不同基质及灌水量对番茄幼苗生长的影响

王 哲，夏 辉，袁 浩，孟 圆，赵新凯

（河北农业大学，河北 保定 071000）

0 引 言

番茄是目前世界上种植面积最广且最受欢迎的蔬菜作物之一，也是肉果及茄科的典型模式植物[1]，育苗是番茄生产的重要环节。基质是一种用于固定栽培作物，提供作物根系水分和营养的基础物质[2]。目前，许多学者对育苗基质做了大量的研究。宋志刚等[3]的研究表明 100%稻草与稻草∶稻壳=3∶1的复合基质培育的番茄幼苗的生理指标显著优于传统的草炭、蛭石混合基质。王鹏勃等[4]的研究发现，基质配方（菇渣∶牛粪∶珍珠岩=3∶3∶4）培育的番茄幼苗形态显著优于传统的优势配方（草炭∶珍珠岩=2∶1）。夏亚真等[5]的研究表明，在番茄育苗基质中添加 10%～30%的生物炭有助于改善育苗基质的通气性，降低育苗基质的体积质量，提高基质EC和pH值，同时在育苗基质中添加20%的生物炭能够显著提高番茄幼苗的茎粗等，有利于番茄幼苗生长。此外，对不同配比的常用基质（草炭、珍珠岩、蛭石）也进行了诸多探索，陈阳等[6]的研究表明泥炭土∶珍珠岩∶蛭石=2∶1∶1的基质处理番茄发芽率、成苗率最高，张瑞芬[7]的研究表明V草炭∶V蛭石＝2∶1的基质处理表现好，出苗早、整齐，出苗率高，同时二者的研究中此基质处理下番茄幼苗株高、茎粗、根长等生长指标在自行配制的基质中均最大。目前还未有原状土进行配比基质的研究，因此，兹设置3种不同类型的基质，原状土配比、营养土以及常规基质配比，期望以简单的基质配比寻求成本低而效益大的基质，同时设置2种不同灌水量意在寻找最优灌溉制度，通过比较各处理番茄出苗率及幼苗生长状况，以期筛选出适合番茄出苗及幼苗生长的基质配方与适宜的灌水量，为番茄育苗提供一定的理论及参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试番茄为福星高档粉果番茄，供试基质为3种（S1、S2、S3），S1取自河北农业大学原状土，经自然风干后与沙子、蛭石按体积比例8∶1∶1进行配制，S2为购买于河北省保定市莲池区保育栽培厂的壮园育苗营养土，S3为自配基质，草炭土、珍珠岩与蛭石按3∶1∶1体积配制。表1为各基质的理化性质。

表1 不同基质的理化性质Table 1 Physicochemical properties of different substrates

1.2 试验设计

试验于2018年8―9月于河北农业大学城乡建设学院农业水土工程实验室温室大棚内进行（38°50′N，115°28′E）。将基质按照配方进行混合装入育苗箱中，育苗箱外形为长方体，长 60 cm，宽40 cm，高50 cm，体积为1.2×105cm3。番茄种子经浸泡后在育苗箱内等间距进行播种，4行6列，行距为8 cm，列距为8.57 cm，每穴3粒，每个育苗箱播72个番茄种子，育苗期间气温、空气湿度等条件通过人工控制满足番茄生长生育要求，气温控制在24～35 ℃之间，空气湿度控制在34%～65%之间。试验设计不同基质（S1、S2、S3）及不同灌水量（W1、W2）2个因素，共6个处理，每个处理设置4个重复，共24个育苗箱，灌水方式为滴灌，通过测定3种基质田间持水率，综合分析灌水上下限，确定灌水上限为最大田间持水率，灌水下限为最大田间持水率的75%，同时假设灌溉水利用系数为0.9左右，根据耗水强度确定灌水周期。因此，每个育苗箱灌水周期为2 d，每个育苗箱W1、W2灌水总量分别为40、30 mm，其中W2为W1的75%。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 基质理化性质的测定

基质体积质量和总孔隙度采用环刀法测定[8]；EC由意大利哈纳公司生产的手持式电导率测定仪（HI98331）测定；pH值由上海仪电科学仪器股份有限公司生产的雷磁离子计（PXSJ-226）测定；NO-3-N量采用紫外分光光度法测定；NH4+-N量采用靛酚蓝比色法测定；有效磷采用钼锑抗比色法测定；速效钾采用火焰光度法测定[9]。

1.3.2 番茄形态指标的测定

用直尺测量番茄的株高、叶片长度、叶片宽度、根长；用电子游标卡尺测量番茄茎粗、根径（分别在不同方向上测量主根中部与须根中部根径 3次并取平均值）；用电子分析天平对番茄的地上部鲜质量、地上部干质量进行称质量；用目测法计数番茄的叶片数；用直接测量法计算番茄的根表面积、根体积；用折算系数法计算番茄的叶面积，折算系数为0.68[10]。在播种第8天调查番茄出苗率，播种第24天和第37天进行番茄幼苗生长形态的测定。

1.4 数据处理

利用 Excel软件进行数据统计，采用 SPSS 17.0软件对数据进行方差分析，采用 Duncan新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理对番茄出苗的影响

表2为番茄播种第8天不同处理出苗率情况，由表2可看出，不同处理番茄出苗率不同，所有试验处理出苗率在 45.00%～65.00%之间，S3W2处理出苗率显著大于S2W1处理。播种第8天，对于不同基质，S1、S2与S3基质平均出苗率分别为53.65%、49.14%、61.29%；对于不同灌水量，S1基质高灌水量W1下出苗率大，S2和S3基质高灌水量W1下出苗率反而小。综上所述，S3基质能够较好地满足番茄种子发芽对环境条件所需，同时 S3W2处理播种第 8天出苗率为64.58%，能够更好地促进番茄种子萌发和出苗。

2.2 不同处理对番茄幼苗地上部的影响

表3为不同处理番茄幼苗地上部生长指标。由表3可以看出，播种24 d，S2W1处理株高显著大于S1W2与S3W1处理，最大相差3.10 cm；S2W1、S3W1与S3W2处理茎粗显著大于S1W1处理，最大相差0.30 mm；各处理间叶片数无显著性差异；S2W1处理叶面积显著大于S1W1、S1W2与S3W2处理，最大相差25.69 mm2；S2W2处理地上部鲜质量显著大于S1W2与S3W2处理，最大相差17.80 mg。

随着番茄播种天数的增加，番茄幼苗的株高、茎粗、叶片数、叶面积、地上部鲜质量和地上部干质量均呈升高的趋势，播种37 d，S2W1与S2W2处理株高显著大于S1W2、S3W1与S3W2处理，最大相差3.53 cm；S2W1与S3W1处理茎粗显著大于S1W1与S1W2处理，最大相差0.33 mm；各处理之间叶片数无显著性差异；S2W1处理叶面积显著大于S1W1处理，最大相差158.50 mm2；S2W1处理地上部鲜质量显著大于S1W1与S1W2处理，最大相差84.70 mg；S2W1处理地上部干质量显著大于处理S1W1，最大相差4.50 mg。

番茄播种 24～37 d，S1W1、S1W2、S2W1、S2W2、S3W1、S3W2处理株高日均增长 0.05、0.12、0.15、0.18、0.10、0.12 cm；茎粗日均增长0.02、0.01、0.02、0.01、0.02、0.01 mm；叶片数日均增长0.06、0.06、0.19、0.17、0.19、0.08个；叶面积日均增长 1.16、2.84、11.66、6.16、9.17、4.76 mm2；地上部鲜质量日均增长 0.50、1.15、6.42、2.58、4.22、3.35 mg。对于不同基质，S2基质有利于番茄株高、茎粗、叶片数、叶面积及地上部鲜质量的增加；对于不同灌水量，高灌水量W1有利于S1、S2与S3基质茎粗、叶片数、叶面积及地上部鲜质量的增加，而低灌水量W2则有利于S1、S2与S3基质株高的增加。综上所述，S2W1处理有利于株高的增加，S2W1处理有利于茎粗的增加，S2W1与S3W1处理有利于叶片数的增加，S2W1处理有利于叶面积的增加，S2W1处理有利于地上部鲜质量的增加。因此，S2W1处理有利于番茄幼苗地上部生长指标的生长。

表2 不同处理番茄出苗率Table 2 Different treatment of tomato emergence rate

表3 不同处理番茄幼苗地上部生长指标Table 3 Different treatment of tomato seedling shoot growth indicators

2.3 不同处理对番茄幼苗地下部的影响

表 4为不同处理番茄幼苗地下部生长指标。由表4可看出，播种24 d，S2W1、S2W2与S3W1处理根长显著大于S1W2处理，最大相差10.41 mm；S3W1处理根径显著大于S2W2处理，最大相差0.21 mm；S3W1处理根表面积显著大于S1W1与S1W2处理，最大相差26.73 mm2；S2W1处理根体积显著大于S1W1、S1W2与S2W2处理，最大相差4.50 mm3。

播种 37 d，各处理之间根长无显著差异，最大相差14.42 mm；S2W1处理根径显著大于S2W2处理，最大相差 0.28 mm；各处理之间根表面积无显著差异，最大相差48.57 mm2；各处理之间根体积无显著差异，最大相差12.65 mm3。

番茄播种 24～37 d，S1W1、S1W2、S2W1、S2W2、S3W1、S3W2处理根长日均增长 2.09、2.27、1.08、0.96、0.66、2.05 mm；根径日均增长0.03、0.01、0.02、0.01、0.01、0.01 mm；根表面积日均增长6.57、4.88、4.55、2.67、2.69、4.21 mm2；根体积日均增长1.30、0.82、1.11、0.47、0.62、0.67 mm3。对于不同基质，S1基质有利于番茄根长、根径、根表面积及根体积的增加；对于不同灌水量，高灌水量W1有利于S1基质根径、根表面积及根体积的增加，而低灌水量 W2有利于S1基质根长的增加，高灌水量W1有利于S2基质根长、根径、根表面积及根体积的增加，高灌水量W1有利于S3基质根径的增加，而低灌水量W2有利于S3基质根长、根径、根表面积及根体积的增加。综上所述，S1W2处理有利于根长的增加，S1W1处理有利番茄根径的增加，S1W1处理有利于根表面积的增加，S1W1处理有利于根体积的增加。因此，S1W1处理有利于番茄幼苗地下部生长指标的生长。

表4 不同处理番茄幼苗地下部生长指标Table 4 Different treatment of tomato seedlings undergrowth

3 讨 论

不同基质的理化性质对番茄的生长具有较大影响，一般认为体积质量在 0.1～0.8 g/cm3，总孔隙度在54%～96%，pH值中性或微酸性，EC值在0.5～1.25 mS/cm的基质能够为栽培作物提供良好的水、气、肥根际环境，对育苗有利[11]。本试验中S2与S3基质符合上述条件，S1基质体积质量较大，是 S2、S3基质的2倍多，陈菲[12]指出基质体积质量过大，基质就会特别紧实，通气透水性变差，不利于作物的生长；而基质体积质量过小，基质就会变疏松，通气性良好，有利于作物根系的生长，但不易于作物根系的稳定，并且持水保肥能力也会变差。S1基质由于体积质量过大在地上部生长方面确实不如其他2种基质，但根系方面却生长旺盛，通常认为，根系表面积与体积大小可以表明根系活力的高低，S2和 S3基质由于基质疏松，故根系方面的生长没有 S1基质稳定，因此，本研究结果与陈菲[12]的研究结果具有一致性。此外，S2和 S3基质体积质量小，基质疏松空隙大，但由于灌水量大的缘故，导致种子随水分运动被埋过深，出苗率会有所影响，直接表现为 S2基质出苗率低。刘宁等[13]的研究表明基质总孔隙度增加，有利于改善作物根际环境。本研究 S1基质总孔隙度较小，仅有21%，无法保证作物根系通气，S2、S3基质总孔隙度约是 S1基质的 2倍多，通气性良好，能够维持有氧呼吸，吸收更多的营养物质，保证其地上部的生长。张娟[14]指出基质pH值对植物生长有直接和间接的影响，直接影响是伤害作物的根系，破坏了根系细胞质对矿质元素的透过性，间接影响是降低了盐分的溶解度，减少了根系的吸收量。本研究S1基质pH值处于微碱性，S2、S3基质pH值呈微酸性，故S1基质吸收营养物质有限，进一步说明起地上部生长状况不好。另外，3种基质EC值相差较大，S1低至 0.18 mS/cm，S2基质高达3.27 mS/cm，有研究表明EC值的升高会使植物所需的根际环境含氧量减少，抑制根系水分吸收[15-16]。因此，本研究 S3基质能够有效地利用水分满足番茄种子发芽对环境条件所需，从而出苗率较高。

不同的灌水方式以及施肥模式也影响着基质的营养供给和水分补给，也对番茄有着明显的作用，并进而影响作物生长发育[17-19]。费素娥等[20]的试验结果表明基质中N、P、K不同配比对番茄幼苗生长的影响具有显著差异，养分比例为 N∶P∶K=1∶2∶2的育苗基质中番茄幼苗茎粗、地下干质量的增加明显加快。本研究S2基质NO3--N量分别是S1和S3基质的9.15倍和1.68倍，此外，S2基质的NH4+-N量、有效磷量和速效钾量远远高于S1和S3基质。因此，S2基质有利于番茄株高、茎粗、叶片数、叶面积及地上部鲜质量的增加，这与费素娥等[20]的研究结果具有一致性，但N、P、K养分的比例不同。郭敬华等[21]研究说明基质相对含水率范围为 80～100%适宜番茄夏季育苗，有利于番茄株高、茎粗、植株干鲜质量的增加。本研究中高灌水量W1有利于S1、S2与S3基质茎粗、叶片数、叶面积及地上部鲜质量的增加，而低灌水量W2则有利于S1、S2与S3基质株高的增加，本研究与郭敬华等[21]研究结果在株高方面存在差异性，其他方面较为一致，在株高方面具体原因有待进一步研究。

4 结 论

1）草炭土、珍珠岩与蛭石体积比为3∶1∶1的S3基质能够较好地满足番茄种子发芽对环境条件所需，出苗率较高，同时低灌水量W2能够更好地促进番茄种子萌发和出苗。

2）购买于河北省保定市莲池区保育栽培厂的壮园育苗营养土 S2基质有利于番茄株高、茎粗、叶片数、叶面积及地上部鲜质量的增加；高灌水量W1有利于S1、S2与 S3基质茎粗、叶片数、叶面积及地上部鲜质量的增加，而低灌水量W2则有利于S1、S2与S3基质株高的增加。因此，S2W1处理有利于番茄幼苗地上部生长指标的生长。

3）原状土、沙子与蛭石体积比为8∶1∶1的S1基质有利于番茄根长、根径、根表面积及根体积的增加；高灌水量W1有利于S1基质根径、根表面积及根体积的增加，而低灌水量W2有利于S1基质根长的增加，高灌水量W1有利于S2基质根长、根径、根表面积及根体积的增加，同时高灌水量W1有利于S3基质根径的增加，而低灌水量有利于S3基质根长、根径、根表面积及根体积的增加。因此，S1W1处理有利于番茄幼苗地下部生长指标的生长。