不同施肥方案對室內種植番茄生長發育及果實品質的影響

文點點，王寧，章雨珠，童芳，端金慧，王源秀，楊璐

(安徽師范大學 生命科學學院，安徽 蕪湖 241000)

番茄(Solanumlycopersicum)屬茄科，為一年或多年生草本植物，其果實營養豐富，具特殊風味[1-3]。每100 g新鮮番茄中含有蛋白質0.7～0.9 g、碳水化合物2～4 g、胡蘿卜素0.3～0.5 mg、硫胺素0.3～0.4 mg、核黃素0.01～0.02 mg，以及煙酸、抗壞血酸、檸檬酸、蘋果酸、番茄素等[4-6]。因其具有低熱量和種植效益可觀的優勢，在中國乃至全世界廣泛栽培，且種植面積仍在繼續擴大[7-10]。近年來，工業化生產的番茄因過分追求質量和經濟效益而盲目施肥，導致土壤質量下降、影響植株對營養元素的吸收、番茄產量和品質降低[11-14]。在人工控制溫度、濕度的培養室內種植番茄，可以通過對溫度、濕度、光照條件等進行控制而創造出適合番茄生長發育的小環境氣候，是進行番茄生產的一種特殊的栽培模式[15-16]。人工控制的栽培室具有密閉性好、空間有限的特點，因此室內栽培番茄比露地栽培所需要的營養條件更高，在施肥時不規范或施肥比例不合適，常導致番茄表現出缺素癥狀，或因缺素而發病[17-20]。因此，探究出番茄最佳施肥方案，不僅可以減輕肥料對土壤的污染，而且對于提高番茄品質、降低栽培室或溫室種植番茄的成本具有重要意義。本實驗以野生型番茄為研究對象，旨在探究不同施肥方案對番茄生長發育及果實品質的影響，以期為番茄科學合理施肥提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

本實驗所用的番茄品種為Micro Tom。栽培方式為盆栽，加入底肥，每個營養缽(7.5 cm×7.5 cm)中播撒一顆清水萌芽后的種子。生長條件為標準的溫室條件(光照16 h、黑暗8 h；白天25 ℃、夜晚18 ℃；濕度80%；光照強度250 μmol·m-2·s-1)。試驗土為購自愛美園藝的進口丹麥氏泥炭土(泥炭蘚，pH值5.5～6.0，顆粒0～10 mm)；實驗所用磷肥購于河北中保綠農作物科技有限公司 (配方為KH2PO499%、P2O552%、K2O 34%)；實驗所用小顆粒購于河南省雙惠農業科技發展有限公司(配方為N 15.18%、P2O515.36%、K2O 15.26%)；實驗所用PNS營養液為自行配置。

1.2 實驗方法

2022年3月7日種植番茄，3月21日開始施肥。對番茄進行8種處理。空白對照組，根部澆灌清水(CK)；處理1，葉面噴施營養液(T1)；處理2，葉面噴施磷肥(T2)；處理3，根部施小顆粒肥料(T3)；處理4，葉面噴施營養液+葉面噴施磷肥(T4)；處理5，葉面噴施營養液+根部施小顆粒肥料(T5)；處理6，葉面噴施磷肥+根部施小顆粒肥料(T6)；處理7，葉面噴施營養液+葉面噴施磷肥+根部施小顆粒肥料(T7)。每種培養方式至少培養6株番茄苗。營養液裝在500 mL噴壺中，3 d噴施一次，每株番茄苗用噴壺加壓均勻噴灑在葉面上(約2.296 mL)；磷肥裝在400 mL噴壺中，6 d噴施一次，每株番茄苗用噴壺加壓均勻噴灑在葉面上(約1.708 mL)；小顆粒20 d根部施一次，一次施5粒，見表1。

表1 番茄的不同施肥方案Table 1 Different fertilization schemes for tomato

1.3 項目測定

1.3.1 番茄植株生長指標測定

每個處理組隨機選取6株番茄苗，在定植后40 d、80 d分別用直尺測量每株番茄植株的株高、莖粗、第二側枝長度、第二側枝主葉長度、第二側枝主葉寬度。統計不同施肥方案下番茄植株連續5 d的開花數。在定植后41 d、44 d分別從每種處理方案中隨機選取3株番茄植株，取新鮮組織，擦凈組織表面污物，剪碎、混勻。稱取0.1 g，共3份，分別置于試管中。每個試管中加入5 mL 95%乙醇。放暗處浸泡24 h，之后測定葉綠素含量[21]。

1.3.2 番茄果實產量和品質指標測定

在果實破色當天(0 d.p.a)分別用游標卡尺測量果實橫徑、統計種子數量；在番茄衰老期統計單株產量；采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量(采用南京建成生物工程研究所研制的植物可溶性糖檢測試劑盒)；采用紫外分光光度計法測定維生素C含量[22]。

1.4 數據分析

試 驗 數 據 采 用 Microsoft Excel 2016進行統計、整理、分析及作圖，并采用IBM SPSS Statistics 19統計軟件進行處理間的顯著性檢驗，采用單因素方差分析，差異顯著性分析(P<0.05)采用Duncan法。

2 結果與分析

2.1 不同施肥方案下番茄營養生長的差異比較

2.1.1 不同施肥方案對番茄植株生長的直觀影響

由圖1可知，在定植后43 d，對不同處理方案的番茄苗進行拍照，結果顯示，T3、T5、T6組植株長勢明顯優于其他組，具體表現為株高較高、莖稈枝葉茂盛，葉片呈現深綠色。T7處理組植株長勢次之，株高矮于前3組。值得注意的是，CK、T1、T2、T4的植株株高較其他組明顯矮小，莖稈上枝葉稀疏。

圖1 番茄植株生長直觀圖Fig.1 Visual picture of tomato plant growth

由圖1 中最大葉面正面和最大葉面背面可知，T6、T7最大葉片明顯優于其他組，具體表現為葉片寬大且呈深綠色，T3、T4、T5處理組最大葉片次之，小于前3組。值得注意的是，CK、T1、T2的最大葉片明顯小于其他組，葉片泛黃。

由圖1 中根部可知，T5、T7根部的生長情況明顯優于其他組，具體表現為根部分枝較多，根長較長，CK、TI次之，根部分枝少于前3組。值得注意的是，T2、T3、T4、T6的根長明顯比其他組短。

綜上可知，不同的施肥方案對番茄植株生長的影響有較大差異，其中T3、T5、T6、T7組枝葉較茂盛，即施用了小顆粒肥料的實驗組生長情況較好。

2.1.2 不同施肥方案下番茄長勢的統計比較

由圖2中可知，番茄定植后40 d，除T1外，T2、T3、T4、T5、T6、T7較CK組的株高增加幅度分別為30.93%、135.74%、51.05%、158.26%、129.13%、52.85%，其中T5株高最大，略大于T3、T6組但無顯著差異，顯著大于其他處理組與對照組。T1株高最小，與CK無顯著差異。株高大小關系為T5>T3>T6>T7>T4>T2>CK>T1；

同組柱上無相同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，圖3、5～7同。圖2 不同施肥方案下番茄植株株高比較Fig.2 Comparison of tomato plant height under different fertilization schemes

定植后80 d，除T1外，T2、T3、T4、T5、T6、T7較CK組的株高增加比率分別為9.75%、55.13%、16.45%、52.42%、45.41%、10.23%，其中T3株高最大，略大于T5、T6但無顯著差異，顯著大于其他處理組與對照組。T1株高最小，與CK、T2、T4、T7無顯著差異。株高大小關系為T3>T5>T6>T4>T7>T2>CK>T1。綜上，從番茄株高的生長情況來看，T3、T5和T6三組生長情況較好。

由圖3中可知，番茄定植后40 d，所有處理組的莖粗均大于對照組(CK)。其中T5莖粗最大，略大于T3但無顯著差異，顯著高于其他處理組與對照組。CK莖粗最小，與T1、T2、T4、T7無顯著差異。莖粗大小關系為T5>T3>T6>T1>T7=T2>T4>CK；定植后80 d，番茄莖粗較定植后40 d均增大，T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7較CK組的莖粗增加比率分別為0.85%、3.80%、52.32%、9.70%、46.84%、23.63%、19.41%。其中T3莖粗最大，與T5無顯著差異，但顯著高于其他處理組與對照組。T1莖粗最小，與CK、T2、T4無顯著差異。莖粗大小關系為T3>T5>T6>T7>T4>T2>T1>CK。綜上，從番茄莖粗的生長情況來看，T3、T5和T6三組的生長情況較好。

圖3 不同施肥方案下番茄植株莖粗比較Fig.3 Comparison of stem diameter of tomato plants under different fertilization schemes

由表2可知，定植后40 d，除T2外，T1、T3、T4、T5、T6、T7較CK組的第二側枝長度增加比率分別為14.94%、40.23%、2.87%、54.60%、38.79%、75.86%，其中T7的第二側枝長度最大，略大于T5但無顯著差異，顯著大于其他處理組與對照組。T3、T6次之，且T3、T5、T6之間無顯著差異。T2的第二側枝長度最小，與CK、T1、T4無顯著差異。第二側枝長度大小依次為T7、T5、T3、T6、T1、T4、CK、T2；定植后80 d，除T1與T2外，T3、T4、T5、T6、T7較CK組的第二側枝長度增加比率分別為186.73%、32.91%、149.49%、139.03%、92.86%，其中T3的第二側枝長度最大，顯著大于其他處理組與對照組，T2的第二側枝長度最小，與CK、T1無顯著差異。第二側枝長度大小依次為T3、T5、T6、T7、T4、CK、T1、T2。總的來說，第二側枝長度T3、T5、T6處理組生長情況較好。

定植后40 d，與CK相比，所有處理組的第二側枝主葉長度均大于對照組，其中T5最大，略大于T3、T7但無顯著差異，顯著大于其他處理組與對照組。T2最小，與CK、T1、T4無顯著差異。第二側枝主葉長度大小依次為T5、T7、T3、T6、T4、T1、T2、CK；定植后80 d，除T2外，T1、T3、T4、T5、T6、T7較CK組的第二側枝主葉長度增加比率分別為5.52%、242.33%、61.96%、226.38%、196.93%、159.51%。其中T3最大，略大于T5但無顯著差異，顯著大于其他處理組和對照組。T2最小，與CK、T1無顯著差異。第二側枝主葉長度大小依次為T3、T5、T6、T7、T4、T1、CK、T2。總的來說，第二側枝主葉長度T3、T5處理組生長情況較好。

定植后40 d，除T4外，T1、T2、T3、T5、T6、T7較CK組的第二側枝主葉寬度增加比率分別為17.59%、25.00%、59.26%、50.93%、13.89%、85.19%，其中T7最大，略大于T3但無顯著差異，顯著大于其他處理組和對照組，T4最小，與CK、T1、T2、T6無顯著差異。第二側枝主葉寬度大小依次為T7、T3、T5、T2、T1、T6、CK、T4；定植后80 d，除T2外，T1、T3、T4、T5、T6、T7較CK組的第二側枝主葉寬度增加比率分別為1.59%、258.73%、50.79%、176.19%、187.30%、130.16%。其中T3最大，顯著大于其他處理組和對照組，T2最小，與CK、T1無顯著差異。第二側枝主葉寬度大小依次為T3、T6、T5、T7、T4、T1、CK、T2。總的來說，第二側枝主葉寬度T3、T5處理組生長情況良好。

綜上，從番茄第二側枝的生長情況來看，T3、T6處理組的生長情況較好。由此可知，在本次實驗條件下，從番茄株高、莖粗與第二側枝三方面來看，T3、T5、T6三組施肥方案的番茄植株營養生長情況較好，說明小顆粒肥料能對番茄的營養生長起到明顯的促進作用。

2.1.3 不同施肥方案下番茄葉片葉綠素含量差異

從表3可知，定植后41 d，除T1、T4外，其他處理的葉綠素a含量的均值均比對照組低。其中T4最高，略高于T2、CK、T1但無顯著差異，顯著高于其他處理組。T6、T7最低，與T2、T3、T5無顯著差異；除T2外，其他處理的葉綠素b含量的均值均高于對照組，其中T7最高，與T3、T5、T6無顯著差異，但顯著高于其他處理組和對照組，T2最低，與T1、CK無顯著差異；除T2外，其他處理的葉綠素總含量的均值都比對照組高，其中T7最高，與T3、T5、T6無顯著差異，但顯著高于其他處理組和對照組，T2最低，與T1、CK無顯著差異。定植后44 d，除T1、T2外，其他處理的葉綠素a含量的均值都比對照組高，其中T4最高，略高于CK、T2、T3、T5、T6、T7但無顯著差異，顯著高于T1；除T1外，其他處理的葉綠素b含量的均值都比對照組高，T3最高，與T7無顯著差異，但顯著高于其他處理組和對照組，T1最低，與CK、T2無顯著差異；除T1外，其他處理的葉綠素總含量的均值都比對照組高，其中T3最高，略高于T5、T6、T7但無顯著差異，但顯著高于其他處理組和對照組。T1最低，與CK、T2無顯著差異。說明T3、T7處理能明顯促進番茄幼苗葉綠素的合成。

2.2 不同施肥方案對番茄生殖生長的影響

2.2.1 不同施肥方案對番茄植株開花的影響

由圖4可知，在連續的5 d時間內，CK、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7平均每日新增的開花數均值為0、0、0.4、4.8、0.4、6.0、4.4、4.0。T5平均每日新增的開花朵數最多；T1平均每日新增的開花數最少，和CK一樣為0。表明采用不同處理方案對番茄植株開花的影響不同，T5處理能對番茄植株開花起到明顯的促進作用。

圖4 不同施肥方案下番茄植株5 d累計開花數Fig.4 Accumulated flowering number of tomato plants in 5 days under different fertilization schemes

2.2.2 不同施肥方案對番茄果實結果數的影響

待番茄進入衰老期即坐果數不再增加時，對每組結果數排序前六的植株進行統計，由圖5可知，CK、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7組每株果實數均值分別為1.50、1.33、0.33、18.17、2.83、16.17、14.67、15.83，其中T3平均每株果實數最多，略大于T5、T7但無顯著差異，顯著高于其他處理組和對照組，T2最少，與CK、T1、T4無顯著差異，結果數大小關系為T3>T5>T7>T6>T4>CK>T1>T2。說明T3處理能明顯促進番茄結果。

圖5 不同施肥方案下番茄植株結果數Fig.5 The number of tomato plant fruits under different fertilization schemes

2.2.3 不同施肥方案對番茄果實大小及種子數的影響

由不同施肥方案下番茄衰老期的整體圖可知，CK、T1、T2、T4的生長情況遠不如T3、T5、T6、T7。故下面只比較T3、T5、T6、T7處理組的果實大小及種子數。在整個成熟期，對每組破色果實橫徑和種子數量進行統計分析。從表4可知，T3、T5、T6較T7組的番茄橫徑增加比率分別為4.67%、10.16%、1.93%，其中T5番茄橫徑最大，且顯著大于其他處理組，T7番茄橫徑最小，與T3、T6無顯著差異。橫徑大小關系為T5>T3>T6>T7；破色果實中，T3、T5、T7較T6組的種子數量增加比率分別為6.56%、44.26%、32.70%，其中T5最多，但與其他處理組無顯著差異，T6最少，番茄種子數量大小關系為T5>T7>T3>T6。說明T5處理對番茄果實大小及種子數均有明顯的促進作用。

表4 不同施肥方案對破色期番茄果實大小及種子數的影響Table 4 Effects of different fertilization schemes on the size of tomato fruits and number of seeds during the color breaking period

2.2.4 不同施肥方案對番茄果實品質的影響

從圖6中可知，破色當天(0 d.p.a.)時，T3、T6、T7較T5組的可溶性糖含量增加比率分別為23.76%、8.89%、22.64%；T3的可溶性糖含量最高，略高于T6、T7但無顯著差異，顯著高于T5，T5的可溶性糖含量最低，與T6無顯著差異，各處理組間的可溶性糖含量T3>T7>T6>T5；破色7 d(7 d.p.a.)時，T3、T5、T7較T6組的可溶性糖含量增加比率分別為27.25%、14.91%、33.05%，T7的可溶性糖含量最高，略高于T3、T5但無顯著差異，顯著高于T6，T6的可溶性糖含量最低，與T5無顯著差異，各處理組間的可溶性糖含量T7>T3>T5>T6。

圖6 不同施肥方案下番茄可溶性糖含量比較Fig.6 Comparison of soluble sugar content in tomato under different fertilization schemes

由此可見，無論在0 d.p.a.還是7 d.p.a.，T3與T7的可溶性糖含量均高于T5與T6組。即外施小顆粒并輔助單獨施加營養液或磷肥，果實可溶性糖含量低于單獨施加小顆粒或同時施加營養液、磷肥及小顆粒組。

從圖7中可知，0 d.p.a.時，T3、T5、T6較T7組的維生素C含量增加比率分別為8.01%、34.27%、21.50%；其中T5最高，T7最低，T3、T5、T6、T7處理組的維生素C含量無顯著差異，維生素C含量T5>T6>T3>T7；7 d.p.a時，T3、T5、T6較T7組的維生素C含量增加比率分別為8.94%、19.07%、50.60%，T6維生素C含量最高，略高于T3、T5但無顯著差異，顯著高于T7，T7最低，與T3、T5無顯著差異。番茄維生素C含量T6>T5>T3>T7。由此可見，無論在0 d.p.a.還是7 d.p.a.，T5與T6的維生素C含量均高于T3與T7組。即單獨施加小顆粒或同時施加營養液、磷肥及小顆粒組，果實可溶性糖含量低于外施小顆粒并輔助單獨施加營養液或磷肥組。

圖7 不同施肥方案下番茄維生素C含量比較Fig.7 Comparison of vitamin C content in tomato under different fertilization schemes

2.2.5 不同施肥方案下番茄衰老期的整體直觀圖

由圖8可知，CK、T1、T2、T4的植株矮小，葉片稀疏、發紫，結果數少，T3、T5、T6、T7植株高大，莖部粗壯，葉片茂密。說明CK、T1、T2、T4衰老期的生長狀況遠不如T3、T5、T6、T7。

圖8 不同施肥方案下番茄衰老期的整體直觀圖Fig.8 Overall visual diagram of tomato aging period under different fertilization schemes

3 討論與結論

研究發現，氮磷鉀配合施用能促進番茄生長發育[23-25]。本實驗所用小顆粒肥料富含氮磷鉀，結果表明，施用小顆粒肥料對番茄植株生長發育、葉綠素含量、開花數、產量的促進作用大于只施磷肥，主要表現為番茄植株更加高壯、莖稈更粗、葉綠素含量更高、開花數和產量多，說明氮磷鉀配合施用得到的番茄產量高于單施磷處理，這與袁亭亭等[26]的研究結果相同。張鈺等[27]、任瑞珍等[28]、林多等[29]研究結果表明，營養液濃度適當增加有利于作物的生長發育，而過低濃度則會抑制作物生理生長。本次實驗所用營養液雖然包含氮磷鉀肥，但實驗結果表示，只施營養液的番茄植株產量和葉綠素含量均比對照組低，說明營養液對番茄生長發育沒有起到明顯的促進作用，原因可能是由于營養液的含量過低，營養供應不足，導致幼苗生長發育相對較慢。實驗結果表明，小顆粒與營養液或磷肥配施，比只施小顆粒、施營養液+磷肥+小顆粒的維生素C含量高，由于營養液和磷肥都包含P，說明適量增施磷肥，可以提高番茄果實的維生素C 含量，但磷肥用量過高時，維生素C含量反而下降，這與前人的研究結果一致[30-31]。只施小顆粒(T3)、施營養液+磷肥+小顆粒(T7)番茄果實的可溶性糖含量比施營養液+小顆粒(T5)、施磷肥+小顆粒(T6)的高，這與前人的研究結果有差異[30-31]。原因可能是由于T3、T7磷肥施用量分別過低和過高，而T5、T6磷肥施用量適宜，使得T5、T6植株的葉片寬大，葉片過多，相互遮陰，葉片光合面積減小，有機物積累減少，導致可溶性糖含量減少。

綜上所述，在野生型番茄的生長過程中，合理施肥，采用最佳施肥方案，有利于番茄植株的生長，使其在果實產量和品質方面均有所提升。實驗表明，采用不同的施肥方案，會對番茄的營養生長、葉綠素含量、開花數、產量、果實大小及種子數、可溶性糖含量、維生素 C 含量造成不同影響。只施小顆粒、施營養液+小顆粒、施磷肥+小顆粒、施營養液+磷肥+小顆粒均能明顯促進番茄的生長和增產提質。其中只施小顆粒的施肥方案，不僅能明顯促進番茄的營養生長和生殖生長，起到顯著增產作用，而且比其他處理組所花的成本更低，可以節約生產成本，同時降低了肥料對土壤的污染，減輕對環境的危害。建議在與本實驗條件類似的情況下采用只施小顆粒的施肥方案對番茄進行種植。