北方日光溫室氣霧栽培對番茄植株生長、產量和品質的影響

王彩虹，郭 偉，王 英

（1.河套學院，內蒙古巴彥淖爾 015000；2.巴彥淖爾市現代農業示范園區，內蒙古巴彥淖爾 015000）

氣霧栽培是利用噴霧裝置將營養液霧化為小液滴狀，直接噴射到植物根系以提供植物生長所需水分和養分的一種新型無土栽培技術[1]。氣霧栽培是現代農業發展的最新方向，生產不受土地質量和空間的影響，可以充分利用現有的空間生產優質高產的蔬菜，顯著提高土地利用率。與營養液培養（水培）、基質栽培、土壤栽培（土培）相比，氣霧栽培可以使作物脫離土壤并免受氣候限制及傳統露地栽培中土壤鹽漬化、土壤病蟲害及連作障礙等問題的影響，同時避免了基質培、水培缺氧爛根的問題，其防止病蟲害發生、節約澆灌用水和提高培養液利用率等特點突出，具有傳統栽培不可比擬的優勢[2]。為此，本文研究了氣霧栽培與土培、基質培、水培4 種栽培模式下番茄的植株生長、產量和品質特點，為氣霧栽培技術在番茄種植中的應用提供理論與技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

本試驗以粉果番茄為試驗材料，2022 年秋季在內蒙古巴彥淖爾市現代農業示范園區日光溫室開展氣霧栽培試驗，同時以土培、基質培、水培為對照（CK），各處理重復4次。

土培起壟種植，壟寬70 cm、高30 cm，壟間寬度為60 cm，株距為30 cm。基質培和水培采用硬質PVC塑料栽培槽種植，縱切面為等腰梯形，上口寬30 cm、下底寬18 cm、高20 cm，槽底墊有PVC 材質排水板，上端有防變形鉤，兩端都堵頭；栽培槽上放置定植板，定植板選用厚度2.5 cm 的XPS 擠塑板（以下簡稱擠塑板），株距為30 cm。基質培采用的是椰糠殼和椰糠磚泡大后按質量比1∶1混合制成的椰糠基質。椰糠基質放入栽培槽壓實，基質表面距上端邊緣5 cm，將滴灌帶鋪設在基質上方和中間。水培主要在槽中放營養液，營養液的高度根據番茄根系的高度進行調整，保證根系有1/4 在水面之上。營養液的pH 值控制在5.8～6.6，電導率控制在3.2～3.8 mS·cm-1。

氣霧栽培槽長900 cm、寬60 cm、高60 cm，選用30.0 mm×30.0 mm×1.3 mm 的不銹鋼角鋼作為支架。底部和兩側鋪設厚度2.5 cm 的聚苯乙烯泡沫保溫板隔熱擠塑板，其內鋪設0.1 mm厚的大棚膜以防漏水，栽培槽頂部覆蓋擠塑板作為定植板，株距30 cm，孔徑50 mm。控制器每隔6 min 噴霧營養液2 min，噴霧帶的壓力為0.2 Pa，每隔2 d 用NaOH 和HNO3調節營養液的pH 值在5.8～6.6，電導率控制在3.2～3.8 mS·cm-1。

1.2 溫室條件

9 月初至10 月底北方天氣相對暖和，溫室內白天氣溫為25～35 ℃，夜間氣溫為10～20 ℃，每天日照時間9～12 h。11 月初至翌年1 月中旬北方天氣寒冷，溫室內白天氣溫為13～30 ℃，夜間氣溫為8～15 ℃，每天日照時間7～9 h。

1.3 供試營養液

本試驗采用日本山崎番茄無土栽培營養液，具體配方如表1所示[3]。

表1 供試營養液配方 單位：mmol·L-1

1.4 定植與管理

2022 年8 月28 日進行移苗，選擇3 片真葉、長勢旺盛、高度一致的幼苗進行移栽。土培和基質培直接移栽，水培和氣霧栽培移栽在直徑為50 mm 的定植籃內，并在上方覆蓋珍珠巖作為填充，起到保水透氣、固定根系的作用[3]。每行定植30 株，每種種植模式設置4 行，即4 次重復。定植后8 d 內掛遮陽網進行遮蓋。植株單干整枝，其他管理同大田生產。

1.5 測試項目及方法

從定植后第20 d開始，每個處理中隨機選擇10株具備代表性的幼苗做好標記，4 個重復共標注40 株。每隔7 d 用游標卡尺測定頂數第4 片展開葉處的直徑，用卷尺測量株高，用美能達502 PLUS葉綠素計測定葉綠素含量（SPAD 值）。在定植后62 d 用LI-6400 光合系統測定第3片頂葉的凈光合速率[4]。測量第一穗番茄成熟后的品質，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，采用酸堿滴定法測定有機酸含量[5]。番茄采收時用天平測產量，用游標卡尺測量大小。

2 結果與分析

2.1 對番茄生長發育的影響

由圖1 可知，番茄的株高、莖粗、葉綠素含量隨著定植時間的增加而增加，且氣霧栽培的株高、莖粗、SPAD 值都明顯高于其他栽培模式；采收時各指標大小順序為氣霧栽培＞水培＞土培＞基質培，后期各參數土培略大于基質培，分析可能是土培在上一茬種植過程中施羊糞肥引起的。試驗結果還表明，番茄葉片的凈光合速率（單位：μmol·m-2·s-1）最大的是氣霧栽培，其大小順序為氣霧栽培（38.34）＞水培（35.31）＞土培（30.47）＞基質培（28.58）。

圖1 4種栽培模式對番茄生長發育的影響

2.2 對番茄內部化學品質的影響

不同栽培模式下，第一穗番茄果實內部化學品質如圖2 所示。由圖2 可知，番茄果實的可溶性糖含量、可滴定酸含量指標值排序均為土培＞基質培＞氣霧栽培＞水培。

圖2 4種栽培模式下番茄的內部化學品質

2.3 對番茄產量、果實大小的影響

從表2 可知，氣霧栽培番茄的果實最大，產量最高。氣霧栽培番茄的平均橫徑能達到7.23 cm，其他栽培模式在6.01～6.87 cm；氣霧栽培番茄單果重最大，為330.52 g，其他栽培模式在302.85～328.40 g；氣霧栽培番茄每667 m2產量4 740.4 kg，其他栽培模式667 m2產量在4 110.6～4 470.8 kg，氣霧栽培增產率為6.48%～15.81%。

表2 4種栽培模式下番茄的產量和果實大小

3 小結

本研究表明，在營養液相同的條件下，氣霧栽培番茄的植株長勢、葉綠素含量、凈光合速率均高于水培、基質培、土培，說明其葉片光合作用在4 種栽培模式下最強；氣霧栽培番茄的可溶性糖和可滴定酸含量低于土培和基質培，說明氣霧栽培番茄在口感上不如土培和基質培，這與土壤和基質中有機質含量相對較高有很大關系；氣霧栽培番茄果實最大、單果最重、產量最高，增產率為6.48%～15.81%。

氣霧栽培可人為控制植物的生長環境，根據植物的需求合理及時供給營養液，可維持生長的平衡，植株長勢旺盛，根系發達，產量提高。但番茄的口感與微生物、有機質等多種因素有關，還需繼續研究營養液的合理搭配。