日光溫室土壤消毒處理對番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

魏百弘，張文斌，鐵建中，高程斐，肖雪梅，呂 劍，胡琳莉，2，郁繼華，2

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 蘭州 730070； 2.甘肅省干旱生境作物學(xué)重點實驗室·甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 蘭州 730070）

番茄（）原產(chǎn)于南美洲西部太平洋沿岸安第斯山脈的秘魯、厄瓜多爾、玻利維亞、智利等國的高原或谷地，是世界上產(chǎn)量最高的蔬菜作物之一。番茄果實營養(yǎng)豐富，被譽為菜中之果，也是我國主要設(shè)施栽培的蔬菜種類之一。自1978 年以來，我國番茄的種植面積不斷擴大，隨之總產(chǎn)量迅速增長，據(jù)統(tǒng)計，番茄年平均種植面積110 萬hm，但種植的單一化和集約化管理引起的土壤退化和連作障礙等問題嚴重限制了番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。土壤消毒是解決日光溫室土壤連作障礙的關(guān)鍵技術(shù)手段。在進行番茄設(shè)施栽培時，為了解決番茄的自毒問題，首先要進行土壤消毒，給番茄創(chuàng)造良好的生存環(huán)境，這能從根本上解決連作障礙問題?，F(xiàn)階段，國內(nèi)改良土壤連作障礙的措施主要有：（1）休耕輪作；（2）淋雨洗鹽；（3）高溫悶棚消毒。雖然有關(guān)土壤消毒的研究很多，但目前土壤消毒對番茄影響的研究主要集中在對番茄產(chǎn)量的影響方面，對番茄品質(zhì)的影響研究較少，而品質(zhì)又是當(dāng)下消費者關(guān)注的一個熱點問題。在我國，設(shè)施番茄種植面積較大，但土壤連作障礙問題仍然十分普遍，導(dǎo)致番茄品質(zhì)和產(chǎn)量下降。因此，土壤消毒對番茄品質(zhì)的影響有待研究。鑒于此，筆者以粉果番茄漢姆七號為試材，探究不同土壤消毒方式對日光溫室番茄產(chǎn)量、外觀品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)以及礦質(zhì)元素等的影響，旨在為當(dāng)?shù)卦O(shè)施番茄的種植提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020 年8 月至2021 年1 月在甘肅省蘭州市榆中縣清水驛鄉(xiāng)稠泥村日光溫室進行。溫室連續(xù)種植番茄5 年。清水驛鄉(xiāng)位于榆中縣中部，平均海拔1790 m，年平均氣溫7.4 ℃，年平均降水量400 mm，屬于典型的溫帶大陸性氣候，特點為溫差大，降水量少。試驗用日光溫室跨度7 m，長度45 m，種植面積約315 m。

1.2 材料

供試番茄品種為粉果品種漢姆七號，由赤峰和潤種苗科技有限公司提供種苗。試驗用石灰氮購自寧夏祥美農(nóng)業(yè)科技有限公司，98%棉隆微粒劑購自江蘇南通施壯化工有限公司。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置4 個處理，每個處理3 次重復(fù)，共12 個小區(qū)，每小區(qū)面積約26 m。消毒前清除前茬殘留物并施入有機肥和磷酸二銨100 kg.667 m，之后向試驗小區(qū)施入棉隆或石灰氮（表1），深翻土壤35～40 cm，等到灌水全部滲下后，平鋪地膜（0.044 mm 厚的聚乙烯塑料膜）密封，ML+FM 處理與SHN+FM 處理覆膜30 d 后，揭膜散氣5 d，然后翻地一次后再晾曬5 d 即起壟定植。8 月13 日選擇長勢一致、無病蟲害、生長健壯的番茄幼苗進行定植，每個小區(qū)62 株。采用高畦雙行栽培的方式，壟寬1 m，單株定植，定植株距40 cm，小行距45 cm，大行距75 cm。2020 年11 月29 日開始收獲，2021 年1 月2 日拉秧。所有處理的番茄均進行統(tǒng)一的常規(guī)管理。

表1 試驗設(shè)計

1.4 方法

1.4.1 產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo) 在第一批果實成熟時采收，整個生育期分4 次采收，分批統(tǒng)計各處理每株結(jié)果數(shù)和單果質(zhì)量，按照每小區(qū)26 m，計算小區(qū)1 m產(chǎn)量并換算為667 m產(chǎn)量。每小區(qū)果實樣品數(shù)3 個，3 次重復(fù)。外觀品質(zhì)指標(biāo)測量：果實縱橫徑用游標(biāo)卡尺直接測量并計算果形指數(shù)（縱徑/橫徑）。采用蒽酮比色法測定番茄果實可溶性糖含量，根據(jù)公式（1）計算樣品中可溶性糖含量。參照考馬斯亮藍法測定番茄果實可溶性蛋白含量，根據(jù)公式（2）計算樣品中可溶性蛋白質(zhì)含量。采用水楊酸-硫酸法測定番茄果實硝酸鹽含量，根據(jù)公式（3）計算樣品中硝酸鹽含量。采用滴定法測定番茄果實有機酸含量；采用手持式硬度計（托普GY-4，中國）測定番茄果實硬度；采用手持式折射儀測定可溶性固形物含量。

可溶性總糖含量/%=

為標(biāo)準(zhǔn)曲線（μg）；為提取液量（mL）；為吸取樣品液體積（mL）；為稀釋倍數(shù)；為質(zhì)量（g）。

樣品中可溶性蛋白質(zhì)含量/（mg.g）=

為（μg）；V為提取液總體積（mL）；為樣品質(zhì)量（g）；為測定時加樣量（mL）；

單位鮮質(zhì)量樣品中的硝酸鹽含量/（mg·kg）=

為回歸方程計算的硝酸鹽濃度（μg.mL）；為樣品定容體積（mL）；為樣品質(zhì)量g；為測定取用的樣品提取液體積（mL）。

1.4.2 礦質(zhì)元素含量測定 果實鮮質(zhì)量測量結(jié)束后，準(zhǔn)備直徑為16 cm 的培養(yǎng)皿，稱量培養(yǎng)皿的質(zhì)量并記錄。將果實放入培養(yǎng)皿中，用水果刀將其分成4 份，將培養(yǎng)皿放入105 ℃的烘箱先殺青15 min，后置于80 ℃下烘干，待果實烘干至恒質(zhì)量后記錄數(shù)據(jù)，測果實礦質(zhì)元素含量。采用濕式消解法進行樣品前處理。試樣中鈣（Ca）、銅（Cu）、鐵（Fe）、錳（Mn）、鎂（Mg）、鉀（K）和鋅（Zn）元素以質(zhì)量分數(shù)計，單位為mg.kg，計算公式為（4）：

為試樣溶液中元素的質(zhì)量濃度（μg.mL）；0為空白溶液元素的質(zhì)量濃度（μg.mL）；為稀釋倍數(shù)；為試樣的質(zhì)量（g）；為固定數(shù)值（以mg.kg表示時，D 為10；以g.kg表示時，D 為10）。

1.5 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2010 軟件進行數(shù)據(jù)整理；使用SPSS Statistics 20.0 軟件進行單因素方差分析，采用Duncan’s 檢驗方法進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤消毒方式對番茄產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表2 可以看出，不同土壤消毒方式對番茄產(chǎn)量有一定影響。FM 處理番茄平均單果質(zhì)量最大，達到132.59 g，較CK、ML+FM 和SHN+FM 處理分別提高47.63%、34.21%和24.35%。SHN+FM 處理單株結(jié)果數(shù)最多，與CK、FM 和ML+FM 相比分別顯著提高27.91%，12.25%和19.57%。SHN+FM 處理單株產(chǎn)量最高，達到2.02 kg，比CK 顯著提高56.59%，與其他各處理間差異不顯著。SHN+FM處理667 m產(chǎn)量最高，為9 318.06 kg，與CK 相比顯著提高56.68%，與FM 和ML+FM 處理間差異不顯著。

表2 不同土壤消毒方式對番茄產(chǎn)量的影響

2.2 不同土壤消毒方式對番茄果實硬度、果形指數(shù)和品質(zhì)的影響

由圖1-A 可以看出，番茄果實硬度在6.97～10.06 kg.cm之間。SHN+FM 處理果實硬度最高，達到了10.06 kg.cm，分別較CK、FM、ML+FM 處理提高17.11%、44.33%、7.59%。CK、ML+FM、SHN+FM 處理番茄果實硬度均顯著高于FM 處理，但CK 與ML+FM、SHN+FM 處理間無顯著差異。由圖1-B 可以看出，番茄果形指數(shù)在0.95～0.98，均為圓形果，CK 的果形指數(shù)最大。

圖1 不同土壤消毒方式對番茄果實硬度和果形指數(shù)的影響

由表3 可以看出，ML+FM 處理果實可溶性固形物含量顯著高于其他3 個處理，比CK 提高32.23%，比FM 處理和SHN+FM 處理分別提高20.00%和14.29%，說明ML+FM 處理可促進番茄可溶性固形物積累。

表3 不同土壤消毒方式對番茄品質(zhì)的影響

SHN+FM 處理維生素C 含量最高，比CK、FM和ML+FM 處理分別顯著提高2.89%、1.70%和1.39%，F(xiàn)M 處理和ML+FM 處理差異不顯著?？扇苄蕴呛孔罡叩氖荢HN+FM 處理，高于其他3 個處理，與CK 相比提高44.84%；其次是FM 處理，CK 可溶性糖含量最低。說明通過SHN+FM 處理進行土壤消毒可以增加番茄果實中可溶性糖含量。采用ML+FM 處理技術(shù)進行土壤消毒，番茄果實中硝酸鹽含量最低，顯著低于其他3 種處理，比CK、FM 和SHN+FM 處理分別降低30.00%、21.64%、16.05%。番茄果實中有機酸含量為0.51%～0.95%，F(xiàn)M、ML+FM 和SHN+FM 處理有機酸含量均顯著低于CK，分別比CK 降低35.79%、46.32%、21.05%，且SHN+FM 與FM、ML+FM 處理差異顯著，F(xiàn)M 處理和ML+FM 處理差異不顯著。表明不同土壤消毒方式均可不同程度降低番茄果實中的有機酸含量，且ML+FM 處理有機酸含量最低。ML+FM 處理糖酸比最高，達到7.31，糖酸比含量較CK 顯著提高121.52%，但與FM 和SHN+FM 處理差異不顯著。

2.3 不同土壤消毒方式對番茄果實中大量元素含量的影響

從表4 可以看出，番茄果實中大量元素含量表現(xiàn)為K＞Mg＞Ca，不同處理條件對番茄果實中大量元素含量有一定的影響。ML+FM 處理Ca 元素含量最高，為79.57 mg.kg，較CK、FM、SHN+FM 分別增加9.31%、3.61%和10.58%，其次是FM、CK、SHN+FM 處理。FM 處理條件下Mg 元素含量最高，與CK 相比顯著提高11.24%。ML+FM 處理條件下K 元素含量最高，為5 180.40 mg.kg，與對照相比提高4.60%。

表4 不同土壤消毒方式對番茄果實大量元素含量的影響

2.4 不同土壤消毒方式對番茄果實中微量元素含量的影響

從表5 可以看出，ML+FM 土壤消毒處理條件下，番茄果實中Fe、Cu、Zn 元素含量均最高，其Fe元素含量與CK 相比提高2.92%，與FM 處理和SHN+FM 處理差異顯著。ML+FM 處理Cu 元素含量比CK、FM、SHN+FM 處理分別提高0.78%、10.23%、23.17%，且與FM 處理和SHN+FM 處理差異顯著。SHN+FM 處理Mn 元素含量比CK 提高100.00%。

表5 不同土壤消毒方式對番茄果實微量元素含量的影響

3 討 論

連作障礙會使作物生長勢變?nèi)?、坐果率降低、品質(zhì)變劣。筆者的試驗結(jié)果表明，高溫悶棚結(jié)合FM、ML+FM、SHN+FM 的土壤消毒方式在一定程度上提高了番茄產(chǎn)量，其中SHN+FM 處理產(chǎn)量最高，這與陳云林在探究幾種土壤處理對克服草莓連作障礙的研究結(jié)果中表明SHN+FM 處理增產(chǎn)效果最好、林飛容等在研究石灰氮防治甘薯莖基部腐爛病時發(fā)現(xiàn)石灰氮可以提高單位面積的產(chǎn)量的研究結(jié)果一致。石灰氮的使用已經(jīng)有一百多年的歷史，是藥肥兩用的土壤殺菌消毒劑。首先，石灰氮本身是一種緩效性氮肥，肥效時間長，可以有效促進番茄的后期發(fā)育，具有一定的增產(chǎn)作用；其次，石灰氮結(jié)合高溫悶棚有很好的殺菌作用，可以有效殺死土壤中的根結(jié)線蟲和土傳病原菌，施用后可使作物生長健壯，增強對病害的抵抗力，從而提高產(chǎn)量。SHN+FM 土壤消毒技術(shù)可改良土壤結(jié)構(gòu)、改善土壤酸化，為番茄的生長發(fā)育提供適宜的環(huán)境。維生素C、可溶性糖含量及糖酸比等是決定番茄品質(zhì)的重要指標(biāo)，筆者使用SHN+FM 土壤消毒技術(shù)，有效提高了番茄果實中維生素C、可溶性糖含量以及糖酸比，從而提高了番茄果實的品質(zhì)。崔國慶發(fā)現(xiàn)石灰氮可以提高黃瓜維生素C、可溶性糖和有機酸的含量，馬紅艷等的研究結(jié)果表明石灰氮可以提高韭菜品質(zhì)，與筆者的研究結(jié)果一致。

筆者研究了不同土壤消毒方式對番茄果實中礦質(zhì)元素含量的影響，通過試驗研究發(fā)現(xiàn)，不同土壤消毒方式對番茄果實中礦質(zhì)元素含量有一定的影響，而礦質(zhì)元素是番茄果實的主要營養(yǎng)物質(zhì)。利用不同的土壤消毒方式使番茄果實中的礦質(zhì)元素表現(xiàn)出明顯差異。研究結(jié)果表明，SHN+FM 土壤消毒方式番茄果實中Mn 元素的含量最高，ML+FM處理的Fe、Cu、Zn、Ca、K 元素的含量最高。

綜上所述，不同土壤消毒技術(shù)對番茄果實中礦質(zhì)元素含量和果實品質(zhì)有不同的影響。從整體來看，使用石灰氮結(jié)合覆膜技術(shù)進行土壤消毒能夠有效提高番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)，比棉隆結(jié)合覆膜、僅覆膜處理更具有優(yōu)勢。