營養(yǎng)液供液量及供液頻率對高糖度番茄生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

哈 婷，張向梅，李建設(shè)，高艷明

(寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，銀川 750021)

營養(yǎng)液供液量及供液頻率對高糖度番茄生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

哈 婷，張向梅，李建設(shè)，高艷明

(寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，銀川 750021)

為探索營養(yǎng)液供液量及供液頻率對高糖度番茄生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，設(shè)計營養(yǎng)生長期每株每天供液量為 150 mL(W1)、210 mL(W2)、270 mL(W3)，開花結(jié)果期加倍，供液頻率為1次(T1)、2次(T2)、3次(T3)。結(jié)果表明：高糖度番茄果實品質(zhì)隨營養(yǎng)液供液量的增加而降低，供液量為W1、W2處理的可溶性總糖質(zhì)量分數(shù)、有機酸質(zhì)量摩爾濃度顯著高于W3處理。維生素C、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)表現(xiàn)為T3處理高于T1、T2，W1T3、W2T3處理的可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)分別達到8.37%、8.33%；W2T3處理的株高、莖粗和光合速率最大，與W1T1相比分別提高 30.6%、26%、68.9%；供液頻率為T3處理時，W2T3處理的產(chǎn)量、單果質(zhì)量、單株結(jié)果數(shù)最大，與W3T3處理相比，產(chǎn)量提高11.3%，而W1、W2處理的水分利用效率顯著高于W3。綜合分析，W2T3處理最佳，即番茄在營養(yǎng)生長期每株每天營養(yǎng)液供液量為210 mL，在開花結(jié)果期供液量加倍，每天供液3次，有利于促進高糖度番茄的生長，提高果實品質(zhì)。

高糖度番茄；供液量；供液頻率；產(chǎn)量；品質(zhì)

番茄是北方溫室主要的栽培蔬菜之一，具有較高的科研和經(jīng)濟價值[1]。隨著生活水平的提高，人們對番茄品質(zhì)的要求也越來越嚴格，高糖度、營養(yǎng)價值較高的番茄日益受到消費者的歡迎。日本相關(guān)研究機構(gòu)以高品質(zhì)化為目標，通過控制水肥和限根技術(shù)進行高糖度番茄(含糖量在8%以上)的生產(chǎn)，已風(fēng)靡市場，價格遠高于普通番茄[2]。水肥是影響果實品質(zhì)的主要因素，科學(xué)合理的水肥供液量與供液頻率是生產(chǎn)高糖度番茄的必要條件。充足的供液量有利于產(chǎn)量的增加，但是降低了果實中的可溶性固形物、維生素C、有機酸等的質(zhì)量分數(shù)，同時也造成了水資源的浪費[3]。因此，如何在保證產(chǎn)量和節(jié)約水資源的前提下，最大限度的提高果實品質(zhì)，生產(chǎn)出高糖度的番茄，一直是國內(nèi)外學(xué)者們研究的課題。國內(nèi)的研究者通過控制水分和設(shè)定供液頻率對櫻桃番茄[4]、大果番茄[5]進行試驗研究，結(jié)果表明：適當(dāng)進行水分脅迫、增加供液頻率能夠明顯的提高果實的品質(zhì)及產(chǎn)量。近幾年，國外的學(xué)者提出采用營養(yǎng)液栽培技術(shù)生產(chǎn)高糖度番茄，該技術(shù)是無土栽培中重要的組成部分，可以實現(xiàn)水肥一體化，更有助于植物對水分和養(yǎng)分的吸收[6]。研究者大多集中于對營養(yǎng)液濃度及配比的探索，認為營養(yǎng)液不同濃度與配比會影響番茄的品質(zhì)[7 -9]，而對于營養(yǎng)液不同供液量與供液頻率對高糖度番茄生產(chǎn)的研究鮮有報道。因此，本試驗以生產(chǎn)高糖度番茄為出發(fā)點，采用營養(yǎng)液栽培技術(shù)，分析供液量及供液頻率對番茄生長生理指標、產(chǎn)量品質(zhì)及水分利率的影響，以期為高糖度番茄的生產(chǎn)提供更為合理的生產(chǎn)依據(jù)與技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年3月-7月在寧夏園藝博覽園科研開發(fā)區(qū)智能玻璃溫室中進行，該地區(qū)屬于溫帶大陸性氣候，四季分明。栽培基質(zhì)為混合基質(zhì)，理化性質(zhì)為：pH 6.54，電導(dǎo)率1.603 mS·cm-1，速效氮509 mg·kg-1，速效鉀154 mg·kg-1，速效磷135.95 mg·kg-1，體積質(zhì)量0.33 g·cm-3。供試材料為日本品種‘粉太郎’(沈陽德億農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供)，植株所需養(yǎng)分由營養(yǎng)液(寧夏大學(xué)研發(fā)的營養(yǎng)液)提供，配方見表1。

1.2 試驗設(shè)計

分別設(shè)計3個不同供液量、供液頻率處理，每株每天的營養(yǎng)液供液量及供液頻率設(shè)計見表2。番茄的營養(yǎng)生長期為3月20日到4月23日，開花結(jié)果期為4月24日到7月15日。采用完全交互設(shè)計，共9個處理，各處理重復(fù)3次?；|(zhì)袋培，雙排定植，每袋栽3株，行距90 cm，株距30 cm，小區(qū)面積4.78 m2。

1.3 試驗裝置

先在營養(yǎng)液池中將營養(yǎng)液配好，然后通過水泵將營養(yǎng)液輸送到200 L的水桶中，在每個水桶中放置1個45 W潛水泵，將營養(yǎng)液通過插箭滴灌系統(tǒng)輸送至植株根部，每株配置1個插箭，每個潛水泵控制1個處理(3個小區(qū))。通過前期預(yù)試驗計算灌溉所需時間，利用時間控制器(金科德定時器，慈溪市科德電器廠生產(chǎn))進行灌水處理，試驗裝置見圖1。

表1 番茄營養(yǎng)液元素配方Table 1 Elements formula of nutrient solution in tomato

表2 營養(yǎng)液供液量與供液頻率Table 2 Design of supply amounts and frequency of nutrient solution

圖1 試驗裝置平面簡圖Fig.1 The plan of experiment equipment

1.4 測定指標及方法

1.4.1 地上部指標 定植后各小區(qū)選5株植株進行掛牌，各處理開始灌水后，依據(jù)《番茄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》[10]，每14 d測定番茄植株株高和莖粗，地上和地下部干物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)采用烘干法，根冠比為地上部干物質(zhì)量/地下部干物質(zhì)量。

1.4.2 根系的發(fā)育情況 拉秧期，采用Epson expression 1680型掃描儀對根樣進行掃描，掃描出的圖像用Win-RHIZO根系分析軟件進行分析得到根樣的根長。

1.4.3 光合指標 盛果期，采用德國 WALZ GFS3000光合儀測定光合指標，各處理隨機選取3株，對從頂部往下數(shù)第3片功能葉進行測定，取其平均值。

1.4.4 生理指標 盛果期，各小區(qū)選取3株植株，取3片中部葉片測定電導(dǎo)率[11]、細胞膜透性[11]、丙二醛[11]、根系活力[11]。

1.4.5 果實品質(zhì)指標 可溶性總糖采用蒽酮比色法[11]測定，維生素C采用鉬藍比色法[11]測定，可溶性固形物采用TD -45數(shù)字折光儀測定，有機酸采用NaOH滴定法[11]測定。

1.4.6 產(chǎn)量及水分利用效率 采收時測定單果質(zhì)量、單株結(jié)果數(shù)，統(tǒng)計各小區(qū)的平均產(chǎn)量并折算，計算水分利用效率。

1.5 數(shù)據(jù)處理方法

利用Excel 2007進行數(shù)據(jù)處理，采用DPS 7.05 軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 營養(yǎng)液供液量與供液頻率對番茄地上部的影響

由表3可知，營養(yǎng)液供液量及供液頻率對番茄地上部有一定的影響，在相同供液頻率下，隨供液量的增加，番茄株高、莖粗及地上部干物質(zhì)量逐步增加，而根冠比呈下降趨勢。W2T3處理株高、莖粗達到最大值，與W1T1相比分別提高30.6%、26%。 供液量為W1處理的地上部干物質(zhì)量低于W2、W3處理，且W2T3處理最大，與W1T1相比提高51.7%，兩處理間差異顯著。根冠比最大的為W1處理，W2次之，W3最小，W1T1處理根冠比最大，各處理差異顯著。綜上可知，適當(dāng)增加供液量有利于地上部的縱向及橫向生長，但是抑制根冠比的增大。

表3 不同營養(yǎng)液供液量與供液頻率處理下番茄地上部分Table 3 Effect of supply amounts and frequencies of nutrient solution on shoot of tomato

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。

Note:Different lowercase letters in each column indicate significant difference (P<0.05). The same below.

2.2 營養(yǎng)液供液量與供液頻率對番茄根系的影響

根的發(fā)育狀況直接影響植物的生長和產(chǎn)量品質(zhì)。由表4可知，各指標在不同處理下的變化趨勢基本一致，隨供液量及供液頻率的增加呈上升趨勢，在相同供液頻率下，W2T3、W3T3處理的根總長、根總體積顯著高于其他處理，且W2T3處理較W1T3處理分別提高6.9%、9.6%，兩處理間差異顯著。在相同供液量下，番茄植株的根總面積和根平均直徑由大到小的順序為T3、T2、T1，且W2T3處理的根總面積最大，較W2T1、W2T2處理分別提高46.2%、37.5%?？梢姡m當(dāng)增加營養(yǎng)液供液量、提高供液頻率能夠促進根系的生長，提高吸收水肥的能力，有助于番茄品質(zhì)與產(chǎn)量的提高。

表4 營養(yǎng)液供液量與供液頻率對單株番茄根系的影響Table 4 Effect of supply amounts and frequencies of nutrient solution on root of each tomato plant

2.3 營養(yǎng)液供液量與供液頻率對番茄光合指標的影響

光合作用是植物吸收和運輸水分的主要動力，光合能力的強弱影響植株生長及品質(zhì)的形成。由表5可知，番茄葉片蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、光合速率隨供液量及供液頻率的增加呈上升趨勢，以W2T3處理最大，高于其他處理，分別較W1T1處理提高61.9%、123.5%、68.9%。在相同供液量下，胞間二氧化碳摩爾分數(shù)略有下降，隨供液頻率的增加，胞間二氧化碳摩爾分數(shù)由大到小的順序為T1>T2>T3，且W1T1、W2T1、W3T1處理高于其他處理，但各處理無顯著差異。可見，光合速率與胞間二氧化碳摩爾分數(shù)并非正相關(guān)關(guān)系，這可能與溫室環(huán)境有一定的關(guān)系。

表5 供液量與供液頻率對番茄光合指標的影響Table 5 Effect of supply amounts and frequencies of nutrient solution on photosynthesis index of tomato

2.4 營養(yǎng)液供液量與供液頻率對番茄電導(dǎo)率、細胞膜透性、丙二醛、根系活力的影響

由表6可知，隨供液量的增加，番茄葉片的細胞膜透性、電導(dǎo)率、丙二醛質(zhì)量摩爾濃度逐步下降，不同供液量處理下各指標表現(xiàn)為W1>W2>W3。其中，W1T1處理的細胞膜透性、電導(dǎo)率最大，而W2T3、W3T3處理較小，W1T1處理下的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度較W2T3、W3T3增加54.6%、62.1%?？赡苁怯捎赪1T1處理的番茄葉片受到一定程度的水分脅迫，而W2T3和W3T3水分脅迫程度較小。在相同供液量下，隨供液頻率的增加，各處理根系活力呈增加的趨勢，W2T3處理達到最大值，高于其他處理。

2.5 營養(yǎng)液供液量與供液頻率對番茄品質(zhì)的影響

番茄品質(zhì)與水肥用量關(guān)系密切，品質(zhì)的好壞直接決定蔬菜的商品價值。由表7可知，番茄果實品質(zhì)在不同處理下的變化基本一致，即隨供液量及供液頻率的增加呈下降趨勢，在相同供液頻率下，供液量為W1、W2處理的可溶性總糖質(zhì)量分數(shù)、有機酸質(zhì)量摩爾濃度顯著高于W3處理，W2T3處理達到最大值，較W3T3分別提高13.1%、12.8%。在相同供液量下，T3處理的維生素C、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)均高于T1、T2，W1T3、W2T3的可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)分別達到8.37%、8.33%，顯著高于其他處理。綜合分析可知，供液量過多或過少均不利用番茄品質(zhì)的提高，適當(dāng)?shù)墓┮毫颗c高頻供液次數(shù)有利于提高高糖度番茄的品質(zhì)。

表6 不同營養(yǎng)液供液量與供液頻率處理下番茄電導(dǎo)率、細胞膜透性、丙二醛及根系活力Table 6 Effect of supply amounts and frequencies of nutrient solution on mass fraction of membrane permeability,conductivity,MDA and root activity of tomato

表7 不同營養(yǎng)液供液量與供液頻率處理下番茄品質(zhì)Table 7 Effect of supply amounts and frequencies of nutrient solution on quality of tomato

2.6 供液量與供液頻率對產(chǎn)量及水分利用效率的影響

水肥是影響作物產(chǎn)量的直接因素。由表8可知， 在相同供液量下，供液頻率為T3處理的單果質(zhì)量、單株結(jié)果數(shù)顯著高于其他處理，以W2T3處理最好，較W2T1分別提高33.3%、24.0%。供液頻率一定，W1處理的產(chǎn)量低于W2、W3處理，W2T3處理產(chǎn)量最大，W3T3處理提高11.3%。而水分利用效率隨供液量增加呈下降趨勢，W1、W2處理大于W3，綜合分析可知，增加供液量與供液頻率有利于產(chǎn)量的提高，但會降低水分利用效率，W2T3處理為提高番茄產(chǎn)量理想的供液量與供液頻率。

3 討論與結(jié)論

水肥調(diào)控是提高高糖度番茄品質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)措施，許多研究表明適當(dāng)?shù)販p少水肥供液量、增加供液頻率可提高番茄果實品質(zhì)[12 -15]。本試驗中，隨營養(yǎng)液供液量的增加，番茄的可溶性總糖和維生素C質(zhì)量分數(shù)、有機酸質(zhì)量摩爾濃度呈下降趨勢，供液頻率為T3處理的可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)均高于其他處理?？赡苁怯捎谒謱麑嵵刑呛退嵊邢♂屪饔?，過多的水分會導(dǎo)致可溶性糖及有機酸濃度下降，風(fēng)味變淡[16]。此外，還與W1、W2處理受到一定程度的水分脅迫有關(guān)，適度地控制水分會使番茄植株含水量減少，同時增加供液頻率，可產(chǎn)生干濕交替效果，促進干物質(zhì)積累，達到節(jié)水又提高品質(zhì)的目的[17-18]。孫麗麗等[19]則認為5 d供液1次有利于提高果實的品質(zhì)，與本試驗結(jié)論相反，主要是因為果實品質(zhì)的形成不僅與水量的多少有關(guān)，也取決于水肥的濃度配比以及其他環(huán)境因素。

表8 營養(yǎng)液供液量與供液頻率對產(chǎn)量及水分利用效率的影響Table 8 Effect of supply amounts and frequencies of nutrient solution on yield and water use efficiency

番茄植株生長發(fā)育的情況決定后期果實品質(zhì)及產(chǎn)量的形成。本試驗研究發(fā)現(xiàn)：增加供液量與供液頻率，株高、莖粗及地上部干質(zhì)量均逐漸增加，以W2T3最好，這一結(jié)論與王韜等[20]研究基本一致，增加供液頻率，可以使番茄吸收的水分更多地參與到光合作用中，提高葉片的光合速率，促進植株地上部的縱向及橫向生長[21]。有研究提出適量的供液量與供液頻率，可以提高果實的產(chǎn)量與水分利用效率[22 -24]。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，W1、W2處理果實的單果質(zhì)量、單株結(jié)果數(shù)及產(chǎn)量有所增加，而水分利用效率隨供液量的增加下降，主要原因可能是水肥過高使基質(zhì)水分達到飽和狀態(tài)，抑制根系對水分及養(yǎng)分的吸收，影響水分利用效率的提高。

綜上分析可得，營養(yǎng)液供液量的增加，會降低果實的品質(zhì)，不利于高糖度番茄的生產(chǎn)。供液量為W1、W2處理的可溶性總糖質(zhì)量分數(shù)、維生素C質(zhì)量分數(shù)、有機酸質(zhì)量摩爾濃度均高于W3處理，此外，W1T3、W2T3的可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)達到最大值，分別為8.37%、8.33%。而當(dāng)供液頻率為T3時，W2T3處理的植株長勢，根系生長較好，產(chǎn)量最大，較W3T3處理提高11.3%，水分利用效率則表現(xiàn)為W1、W2處理大于W3。在高糖度番茄的生產(chǎn)中，既要考慮品質(zhì)，也要保障產(chǎn)量和水分利用率的增加。因此，綜合考慮W2T3處理是高糖度番茄生產(chǎn)較為理想的營養(yǎng)液供液量與供液頻率，即番茄在營養(yǎng)生長期營養(yǎng)液供液量為每株每天210 mL，在開花結(jié)果期營養(yǎng)液供液量為每株每天420 mL，供液頻率為每天供液3次。

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EffectsofSupplyAmountsandFrequenciesofNutrientSolutiononPlantGrowthandFruitQualityofHighlySugaryTomato

HA Ting,ZHANG Xiangmei,LI Jianshe and GAO Yanming

(College of Agriculture of Ningxia University,Yinchuan 750021,China)

In order to explore effects of supply amounts and frequencies of nutrient solution on growth and fruit quality of highly sugary tomato,two factors of supply amount and frequency were considered in the experiment. Supply amount was 150 mL per plant (W1),210 mL per plant (W2),270 mL per plant (W3) and supply frequency was 1 times everyday (T1),2 times everyday (T2),3 times everyday (T3) in the growth period. During the flowering period ,the amount of nutrient solution was doubled. The results showed that the fruit quality of tomato decreased with the increase of the supply amount,the mass fraction of soluble sugar and organic acid in the treatment of W2 and W1 was significantly higher than W3. The mass fraction of vitamin C and soluble solid in T3 treatment was higher than that in T1 and T2. The mass fraction of soluble solid of W1T3 and W2T3 treatments were 8.37% and 8.33%,respectively.Compared with W1T1,the value of plant height,stem diameter and photosynthetic rate in W2T3 was the best and increased by 30.6%,26%,68.9% respectively; when the frequency of nutrition solution was T3,the yield,fruit mass,and per plant of W2T3 treatment was the largest,and compared with W3T3 ,yield increased by 11.3%. However,the water use efficiencies of W1 and W2 were significantly higher than W3; therefore,W2T3 was the best option for improving growth and fruit quality of highly sugary tomato,which the supply amount was 210 mL per plant in the vegetative growth period and 420 mL per plant in the flowering period,while the supply frequency was 3 times every day.

Highly sugary tomato; Supply amounts of nutrient solution;Supply frequency of nutrient solution;Yield; Quality

2016-08-29

2016-10-30

National Science and Technology Support Program(No.2014BAD05B02)；Sci-tech Support Project of Ningxia(No.2016BN01).

HA Ting,female,master student. Research area:vegetable cultivation.E-mail:562176694@qq.com

S641.2

A

1004-1389(2017)10-1484-08

日期：2017-10-18

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20171018.1733.020.html

2016-08-29

2016-10-30

國家科技支撐計劃(2014BAD05B02)；寧夏科技支撐計劃(2016BN01)。

哈 婷，女，碩士研究生。研究方向：蔬菜栽培生理生態(tài)。E-mail:562176694@qq.com

高艷明，女，碩士生導(dǎo)師。研究方向：設(shè)施蔬菜無土栽培與營養(yǎng)施肥。E-mail：myangao@163.com

CorrespondingauthorGAO Yanming,female,master supervisor. Research area:vegetable cultivation.E-mail：myangao@163.com

(責(zé)任編輯：潘學(xué)燕Responsibleeditor:PANXueyan)