定植密度和單株留果穗數(shù)對春季大棚大果型番茄植株生長及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

周懷兵， 蔣芳玲， 胡根金， 徐為圣， 王 東， 吳 震

(1.南京農(nóng)業(yè)大學園藝學院，農(nóng)業(yè)部南方蔬菜遺傳改良重點開放實驗室，江蘇 南京 210095;2.南京軍區(qū)農(nóng)業(yè)新技術(shù)試驗培訓基地，江蘇 南京 211812)

番茄(Solanum lycopersicum L.)適應性強，果實營養(yǎng)價值高，是全球需求量最大的蔬菜之一。在作物栽培中，適宜的群體結(jié)構(gòu)和合理的源庫比例是高產(chǎn)的基礎，而定植密度和留果穗數(shù)是影響番茄合理種植結(jié)構(gòu)、協(xié)調(diào)源庫生理性狀的重要因子。雖然關(guān)于定植密度及單株留果穗數(shù)對番茄產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究已有報道［1-5］，但這些研究關(guān)注的是高密度下單株留果穗數(shù)的影響。葉英杰等認為，在一定范圍內(nèi)增加栽培密度、減少留果數(shù)可增加溫室番茄產(chǎn)量［4］。李文甲等的研究結(jié)果表明，高密度下影響番茄總產(chǎn)量的最主要因素是留果穗數(shù)，其次是密度［5］。不同密度結(jié)合不同留果穗數(shù)對番茄植株生長發(fā)育及果實產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究，還少有報道。事實上，在番茄設施栽培中，定植密度及單株留果數(shù)隨意性較大，不能合理協(xié)調(diào)源和庫及營養(yǎng)生長和生殖生長的平衡。在番茄栽培管理中，較之櫻桃番茄等小果型番茄，大果型番茄更容易、也更需要調(diào)整單株留果數(shù)。因此，本試驗研究不同密度下留果穗數(shù)對大果型番茄植株生長發(fā)育及果實產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，明確適宜的定植密度和果穗數(shù)，為番茄優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料和試驗設計

試驗于2012年4～8月在南京軍區(qū)農(nóng)業(yè)新技術(shù)試驗培訓基地的塑料大棚中進行。供試番茄品種為無限生長型大果型番茄粉冠(中國種子集團公司生產(chǎn))和合作908(上海番茄研究所生產(chǎn))，果實商品性好，抗病能力強，在江浙一帶大范圍種植。

試驗設3個處理:定植密度為667 m21 400株，單株留7果穗(T1);定植密度為667 m22 800株，單株留5果穗(T2);定植密度為667 m25 600株，單株留3果穗(T3)。每穗均留3個果。每處理3個重復，每個重復小區(qū)面積為12 m2，隨機區(qū)組排列。

于2012年4月5日浸種催芽，4月8日播種于72孔穴盤中。育苗基質(zhì)為泥炭、蛭石、珍珠巖按2∶1∶1比例(體積比)配制的復合基質(zhì)。5月1日，在番茄幼苗第4片真葉完全展開時，選取生長狀態(tài)一致的幼苗定植于塑料大棚內(nèi)。大棚為鍍鋅鋼管結(jié)構(gòu)，跨度6.0 m、頂高2.5 m、長30.0 m。在第一果穗座果時結(jié)合灌溉每小區(qū)追施1.26 kg復合肥(氮、磷、鉀有效養(yǎng)分含量≥35%)。在果實膨大期去除植株底部老葉，7月10日開始采收，至8月28日果實全部采收完畢。

1.2 測定指標和測定方法

1.2.1 植株生長發(fā)育指標 從5月20日(第1果穗開花)開始，每個處理選擇長勢一致的植株5株，分別測定植株的株高和莖粗，用卷尺測量從地面到植株生長點的高度作為株高，用游標卡尺測量植株第2節(jié)的直徑作為莖粗。每隔7 d測1次，連續(xù)測定4次。

1.2.2 植株生理指標 從6月1日(第1穗果膨大)開始，取生長點以下第2片葉，用乙醇浸提比色法［6］測定葉片總?cè)~綠素含量。取分布在0～15 cm土層內(nèi)、直徑1.0～2.0 mm 的側(cè)根，用 TTC 法［7］測定根系活力。在結(jié)果期，用Li-6400型便攜式光合測定系統(tǒng)于晴天9∶00～11∶00進行光合參數(shù)的測定，測定葉位為生長點以下第3片葉。測定時，葉室溫度控制在(25±1)℃，光照度控制在 800 μmol/(m2·s)，參比室 CO2濃度為 (380± 10)μmol/L，相對濕度為60% ～70%。

1.2.3 果實產(chǎn)量和品質(zhì)指標 統(tǒng)計從果實采收開始(7月10日)持續(xù)1個月的產(chǎn)量，同時調(diào)查與測定平均單株結(jié)果數(shù)、單果重、單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量。在果實成熟時，每處理選取大小和成熟度一致的果實3個，測量果實縱徑、橫徑(果實中間部位直徑)，并計算果形指數(shù)(縱徑/橫徑)。用果實硬度計測定果實的硬度，用手持糖度計測定果實可溶性固形物含量。用蒽酮比色法［8］測定果實可溶性糖含量，用酸堿滴定法［9］測定可滴定酸含量，用考馬斯亮藍G-250染色法［10］測定可溶性蛋白質(zhì)含量，用紅菲啰啉比色法［11］測定Vc含量，用有機溶劑抽取比色法［12］測定番茄紅素含量。以上所有指標均重復測定3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析

利用Excel 2003對試驗數(shù)據(jù)進行處理，利用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件對獲得的數(shù)據(jù)進行方差分析并進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同定植密度和單株留果穗數(shù)處理對番茄植株株高和莖粗的影響

從圖1可以看出，2個品種番茄各處理的植株株高均隨生長期的延長而增加，而且均以T1處理(定植密度667 m21 400株，單株留7果穗)株高最大，T3處理(定植密度667 m25 600株，單株留3果穗)株高最小。品種粉冠在5月20日(定植后20 d)3個處理間株高差異不顯著，5月27日各處理間出現(xiàn)顯著差異，顯著差異延續(xù)至6月10日。品種合作908的結(jié)果與粉冠相似。

圖1 不同處理對番茄植株株高的影響Fig.1 Effect of different treatments on plant height of tomato plants

2個品種番茄各處理的植株莖粗均隨生長期的延長而增加，而且均以T1(定植密度667 m21 400株，單株留7果穗)處理的莖粗最大，T3(定植密度667 m25 600株，單株留3果穗)處理的莖粗最小(圖2)。在5月20日品種粉冠T1處理和T2處理(定植密度667 m22 800株，單株留5果穗)的莖粗顯著高于T3處理，并延續(xù)至5月27日;從6月3日起3個處理差異顯著，以T1處理最大，T3處理最小，并延續(xù)至6月10日。在5月20日品種合作908莖粗T1處理和T2處理顯著高于T3處理，從5月27日開始，3個處理出現(xiàn)顯著差異，并延續(xù)至6月10日。

圖2 不同處理對番茄植株莖粗的影響Fig.2 Effect of different treatments on stem diameter of tomato plants

2.2 不同處理對番茄葉片葉總綠素含量和根系活力的影響

從圖3可以看出，2個品種葉片總?cè)~綠素含量均呈先升高再降低的變化趨勢。在6月1日(定植后30 d)測定時，粉冠3個處理的葉片總?cè)~綠素含量差異不顯著，6月11日各處理總?cè)~綠素含量均升至最高并且差異顯著，以T1處理最高，T3處理最低;6月11日后總?cè)~綠素含量開始持續(xù)下降并延續(xù)至7月11日，但不同處理間仍保持顯著差異，差異持續(xù)至7月1日。在6月1日測定時，合作908 T1處理和T2處理的總?cè)~綠素含量顯著高于T3處理，6月11日各處理的總?cè)~綠素含量均升至最高，T1處理和T2處理顯著高于T3處理;6月11日后總?cè)~綠素含量開始持續(xù)下降并延續(xù)至7月1日，在6月21時T1處理和T2處理仍顯著高于T3處理;至7月1日時3個處理間差異顯著，且以T1處理最高，T3處理最低。

圖3 不同處理對番茄植株葉片總?cè)~綠素含量的影響Fig.3 Effect of different treatments on total chlorophyll contents in the leaves of tomato plants

品種粉冠在6月1日(定植后30 d)時3個處理間的根系活力差異不顯著，6月1日后根系活力持續(xù)升高，至6月11日時T1處理和T2處理顯著高于T3處理;6月21日時3個處理根系活力均升至最高并且差異顯著，以T1處理最高，T3處理最低;6月21日后根系活力開始下降并延續(xù)至7月1日，不同處理間仍保持顯著差異，且以T1處理最高，T3處理最低(圖4)。品種合作908在6月1日測定時根系活力T1處理和T2處理顯著高于T3處理，6月1日后根系活力持續(xù)升高，至6月21日時3個處理均升至最高并且差異顯著，以T1處理最高，T3處理最低;6月21日后根系活力開始下降并延續(xù)至7月1日，不同處理間仍保持差異顯著(圖4)。

圖4 不同處理對番茄植株根系活力的影響Fig.4 Effect of different treatments on root activity of tomato plants

2.3 不同處理對番茄葉片光合參數(shù)的影響

從表1可以看出，品種粉冠T1處理和T2處理的凈光合速率顯著高于T3處理;T2處理的蒸騰速率與T1處理和T3處理間差異不顯著，但T1處理顯著高于T3處理;不同處理間的氣孔導度差異顯著，且以T1處理最高，T3處理最低;T1處理和T2處理的胞間二氧化碳濃度顯著高于T3處理。品種合作908 T1處理和T2處理的凈光合速率和蒸騰速率顯著高于T3處理;不同處理間的氣孔導度和胞間二氧化碳濃度差異顯著，且以T1處理最高，T3處理最低。

2.4 不同處理對番茄果實產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.4.1 對產(chǎn)量的影響 表2顯示，2個品種不同處理間的單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量差異顯著;單株產(chǎn)量均以T1處理最高，T3處理最低;單位面積產(chǎn)量均以T2處理最高，T1處理最低。品種粉冠T2處理的單位面積產(chǎn)量為115 761.03 kg/hm2，比T1處理和T3處理分別增產(chǎn)36.63%和13.52%;品種合作908 T2處理單位面積產(chǎn)量比T1處理和T3處理分別增產(chǎn)46.66%和14.47%。

表2 不同處理下番茄的單株產(chǎn)量與單位面積產(chǎn)量Table 2 Yield per plant and yield per unit area of tomato with different treatments

2.4.2 對果實營養(yǎng)品質(zhì)的影響 品種粉冠T1處理和T2處理的可溶性糖含量顯著高于T3處理，T3處理的可滴定酸含量顯著高于其他2個處理，T1處理和T2處理的可溶性蛋白質(zhì)含量顯著高于T3處理，T2處理的VC含量顯著高于T3處理;不同處理間的番茄紅素含量差異顯著，且以T2處理最高，T3處理最低(表3)。品種合作908各處理間的可溶性糖含量、可滴定酸含量和番茄紅素含量差異均顯著，T1處理和T2處理的可溶性蛋白質(zhì)含量和VC含量均顯著高于T3處理。

表3 不同處理下番茄果實的營養(yǎng)品質(zhì)Table 3 Nutritional quality of tomato fruit with different treatments

2.4.3 對果實商品性的影響 從表4可以看出，品種粉冠不同處理間的單果重差異顯著，且以T1處理最高，T3處理最低，而各處理間的果形指數(shù)差異不顯著，T3處理的果實硬度顯著高于其他處理，T1處理和T2處理的可溶性固形物含量和糖酸比顯著高于T3處理。品種合作908 T1處理和T2處理的單果重顯著高于T3處理，各處理間的果形指數(shù)差異不顯著，T3處理的果實硬度顯著高于其他處理，不同處理間的可溶性固形物含量和糖酸比差異顯著，且以T1處理最高，T3處理最低。

表4 不同處理下番茄的商品性Table 4 Commercial quality of tomato with different treatments

3 討論

番茄的產(chǎn)量受單果重、單株結(jié)果數(shù)和定植密度的影響。合理的定植密度和留果穗數(shù)是充分發(fā)揮番茄產(chǎn)量潛力的關(guān)鍵。在本研究中，定植密度667 m21 400株、單株留7果穗(T1)處理的生長勢、單果重和單株產(chǎn)量雖高于其他處理，但由于密度較小，生長期較長導致產(chǎn)量過低，不適于在生產(chǎn)中推廣。定植密度667 m22 800株、單株留5果穗(T2)處理的植株生長健壯，既保證了產(chǎn)量，且果實品質(zhì)也優(yōu)于其他處理。定植密度667 m25 600株、單株留3果穗(T3)處理的植株生長勢較弱，果實產(chǎn)量較低，品質(zhì)也較差。

番茄植株的生長發(fā)育受光照和通風等環(huán)境因素的影響。本試驗中，品種粉冠和合作908 T1處理和T2處理的株高和莖粗均顯著高于T3處理，說明在第1果穗開花(5月20日)后植株生長受到抑制。原因是植株密度過大，群體結(jié)構(gòu)內(nèi)光照和通風狀況惡化，不利于截獲光合有效輻射。根系是植物體活躍的吸收和代謝器官。根系活力是根系吸收、合成等綜合能力的體現(xiàn)，活力大小與植株生命活動的強度密切相關(guān)［13］。葉綠素含量是反映作物光合能力的一個重要指標［14］。本試驗結(jié)果表明，T1處理和T2處理的植株總?cè)~綠素含量和根系活力在生長中后期均顯著高于T3處理，說明在高定植密度下植株個體多，光照和養(yǎng)分不足，葉綠素含量減少，光合產(chǎn)物較少，從而對植株的營養(yǎng)生長產(chǎn)生影響。這與王強等［15］的研究結(jié)果相似。

光合作用是植物最重要的生理過程，其大小受內(nèi)外很多因素影響。引起葉片凈光合速率降低的原因有氣孔因素和非氣孔因素［16-17］，當凈光合速率下降時，如果胞間CO2濃度含量和氣孔導度同時下降，說明凈光合速率的降低主要是由于氣孔導度下降，阻止了CO2的供應所至。如果氣孔導度下降，而胞間CO2濃度含量卻在上升，表明此時凈光合速率下降的主要原因是葉肉細胞光合能力降低，使葉肉細胞利用CO2的能力下降，從而使胞間CO2濃度含量升高。本試驗T3處理中凈光合速率與氣孔導度、胞間CO2濃度呈正相關(guān)，說明影響原因為氣孔因素。因此可看出，在高密度下，田間郁閉度大，非氣孔因素影響凈光合速率，從而影響植株的生長發(fā)育和產(chǎn)量。

作物生產(chǎn)是協(xié)調(diào)群體與個體矛盾統(tǒng)一的過程［18］。徐慶章等［19］、薛吉全等［20-21］認為，維持一定庫源比值是高產(chǎn)的必要條件，低密度下庫是限制產(chǎn)量的主要因素，高密度下源是產(chǎn)量的限制因素。在本研究中，定植密度667 m21 400株、單株留7果穗(T1)處理的單株產(chǎn)量顯著高于其他處理，定植密度667 m22 800株、單株留5果穗(T2)處理的單位面積產(chǎn)量優(yōu)于其他處理。王強等［15］的研究結(jié)果與此相似。造成這一現(xiàn)象的原因為低密度處理的番茄個體發(fā)育比較健壯，植株各項生理機能較強，但是密度過低，群體直射輻射透過系數(shù)和散射輻射透過系數(shù)增大，光照損失嚴重，光能利用率下降，雖然單個植株生長條件較好，個體得到發(fā)展，但群體生長條件不足，單位面積產(chǎn)量水平低，密度過高造成群體過大，中后期生長受到抑制，從而影響產(chǎn)量。

番茄果實品質(zhì)主要包括可溶性糖含量、VC含量、番茄紅素含量和糖酸比等指標。適宜的糖酸含量和糖酸比是番茄果實風味品質(zhì)形成的基礎。果實要有好的口感，在要求較高的糖含量的同時，也要求果實具有一定的酸含量。為此，人們常將糖酸比作為評價番茄風味品質(zhì)的一項重要指標，一般認為，合適的糖酸比應在6.0以上，糖酸比越小，則番茄果實的風味品質(zhì)越差［22］。在本研究中，2個品種T2處理的糖酸比、VC含量、可溶性糖含量和番茄紅素含量等品質(zhì)指標均顯著高于T3處理。說明在適宜的定植密度和留果穗數(shù)下，番茄植株生長健壯，有較強的光合作用，積累較多營養(yǎng)物質(zhì)，分配并轉(zhuǎn)移到果實中，從而使果實有較好的品質(zhì)。

綜上分析，適宜的定植密度和留果穗數(shù)顯著增加植株的株高和莖粗，減緩植株根系活力和葉片葉綠素含量的下降，顯著提高葉片的凈光合速率等光合參數(shù)，從而有效地提高番茄產(chǎn)量和品質(zhì)。在本試驗中定植密度667 m22 800株、單株留5果穗(T2)處理的植株健壯，果實產(chǎn)量和品質(zhì)最佳。

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