 cm处理分别比10，20，25 cm处理增产7.2%，17.5%，34.7%。随行距增大，单果质量、单株结果数和单株产量均逐渐增加，单果质量和单株产量在行距130 cm和110 cm处理差异不显著，显著高于其他处理，单株结果数在行距130 cm和110 cm处理显著高于70 cm处理，其他处理无显著差异；单位面积产量先增加后降低，至90 cm处理最高，分别比70，110，130 cm处理增产10.48%，2.10%和15.87%。

2.3.2 果实品质由表5可知，随株距增大，番茄果实Vc含量均先增加后降低，株距15 cm处理最高，较10，20，25 cm分别提高27.80%，13.45%，22.42%；可溶性固形物含量以株距15 cm处理最高，但各处理无显著差异；可溶性糖含量以株距25 cm最高，显著高于10 cm，但与其他处理无显著差异；有机酸含量以株距20 cm处理最高，但与株距15 cm差异不显著；可溶性蛋白含量处理间无显著差异。随行距加大，除有机酸含量外，其他果实品质均呈先增加后降低趋势，其中果实中Vc在行距110 cm处理最高，与90 cm处理差异不显著，二者均显著高于其他处理；可溶性固形物在行距90 cm处理显著高于70 cm处理，其他处理间差异不显著；可溶性糖在110 cm处理最高，与90 cm 差异不显著，二者显著高于其他处理；有机酸在70 cm处理显著高于其他处理，其他处理间差异不显著；可溶性蛋白含量在行距90 cm和110 cm处理无显著差异，二者显著高于其他处理。

3 结论与讨论

合理的行株距可以改善植株间通风、透光条件，有助于提高作物光合速率，增加干物质积累量。行株距过小，群体郁闭，株间竞争激烈，单株产量下降的负效应不能被株数增加的正效应弥补；行株距过大，植株间漏光严重，光能利用率降低，不利于产量的提高。本试验中，在行距110 cm条件下，随着株距（10，15，20，25 cm）增大，番茄茎粗、各器官干质量、总干质量、叶片色素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、单果质量、单株产量、单位面积产量以及Vc、有机酸和可溶性蛋白含量等指标均先升高后降低，各指标均于株距15 cm或20 cm达到最大值，其中单果质量和单株产量均以株距20 cm时最高，但折合单位面积产量却较株距15 cm降低17.5%，且株距15 cm处理果实Vc、可溶性固形物含量亦高于其他处理，故综合产量和品质分析，15 cm为本试验条件下的适宜株距。试验中Vc的变化趋势与周怀兵[10]研究所得番茄Vc随密度增加先升高后降低的趋势一致，可能是密度对作物群体冠层内微环境的垂直分布有影响，温度随密度减少逐渐升高，相对湿度逐渐降低[11]，这种低湿度亚高温的环境并不利于果实品质的改善，相关研究还有待于进一步开展。

在株距15 cm条件下，随着行距（70，90，110，130 cm）加大，番茄株高、叶面积指数降低，这与徐进在秋大棚番茄的密度的研究相一致[12]；茎粗、各器官干质量、总干质量、净光合速率、蒸腾速率以及Vc、可溶性固形物、可溶性糖和可溶性蛋白含量等指标均先增加后降低；单果质量和单株产量逐渐增大，但折合单位面积产量则呈先增加后减少趋势，以行距90 cm最高，110 cm次之，两者无显著差异，这种趋势与杨飞、王海荣的结论相同[13-14]，二者品质指标亦无显著差异，但其单果质量和单株产量110 cm行距处理显著高于90 cm处理，综合产量和品质分析，110 cm为本试验条件下的适宜行距。

本试验中固定行距110 cm时，株距15 cm效果最好，其产量可达111.7 t·hm-2，而固定株距15 cm时，以行距110 cm效果最好，其产量可达98.1 t·hm-2，两个试验最终产量的差异应该主要来自于行距试验（‘欧迪斯）和株距试验（‘圣罗兰）的番茄品种差異。综合产量和品质等指标，确定行距110 cm、株距15 cm为本试验条件下番茄的适宜栽植密度。

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