不同营养液滴灌量对设施番茄生长、产量及品质的影响

孙丽丽，邹志荣，韩丽蓉，杨俊华

(西北农林科技大学 园艺学院，陕西 杨凌712100)

不同营养液滴灌量对设施番茄生长、产量及品质的影响

孙丽丽，邹志荣，韩丽蓉，杨俊华

(西北农林科技大学 园艺学院，陕西 杨凌712100)

【目的】 研究不同营养液滴灌量对温室番茄植株生长、果实产量及品质的影响,筛选适合日光温室土壤栽培番茄的最优营养液滴灌量。【方法】 以番茄(Lycopersiconesculentum)“金鹏一号”为试材，采用槽式栽培的方法，以常规滴灌施肥为对照(CK)，共设5个(T1、T2、T3、T4、T5)渐次递增的营养液滴灌量处理，以T3处理营养液(其中N、 P2O5、K2O用量分别为610，270，1 069 kg/hm2，用水量为7 500 L/hm2)为标准，T1、T2、T4、T5处理营养液用量分别为T3处理的50%，70%，130%和150%，测定不同营养液处理番茄植株营养生长期株高、茎粗以及成熟果实内的可溶性总糖、有机酸、维生素C、可溶性蛋白、可溶性固形物及硝酸盐含量，并统计各处理的果实产量。【结果】 在植株营养生长期，与CK相比，处理T5茎粗增加1.15 mm，株高/茎粗降低，番茄植株长势较好；随营养液滴灌量的增加，T1、T2、T3、T4和T5处理番茄果实的单果质量、单株产量及果实产量呈递增趋势，且存在显著差异(P<0.05)，其中T5处理果实产量最高，较CK增加了61.14%。在测定的果实品质指标中，可溶性蛋白、可溶性固形物以及硝酸盐的含量均随着营养液滴灌量的增加呈先降后增的变化趋势，其中T3处理果实的可溶性蛋白及可溶性固形物含量最低，T2处理果实的硝酸盐含量最低，而T5处理果实可溶性总糖、可溶性蛋白、维生素C均最高，其糖/酸值较CK提高了20.22%。对番茄果实品质平均隶属函数值的分析表明，T5处理番茄果实品质的平均隶属函数值最高。【结论】 6个营养液滴灌量处理中， T5处理(营养液中N、P2O5、K2O用量分别为915，405，1 605 kg/hm2，水为11 250 L/hm2)效果最佳，不但可促进番茄植株的营养生长，而且有利于提高果实产量及品质。

温室；番茄；营养液滴灌量；产量；果实品质

随着设施农业的逐步推广，蔬菜的反季节上市在满足人们消费需求的同时也拉动了农民收入的增长，日光温室蔬菜生产已成为北方不少地区的主导产业，但对日光温室栽培条件下蔬菜合理施肥问题的研究，已明显落后于生产发展的实际需要。人们通常认为蔬菜喜水喜肥，所以农民在设施生产中常采取高水高肥的方式，由此带来了一系列问题，并进而限制了设施栽培的良性发展[1-4]。对番茄(Lycopersiconesculentum)而言，国内外关于设施番茄栽培过程中水肥管理的研究较多，但大多数集中于水肥耦合[5-6]或水肥[7-10]单一因素的研究方面，针对番茄采用养液土耕技术进行的水肥管理研究尚鲜有报道。

养液土耕是日本开发的一种新型水肥管理技术，通过滴灌以液肥的形式供给作物所需的最低量养分及水分。日本的生产实践证明，与传统滴灌施肥相比，养液土耕技术通过合理的水肥管理促进作物长势，提高果实产量及品质[11-13]。在国内，高艳明等[14]利用养液土耕技术研究了不同营养液浓度、配方对番茄植株生长、果实产量及品质的影响，表明与传统滴灌施肥相比，滴灌营养液的土壤栽培处理可以增强番茄生长势，提高果实产量和品质。本试验在参考无土营养液栽培和营养液土培技术[15-17]的基础上，根据番茄各生育时期的水肥需求规律[18-22]，采用番茄山崎配方配制标准营养液[23-24]，探讨养液土耕技术条件下设施番茄生育期不同营养液滴灌量对其生长、品质及产量的影响，以期为实现设施番茄高产优质生产提供理论依据，同时也对提高水肥利用效率、增进设施农业土壤生产潜力、建立健康的农业生态系统、减少环境污染等也具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 供试番茄(Lycopersiconlycopersicum) 品种为“金鹏一号”，由陕西杨凌裕丰种业提供。

1.1.2 供试土壤 供试土壤为菜园土，土壤全氮、全磷、全钾含量分别为0.39，36.35和13.06 g/kg，碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为24.43，0.24和18.44 mg/kg。

1.1.3 供试肥料 (1)生物菌发酵型有机肥料。有机质含量≥45%，氮磷钾含量≥5%，有效活菌数≥0.6亿/g，含微量元素锰、镁、硼、锌、铁等，购自杨凌乐都生物科技有限公司。

(2)供试氮磷钾肥。氮肥为尿素(含N 46%)，磷肥为过磷酸钙(含P2O512%)，钾肥为硫酸钾(含K2O 50%)，均购自杨凌丰田生物技术有限公司。

(3)营养液。按照山崎配方[25]配制，其中大量元素配方肥料包括Ca(NO3)2·4H2O、KNO3、NH4H2PO4、MgSO4·7H2O，微量元素配方肥料包括Na2Fe-EDTA、MnSO4·4H2O、ZnSO4·7H2O、CuSO4·5H2O、H3BO3、(NH4)6Mo7O24·4H2O。

1.2 试验设计

试验于2013年3-7月在西北农林科技大学园艺场日光温室内进行。试验地块统一按9 000 kg/hm2用量施入生物菌发酵型有机肥料后整地。

试验共设T1、T2、T3、T4、T5及对照6个处理，其中以当地传统的滴灌常规施肥作对照(CK)，即在番茄整个生育时期，依据农民的经验灌水，灌水量为250 m3/hm2，N、P2O5、K2O的总用量分别为1 200，975，300 kg/hm2，其中40% N肥、90% P2O5、34% K2O于种植番茄前基施，剩余N、P2O5、K2O进行追施，追肥方式为穴施，追肥时N、P2O5、K2O的具体比例以及追肥时期见表1。T1～T5处理统一采用番茄山崎配方配制营养液滴灌，其中T3处理营养液配方中肥料用量的确定方法为：根据目标产量法初步计算肥料用量，本试验设计每公顷目标产量为150 t，每生产1 t番茄N、P2O5、K2O的用量分别为4.0，1.8和4.8 kg，再根据番茄山崎营养液配方中N、P2O5、K2O的比例调整N、P2O5、K2O肥的肥料用量，计算所得的N、P2O5、K2O用量分别为610，270，1 069 kg/hm2。以T3处理营养液用量7 500 L/hm2(其中N、 P2O5、 K2O用量分别为610，270，1 069 kg/hm2，水量7 500 L/hm2)为标准， T1、T2、T4及T5处理营养液(水、肥)用量依次为T3营养液用量的50%，70%，130%，150%，各处理营养液中水和N、P2O5、K2O的用量见表2。

试验采用槽式栽培，槽底及四周铺设废旧棚膜，各槽之间埋50 cm深的塑料薄膜，以防止槽间水肥相互渗透。每处理设3个重复，随机区组设置，共18个小区，小区面积为4.4 m2，其中槽长5.5 m，槽宽0.8 m，番茄植株株行距为30 cm×40 cm，双行定植，每槽定植32株。番茄苗期采用常规栽培管理，其他生育时期除施肥灌水外均进行常规管理。

在番茄全生育期，T1～T5处理营养液滴灌频率为1次/d，且各处理开花坐果期、果实膨大期、采收初期、采收盛期、拉秧期的营养液滴灌量所占比例分别为15%，35%，25%，20%，5%。各处理拉秧前10 d均停止营养液滴灌，只滴清水，此时各处理灌水量设置为同一水平。试验记录番茄开花坐果期、果实膨大期、采收初期、采收盛期以及拉秧期的持续时间分别为21，27，7，35，15 d。

1.3 测定项目及方法

处理开始后，每个小区选取9株植株，定期测定株高(茎基部到生长点的长度)以及茎粗(茎基部的粗度)，以观测植株的表观生长量。分小区采收番茄果实，田间直接称质量，并统计果实数量，分次采收后累积计算产量。

取番茄第2穗成熟果实测定品质，其中抗坏血酸(Vc)含量采用钼蓝比色法[26]测定，总酸含量采用酸碱滴定法[26]测定，可溶性总糖含量采用蒽酮比色法[26]测定，可溶性蛋白采用考马斯亮蓝G-250染色法[26]测定，硝酸盐含量采用硫酸-水杨酸法[26]测定，可溶性固形物含量采用数显糖度仪测定。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2007软件进行数据整理，用SPSS 19.0软件进行统计与分析，利用模糊数学中的隶属函数[27]对番茄果实各品质指标进行分析。隶属函数值计算公式为：X(u)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)×100%。式中：Xi为某一指标测定值，Xmax、Xmin为某一指标测定的最大值、最小值。对各处理的各品质指标求其隶属函数值，累加后再求其平均值。平均值越大，表明果实品质越好。

2 结果与分析

2.1 不同营养液滴灌量对番茄株高、茎粗的影响

作物在营养生长中通过光合作用合成碳水化合物并积累干物质，而干物质积累量的大小直接反映在植株的株高、茎粗等形态指标上。表3显示，随着番茄生育期的延长，各处理番茄植株株高逐渐增大、茎逐渐变粗。处理前期(03-19)，各处理番茄植株株高、茎粗均无显著差异；随着时间的推移，不同处理间植株株高、茎粗逐渐开始出现差异。至04-30植株打顶时，随着营养液滴灌量的增大，植株株高呈增长趋势；茎粗呈先增大后变小再增大的变化趋势，其中T5处理的茎粗最大，T2、T4处理次之，T1处理最小。说明在营养液浓度相同的前提下，营养液滴灌量高有利于番茄植株株高、茎粗的增加，故T5处理株高、茎粗最大，这可能是由于T5营养液滴灌量可使作物生长健壮，维持地上部分适宜的光合面积，避免植株营养生长过弱，从而促进“源”合成更多的同化物向“库”运输，有利于增产增收。

注：同列数据后标不同字母表示差异显著(P<0.05)，下表同。

Note:Different small letters in each column indicate significant difference at 0.05 level.The same below.

2.2 不同营养液滴灌量对番茄产量的影响

水肥是叶片制造有机物的重要原料，番茄植株通过根系吸收养分，制造合成的有机物经由韧皮部运输贮存于番茄果实，同化物在“源-库”间运输分配的过程决定着果实产量的高低，可知土壤水肥的供应状况是影响作物产量形成的重要因素。由表4可知，番茄的单果质量、单株产量、果实产量均随着营养液滴灌量的增加而增大。同时由表4的单果质量和单株产量计算可得平均单株挂果数，进而推知T2、T3、T4和T5处理的平均单株挂果数相同，说明营养液滴灌量高于T2处理(5 250 L/hm2)时，番茄挂果率不受影响，果实产量与番茄单果质量有关(果实产量=果实数目×单果质量)，可知增加营养液滴灌量有利于增加番茄果实的单果质量，从而使果实产量增加。6个营养液滴灌处理中，T5处理番茄的单果质量、单株产量、果实产量均最高，分别较CK提高了39.53%，61.32%和61.14%。

2.3 不同营养液滴灌量对番茄果实品质的影响

土壤中的矿质元素对植物具有重要的生理作用，它既是植物生命活动的重要调节者，也是构成细胞物质的重要成分，在光合作用过程中直接参与光合物质的合成代谢，而矿质元素的吸收利用、番茄植株的物质代谢以及光合产物在源库间的运输都需要水分运输调节，因而番茄的品质与土壤水肥的含量状况关系密切。不同营养液滴灌量对番茄品质的影响见表5。由表5可知，与CK相比，T1和T5处理显著增加了果实可溶性总糖和可溶性固形物含量，T2、T4和T5处理均显著增加了果实的有机酸含量，T5处理可溶性蛋白含量显著增加，6个处理中，T5处理果实的可溶性总糖、有机酸、可溶性蛋白、可溶性固形物含量均最高。比较各处理的糖/酸值可知，T5的糖酸值仅次于T1，果实品质较优，且较CK提高了20.22%。

表5还显示，与CK相比，T1、T2、T3、T4、T5处理果实的维生素C含量分别降低了19.23%，18.15%，28.83%，33.44%和16.87%，但5个营养液处理中以T5处理果实的维生素C含量最高。果实可溶性蛋白含量及可溶性固形物含量均随着营养液滴灌量的增加总体呈先降后升的变化规律。说明对于温室番茄果实的可溶性蛋白和可溶性固形物含量而言，所需的营养液滴灌量存在一个阈值，当营养液滴灌量小于这个阈值时，番茄果实中的可溶性蛋白和可溶性固形物含量随营养液滴灌量的增加而减少，而当营养液滴灌量大于阈值时，果实的可溶性蛋白和可溶性固形物含量将随着滴灌量的增大而增加。

对不同处理番茄果实品质进行隶属函数分析，结果见表6。从表6可以看出，T2、T3、T4处理的平均隶属函数值均低于CK，而T1与T5处理高于CK，其中T5处理的平均隶属函数值最高，T3处理最小，因平均隶属函数值是果实综合品质的评价指标，其值越大表示果实品质越好，所以T5处理果实的品质最佳。

3 讨 论

在蔬菜、作物的生长环境中，土壤的水肥状况与植株的生理活动密切相关，土壤中矿质元素供给量及水分的变化直接影响植株的生理变化，通过植株内部一系列信号转达，进而对植株的形态建成和产量产生一定的影响。因此，合理地安排水肥管理措施，能够有效地维持植株营养生长与生殖生长间的平衡，通过协调“源-库”关系达到增产和提高果实品质的目的。高艳明等[14]的营养液土培番茄试验表明，与常规滴灌栽培相比，营养液土培植株生长势较强，茎秆粗壮。本试验结果与高艳明等[14]的一致，6个处理中，在04-16和04-30，均以T5处理植株的株高和茎粗最高，这是因为该处理下土壤为植株提供了充足的养分与水分，光合作用过程中无机物、水分供应量充足，充分保障了有机物的生成与运输，从而在番茄植株的营养生长期，植株株高、茎粗最大，长势健壮。

在本试验条件下，营养液用量≥T2(5 250 L/hm2)的处理，即T2、T3、T4和T5处理的单果质量增加而果实数目不受影响，表明增加营养液滴灌量可以提高果实产量，而增产仅受单果质量的影响，与果实数目并不相关，这与张国红等[29]肥料施用量不同不会对果实单果质量产生影响的研究结果并不一致，也与安顺伟等[30]果实产量与其单果质量和果实数目相关的研究结果不一致，这可能是由于营养液土培这种新的水肥管理方式中水肥间的互作作用所导致。张国红等[29]、安顺伟等[30]对番茄产量的研究主要集中在肥料这一单一因素上，而本研究同时分析了水肥这2种因素对番茄生长、产量及品质的影响，表明二者之间存在水肥耦合效应。水是肥的运输介质，不同水分条件下植株对养分的吸收利用能力不同，对产量的影响也会出现差异。在番茄栽培过程中，营养液滴灌方式极大地改善了温室番茄栽培过程中的土壤水肥条件以及温室内部的土壤、大气环境，有效地降低了设施番茄生长发育过程中植株与果实的发病率，这也是温室番茄增产的一个重要因素。

对番茄品质而言，低糖高酸、高糖低酸都不利于提高果实口感，因而人们习惯于将果实糖酸度作为评价果实风味的一项重要指标[31]。在无土栽培中，研究者通过改变营养液成分或浓度的方法来达到改善果实品质的目的[32]。本试验结果说明，利用营养液土培的技术手段通过改变营养液滴灌量可以达到改善果实品质的目的。高新昊等[33]的研究结果显示，适度增施钾肥可以提高果实的维生素C及有机酸含量。本试验中，与CK相比，采用营养液滴灌的方式会降低番茄果实的维生素C含量，这是因为在本试验设计的5个水平的营养液滴灌量下，磷的施用量均低于CK。前人的研究结果表明，在适宜的范围内增加磷肥的施用量，果实内的维生素C含量将有所增加[34]。本试验结果与上述研究结果相一致，其原因可能在于供磷状况的好坏直接关系着蔬菜体内各种代谢过程以及碳水化合物的合成与转化。适量增施磷肥能提高抗坏血酸过氧化物酶的活性，其氧化产物单脱氢抗坏血酸和脱氢抗坏血酸也可以通过单脱氢抗坏血酸还原酶和脱氢抗坏血酸还原酶的作用而被还原，从而促进维生素C的合成与积累[35]。综合分析番茄产量及相关果实品质的测定结果可知，T5处理的产量最高，其相关果实品质指标的平均隶属函数值最大，说明所得番茄果实的品质最好，且产量较CK提高了61.14%，果实糖/酸值为10.82，远远高于参考标准的糖/酸值(6.0)[36]。

4 结 论

在本试验条件下，根据温室番茄不同生长时期的水肥需求比例，分析了不同营养液滴灌量对番茄植株生长、品质及产量的影响。研究结果显示，T5处理即N、P2O5、K2O用量分别为915，405，1 605 kg/hm2，水为11 250 L/hm2时的效果较佳，植株长势健壮，番茄产量与品质较佳，很好地协调了番茄植株的生长发育进程。

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Effects of nutrient solution amount on plant growth,yield and fruit quality of greenhouse tomato

SUN Li-li,ZOU Zhi-rong,HAN Li-rong,YANG Jun-hua

(CollegeofHorticulture,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

【Objective】 This study investigated the effects of nutrition solution amount on plant growth, yield and fruit quality of greenhouse tomato to select the optimal rate for tomato cultivation in greenhouse.【Method】 Tomato variety “Jinpeng No.1” was selected and through cultivation method was adopted.Using conventional fertigation as control (CK),five treatments with different nutrition solution amounts (T1,T2,T3,T4,and T5) were set with gradually increased amounts.T3 (the fertilization amounts of N,P2O5,and K2O were 610,270,1 069 kg/hm2and the water amount was 7 500 L/hm2) was used as standard,and nutrition solution amounts of T1,T2,T4,and T5 were 50%,70%,130%,and 150% of T3,respectively.The plant height,stem diameter,soluble sugar,organic acid,vitamin C,soluble protein,soluble solid,nitrate and yield were analyzed.【Result】 T5 was the most favorable for tomato growth with 1.15 mm increase in stem and decrease in the height to stem ratio compared with CK.The yield,fruit weight per plant and per fruit weight of T1,T2,T3,T4,and T5 increased gradually with significant differences (P<0.05).T5 had the highest yield,which was 61.14% higher than that of CK.With the increase of nutrient solution amount,the contents of soluble protein,soluble solids and nitrate firstly increased and then decreased.T3 had the lowest contents of soluble protein and soluble solids,T2 had the lowest nitrate content,while T5 had the highest contents of total sugar,soluble protein,vitamin C and the mean membership index of T5 and the sugar/acid ratio was increased by 20.22% compared to that of CK.【Conclusion】 T5 (the fertilization amounts of N,P2O5,and K2O were 915,405,1 605 kg/hm2and the water amount was 11 250 L/hm2) was the optimal treatment with promoted growth of tomato plants and improved fruit quality and yield.

greenhouse;tomato;nutrition solution mount;yield;fruit quality

2013-12-17

国家大宗蔬菜产业技术体系项目(CARS-25-D-02)；陕西省农业系统专项资金项目

孙丽丽(1985-)，女，江苏徐州人，在读硕士，主要从事设施园艺生理生态研究。E-mail：sunlily139@163.com

邹志荣(1956-)，男，陕西延安人，教授，博士生导师，主要从事设施园艺研究。E-mail：zouzhirong2005@163.com

时间:2015-04-13 12:59

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.05.029

S641.206+.2

A

1671-9387(2015)05-0135-08

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20150413.1259.029.html