垄畦类型对设施番茄生长及产量的影响

常昊王传清李仪曼张大龙李岩魏珉曹欣

(1.山东农业大学园艺科学与工程学院，山东 泰安 271018；2.山东省中日设施园艺合作研究中心，山东 泰安 271018；3.山东果蔬优质高效生产协同创新中心，山东 泰安 271018；4.济南莱芜安信农业科技有限公司，山东 济南 271100)

我国设施蔬菜栽培面积较大，但标准化和综合机械化水平较低[1]，不利于产业可持续发展。建立标准化种植模式，提高种植标准化水平，是提升蔬菜生产机械化水平的关键[2]。垄作与畦作是生产上常用的两种栽培模式，不仅影响作物生长和产量[3]，而且影响机械化作业方便程度[4]。研究表明，垄作通过改变土壤微地形，增大土壤表面积，改变土壤光、水、热等条件和田间小气候，有利于作物生长发育，增加产量[5]。此外，合理的垄畦类型可以提高作业管理效率，推动生产机械化[4，6]。目前针对玉米、烤烟等大田作物栽培模式的研究较多[7-9]，设施蔬菜虽有报道，但缺乏深入系统研究[10]。为此，本试验通过比较不同垄畦类型对设施番茄生长及产量的影响，以期为标准化和机械化种植提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验场地和材料

试验于2021年2—7月在济南莱芜安信农业科技有限公司大跨度非对称外保温塑料大棚内进行。大棚东西走向，高度6.5 m，跨度20 m，长度50 m。供试番茄品种为大型粉果‘圣罗兰3681’，2月23日定植，666.7m2密度约2 400株。定植后采取常规管理，五穗果后留两片叶打顶。

1.2 试验设计

试验设置平畦双行(T1:畦底宽100 cm、畦背宽40 cm，小行距40 cm、大行距100 cm、株距40 cm)、小高垄双行(T2:垄底宽30 cm、垄高15 cm，小行距40 cm、大行距100 cm、株距40 cm)、高畦双行(T3:畦顶宽55 cm、畦底宽80 cm、畦高25 cm，小行距40 cm、大行距120 cm、株距35 cm)和高畦单行(T4:畦顶宽55 cm、畦底宽80 cm、畦高25 cm，行距160 cm，株距17.5 cm)4种处理，以平畦双行和小高垄双行为对照，每处理3次重复。每重复面积约60 m2。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 土壤指标 土壤温度使用L99-TWS-2土壤温度水分记录仪(杭州路格科技有限公司)测定。传感器埋设于植株行内两株中间，深度分别为10 cm和20 cm，间隔30 min记录一次。植株打顶后，采集不同处理的植株行间耕层土壤样品，采用环刀法测定土壤容重。

1.3.2 植株生长与生理指标 每处理选取30株长势一致植株挂牌标记，测量株高、茎粗和叶面积[11]，记录第一、三穗开花和果实转色时间。植株打顶后，每处理选取3株，于晴天上午测定功能叶片光合参数，并用丙酮提取法测定叶片色素含量；用TTC法测定根系活力[12]。

1.3.3 产量指标 每处理选取30株长势一致植株挂牌标记，记录每次采收果数和单果质量，统计总产量。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2016作图，SPSS 26.0进行数据统计分析，用Duncan’s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 垄畦类型对设施番茄土壤温度和容重的影响

2.1.1 土壤温度 总体来说，不同垄畦类型番茄根区的昼平均地温、夜平均地温、最高地温、最低地温由高到低表现为高畦单行＞高畦双行＞平畦双行＞小高垄双行，且高畦单行和高畦双行间差异不显著，但显著高于平畦双行和小高垄双行(表1)。说明高畦栽培有利于提高番茄根系生长的土壤温度。

表1 垄畦类型对番茄根区不同深度土壤温度的影响 (℃)

2.1.2 土壤容重 由图1可以看出，不同垄畦类型番茄根区土壤容重由高到低顺序为:平畦双行＞小高垄双行＞高畦单行＞高畦双行，后三者之间差异不显著，但均显著低于平畦双行。其中高畦双行和高畦单行种植的土壤容重分别比平畦双行种植降低11.1%和9.1%。

图1 垄畦类型对番茄根区土壤容重的影响

2.2 垄畦类型对番茄植株生长发育的影响

2.2.1 株高、茎粗和叶面积 由表2可见，开花期，高畦单行、高畦双行种植的番茄株高和叶面积均大于平畦双行和小高垄双行，但茎粗以平畦双行最高、高畦单行最低。打顶期，株高和叶面积仍以高畦双行最高，与平畦双行和小高垄双行相比，株高分别增加6.5%和3.0%，叶面积分别增加15.8%和6.3%，茎粗在各处理间差异不显著。

表2 垄畦类型对番茄株高、茎粗和叶面积的影响

2.2.2 开花时间、转色时间和始采期 由表3可知，高畦双行种植的番茄开花时间、转色时间和始采期均最早，第一穗花开放时间比平畦双行和小高垄双行分别提前1.9 d和0.9 d，第三穗花开放时间分别提前0.7 d和0.2 d；第一穗果转色时间比平畦双行和小高垄双行分别提前0.9 d和0.3d，第三穗果转色时间分别提前0.5 d和0.1 d；第一穗果采收期提早，比平畦双行和小高垄双行栽培分别提早0.8 d和0.4 d。可见，高畦双行促进春季番茄生长和果实成熟，尤其在结果前期。

表3 垄畦类型对番茄开花时间、转色时间和始采期的影响

2.2.3 叶片光合作用和根系活力 由表4可见，不同垄畦类型间叶绿素含量和净光合速率变化一致，均表现为高畦双行＞高畦单行＞平畦双行＞小高垄双行，高畦双行种植的番茄叶绿素含量比平畦双行和小高垄双行分别增加16.7%和27.3%，净光合速率分别提高42.0%和45.3%。番茄根系活力由高到低顺序为高畦双行＞小高垄双行＞平畦双行＞高畦单行，高畦双行根系活力比平畦双行、小高垄双行和高畦单行分别高11.6%、1.7%和73.5%。

表4 垄畦类型对番茄净光合速率、叶绿素含量及根系活力的影响

2.3 垄畦类型对番茄果实产量的影响

从表5可以看出，各垄畦类型间单株结果数差异不显著；单果质量和单株产量均以高畦双行最高，高畦单行次之，平畦双行最小。666.7m2产量以高畦双行最高，较平畦双行、小高垄双行分别显著增加11.4%和7.8%。

表5 垄畦类型对番茄果实产量的影响

3 小结

垄畦栽培通过将耕层土壤集中到垄和高畦上，加厚了适宜作物生长的熟土层，改良了土壤结构和微环境，从而促进作物生长发育，增加产量[13-15]。本试验中，与平畦双行和小高垄双行相比，高畦双行栽培能够有效提高地温，降低土壤容重，说明其可以较好地协调土壤水热状况；同时，高畦栽培番茄植株的叶片净光合速率增强，光合能力提高，表明高畦栽培扩大了植株在垂直方向上的生长空间，增强了通风透光性，有利于番茄植株生长，提高果实产量。高畦单行栽培可能由于植株较密，根系和地上部形成较强竞争，使根系活力有所降低，影响了番茄植株的生长发育。

综合本试验结果，与传统的平畦双行、小高垄双行相比，设施内高畦栽培有利于提高土壤温度，降低土壤容重，其中高畦双行种植能够明显改善番茄根际环境，促进植株生长发育，从而使采收期提前并提高果实产量。