不同营养液浓度对温室番茄生长发育的影响

张传召 马万征 邹长明

摘 要：目的：筛选温室环境下番茄营养液的最佳浓度，构建以温室作物生长模型和蒸腾模型为基础的营养液供应管理体系。方法：实验在安徽科技学院温室大棚内进行，营养液载体为珍珠岩，用塑料盆盛装，利用霍格兰营养液配方，设置5个处理：T1（1∶20），T2（1∶50），T3（1∶100），T4（1∶150），T5（1∶200），观察不同处理对番茄生长发育的影响。结果：综合分析各时期植株的根、茎、叶、果的鲜干重以及生长期中叶绿素含量，发现T4处理组测量指标达到最佳值，即珍珠岩栽培条件下温室中养分溶液的最佳浓度稀释营养液为霍格兰营养液1∶150。

关键词：温室栽培;番茄;霍格兰营养液;浓度配比

中图分类号 S63文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）12-0099-4

Abstract：Objective：the aim of this study was to screen the greenhouse perlite environment the best concentration of tomato nutrient solution to build on the basis of the greenhouse crop growth model and transpiration model of nutrient supply management system.Method：in this article，the experiment conducted in greenhouse to anhui institute of science and technology，the nutrient solution carrier for pearlite，with plastic containers holding，using hoagland nutrient solution formula，set up five process groups：T1（1：20），T2（1：50），T3（1：100），T4（1：150），T5（1：200）to plants.Result： the chart shows，in the diagram of the plant roots，stems，leaves，chlorophyll content in fruit fresh and dry weight of growth more comprehensive analysis，found the T4 treatment group measure to achieve the best value，namely the perlite cultivated in the greenhouse under the conditions of nutrient solution of optimal concentration dilution for hoagland nutrient nutrient solution 1：150.

Key words：Greenhouse cultivation;Tomato;Hogan nutrient solution;Concentration ratio

番茄为茄科植物番茄的果实，营养价值高，含丰富的维生素，可生吃、可炒食，或是制作美味的番茄酱。温室番茄在生长和发育过程中，会受环境因素、生长因子和其他因素的影响[1-2]，其中，营养因素是番茄生长因子的重要指标之一。不同浓度营养液对番茄生长发育的影响已有了一些研究[3-8]。本研究选择霍格兰营养液在智能温室番茄生产中进行了试验，将营养液加载到珍珠岩颗粒中，定期定量向番茄中加入营养物，研究不同营养浓度对同一条件下番茄生长的影响，以期获得在无土栽培条件下最适宜番茄作物生长发育的营养液浓度。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及供试材料 试验于2015年5月1日至7月10日在安徽科技学院温室中进行。该地区属北亚热带江北区亚湿润季风气候，年平均气温14.9℃，年降雨量904.4mm，年蒸发量1609.7mm。温室内的O2浓度，CO2浓度，光强度和栽培基质中的水分含量均有相关仪器进行实时监测。用珍珠岩作为栽培基质进行温室无土栽培，从5月1日开始播种，10d后待幼苗生长良好時移栽到装有珍珠岩的塑料花盆中，用霍格兰营养液配方定期定量浇灌。

1.2 试验设计 以珍珠岩为栽培基质，初播种于含有土壤的幼苗培养槽中。因幼苗期需水量较大，每天上午8：00—9：00灌溉1次，温度高时及时补充水分，待成长到株高为8cm左右时进行移栽，试验对象为150株，均分成5组，设有T1、T2、T3、T4、T5共5种霍格兰营养液浓度。每天上午和下午给5组处理用相应浓度配比的霍格兰营养液浇灌，每次约200mL，并在温度较高时及时补充水分，营养液稀释倍数分别为：T1：1∶20;T2：1∶50;T3：1∶100;T4：1∶150;T5：1∶200。在番茄幼苗生长到一定程度时，用短木棍插入珍珠岩中并将植株用绳子固定在木棍上，以保持正常生长。

1.3 测定项目与方法 移栽后按T1、T2、T3、T4、T5设置的营养液浓度给相应的植株浇灌处理7d后开始采样，以7d为1个采样周期。从南边开始选取10株作为果实测量组，并在其后5株中选择具有代表性的1株作为固定株用钢尺，游标卡尺，卷尺叶绿素测定仪测量其株高、茎粗、特征叶长度、特征叶宽度、叶片叶绿素含量等，重复3次，求得平均值。从每排剩余株苗中随机取具代表性的1株进行破坏性试验，洗去珍珠岩及残留杂物，用清水冲洗多次后晾干，每组贴上相应的标签分别测量番茄植株的株高，根、茎、叶的鲜重，之后将鲜根、茎、叶放入烘箱中在105℃下杀青15min，然后调至85℃烘干2d左右至质量不再变化，最后将根、茎、叶用精确度为0.0001g的电子天平称其干重。

1.4 环境数据检测获取 温室大棚内环境因素对番茄生长的影响较大，因此，在实验过程中要尽量减小环境因素对番茄生长的影响。温室大棚内环境因素主要包括光照强度、栽培基质的湿度，数据均为实时监测自动传输到电脑，记录仪自动记录的频率为10s/次，每个数据都会生成相应时间点，除此之外，本试验珍珠岩盆栽中温度是将温度计插入检测其变化的。

2 结果与分析

2.1 不同营养液浓度对番茄叶生长的影响 从图1和图2可以看出，不同营养液浓度对番茄叶片生理生长的影响逐渐增加，但是早期影响程度不大，不同浓度营养液对叶的生长情况几乎相同，没有太大的区别。中后期就可以明显看出重量的增加，其中T3、T4、T5尤为明显，T4、T5浓度增长比较平稳。T4处理叶片重量随培养时间越来越大，并最终达到最大，T5处理虽然前期生物积累量增长最快，但随着时间推移，这种持续增长的趋势越来越小，最终略低于T4，T1处理叶片鲜干重最低，T2处理叶的重量略比T1处理大。随营养液的定期定量的加入，T4处理叶重量增长趋势最快，T5处理则比T4处理组增长幅度略小，T1处理叶的重量增长趋势缓慢。

叶片生理活动所需的营养物质主要被根部吸收并被茎干运输，作物叶片的生长特征反映了作物在生理活动和光合作用中的变化。结合大棚种植过程可知，T1处理由于养分不足而导致T1处理正常生长过程受阻，T2、T3处理营养液的浇灌使作物生命活动更活跃，T5处理由于施加的营养液浓度过大导致后期生长发育缓慢，而T4处理组因为作物适应了这种浓度下的生长，而呈现持续增长，故T4处理营养液浓度是番茄作物叶部的发育最合适的浓度。

2.2 不同营养液浓度对番茄茎生长的影响 从图3和图4可以看出，不同浓度营养液的持续浇灌处理，番茄茎的生长情况也有很大差异。其中T3、T4、T5这3组较T1、T2茎生长速度快，T1由于营养给予不充分，导致生长最为缓慢，T4营养液浓度对于作物最为适宜，故而生长发育最好。在5月31日前，不同浓度处理生长情况并无差异，从6月14日开始，增长趋势逐渐拉大，其中T3、T4、T5较为明显，通过比较，生长趋势最快的为T4处理，T3和T5处理后期增幅较小。相对这3组处理，T1和T2处理增幅就缓慢的多，T1处理生长基本不发生太大变化。综上可知T5处理是由于营养液浓度过高抑制了茎的生长，所以T5处理茎的鲜干重后期普遍小于T4处理，T1处理则是因为缺乏营养而生长缓慢。

营养液的最佳浓度促进作物茎的生长，但浓度太高或太低，均不能促进作物茎的生长。作物生长不受抑制，因为作物不适合2种极端浓度。在图中，T5和T1处理反映在营养液浓度不合适的情况下产生抑制作用。因此，T4处理的营养液浓度是番茄植株茎干生长最合适的浓度。

2.3 不同营养液浓度对番茄根生长的影响 从图5和图6可以看出，植物生长随着生长期的延长和营养液定期定量的补充，5组处理试验对象生物积累量各不相同，其中T4处理根系最为发达，生长快，生物积累量多，T5次之，T1处理根系需要的营养因为迟迟不能满足，根干的生长趋势最缓慢。

根系是植物的主要功能器官，具有固定、吸收、运输、改善环境的作用，“根深才能叶茂”则很好的解释了植物地上部和地下部的密不可分，相互连接成一个完整的整体。对比5组处理，可以看出，T4处理自6月28日后增长幅度逐渐达到最大，T5处理由于根系不适应高浓度的营养液造成根系生长受到抑制，所以T5处理根的重量经过定期定量浇灌后在6月28日后出現生理不适且增长慢于T4处理。营养液的最佳浓度有利于植物根系的生长发育。营养液浓度过高或过低，阻碍了植物根系的营养生长，高营养液一方面造成肥料利用率偏低，另一方面也将提高栽培成本。T4处理营养液的浓度足以满足番茄根系的吸收，可提供番茄生长发育所需的养分。因此，T4处理营养液的浓度最适合番茄根生长。

2.4 不同营养液浓度对番茄茎粗的影响 番茄的茎主要是有效的支撑住整个植株，使其不倒伏，通过根来吸收养分进行生长。然而在一般的实验中，番茄茎易感染病毒而生病导致植株衰亡。此项珍珠岩无土栽培中由于环境良好而未感染，番茄的茎生长良好。本实验过程中有由于植株生长过于茂盛，而承载植株的珍珠岩盆较小导致倾倒等，但进行了外物支撑。从图7可以看出，随着生长周期的延长茎粗的生长效果T4>T5>T3>T2>T1，植株的茎秆越粗自然对结果以及支撑作用越好，故T4浓度的营养液对植株生长起到最佳效果。

2.5 不同营养液浓度对番茄株高的影响 番茄株高在不同的浓度灌溉之下，自然有不同的生长程度。在低浓度时，导致植株生长较为缓慢，生长极限也比较低矮;在较高浓度下也不是明显的过于优势，而是在合适的浓度使得植株生长最为旺盛。从表8可以看出，在实验初期番茄生长状况无大差异，随着时间的推移，T1、T2所表现出的情况较为落后。而T4比例的营养液表现出较为明显的生长优势，植株的生长高度显然在其他比例之上且呈现正相关生长。故此实验中以T4即浓度为1∶150生长最为旺盛。

2.6 不同营养液浓度对番茄叶片叶绿素含量的影响 植物的生长发育与叶绿素含量密切相关，试验中，随着营养液浓度的依次递增，T1、T2、T3、T4处理中所含叶绿素含量依次增加，且T4增加最为显著，T5中随着营养液浓度的增加，叶绿素含量由递增到递减，故在较高浓度的营养液中，叶绿素含量在植物生长过程中依次增加。叶绿素含量的多少直接影响着番茄的生长状况和产量。

3 结论与讨论

由本次研究结果表明，不同营养液浓度对盆栽珍珠岩栽培条件下番茄的根、茎、叶生长发育的影响不同。本试验研究的影响因子有多个，这些因子是可以通过相关措施来控制的，如温度、湿度、光照强度、CO2浓度等。由于试验是研究番茄作物在不同营养液浓度配比的浇灌下的生长情况，故试验的自变量是营养液浓度，其他因子包括温度、湿度、光照强度、CO2浓度等在智能温室中进行监控，确保了试验结果的可靠性。研究表明[9-10]，营养液浓度适当增加有利于作物的生长发育，而过高或过低这2种极端浓度则会抑制作物生理生长。

在温室栽培中，番茄作物的生长发育过程中营养液与必需营养元素的吸收程度有所不同，在不知道最适营养液浓度的情况下，少量或者过量都很容易造成营养液中某些元素的不足或过量，从而影响作物某个时期的生长发育情况，这不仅造成营养液利用率低下，而且某些元素过剩流失到环境中造成污染，如果不及时采取措施，农业生产将会受到受到严重威胁。目前，很多国家通过立法制定了关于作物栽培过程中营养液的排放标准，用法律法规来约束公司和个人对作物所需营养养分的浪费。在我国，要加强温室作物营养，水需求法的实验研究，在不影响温室作物产量和质量的前提下，尽量减少无土栽培的营养液排放，节约成本，使营养液吸收利用效率达到最大[11]。经分析各处理番茄植株根茎叶的鲜干重、茎粗以及株高和叶片叶绿素含量的结果，得到T4和T5处理各个测定指标明显高于T1、T2和T3。说明高浓度的营养液处理比低浓度的营养液处理更有利于促进作物生长发育，但营养液浓度太高，不利于有机物向果实积累，降低了作物品质而且会因多余营养液流失不能充分被作物吸收，营养液的利用率降低而对环境造成影响，所以作物只有在适宜营养液浓度下才能生长良好[12]。从本次试验可以看出，T4生长最好，为了达到最佳效果，番茄在温室内珍珠岩栽培条件下营养液的最适浓度为T4的浓度，在实际运用中建议采用T4的营养液浓度。

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（责编：张宏民）