壟畦類型對設施番茄生長及產(chǎn)量的影響

常昊王傳清李儀曼張大龍李巖魏珉曹欣

(1.山東農(nóng)業(yè)大學園藝科學與工程學院，山東 泰安 271018；2.山東省中日設施園藝合作研究中心，山東 泰安 271018；3.山東果蔬優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，山東 泰安 271018；4.濟南萊蕪安信農(nóng)業(yè)科技有限公司，山東 濟南 271100)

我國設施蔬菜栽培面積較大，但標準化和綜合機械化水平較低[1]，不利于產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。建立標準化種植模式，提高種植標準化水平，是提升蔬菜生產(chǎn)機械化水平的關(guān)鍵[2]。壟作與畦作是生產(chǎn)上常用的兩種栽培模式，不僅影響作物生長和產(chǎn)量[3]，而且影響機械化作業(yè)方便程度[4]。研究表明，壟作通過改變土壤微地形，增大土壤表面積，改變土壤光、水、熱等條件和田間小氣候，有利于作物生長發(fā)育，增加產(chǎn)量[5]。此外，合理的壟畦類型可以提高作業(yè)管理效率，推動生產(chǎn)機械化[4，6]。目前針對玉米、烤煙等大田作物栽培模式的研究較多[7-9]，設施蔬菜雖有報道，但缺乏深入系統(tǒng)研究[10]。為此，本試驗通過比較不同壟畦類型對設施番茄生長及產(chǎn)量的影響，以期為標準化和機械化種植提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗場地和材料

試驗于2021年2—7月在濟南萊蕪安信農(nóng)業(yè)科技有限公司大跨度非對稱外保溫塑料大棚內(nèi)進行。大棚東西走向，高度6.5 m，跨度20 m，長度50 m。供試番茄品種為大型粉果‘圣羅蘭3681’，2月23日定植，666.7m2密度約2 400株。定植后采取常規(guī)管理，五穗果后留兩片葉打頂。

1.2 試驗設計

試驗設置平畦雙行(T1:畦底寬100 cm、畦背寬40 cm，小行距40 cm、大行距100 cm、株距40 cm)、小高壟雙行(T2:壟底寬30 cm、壟高15 cm，小行距40 cm、大行距100 cm、株距40 cm)、高畦雙行(T3:畦頂寬55 cm、畦底寬80 cm、畦高25 cm，小行距40 cm、大行距120 cm、株距35 cm)和高畦單行(T4:畦頂寬55 cm、畦底寬80 cm、畦高25 cm，行距160 cm，株距17.5 cm)4種處理，以平畦雙行和小高壟雙行為對照，每處理3次重復。每重復面積約60 m2。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 土壤指標 土壤溫度使用L99-TWS-2土壤溫度水分記錄儀(杭州路格科技有限公司)測定。傳感器埋設于植株行內(nèi)兩株中間，深度分別為10 cm和20 cm，間隔30 min記錄一次。植株打頂后，采集不同處理的植株行間耕層土壤樣品，采用環(huán)刀法測定土壤容重。

1.3.2 植株生長與生理指標 每處理選取30株長勢一致植株掛牌標記，測量株高、莖粗和葉面積[11]，記錄第一、三穗開花和果實轉(zhuǎn)色時間。植株打頂后，每處理選取3株，于晴天上午測定功能葉片光合參數(shù)，并用丙酮提取法測定葉片色素含量；用TTC法測定根系活力[12]。

1.3.3 產(chǎn)量指標 每處理選取30株長勢一致植株掛牌標記，記錄每次采收果數(shù)和單果質(zhì)量，統(tǒng)計總產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016作圖，SPSS 26.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，用Duncan’s新復極差法進行差異顯著性檢驗(P＜0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 壟畦類型對設施番茄土壤溫度和容重的影響

2.1.1 土壤溫度 總體來說，不同壟畦類型番茄根區(qū)的晝平均地溫、夜平均地溫、最高地溫、最低地溫由高到低表現(xiàn)為高畦單行＞高畦雙行＞平畦雙行＞小高壟雙行，且高畦單行和高畦雙行間差異不顯著，但顯著高于平畦雙行和小高壟雙行(表1)。說明高畦栽培有利于提高番茄根系生長的土壤溫度。

表1 壟畦類型對番茄根區(qū)不同深度土壤溫度的影響 (℃)

2.1.2 土壤容重 由圖1可以看出，不同壟畦類型番茄根區(qū)土壤容重由高到低順序為:平畦雙行＞小高壟雙行＞高畦單行＞高畦雙行，后三者之間差異不顯著，但均顯著低于平畦雙行。其中高畦雙行和高畦單行種植的土壤容重分別比平畦雙行種植降低11.1%和9.1%。

圖1 壟畦類型對番茄根區(qū)土壤容重的影響

2.2 壟畦類型對番茄植株生長發(fā)育的影響

2.2.1 株高、莖粗和葉面積 由表2可見，開花期，高畦單行、高畦雙行種植的番茄株高和葉面積均大于平畦雙行和小高壟雙行，但莖粗以平畦雙行最高、高畦單行最低。打頂期，株高和葉面積仍以高畦雙行最高，與平畦雙行和小高壟雙行相比，株高分別增加6.5%和3.0%，葉面積分別增加15.8%和6.3%，莖粗在各處理間差異不顯著。

表2 壟畦類型對番茄株高、莖粗和葉面積的影響

2.2.2 開花時間、轉(zhuǎn)色時間和始采期 由表3可知，高畦雙行種植的番茄開花時間、轉(zhuǎn)色時間和始采期均最早，第一穗花開放時間比平畦雙行和小高壟雙行分別提前1.9 d和0.9 d，第三穗花開放時間分別提前0.7 d和0.2 d；第一穗果轉(zhuǎn)色時間比平畦雙行和小高壟雙行分別提前0.9 d和0.3d，第三穗果轉(zhuǎn)色時間分別提前0.5 d和0.1 d；第一穗果采收期提早，比平畦雙行和小高壟雙行栽培分別提早0.8 d和0.4 d?？梢姡咂桦p行促進春季番茄生長和果實成熟，尤其在結(jié)果前期。

表3 壟畦類型對番茄開花時間、轉(zhuǎn)色時間和始采期的影響

2.2.3 葉片光合作用和根系活力 由表4可見，不同壟畦類型間葉綠素含量和凈光合速率變化一致，均表現(xiàn)為高畦雙行＞高畦單行＞平畦雙行＞小高壟雙行，高畦雙行種植的番茄葉綠素含量比平畦雙行和小高壟雙行分別增加16.7%和27.3%，凈光合速率分別提高42.0%和45.3%。番茄根系活力由高到低順序為高畦雙行＞小高壟雙行＞平畦雙行＞高畦單行，高畦雙行根系活力比平畦雙行、小高壟雙行和高畦單行分別高11.6%、1.7%和73.5%。

表4 壟畦類型對番茄凈光合速率、葉綠素含量及根系活力的影響

2.3 壟畦類型對番茄果實產(chǎn)量的影響

從表5可以看出，各壟畦類型間單株結(jié)果數(shù)差異不顯著；單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量均以高畦雙行最高，高畦單行次之，平畦雙行最小。666.7m2產(chǎn)量以高畦雙行最高，較平畦雙行、小高壟雙行分別顯著增加11.4%和7.8%。

表5 壟畦類型對番茄果實產(chǎn)量的影響

3 小結(jié)

壟畦栽培通過將耕層土壤集中到壟和高畦上，加厚了適宜作物生長的熟土層，改良了土壤結(jié)構(gòu)和微環(huán)境，從而促進作物生長發(fā)育，增加產(chǎn)量[13-15]。本試驗中，與平畦雙行和小高壟雙行相比，高畦雙行栽培能夠有效提高地溫，降低土壤容重，說明其可以較好地協(xié)調(diào)土壤水熱狀況；同時，高畦栽培番茄植株的葉片凈光合速率增強，光合能力提高，表明高畦栽培擴大了植株在垂直方向上的生長空間，增強了通風透光性，有利于番茄植株生長，提高果實產(chǎn)量。高畦單行栽培可能由于植株較密，根系和地上部形成較強競爭，使根系活力有所降低，影響了番茄植株的生長發(fā)育。

綜合本試驗結(jié)果，與傳統(tǒng)的平畦雙行、小高壟雙行相比，設施內(nèi)高畦栽培有利于提高土壤溫度，降低土壤容重，其中高畦雙行種植能夠明顯改善番茄根際環(huán)境，促進植株生長發(fā)育，從而使采收期提前并提高果實產(chǎn)量。