我國設施番茄基質無土栽培技術研究進展

李英杰，林俊鳳，辛曉菲，王凱燕，田素波*，丁俊洋，譚 旭，林桂玉，張迎華，王冠杰，魏福宏，亓 燁，王子森

（1.山東省壽光蔬菜產業集團有限公司，山東壽光 262700；2.山東省設施蔬菜技術創新中心，山東壽光 262700；3.壽光市蔬菜產業發展中心，山東壽光 262700；4.濰坊科技學院，山東壽光 262700；5.濰坊市農業技術推廣中心，山東濰坊 261000；6.壽光市行政審批服務局，山東壽光 262700；7.壽光市田柳鎮人民政府，山東壽光 262700）

番茄（Lycopersicon esculentumMill）又名西紅柿、六月柿等，是茄科番茄屬一年或多年生草本植物。番茄為喜溫植物，分布廣泛，從熱帶到北極圈范圍內均有種植，是重要的蔬菜品種之一。我國是世界上番茄栽培面積最大、產量最多的國家之一，年產量穩定在5 000 萬t 以上[1]。我國番茄生產的傳統方式是土壤栽培，但隨著化肥農藥投入量的增加，土壤污染嚴重，重茬、連作等造成肥力下降，進而使番茄產量降低、品質變差。在這一形勢下，無土栽培在番茄的生產中逐漸推廣。

無土栽培是不用土壤，而采用營養液或基質種植作物的一種栽培技術，改變了傳統的土壤栽培方式，具有省肥、省水、提高產品品質等優點[2]。設施番茄使用無土栽培技術，可以減少土傳病蟲害，降低化肥農藥用量，減少農藥對生態環境的不良影響、提高水肥利用率、提升番茄的產量和品質。為促進我國設施番茄無土栽培技術的研究和應用，本文對番茄的品種選擇、栽培基質選用、營養液選用等方面進行了綜述，旨在為設施番茄的無土栽培技術提供參考。

1 品種選擇

目前關于適合設施番茄無土栽培品種的研究較少，且大多數關于番茄品種篩選的研究具有地域性。如張海芳等[3]對適宜京郊地區日光溫室無土栽培的中果型優質番茄品種進行了篩選，研究表明，‘味多美2 號’產量高，果實品質和口感較好，抗病性強，適宜京郊地區冬季溫室栽培。嚴良文等[4]以‘千禧’為對照，對適宜閩西地區無土栽培的小番茄品種進行了篩選，發現‘阿魯（72-193）’和‘sn-金珠’綜合性狀較好，具有產量高、品質優、風味好、抗病性強等特點，適宜福建閩西地區蔬菜大棚無土栽培；‘曼西娜’產量顯著高于對照，采收期長但口感風味滿足小眾，適合小規模種植；‘貝蒂’農藝性狀表現一般，產量顯著低于對照，不適合在當地推廣。苗相偉等[5]為篩選出適合新疆地區無土栽培的越冬番茄品種，綜合比較了‘卓粉1 號’‘遼研161’‘天妃9 號’‘0516’這4 個番茄品種的生長指標、果實性狀和營養品質，結果表明，品種‘0516’綜合表現較好，適合新疆地區無土栽培越冬生產。

無土栽培的成本投入比傳統土壤栽培高，因此選擇合適的品種進行設施番茄無土栽培是提高產量、增加收益的重要方法。一是，要針對南北地區的差異和當地的種植消費習慣，選擇適合無土栽培的品種；二是，要根據不同栽培季節選擇不同特性的番茄品種。番茄對光照強度要求較高，冬春栽培時應選擇耐低溫弱光、連續結果能力強、抗病抗逆能力強的品種。

2 番茄栽培基質的選擇

2.1 栽培基質

在無土栽培中，選擇合適的栽培基質是保證番茄生長的重要環節。無土栽培主要有固體基質栽培和非固體基質栽培（水培和氣霧培）兩種[6]。目前，設施番茄的無土栽培多為固體基質栽培。固體基質根據成分不同可分為無機基質、有機基質、復合基質和化學合成基質。無機基質多采用一些天然礦物或其經過高溫等處理后的產物，其化學性質相對穩定，但蓄肥能力較差，常用的無機基質有巖棉、珍珠巖、礫石、陶粒、蛭石等。有機基質指的是一些有機生物殘體及其衍生物構成的栽培基質，蓄肥能力相對較強，但化學性質不太穩定，主要有草炭、菌渣、椰糠、木屑等。復合基質由兩種或兩種以上的基質按照一定比例均勻混合而成，將不同結構、性質的基質合理組配，克服了單一基質存在的理化性狀不良的問題，提高了栽培效果。化學合成基質又稱人工土，是一種以有機化學物質（如脲醛、聚氨酯、酚醛等）為原料人工合成的新型固體基質，顏色潔白，可以根據需要進行染色，觀賞效果好，且不存在土傳病蟲害，但生產成本高[6]。

2.2 番茄無土栽培基質配方的篩選

前人就番茄無土栽培基質配方的篩選和優化進行了大量研究。作為無土栽培的基礎物質，基質對營養液的吸附效果決定了植物養分的供應情況，理想的基質應有一定的保水、保肥能力，且透氣性好。一般來說，基質的選擇可從基質的適用性、經濟性和植物適應性這3 個方面考慮[7]。研究表明，與土壤栽培相比，基質栽培能夠顯著提高番茄中可溶性糖、番茄紅素和維生素C 等的含量，改善番茄糖酸比等口感品質[8-9]。

當前番茄基質栽培最常用的基質是復合基質，復合基質能夠彌補單一基質在理化性質上的缺陷，更好地滿足作物生長發育對根際環境的要求[10]。如椰糠作為單一基質在無土栽培中應用時，由于其自身孔隙度小、電導率高，容易引起鹽分積累。為了降低鹽分累積和改善透氣性，已有許多科研工作者開展了關于椰糠復合基質的研究，如蘇飛[11]研究得出，椰糠復合基質的理化性質比單一椰糠基質總孔隙大、容重小，椰糠∶珍珠巖∶泡沫體積比為4∶2∶2 的復合基質比單一椰糠基質栽培番茄的長勢、果實產量和品質都有顯著提升。毛麗萍等[12]以菇渣、牛糞、蛭石為原料，進行了番茄有機基質配方的篩選，發現當牛糞∶菇渣∶蛭石體積比為6∶3∶1 時，番茄的產量、品質都顯著提高。王鵬等[13]研究發現草炭和菌渣的體積比為1∶2，并追施雞糞時，可明顯促進番茄株高、莖粗的增長和單果質量、總產量的提高。

3 番茄適用的營養液

營養液是將作物生長發育所必需的各種營養元素的化合物按照一定的數量和比例溶于水中而配成的溶液，在無土栽培中為作物生長發育提供所需的養分和水分[14]。番茄對各種營養元素的需求量會因品種、生育階段等的不同而變化，所以應根據番茄的品種、生育階段、栽培季節進行選擇[2]。

3.1 主要配方

目前被廣泛應用的番茄營養液配方有荷蘭番茄配方、山東農業大學番茄配方、華南農業大學番茄配方、山崎番茄配方（見表1）。前人對番茄無土栽培營養液配方的研究較多，如呂炯璋等[15]的研究結果表明，相比于山崎番茄配方、山東農業大學番茄配方和華南農業大學番茄配方，使用荷蘭番茄配方對植株生長發育有較好的促進作用。孫敏紅等[16]研究得出，山崎番茄配方是番茄無土栽培最佳的營養液配方。而吳麗君等[17]在不同營養液濃度對番茄生長的影響試驗中得出，荷蘭番茄配方是番茄無土育苗最佳的營養液配方。

表1 常用番茄無土栽培大量元素營養液配方Table 1 Nutrient solution composition of macro element of tomato

3.2 配方的影響因素

3.2.1 營養液酸堿度

營養液的酸堿度與各營養元素的吸收和利用密切相關，適宜番茄生長的pH 值范圍為5.5～6.5，低于5.5會影響N、P、K、Ca、Mg、S、Mo 的吸收；pH 值高于6.5 則會影響Fe、Mn、Zn、Cu 的吸收；pH 過高或過低都會破壞養分的平衡，造成缺素癥，傷害植物根系。因此，要嚴格管理，當pH 值過高時可加入適量硝酸進行調節，過低時可以添加適量的氫氧化鉀來調節。楊俊興等[18]的研究表明營養液酸堿度對番茄植株的生長發育具有重大影響，pH值在5.5～6.5 之間，番茄的株高、莖粗以及葉面積指數增長最佳。也有學者得出，椰糠基質栽培條件下，營養液pH值為5.7～6.2 時，有利于番茄生長和產量的提高[19]。Dyko等[20]通過研究不同pH 值的營養液對無土栽培番茄產量的影響發現，施用pH 5.5 的營養液后番茄產量最高。

3.2.2 營養液的供應量及頻率

營養液的供應量及頻率沒有統一的模式，應根據季節、天氣、基質、生育期等因素進行調節。有學者提出，隨著番茄的生長，植株對水分和養分吸收的增加，循環供液頻率也要增加[9]。孫麗麗等[21]的研究表明，當營養液用量高于5 250 L/hm2時，能顯著提高番茄單果質量和果實產量。隨著營養液滴灌頻率的增加，番茄果實單果質量、單株產量及果實產量均呈先升后降的趨勢，每5 d 滴灌一次營養液的頻率最佳，能提高果實產量及品質。胡曉輝等[22]以常規營養液管理（滴灌頻率為1 次/2 d）為對照，發現結果前期（第3 穗果坐果至第1 穗果成熟）1 次/d、結果后期（第1 穗果成熟至第5 穗果成熟）3 次/d 的滴灌頻率可兼顧番茄高產和質優，為最優的營養液滴灌方案。周文波[23]研究發現，番茄在營養生長期供液量每天每株250 mL，開花結果期每天每株350 mL，番茄的單果質量及產量均能達到最高。哈婷等[24]研究發現高糖度番茄在營養生長期每株每天營養液供液量為210 mL（滴灌頻率為3 次/d），開花結果期每天每株420 mL（滴灌頻率為3次/d），有利于促進高糖度番茄的生長和果實品質的提高。胡瑩瑩[25]以3/4 劑量山崎番茄配方為對象，研究了不同供液頻率對番茄生理代謝、生長發育、產量等的影響，結果表明與連續供液相比，間歇供液番茄的生長勢、光合速率、根系活力和產量顯著提高。

4 展望

無土栽培脫離了土壤的限制，開創了農業發展的新模式，是設施番茄集約化、安全生產及周年供應的重要途徑，發展前景廣闊。我國無土栽培起步較晚，生產技術水平還有待提高，未來要集中于下面幾個方面的研究。

4.1 開展無土栽培綜合技術集成研究

當前番茄無土栽培綜合研究較少，多限于某種基質、營養液配方或單一元素對番茄產量及品質的影響，缺乏對番茄生產關鍵因素的集成研究。今后應開展對番茄栽培基質、營養液等關鍵生產因素的探討，探索關鍵節點、關鍵元素對番茄產量、品質的影響。集成特定番茄品種水肥管理技術并配套特定環境管理方法，對實現番茄高效優質安全栽培具有重要意義。

4.2 研發適用無土栽培的專用品種

在番茄無土栽培的研究中，關于適宜無土栽培專用品種的研究相對較少，迫切需要選育出抗根系病害、耐低溫弱光、優質豐產的蔬菜新品種。

4.3 發展低成本無土栽培技術

無土栽培技術相對復雜、設施裝備投入較高，一定程度上阻礙了番茄無土栽培的大面積應用[26]。簡化操作技術，發展具有本土特色的無土栽培技術是加速我國無土栽培推廣的關鍵。如基質的選擇，可通過挖掘當地常見的秸稈、爐渣、菇渣等資源，以降低生產成本[27]。

4.4 開展無土栽培技術標準研制

目前無土栽培相關國標、行標、地標等都較少，安全生產缺少標準性、規范性的指導文件。因此應從栽培設施、基質配方、營養液配方、栽培技術等關鍵環節開展標準化技術研究，制定完善無土栽培相關標準，將會極大地促進無土栽培的發展和提升。