微咸水滴灌對濱海區基質栽培番茄生長及品質的影響

張國新 姚玉濤 丁守鵬 孫葉爍 邢春強

摘要 [目的]研究基質栽培條件下微咸水滴灌對番茄生長、產量及品質的影響，旨在為基質栽培番茄的微咸水提質增效利用提供數據支撐。[方法]采用槽式基質栽培形式，共設置3個水處理濃度，即0.3（T 1，CK）、3.0（T 2）、5.0 g/L（T 3），在番茄開花至拉秧期間滴灌處理，進行株高、根干鮮重、產量等指標及可溶性固形物、V C、有機酸、番茄紅素、芳香成分等品質指標分析。[結果]處理5 d內，T 1、T 2處理株高增長量大體相同，但T 3處理株高增長量明顯降低;T 2、T 3處理根干重、根鮮重顯著低于T 1處理（ P <0.05），T 2、T 3處理間差異不顯著;隨著微咸水濃度的增加，番茄產量逐漸降低，T 2、T 3處理分別較T 1處理降低45.2%和60.8%，差異達到顯著水平;可溶性固形物、有機酸、番茄紅素含量隨著咸水濃度的增加而逐漸升高，其中可溶性固形物、有機酸含量的增加幅度較大，T 2、T 3處理分別較T 1處理增加22.9%、54.8% 和28.6%、97.2%，3個處理間差異均達到顯著水平，而V C含量呈現先增加后減小的變化趨勢;T 1、T 2、T 3處理分別檢測出36、34和29種香氣成分，3個處理中2-異丁基噻唑含量最高，且隨著微咸水濃度的升高，2-異丁基噻唑含量明顯增加。[結論]微咸水灌溉可以顯著提升品質，但開花至拉秧期間持續灌溉卻會大幅度降低番茄產量，基質栽培中應注重低濃度微咸水的利用，灌溉制度有待進一步研究。

關鍵詞 微咸水;番茄;基質栽培;生長;品質

中圖分類號 S 275.6? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）16-0200-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.16.054?? 開放科學（資源服務）標識碼（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

咸水是我國重要的非常規水資源。我國地下可開采利用微咸水（2～5 g/L）資源為130億m3，主要分布在華北、西北以及沿海區[1-2]。環渤海區作為我國淡水較匱乏區，鹽堿地資源豐富，如何利用地下咸水進行農業生產是解決淡水資源短缺的有效途徑。

蔬菜基質栽培是無土栽培主要形式[3]，我國近些年在多種蔬菜上已開展基質配方、肥料運用等研究及應用[4-6]。微咸水作為特色水資源，在玉米、小麥等大田作物上應用已有幾十年的歷史[7]，由于適度微咸水灌溉可以提升蔬菜品質[8-12]，其在蔬菜上如何利用也逐漸得到人們重視。番茄是我國種植面積最大的蔬菜，其耐鹽性較強，目前已經開展了土培模式下微咸水對番茄的影響研究[13-14]，但在基質栽培條件下微咸水對番茄生長及品質的影響研究鮮見報道。筆者利用不同濃度微咸水，在基質栽培番茄開花后持續灌溉，研究其對番茄生長、產量及品質的影響，旨在為基質栽培番茄的微咸水提質增效利用提供數據支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗區位于唐山曹妃甸生態新城，地點為河北省農林科學院濱海農業研究所濱海重鹽堿區高效利用示范基地，試驗于2019—2020年在基地設施溫室進行。番茄品種為“金棚1號”，2019年7月24日育苗，8月30日移栽，槽式基質栽培，基質槽為地下挖溝式，南北溝長5.5 m，溝寬40 cm，溝深20 cm，溝距80 cm，溝略北高南低，有利于排水。溝底鋪塑料紙，隔開土壤，溝內鋪滿基質（草炭、蛭石體積比為2∶1），番茄雙行交錯栽植，行距20 cm，株距30 cm，按種植行鋪設直徑16 mm滴灌管，滴頭間距30 cm，滴頭流量2.0 L/h，滴頭盡量靠近番茄苗根部。

試驗共設置3個處理濃度，即0.3（T 1）、3.0（T 2）、5.0 g/L（T 3），其中T 1為淡水對照，每畦溝為1個處理，3次重復。T 2、T 3處理利用海鹽與淡水進行調配，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，每次澆水30 min，開花前（9月23日前）全部處理進行淡水澆灌，開花至采收結束開始進行不同處理鹽分脅迫，花期后隨澆水每6 d按3 g/株施入水溶肥（氮、磷、鉀比例為20∶10∶10），果期按3 g/株施入水溶肥（氮、磷、鉀比例為12∶6∶40），四穗果打頂。

1.2 測定指標與方法

1.2.1

生長及產量指標。每畦定3株苗，進行株高及根重等生長指標調查。株高使用直尺測量莖基部到生長點的高度，株高生長量為微咸水處理后開始每5 d測定株高的差值;在拉秧后測量每株根系干鮮重;每個小區單獨測定產量，進行小區產量調查。

1.2.2

品質指標。在盛果期采集果實樣品，每小區選取成熟相對一致的第二穗果果實8個（去掉兩端植株），采用四分法留樣，打成勻漿待測。測定指標包括可溶性固形物、V C、可溶性糖、有機酸、番茄紅素的含量。其中，可溶性固形物含量使用手持式測糖儀測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，可滴定酸（總酸）采用堿液滴定法測定，V C含量采用二氯酚靛酚滴定法測定，芳香成分含量采用質譜聯用儀進行測定。

1.3 數據統計與分析

試驗數據先用Excel軟件進行處理，再使用DPS軟件進行方差分析及顯著性分析（ P <0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同濃度微咸水對番茄生長指標的影響

試驗處理開始時間為9月25日，此時開始開花，通過澆水后每5 d株高生長量比較發現，在第一個5 d內，3個處理番茄株高生長量為13.9～14.3 cm，變幅不大;第2個5 d內，T 2和T 1處理無明顯變化，但T 3處理較T 1、T 2處理降低了15%以上，此后隨著脅迫時間的延長，T 2、T 3處理株高生長量均低于T 1處理;處理25 d后，T 2處理株高生長量有升高趨勢;從打頂時植株高度來看，隨著微咸水處理濃度的增加，番茄株高逐漸降低，T 1、T 2處理間差異不顯著，與T 3處理差異達顯著水平（圖1）。

根系是植株直接吸收及供給水分及營養的器官，反映植株生長狀況。從圖2可以看出，T 2、T 3處理根鮮重均明顯低于T 1處理，分別較T 1處理低26.8%和34.8%，差異達顯著水平（ P <0.05）;T 2、T 3處理根干重也均低于T 1處理，分別較T 1處理低22.1%和27.6%，差異達顯著水平，T 2、T 3處理間差異不顯著（ P >0.05）。

2.2 不同濃度微咸水對番茄品質及產量的影響

從表1可以看出，不同濃度微咸水脅迫對番茄品質及產量具有較大影響，可溶性固形物、有機酸、番茄紅素含量隨著咸水濃度的增加而逐漸升高，其中可溶性固形物、有機酸含量的增加幅度較大，T 2、T 3處理分別較T 1處理增加22.9%、54.8%和28.6%、97.2%，3個處理間差異均達到顯著水平;T 2、T 3處理V C含量均高于T 1處理，其中以T 2處理最高，較T 1處理高24.3%，差異達顯著水平，T 3與T 1處理差異不顯著。微咸水對番茄產量的影響明顯，番茄產量隨著微咸水濃度的增加而逐漸降低，T 2、T 3處理分別較T 1處理降低45.2%和60.8%，差異達顯著水平。

2.3 不同濃度微咸水對番茄芳香物質的影響

蔬菜的風味是由其含有的不同芳香物質所決定的;蔬菜中的芳香物質是由不同揮發性物質組成的混合物，主要包括醇類、醛類、酮類、萜類和酯類以及含硫化合物等[15]。由表2可知，不同咸水處理濃度下番茄的揮發性芳香物質的種類和含量有很大的差異。在所有處理中共檢測出51種揮發性芳香成分，主要包括各種醇類、醛類、酯類等化合物;在T 1、T 2、T 3 3個處理下，分別檢測出36、33和30種，3個處理均具有的共19種。所有51種化合物中以醛類為最多，達到19種，而2-己烯醛在所有處理化合物中相對含量高。

從相對含量變化看，隨著咸水濃度增加，乙醛、異戊醛、苯甲醛、2-已烯醛含量逐漸增加，但己醛含量變化正好相反;2-異丁基噻唑作為番茄的主要特殊風味賦予的關鍵香氣化合物，相對含量較高，T 1、T 2、T 3處理分別為7.44%、14.44%和20.03%，其隨著鹽脅迫的加強，相對含量也顯著增加，這與Fallik等[16]番茄在20 ℃及99% N 2缺氧處理下該類物質研究結果相似。

3 結論與討論

微咸水灌溉可以提升蔬菜品質，但同時對蔬菜生長及產量也會產生一定的影響。馮棣等[17]利用咸水進行基質栽培甜脆豌豆灌溉，研究發現甜脆豌豆的株高、地上部鮮/干物質量均隨灌溉水礦化度的增加而顯著降低，可溶性蛋白量和可溶性糖量先增加后減少，得出灌溉水礦化度應不高于2.6 g/L;江雪飛等[18]通過不同生育期咸水灌溉砂培甜瓜發現，在不同生育時期3 g/L咸水處理對甜瓜產量均無顯著影響，但5、7、9 g/L咸水處理的單果重均極顯著低于對照，后期處理則能提高果實的品質;高若星等[19]開展了灌溉水鹽分對設施番茄的影響研究，結果表明鹽分濃度3.4 g/L處理番茄生長指標有一定程度的增大，且品質好于其他處理，但產量有所降低。

該研究結果表明，在番茄開花至拉秧期間進行不同濃度咸水滴灌處理，5 g/L咸水處理株高生長量明顯減小，株高較對照顯著降低，3 g/L咸水處理較對照降低不顯著;根系是番茄直接吸收水分器官，3、5 g/L咸水處理均顯著降低了根系生物量，這與隨著灌溉次數的增加，咸水中的鹽分在基質中累積有關。咸水利用的目的是不較大影響產量的情況下，提升蔬菜品質。該研究結果表明，隨著咸水濃度的增加，可溶性固形物、有機酸、番茄紅素含量逐漸升高，V C含量呈現先增加后減小的變化趨勢，有機酸、可溶性固形物含量較對照的增加幅度較大，尤其有機酸含量的增幅最大，T 2、T 3處理分別較T 1處理增加54.8%和97.2%，這可能與酸作為植物重要代謝產物，應對各種脅迫起著重要作用，咸水濃度導致鹽脅迫程度不同，從而影響番茄有機酸的代謝及累積有關。番茄的風味品質由其含有的不同芳香物質所決定，但果實的芳香特性是由幾種特定的“特征效應化合物”所決定，隨著處理濃度的增加，芳香化合物種類減少，而作為番茄的主要特殊風味賦予的香氣化合物2-異丁基噻唑，相對含量卻隨著咸水濃度升高而大幅增加，醛類作為3個處理中均具有最多的化合物質，隨著咸水濃度的升高，乙醛、異戊醛、苯甲醛、2-已烯醛含量均逐漸增加，但己醛含量變化正好相反，這可能與不同濃度微咸水脅迫影響了其形成的底物有關，微咸水脅迫對番茄芳香物質及其形成途徑的影響有待深入研究。

該研究結果表明，微咸水灌溉可以提升番茄營養及口感品質，但由于基質較土壤的緩沖能力差，持續咸水灌溉后鹽分更易累積，造成產量大幅度降低，在基質栽培中應注重較低濃度微咸水不同時期的利用，而咸淡水輪灌或混灌方式有

待進一步研究。

參考文獻

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