微咸水滴灌对滨海区基质栽培番茄生长及品质的影响

张国新 姚玉涛 丁守鹏 孙叶烁 邢春强

摘要 [目的]研究基質栽培条件下微咸水滴灌对番茄生长、产量及品质的影响，旨在为基质栽培番茄的微咸水提质增效利用提供数据支撑。[方法]采用槽式基质栽培形式，共设置3个水处理浓度，即0.3（T 1，CK）、3.0（T 2）、5.0 g/L（T 3），在番茄开花至拉秧期间滴灌处理，进行株高、根干鲜重、产量等指标及可溶性固形物、V C、有机酸、番茄红素、芳香成分等品质指标分析。[结果]处理5 d内，T 1、T 2处理株高增长量大体相同，但T 3处理株高增长量明显降低;T 2、T 3处理根干重、根鲜重显著低于T 1处理（ P <0.05），T 2、T 3处理间差异不显著;随着微咸水浓度的增加，番茄产量逐渐降低，T 2、T 3处理分别较T 1处理降低45.2%和60.8%，差异达到显著水平;可溶性固形物、有机酸、番茄红素含量随着咸水浓度的增加而逐渐升高，其中可溶性固形物、有机酸含量的增加幅度较大，T 2、T 3处理分别较T 1处理增加22.9%、54.8% 和28.6%、97.2%，3个处理间差异均达到显著水平，而V C含量呈现先增加后减小的变化趋势;T 1、T 2、T 3处理分别检测出36、34和29种香气成分，3个处理中2-异丁基噻唑含量最高，且随着微咸水浓度的升高，2-异丁基噻唑含量明显增加。[结论]微咸水灌溉可以显著提升品质，但开花至拉秧期间持续灌溉却会大幅度降低番茄产量，基质栽培中应注重低浓度微咸水的利用，灌溉制度有待进一步研究。

关键词 微咸水;番茄;基质栽培;生长;品质

中图分类号 S 275.6  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2021）16-0200-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.16.054   开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Brackish Water Drip Irrigation on the Growth and Quality of Tomato Grown in Substrate Cultivation in Coastal Area

ZHANG Guo-xin， YAO Yu-tao， DING Shou-peng et al

（Institute of Coastal Agriculture，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Tangshan，Hebei  063200）

Abstract [Objective] The effects of brackish water drip irrigation on the growth， yield and quality of tomato under substrate culture were studied，in order to provide data supports for the efficient utilization of brackish water in the substrate cultivation of tomato. [Method] Using trough substrate cultivation method， three water treatment concentrations were set up，including T 1（0.3 g/L） （control）， T 2（3.0 g/L）， T 3（5.0 g/L）. Irrigation was carried out from the tomato blooms to the seedling stage. The plant height， root dry and fresh weight， yield， soluble solids， V C， organic acid， lycopene， aromatic components and other quality indices were measured and analyzed.  [Result] Within 5 days， the plant height growth of T 1 and T 2 treatments was roughly the same， but that of T 3 treatment was significantly reduced. The dry and fresh root weight of T 2 and T 3 treatments were significantly lower than those of T 1 treatment， and there was no significant difference between T 2 and T 3 treatments. With the concentration increase of brackish water， the yield of tomato gradually decreased， the  yield of tomato in T 2 and T 3 treatments decreased by 45.2% and 60.8% respectively compared with T 1 treatment， with significant difference. The content of soluble solids， organic acids， and lycopene gradually increased with the increase of salt water concentration， and soluble solids and organic acids increased by a large extent. The content of soluble solids and organic acids in T 2 and T 3 treatments increased by 22.9%， 54.8% and 28.6%， 97.2% respectively compared with T 1 treatment， and there was significant difference among three treatments. V C content showed a trend of first increasing and then decreasing. 36， 34 and 29 kinds of aroma components were detected in T 1， T 2， and T 3 treatments respectively. The relative content of 2-isobutylthiazole was the highest in the three treatments， and its content increased sharply as the concentration of brackish water increased. [Conclusion]  Irrigation with brackish water could significantly improve the quality， but continuous irrigation from flowering to pull seedlings would greatly reduce the yield. In substrate cultivation， the use of lower concentration of brackish water should be emphasized，  and the irrigation method needed to be further studied.

Key words Brackish water;Tomato;Substrate cultivation;Growth;Quality

咸水是我国重要的非常规水资源。我国地下可开采利用微咸水（2～5 g/L）资源为130亿m3，主要分布在华北、西北以及沿海区[1-2]。环渤海区作为我国淡水较匮乏区，盐碱地资源丰富，如何利用地下咸水进行农业生产是解决淡水资源短缺的有效途径。

蔬菜基质栽培是无土栽培主要形式[3]，我国近些年在多种蔬菜上已开展基质配方、肥料运用等研究及应用[4-6]。微咸水作为特色水资源，在玉米、小麦等大田作物上应用已有几十年的历史[7]，由于适度微咸水灌溉可以提升蔬菜品质[8-12]，其在蔬菜上如何利用也逐渐得到人们重视。番茄是我国种植面积最大的蔬菜，其耐盐性较强，目前已经开展了土培模式下微咸水对番茄的影响研究[13-14]，但在基质栽培条件下微咸水对番茄生长及品质的影响研究鲜见报道。笔者利用不同浓度微咸水，在基质栽培番茄开花后持续灌溉，研究其对番茄生长、产量及品质的影响，旨在为基质栽培番茄的微咸水提质增效利用提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验区位于唐山曹妃甸生态新城，地点为河北省农林科学院滨海农业研究所滨海重盐碱区高效利用示范基地，试验于2019—2020年在基地设施温室进行。番茄品种为“金棚1号”，2019年7月24日育苗，8月30日移栽，槽式基质栽培，基质槽为地下挖沟式，南北沟长5.5 m，沟宽40 cm，沟深20 cm，沟距80 cm，沟略北高南低，有利于排水。沟底铺塑料纸，隔开土壤，沟内铺满基质（草炭、蛭石体积比为2∶1），番茄双行交错栽植，行距20 cm，株距30 cm，按种植行铺设直径16 mm滴灌管，滴头间距30 cm，滴头流量2.0 L/h，滴头尽量靠近番茄苗根部。

试验共设置3个处理浓度，即0.3（T 1）、3.0（T 2）、5.0 g/L（T 3），其中T 1为淡水对照，每畦沟为1个处理，3次重复。T 2、T 3处理利用海盐与淡水进行调配，采用桶式重力滴灌方法，立式水桶底部距地面2.0 m，桶容量280 L，每3 d 1次，每次浇水30 min，开花前（9月23日前）全部处理进行淡水浇灌，开花至采收结束开始进行不同处理盐分胁迫，花期后随浇水每6 d按3 g/株施入水溶肥（氮、磷、钾比例为20∶10∶10），果期按3 g/株施入水溶肥（氮、磷、钾比例为12∶6∶40），四穗果打顶。

1.2 测定指标与方法

1.2.1

生长及产量指标。每畦定3株苗，进行株高及根重等生长指标调查。株高使用直尺测量茎基部到生长点的高度，株高生长量为微咸水处理后开始每5 d测定株高的差值;在拉秧后测量每株根系干鲜重;每个小区单独测定产量，进行小区产量调查。

1.2.2

品质指标。在盛果期采集果实样品，每小区选取成熟相对一致的第二穗果果实8个（去掉两端植株），采用四分法留样，打成匀浆待测。测定指标包括可溶性固形物、V C、可溶性糖、有机酸、番茄红素的含量。其中，可溶性固形物含量使用手持式测糖仪测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，可滴定酸（总酸）采用碱液滴定法测定，V C含量采用二氯酚靛酚滴定法测定，芳香成分含量采用质谱联用仪进行测定。

1.3 数据统计与分析

试验数据先用Excel软件进行处理，再使用DPS软件进行方差分析及显著性分析（ P <0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同浓度微咸水对番茄生长指标的影响

试验处理开始时间为9月25日，此时开始开花，通过浇水后每5 d株高生长量比较发现，在第一个5 d内，3个处理番茄株高生长量为13.9～14.3 cm，变幅不大;第2个5 d内，T 2和T 1处理无明显变化，但T 3处理较T 1、T 2处理降低了15%以上，此后随着胁迫时间的延长，T 2、T 3处理株高生长量均低于T 1处理;处理25 d后，T 2处理株高生长量有升高趋势;从打顶时植株高度来看，随着微咸水处理浓度的增加，番茄株高逐漸降低，T 1、T 2处理间差异不显著，与T 3处理差异达显著水平（图1）。

根系是植株直接吸收及供给水分及营养的器官，反映植株生长状况。从图2可以看出，T 2、T 3处理根鲜重均明显低于T 1处理，分别较T 1处理低26.8%和34.8%，差异达显著水平（ P <0.05）;T 2、T 3处理根干重也均低于T 1处理，分别较T 1处理低22.1%和27.6%，差异达显著水平，T 2、T 3处理间差异不显著（ P >0.05）。

2.2 不同浓度微咸水对番茄品质及产量的影响

从表1可以看出，不同浓度微咸水胁迫对番茄品质及产量具有较大影响，可溶性固形物、有机酸、番茄红素含量随着咸水浓度的增加而逐渐升高，其中可溶性固形物、有机酸含量的增加幅度较大，T 2、T 3处理分别较T 1处理增加22.9%、54.8%和28.6%、97.2%，3个处理间差异均达到显著水平;T 2、T 3处理V C含量均高于T 1处理，其中以T 2处理最高，较T 1处理高24.3%，差异达显著水平，T 3与T 1处理差异不显著。微咸水对番茄产量的影响明显，番茄产量随着微咸水浓度的增加而逐渐降低，T 2、T 3处理分别较T 1处理降低45.2%和60.8%，差异达显著水平。

2.3 不同浓度微咸水对番茄芳香物质的影响

蔬菜的风味是由其含有的不同芳香物质所决定的;蔬菜中的芳香物质是由不同挥发性物质组成的混合物，主要包括醇类、醛类、酮类、萜类和酯类以及含硫化合物等[15]。由表2可知，不同咸水处理浓度下番茄的挥发性芳香物质的种类和含量有很大的差异。在所有处理中共检测出51种挥发性芳香成分，主要包括各种醇类、醛类、酯类等化合物;在T 1、T 2、T 3 3个处理下，分别检测出36、33和30种，3个处理均具有的共19种。所有51种化合物中以醛类为最多，达到19种，而2-己烯醛在所有处理化合物中相对含量高。

从相对含量变化看，随着咸水浓度增加，乙醛、异戊醛、苯甲醛、2-已烯醛含量逐渐增加，但己醛含量变化正好相反;2-异丁基噻唑作为番茄的主要特殊风味赋予的关键香气化合物，相对含量较高，T 1、T 2、T 3处理分别为7.44%、14.44%和20.03%，其隨着盐胁迫的加强，相对含量也显著增加，这与Fallik等[16]番茄在20 ℃及99% N 2缺氧处理下该类物质研究结果相似。

3 结论与讨论

微咸水灌溉可以提升蔬菜品质，但同时对蔬菜生长及产量也会产生一定的影响。冯棣等[17]利用咸水进行基质栽培甜脆豌豆灌溉，研究发现甜脆豌豆的株高、地上部鲜/干物质量均随灌溉水矿化度的增加而显著降低，可溶性蛋白量和可溶性糖量先增加后减少，得出灌溉水矿化度应不高于2.6 g/L;江雪飞等[18]通过不同生育期咸水灌溉砂培甜瓜发现，在不同生育时期3 g/L咸水处理对甜瓜产量均无显著影响，但5、7、9 g/L咸水处理的单果重均极显著低于对照，后期处理则能提高果实的品质;高若星等[19]开展了灌溉水盐分对设施番茄的影响研究，结果表明盐分浓度3.4 g/L处理番茄生长指标有一定程度的增大，且品质好于其他处理，但产量有所降低。

该研究结果表明，在番茄开花至拉秧期间进行不同浓度咸水滴灌处理，5 g/L咸水处理株高生长量明显减小，株高较对照显著降低，3 g/L咸水处理较对照降低不显著;根系是番茄直接吸收水分器官，3、5 g/L咸水处理均显著降低了根系生物量，这与随着灌溉次数的增加，咸水中的盐分在基质中累积有关。咸水利用的目的是不较大影响产量的情况下，提升蔬菜品质。该研究结果表明，随着咸水浓度的增加，可溶性固形物、有机酸、番茄红素含量逐渐升高，V C含量呈现先增加后减小的变化趋势，有机酸、可溶性固形物含量较对照的增加幅度较大，尤其有机酸含量的增幅最大，T 2、T 3处理分别较T 1处理增加54.8%和97.2%，这可能与酸作为植物重要代谢产物，应对各种胁迫起着重要作用，咸水浓度导致盐胁迫程度不同，从而影响番茄有机酸的代谢及累积有关。番茄的风味品质由其含有的不同芳香物质所决定，但果实的芳香特性是由几种特定的“特征效应化合物”所决定，随着处理浓度的增加，芳香化合物种类减少，而作为番茄的主要特殊风味赋予的香气化合物2-异丁基噻唑，相对含量却随着咸水浓度升高而大幅增加，醛类作为3个处理中均具有最多的化合物质，随着咸水浓度的升高，乙醛、异戊醛、苯甲醛、2-已烯醛含量均逐渐增加，但己醛含量变化正好相反，这可能与不同浓度微咸水胁迫影响了其形成的底物有关，微咸水胁迫对番茄芳香物质及其形成途径的影响有待深入研究。

该研究结果表明，微咸水灌溉可以提升番茄营养及口感品质，但由于基质较土壤的缓冲能力差，持续咸水灌溉后盐分更易累积，造成产量大幅度降低，在基质栽培中应注重较低浓度微咸水不同时期的利用，而咸淡水轮灌或混灌方式有

待进一步研究。

参考文献

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