不同基質及灌水量對番茄幼苗生長的影響

王 哲，夏 輝，袁 浩，孟 圓，趙新凱

（河北農業大學，河北 保定 071000）

0 引 言

番茄是目前世界上種植面積最廣且最受歡迎的蔬菜作物之一，也是肉果及茄科的典型模式植物[1]，育苗是番茄生產的重要環節。基質是一種用于固定栽培作物，提供作物根系水分和營養的基礎物質[2]。目前，許多學者對育苗基質做了大量的研究。宋志剛等[3]的研究表明 100%稻草與稻草∶稻殼=3∶1的復合基質培育的番茄幼苗的生理指標顯著優于傳統的草炭、蛭石混合基質。王鵬勃等[4]的研究發現，基質配方（菇渣∶牛糞∶珍珠巖=3∶3∶4）培育的番茄幼苗形態顯著優于傳統的優勢配方（草炭∶珍珠巖=2∶1）。夏亞真等[5]的研究表明，在番茄育苗基質中添加 10%～30%的生物炭有助于改善育苗基質的通氣性，降低育苗基質的體積質量，提高基質EC和pH值，同時在育苗基質中添加20%的生物炭能夠顯著提高番茄幼苗的莖粗等，有利于番茄幼苗生長。此外，對不同配比的常用基質（草炭、珍珠巖、蛭石）也進行了諸多探索，陳陽等[6]的研究表明泥炭土∶珍珠巖∶蛭石=2∶1∶1的基質處理番茄發芽率、成苗率最高，張瑞芬[7]的研究表明V草炭∶V蛭石＝2∶1的基質處理表現好，出苗早、整齊，出苗率高，同時二者的研究中此基質處理下番茄幼苗株高、莖粗、根長等生長指標在自行配制的基質中均最大。目前還未有原狀土進行配比基質的研究，因此，茲設置3種不同類型的基質，原狀土配比、營養土以及常規基質配比，期望以簡單的基質配比尋求成本低而效益大的基質，同時設置2種不同灌水量意在尋找最優灌溉制度，通過比較各處理番茄出苗率及幼苗生長狀況，以期篩選出適合番茄出苗及幼苗生長的基質配方與適宜的灌水量，為番茄育苗提供一定的理論及參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試番茄為福星高檔粉果番茄，供試基質為3種（S1、S2、S3），S1取自河北農業大學原狀土，經自然風干后與沙子、蛭石按體積比例8∶1∶1進行配制，S2為購買于河北省保定市蓮池區保育栽培廠的壯園育苗營養土，S3為自配基質，草炭土、珍珠巖與蛭石按3∶1∶1體積配制。表1為各基質的理化性質。

表1 不同基質的理化性質Table 1 Physicochemical properties of different substrates

1.2 試驗設計

試驗于2018年8―9月于河北農業大學城鄉建設學院農業水土工程實驗室溫室大棚內進行（38°50′N，115°28′E）。將基質按照配方進行混合裝入育苗箱中，育苗箱外形為長方體，長 60 cm，寬40 cm，高50 cm，體積為1.2×105cm3。番茄種子經浸泡后在育苗箱內等間距進行播種，4行6列，行距為8 cm，列距為8.57 cm，每穴3粒，每個育苗箱播72個番茄種子，育苗期間氣溫、空氣濕度等條件通過人工控制滿足番茄生長生育要求，氣溫控制在24～35 ℃之間，空氣濕度控制在34%～65%之間。試驗設計不同基質（S1、S2、S3）及不同灌水量（W1、W2）2個因素，共6個處理，每個處理設置4個重復，共24個育苗箱，灌水方式為滴灌，通過測定3種基質田間持水率，綜合分析灌水上下限，確定灌水上限為最大田間持水率，灌水下限為最大田間持水率的75%，同時假設灌溉水利用系數為0.9左右，根據耗水強度確定灌水周期。因此，每個育苗箱灌水周期為2 d，每個育苗箱W1、W2灌水總量分別為40、30 mm，其中W2為W1的75%。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 基質理化性質的測定

基質體積質量和總孔隙度采用環刀法測定[8]；EC由意大利哈納公司生產的手持式電導率測定儀（HI98331）測定；pH值由上海儀電科學儀器股份有限公司生產的雷磁離子計（PXSJ-226）測定；NO-3-N量采用紫外分光光度法測定；NH4+-N量采用靛酚藍比色法測定；有效磷采用鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用火焰光度法測定[9]。

1.3.2 番茄形態指標的測定

用直尺測量番茄的株高、葉片長度、葉片寬度、根長；用電子游標卡尺測量番茄莖粗、根徑（分別在不同方向上測量主根中部與須根中部根徑 3次并取平均值）；用電子分析天平對番茄的地上部鮮質量、地上部干質量進行稱質量；用目測法計數番茄的葉片數；用直接測量法計算番茄的根表面積、根體積；用折算系數法計算番茄的葉面積，折算系數為0.68[10]。在播種第8天調查番茄出苗率，播種第24天和第37天進行番茄幼苗生長形態的測定。

1.4 數據處理

利用 Excel軟件進行數據統計，采用 SPSS 17.0軟件對數據進行方差分析，采用 Duncan新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理對番茄出苗的影響

表2為番茄播種第8天不同處理出苗率情況，由表2可看出，不同處理番茄出苗率不同，所有試驗處理出苗率在 45.00%～65.00%之間，S3W2處理出苗率顯著大于S2W1處理。播種第8天，對于不同基質，S1、S2與S3基質平均出苗率分別為53.65%、49.14%、61.29%；對于不同灌水量，S1基質高灌水量W1下出苗率大，S2和S3基質高灌水量W1下出苗率反而小。綜上所述，S3基質能夠較好地滿足番茄種子發芽對環境條件所需，同時 S3W2處理播種第 8天出苗率為64.58%，能夠更好地促進番茄種子萌發和出苗。

2.2 不同處理對番茄幼苗地上部的影響

表3為不同處理番茄幼苗地上部生長指標。由表3可以看出，播種24 d，S2W1處理株高顯著大于S1W2與S3W1處理，最大相差3.10 cm；S2W1、S3W1與S3W2處理莖粗顯著大于S1W1處理，最大相差0.30 mm；各處理間葉片數無顯著性差異；S2W1處理葉面積顯著大于S1W1、S1W2與S3W2處理，最大相差25.69 mm2；S2W2處理地上部鮮質量顯著大于S1W2與S3W2處理，最大相差17.80 mg。

隨著番茄播種天數的增加，番茄幼苗的株高、莖粗、葉片數、葉面積、地上部鮮質量和地上部干質量均呈升高的趨勢，播種37 d，S2W1與S2W2處理株高顯著大于S1W2、S3W1與S3W2處理，最大相差3.53 cm；S2W1與S3W1處理莖粗顯著大于S1W1與S1W2處理，最大相差0.33 mm；各處理之間葉片數無顯著性差異；S2W1處理葉面積顯著大于S1W1處理，最大相差158.50 mm2；S2W1處理地上部鮮質量顯著大于S1W1與S1W2處理，最大相差84.70 mg；S2W1處理地上部干質量顯著大于處理S1W1，最大相差4.50 mg。

番茄播種 24～37 d，S1W1、S1W2、S2W1、S2W2、S3W1、S3W2處理株高日均增長 0.05、0.12、0.15、0.18、0.10、0.12 cm；莖粗日均增長0.02、0.01、0.02、0.01、0.02、0.01 mm；葉片數日均增長0.06、0.06、0.19、0.17、0.19、0.08個；葉面積日均增長 1.16、2.84、11.66、6.16、9.17、4.76 mm2；地上部鮮質量日均增長 0.50、1.15、6.42、2.58、4.22、3.35 mg。對于不同基質，S2基質有利于番茄株高、莖粗、葉片數、葉面積及地上部鮮質量的增加；對于不同灌水量，高灌水量W1有利于S1、S2與S3基質莖粗、葉片數、葉面積及地上部鮮質量的增加，而低灌水量W2則有利于S1、S2與S3基質株高的增加。綜上所述，S2W1處理有利于株高的增加，S2W1處理有利于莖粗的增加，S2W1與S3W1處理有利于葉片數的增加，S2W1處理有利于葉面積的增加，S2W1處理有利于地上部鮮質量的增加。因此，S2W1處理有利于番茄幼苗地上部生長指標的生長。

表2 不同處理番茄出苗率Table 2 Different treatment of tomato emergence rate

表3 不同處理番茄幼苗地上部生長指標Table 3 Different treatment of tomato seedling shoot growth indicators

2.3 不同處理對番茄幼苗地下部的影響

表 4為不同處理番茄幼苗地下部生長指標。由表4可看出，播種24 d，S2W1、S2W2與S3W1處理根長顯著大于S1W2處理，最大相差10.41 mm；S3W1處理根徑顯著大于S2W2處理，最大相差0.21 mm；S3W1處理根表面積顯著大于S1W1與S1W2處理，最大相差26.73 mm2；S2W1處理根體積顯著大于S1W1、S1W2與S2W2處理，最大相差4.50 mm3。

播種 37 d，各處理之間根長無顯著差異，最大相差14.42 mm；S2W1處理根徑顯著大于S2W2處理，最大相差 0.28 mm；各處理之間根表面積無顯著差異，最大相差48.57 mm2；各處理之間根體積無顯著差異，最大相差12.65 mm3。

番茄播種 24～37 d，S1W1、S1W2、S2W1、S2W2、S3W1、S3W2處理根長日均增長 2.09、2.27、1.08、0.96、0.66、2.05 mm；根徑日均增長0.03、0.01、0.02、0.01、0.01、0.01 mm；根表面積日均增長6.57、4.88、4.55、2.67、2.69、4.21 mm2；根體積日均增長1.30、0.82、1.11、0.47、0.62、0.67 mm3。對于不同基質，S1基質有利于番茄根長、根徑、根表面積及根體積的增加；對于不同灌水量，高灌水量W1有利于S1基質根徑、根表面積及根體積的增加，而低灌水量 W2有利于S1基質根長的增加，高灌水量W1有利于S2基質根長、根徑、根表面積及根體積的增加，高灌水量W1有利于S3基質根徑的增加，而低灌水量W2有利于S3基質根長、根徑、根表面積及根體積的增加。綜上所述，S1W2處理有利于根長的增加，S1W1處理有利番茄根徑的增加，S1W1處理有利于根表面積的增加，S1W1處理有利于根體積的增加。因此，S1W1處理有利于番茄幼苗地下部生長指標的生長。

表4 不同處理番茄幼苗地下部生長指標Table 4 Different treatment of tomato seedlings undergrowth

3 討 論

不同基質的理化性質對番茄的生長具有較大影響，一般認為體積質量在 0.1～0.8 g/cm3，總孔隙度在54%～96%，pH值中性或微酸性，EC值在0.5～1.25 mS/cm的基質能夠為栽培作物提供良好的水、氣、肥根際環境，對育苗有利[11]。本試驗中S2與S3基質符合上述條件，S1基質體積質量較大，是 S2、S3基質的2倍多，陳菲[12]指出基質體積質量過大，基質就會特別緊實，通氣透水性變差，不利于作物的生長；而基質體積質量過小，基質就會變疏松，通氣性良好，有利于作物根系的生長，但不易于作物根系的穩定，并且持水保肥能力也會變差。S1基質由于體積質量過大在地上部生長方面確實不如其他2種基質，但根系方面卻生長旺盛，通常認為，根系表面積與體積大小可以表明根系活力的高低，S2和 S3基質由于基質疏松，故根系方面的生長沒有 S1基質穩定，因此，本研究結果與陳菲[12]的研究結果具有一致性。此外，S2和 S3基質體積質量小，基質疏松空隙大，但由于灌水量大的緣故，導致種子隨水分運動被埋過深，出苗率會有所影響，直接表現為 S2基質出苗率低。劉寧等[13]的研究表明基質總孔隙度增加，有利于改善作物根際環境。本研究 S1基質總孔隙度較小，僅有21%，無法保證作物根系通氣，S2、S3基質總孔隙度約是 S1基質的 2倍多，通氣性良好，能夠維持有氧呼吸，吸收更多的營養物質，保證其地上部的生長。張娟[14]指出基質pH值對植物生長有直接和間接的影響，直接影響是傷害作物的根系，破壞了根系細胞質對礦質元素的透過性，間接影響是降低了鹽分的溶解度，減少了根系的吸收量。本研究S1基質pH值處于微堿性，S2、S3基質pH值呈微酸性，故S1基質吸收營養物質有限，進一步說明起地上部生長狀況不好。另外，3種基質EC值相差較大，S1低至 0.18 mS/cm，S2基質高達3.27 mS/cm，有研究表明EC值的升高會使植物所需的根際環境含氧量減少，抑制根系水分吸收[15-16]。因此，本研究 S3基質能夠有效地利用水分滿足番茄種子發芽對環境條件所需，從而出苗率較高。

不同的灌水方式以及施肥模式也影響著基質的營養供給和水分補給，也對番茄有著明顯的作用，并進而影響作物生長發育[17-19]。費素娥等[20]的試驗結果表明基質中N、P、K不同配比對番茄幼苗生長的影響具有顯著差異，養分比例為 N∶P∶K=1∶2∶2的育苗基質中番茄幼苗莖粗、地下干質量的增加明顯加快。本研究S2基質NO3--N量分別是S1和S3基質的9.15倍和1.68倍，此外，S2基質的NH4+-N量、有效磷量和速效鉀量遠遠高于S1和S3基質。因此，S2基質有利于番茄株高、莖粗、葉片數、葉面積及地上部鮮質量的增加，這與費素娥等[20]的研究結果具有一致性，但N、P、K養分的比例不同。郭敬華等[21]研究說明基質相對含水率范圍為 80～100%適宜番茄夏季育苗，有利于番茄株高、莖粗、植株干鮮質量的增加。本研究中高灌水量W1有利于S1、S2與S3基質莖粗、葉片數、葉面積及地上部鮮質量的增加，而低灌水量W2則有利于S1、S2與S3基質株高的增加，本研究與郭敬華等[21]研究結果在株高方面存在差異性，其他方面較為一致，在株高方面具體原因有待進一步研究。

4 結 論

1）草炭土、珍珠巖與蛭石體積比為3∶1∶1的S3基質能夠較好地滿足番茄種子發芽對環境條件所需，出苗率較高，同時低灌水量W2能夠更好地促進番茄種子萌發和出苗。

2）購買于河北省保定市蓮池區保育栽培廠的壯園育苗營養土 S2基質有利于番茄株高、莖粗、葉片數、葉面積及地上部鮮質量的增加；高灌水量W1有利于S1、S2與 S3基質莖粗、葉片數、葉面積及地上部鮮質量的增加，而低灌水量W2則有利于S1、S2與S3基質株高的增加。因此，S2W1處理有利于番茄幼苗地上部生長指標的生長。

3）原狀土、沙子與蛭石體積比為8∶1∶1的S1基質有利于番茄根長、根徑、根表面積及根體積的增加；高灌水量W1有利于S1基質根徑、根表面積及根體積的增加，而低灌水量W2有利于S1基質根長的增加，高灌水量W1有利于S2基質根長、根徑、根表面積及根體積的增加，同時高灌水量W1有利于S3基質根徑的增加，而低灌水量有利于S3基質根長、根徑、根表面積及根體積的增加。因此，S1W1處理有利于番茄幼苗地下部生長指標的生長。