栽培密度对封闭式无机基质槽培番茄的影响

郑喜清 邸娜 崔超 纪晓贝 季延海

摘    要：本试验采用北京市农林科学院蔬菜研究中心研发的封闭式无机基质槽培循环供液系统，以番茄品种“佳西娜”为供试材料，探究不同栽培密度对封闭式无机基质槽培番茄的影响。结果表明：栽培密度为T133 330株·hm-2时，番茄植株地上部与地下部干鲜质量、叶绿素a、叶绿素b、可溶性糖含量和净光合速率明显优于其他处理;栽培密度为T239 990株·hm-2时，气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率、Vc、可溶性固形物、可溶性蛋白含量及亩产量优于其他;栽培密度为T353 430株·hm-2时株高最高。综上所述，栽培密度为T2时比较合理，适宜栽培推广。

关键词：番茄;封闭式槽培;栽培密度;品质;产量

中图分类号：S517       文献标识码：A      DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.10.004

Effect of Cultivation Density on Tomato Cultured in Closed Inorganic Groove

ZHENG Xiqing1， DI Na1， CUI Chao1， JI Xiaobei1， JI Yanhai2

（1.Agriculture Department， Hetao College， Bayannaoer，Inner Mongolia 015000， China; 2.Vegetable Research Center of Beijing Academy of Agricultural and Forestry Sciences， Beijing 100097， China）

Abstract： In this experiment， the closed inorganic matrix trough culture circulating liquid supply system developed by vegetable research center of Beijing academy of agriculture and forestry was used，and the tomato variety "Jiaxina"was used to explore the effect of different cultivation densities on closed inorganic substrate trough culture tomato. The results showed that cultivation density was T1（33 330 plants·hm-2 ）， dry and fresh weight， chlorophyll a， chlorophyll b， soluble sugar content， net photosynthetic rate were significantly better than other treatments;cultivation density was T2（39 990 plants·hm-2），stomatal conductance， intracellular carbon dioxide concentration， transpiration rate ， vitamin C， soluble solids， soluble protein content and acre yield were significantly better than other treatments; cultivation density was T3（53 430 plants·hm-2）， plant height was highest. To sum up， cultivation density was T2 is more reasonable and suitable for cultivation and popularization.

Key words： tomato; closed trough culture; cultivation density; quality; yield

我国是设施农业生产大国，从20世纪90年代中期开始迅速发展，据2013年统计设施蔬菜种植面积近370万hm2，总量约为2.5亿t，人均达到186 kg·年-1，从面积和产量来看，均位列世界第一位[1]。其中，仅番茄栽培面积占蔬菜栽培面积的1/3左右，特别是设施番茄的大力发展解决了长期困扰我国蔬菜生产的淡旺季，基本实现了蔬菜的周年均衡供应[2]。但是，在设施农业快速发展的同时，并不能掩盖设施农业中存在的问题，相比于发达国家，在栽培系统、栽培技术、自动化及管理等方面相对落后，尤其为了追求高产，加大水肥施用量，导致了严重的土壤、水污染和连作障碍等问题，进而影响了设施农业的可持续发展[3-5]。出现了密度不适的问題以及由密度不适引起的其他问题：密度过低，单位有效土地栽植过少，产量和经济效益上不去;密度过高，特别容易引起病虫害，导致畸形果、单果小，最终影响产量和经济效益，极大地阻碍社会经济发展[2]。因此，本试验采用北京市农林科学院蔬菜研究中心针对该问题研发的封闭式生态槽培系统，此系统用珍珠岩作为栽培基质，通过对栽培槽和循环系统的设计，实现了营养液的封闭式循环。在该系统栽培条件下种植番茄，设置3个栽培密度，从番茄植株的生长指标、生理指标、果实品质及相应处理的产量方面进行研究分析，以确定最适宜的种植密度，这将对获得优质高产的封闭式槽培番茄具有重要意义。

1 材料和方法

1.1 材 料

供试材料为番茄，品种为“佳西娜”，来源于荷兰瑞克斯旺公司。

1.2 试验设计

本试验采用北京农林科学研究所蔬菜中心的专利，封闭式营养液循环系统种植番茄，以种植密度为主要研究方向，设置3个密度处理，分别为：T1（33 330株·hm-2，槽间距40 cm，每个栽培槽2株）、T2（39 990株·hm-2，槽间距50 cm，每个栽培槽3株）、T3（53 430株·hm-2，槽间距0 cm，每个栽培槽3株）[2]。于2018年12月13日播种，1月28日定植，使用日本山崎番茄专用配方营养液，常规水肥管理。

1.3 测定指标

1.3.1 生长指标测定 从番茄第一穗花开花后每隔7 d测定1次。每个处理选择6株长势一致的番茄挂牌标记，并对标记后的番茄植株进行形态指标进行测定，测定其株高、茎粗、叶片数及地上部与地下部的干鲜质量。

1.3.2 生理指标测定 叶片色素含量采用乙醇浸提法[6]测定，即在番茄盛果期，每个处理选择长势一致的3棵植株，取第4片功能叶，剪碎混匀后称取0.2 g置于试管中，加入10 mL 95%乙醇，封口，置于黑暗环境下24 h，用分光光度计在665 nm测定番茄叶绿素a、648 nm下测定叶绿素b、470 nm下测定类胡萝卜素吸光度，并计算其含量;叶片光合参数主要测定净光合速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度和蒸腾速率，利用LI-6400便携式光合仪测定，在番茄植株盛果期，每个处理选取长势一致的番茄由下往上每隔2片叶测定1次，测定时间为晴天上午8：30—11：30。

1.3.3 果实品质测定[7-9]    选择每个处理中同一穗且成熟度一致的果实进行番茄品质测定。测定指标包括采用数字折射仪ACT-1EC测定可溶性固形物含量，采用2， 6-二氯酚靛酚滴定法测定Vc含量，采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量，采用氢氧化钠滴定法测定可滴定酸含量，采用考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白含量。

1.3.4 果实产量测定 番茄植株结果到拉秧结束的整个时期内，每个处理选择标记过的6株番茄植株，测定其单果的质量、果实个数及单株产量，并通过计算得出单位面积总产量。

1.4 数据处理与分析数据

采用Exce12003、SPSS17.0软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同栽培密度对番茄株高、茎粗、叶片数的影响

随着番茄生育期的推移，各处理的株高、茎粗和叶片数呈逐渐增加的趋势。

由图1可知，番茄植株定植后第7 d，各处理番茄株高存在差异，28 d后随定植时间的延长，密度越大株高越高，且各处理间存在显著性差异，定植77 d拉秧时T3株高比T1高出17.23%，比T2高出9.53%。由图2可知，番茄茎粗在定植时至定植后49 d，存在一定的差异性，但在定植49 d后各处理间茎粗均无显著性差异。从图3可看出，番茄植株刚定植后0，28，35，49，56和63 d，各处理间叶片数无显著性差异;定植后7，14，21，42，70和77 d处理T3与T1、T2间存在差异。

2.2 不同栽培密度对番茄植株干鲜质量的影响

由图4和5可知，番茄植株地上部与地下部的干鲜质量随番茄生育期的延长而增加。T1地上部的鮮质量较T2和T3分别高出18.46%和27.53%;干质量T1比T2和T3 分别高出22.46%和27.50%;T1地下部鲜质量分别比T2和T3高出19.97%和40.84%;地下部干质量T1较T2和T3分别高出48.20%和60.04%。

2.3 不同栽培密度对番茄叶片色素含量的影响

由表1可知，T1的叶绿素a和叶绿素b含量显著高于T2和T3。T1的叶绿素a含量比T2和T3分别高 16%和4.17%，叶绿素b含量比T2高35%，比T3高11.67%;类胡萝卜素的含量3个处理间并无显著性差异。

2.4 不同栽培密度对番茄光合作用的影响

从表2可知，番茄植株随种植密度的增加各处理的净光合速率降低，且T1显著高于T2、T3;气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率T2最大，与其它处理间存在差异。

2.5 不同栽培密度对番茄果实品质的影响

由表3可知，番茄可溶性糖含量T1比T2高14.78%，比T3高27.54%;T2 维生素C的含量比T1和T3分别高出28.98%和18.03%;T1可滴定酸含量比T2和T3分别高出 36.36%和 38.63%;T2处理果实可溶性固形物和可溶性蛋白含量最高。

2.6 不同栽培密度对番茄产量的影响

由表4可知，T2的单果质量比T1、T3分别高出16.92%和23.78%，每穗结果数比T1、T3分别高出9.81%和18.26%，单株产量比T1、T3分别高出1.93%和29.88%，亩产量分别比T1、T3增产28.80%和14.01%。

3 结论与讨论

密度是影响作物生长发育和产量的主要因素之一，合理提高种植密度是实现番茄增产的重要措施。黄文等[10]和何娜等[11]研究发现番茄植株株高随着种植密度增加呈增长趋势，而茎粗呈减小趋势。本研究发现不同栽培密度对番茄的株高影响较大，随着密度加大，株高逐渐加大;栽培密度对茎粗、叶片数影响不大，这可能是栽培密度增加并不影响植株冠层的光照环境，更适宜维系番茄植株的生长。

光合作用是植物最重要的生理过程，产量主要依赖于光合作用，但光合能力的强弱受生理机能和外界环境双重影响，在高密度下，田间郁闭度大，会影响光合参数，从而影响植株的生长发育和产量[12]。合理的栽培密度和留果穗数是充分挖掘番茄产量潜力的关键。随着栽培密度的增加，番茄植株的坐果率下降，且果实 Vc 含量下降[13]。本研究发现不同栽培密度对番茄植株干鲜质量、叶片色素、光合作用、果实品质和产量等均有一定影响，从整体来看T2（栽培密度为33 330株·hm-2）上述各指标明显优于T1（栽培密度为39 990株·hm-2）和T3（栽培密度为53 430株·hm-2）。可能由于栽培密度过大，群体内部过密，各株间竞争激烈，导致个体生长不良，从而影响产量;而密度小由于群体内部密度过小，辐射透光率较大，以至于漏光严重，光能利用率低，不利于番茄产量的提高。温室内无机基质槽培番茄在栽培的过疏或过密均不利于番茄生长和产量的增加及果实品质的提高。

综上，通过番茄生长、生理特性、品质及产量等因素的综合考虑，得出番茄在封闭式无机基质槽培循环供液系统中，选择T2（栽培密度为39 990株·hm-2，栽培槽间距50 cm，每个栽培槽3株）栽培密度比较合理，能够在不影响产量的同时，显著提高番茄果实的综合品质。

参考文献：

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[13]雷喜红，李新旭，王铁臣，等.不同种植密度对番茄长势、果实品质及产量的影响[J].北方园艺，2015（7）：30-33.

收稿日期：2020-07-17

基金项目：河套学院自然科学基金资助项目（HYZY201706）;内蒙古自治区高等学校科学研究重点项目（NJZZ16333）;北京市农林科学院科技创新能力建设专项（KJCX20180705）

作者简介：郑喜清（1979—），女，内蒙古兴安盟人，副教授，硕士，主要从事植物病害综合防控方面研究。