袋培模式對設施番茄光合特性及生長的影響

周楊 李濤 王虹云 夏秀波 姚建剛 曹守軍 張麗莉 尹國香

摘要 [目的]研究袋培模式對設施番茄光合特性及生長的影響。[方法]以番茄品種“煙粉207”為供試材料，土壤栽培為對照，研究了基質袋培模式對番茄光合特性及生長的影響。[結果]袋培模式下番茄的光合速率顯著高于土壤栽培；番茄成熟期提前，前期產量增加了45.7%，且品質有明顯的提升。袋培模式下番茄的株高、莖粗、葉片數等生長指標低于對照土壤栽培。[結論]該研究為在土壤遭到嚴重破壞和鹽堿地等地區進行番茄生產提供理論指導和技術支撐。

關鍵詞 袋培；生長；光合作用；影響

中圖分類號 S641.2文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2018）15-0046-03

Abstract [Objective] To research the effects of bag cultivation mode on the growth and photosynthetic traits of facility tomatoes. [Method] With tomato cultivar Yanfen 207 as the test materials and soil cultivation as the control， we researched the effects of matrix bag mode on tomato photosynthetic characteristics. [Result] Under the bag cultivation mode， the photosynthetic rate was significantly higher than the soil cultivation. The mature stage of tomato was advanced， the yield in early stage enhanced by 45.7% and the quality was improved significantly. Under the bag cultivation mode， the plant height， stem width and leaf number of tomato were all lower than those of soil cultivation. [Conclusion] This research provided theoretical guidance and technical support for tomato production in severely damaged soils and saline-alkali land.

Key words Bag cultivation；Growth；Photosynthesis；Effect

基質袋式栽培是一種簡易的無土栽培方式，是將農業廢棄物發酵后按一定比例配成的復合基質裝進栽培袋，然后將作物種植在栽培袋中的新型種植模式。目前，我國設施生產結構以日光溫室和拱棚為主，而且經過多年的連續種植，土壤結構遭到破壞，病蟲害發生嚴重，很多土壤已經不適宜繼續種植，而基質栽培具有可以不利用土壤進行生長，大幅延長栽培設施使用壽命，同時也可以在鹽堿地等不適于蔬菜生長的地方進行蔬菜生產的優點[1]。作為基質栽培方式之一的袋式基質栽培，還具有操作簡便、成本低等獨特優勢。作為設施栽培的主要蔬菜，番茄在我國蔬菜生產中具有重要的作用。鑒于此，筆者研究了基質袋培對設施番茄光合特性和生長的影響，為在土壤遭到嚴重破壞和鹽堿地等地區進行番茄生產提供理論指導和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試番茄品種為“煙粉207”，由山東省煙臺市農業科學研究院選育。

1.2 試驗設計

試驗于2016年5—8月在煙臺市農科院蔬菜所溫室大棚內進行。以土壤栽培為對照CK，基質袋式栽培為處理T，試驗小區土壤和袋培的基本肥力情況見表1。番茄品種“煙粉207”采用隨機區組設計，每個處理3次重復，苗齡三葉一心時定植，小區面積為7.8 m2（1.2 m×6.5 m），按株行距30 cm×50 cm定植，種植密度為36棵。供試品種4穗果后打頂，澆水施肥采用水肥一體化方式。按每形成1 000 kg番茄果實，植株需吸收N 2.54 kg、P 0.75 kg、K 4.35 kg確定化肥施用量，按目標產量112 500 kg/hm2番茄計算施肥量，計算方法參照如下公式：

化肥施用量=（1.5倍番茄目標產量所需養分量-有機基質中的速效養分量）/化肥中養分吸收率。

式中，N為60%，P為30%，K為60%。追肥視天氣與植株生長情況分多次進行，2個處理田間管理保持一致[2]。

1.3 試驗方法

2016年5月1日將供試番茄南北向雙行定植，番茄定植開花后每15 d進行生長指標的測定，測量指標包括株高、莖粗、葉片數，每處理測 6株，取其平均值。株高（從地面到生長點）用卷尺測量，莖粗（第 4 節）用游標卡尺測量，番茄果實產量測定于2016年7月18日開始進行，小區產量和單果重在每次采摘時均進行測定，最后累積計算產量。參照王鵬勃等[3]方法在第三穗番茄成熟期，分別在每小區的前、中、后 3 個等距離點取樣，然后選取大小和色澤基本一致的果實1 kg進行品質測定。每小區定植前采取“S”形取樣法進行土壤取樣，混合均勻后進行養分含量測定：有機質用重鉻酸鉀容量法稀釋熱法；速效氮用堿解擴散法；速效磷用浸提碳酸氫鈉—鋁銻抗比色法；速效鉀用醋酸按—火焰光度計法[4]；果實硬度采用 GY-1 型果實硬度計（牡丹江市機械研究所生產）測定；可溶糖含量采用 WYT-4 型手持式糖量計（泉州中友光學儀器有限公司生產）測定；VC 含量采用 2，6-二氯靛酚法；可滴定酸含量采用氫氧化鈉滴定法。光合特性測定使用 LI-6400XT 便攜式光合儀（ 美國 LI-COR 公司），測定前用 1 500 μmol/（m2·s）的PAR對葉片進行光誘導，使葉片活化。采 用 Li-6400-2B 光 源，設 定 氣 體 流 速 為 500 μmol/s，控 制 葉 溫 25 ℃，設 置 光 合 有 效 輻 射 強 度（ PAR ）為 1 000 μmol/（m2·s）。選擇晴天09：00—11：00對植株生長點下第4片功能葉進行測量，各處理隨機選取3株，每個處理重復3次。

2 結果與分析

2.1 基質袋式栽培對番茄生長的影響

由表2可知，番茄定植30 d后，CK和T處理株高差異不顯著。定植45 d后T處理株高生長量顯著低于CK。在番茄莖粗方面，定植后CK和T處理之間始終無顯著差異；在番茄葉片數方面，除開花后15 d內T處理葉片數顯著低于CK處理外，其余時間二者之間無顯著差異。

2 基質袋式栽培對番茄光和特性的影響

從表3可以看出，番茄坐果期T處理光合速率和氣孔導度顯著高于CK處理，其坐果期光合速率較對照CK高12.5%；但其蒸騰速率、胞間CO2濃度與CK處理差異不顯著。盛果期光合速率較對照高16%；但其氣孔導度、蒸騰速率、胞間CO2濃度與CK處理差異不顯著。

2.3 基質袋式栽培對番茄產量的影響

由表4可知，番茄單果重方面，T處理與CK處理之間差異不顯著；在前期產量方面，T處理顯著高于CK處理，增加了45.7%；而總產量方面，T處理則顯著低于CK處理，減少了19.8%。

2.4 基質袋式栽培對番茄品質的影響

由表5可知，T處理維生素C含量極顯著高于對照，增加了23.1%；硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量等方面，T和CK處理之間差異不顯著。

在評價番茄品質時，某個單項品質指標很難判斷番茄的綜合品質，因而采用多目標綜合評價方法來評價番茄的綜合品質[3]。因此選取硬度（X1）、可溶性固形物（X2）、可滴定酸（X3）和維生素C（X4）這4個品質因素作為評價因子。首先，對這4個指標進行同趨化（低優指標）和標準化，然后利用DPS數據處理系統進行主成分分析，并得到相關矩陣的特征根及特征向量累積貢獻率（表6），前2項特征根的累積貢獻率為89.7%>85%。因此，可用第一主成分和第二主成分作為評價的綜合指標，且評價的可信度為89.7%。

通過計算得出各指標與前2個主成分的關系為：

F1=0.541 1X1-0.349 3X2 -0.608 4X3 +0.463 7X4

F2= -0.187 5X1+ 0.767 7X2 -0.155 9X3 +0.592 6X4

綜合評值：F=0.658 450F1+0.238 197F2，由第一主成分和第二主成分與客觀權重之積，得到處理下番茄品質綜合評判結果（表7）：綜合評價值越高，番茄品質越好。結果顯示，處理的綜合評價值明顯高于對照，兩者品質差異顯著。

3 結論與討論

袋培模式下番茄果實轉色時間明顯早于土壤栽培，番茄植株提前開花，前期產量顯著增加，這主要是因為袋培限制了番茄根系的生長，從而促進了植株提前開花，果實提前成熟[5]。同時袋培模式下番茄植株光合速率和氣孔導度顯著提高，番茄可溶性固形物、維生素C等含量顯著增加，品質得到提升，這與王敏等[6]在櫻桃番茄、王燦磊等[7]在西瓜中的研究結果一致。

但袋式栽培也造成了番茄株高、莖粗明顯下降，總產量降低，這主要是由于袋式栽培限制了番茄根系的生長，影響了根系對養分的吸收，從而對植株的生長造成了影響，總產量降低，這與樊懷福等[8]、Tal等[9]和Kharkina等[10]的研究結果一致。

綜上所述，在袋培模式下，番茄品質顯著提高，成熟期提前。但需進一步研究袋培模式下番茄的肥水需求規律，以進一步增強番茄長勢，提高總產量。

參考文獻

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[10] KHARKINA T G，OTTOSEN C O，ROSENQVIST E.Effects of root restriction on the growth and physiology of cucumber plants[J].Physiologia plantarum，1999，105（3）：434-441.