我国设施番茄基质无土栽培技术研究进展

李英杰，林俊凤，辛晓菲，王凯燕，田素波*，丁俊洋，谭 旭，林桂玉，张迎华，王冠杰，魏福宏，亓 烨，王子森

（1.山东省寿光蔬菜产业集团有限公司，山东寿光 262700；2.山东省设施蔬菜技术创新中心，山东寿光 262700；3.寿光市蔬菜产业发展中心，山东寿光 262700；4.潍坊科技学院，山东寿光 262700；5.潍坊市农业技术推广中心，山东潍坊 261000；6.寿光市行政审批服务局，山东寿光 262700；7.寿光市田柳镇人民政府，山东寿光 262700）

番茄（Lycopersicon esculentumMill）又名西红柿、六月柿等，是茄科番茄属一年或多年生草本植物。番茄为喜温植物，分布广泛，从热带到北极圈范围内均有种植，是重要的蔬菜品种之一。我国是世界上番茄栽培面积最大、产量最多的国家之一，年产量稳定在5 000 万t 以上[1]。我国番茄生产的传统方式是土壤栽培，但随着化肥农药投入量的增加，土壤污染严重，重茬、连作等造成肥力下降，进而使番茄产量降低、品质变差。在这一形势下，无土栽培在番茄的生产中逐渐推广。

无土栽培是不用土壤，而采用营养液或基质种植作物的一种栽培技术，改变了传统的土壤栽培方式，具有省肥、省水、提高产品品质等优点[2]。设施番茄使用无土栽培技术，可以减少土传病虫害，降低化肥农药用量，减少农药对生态环境的不良影响、提高水肥利用率、提升番茄的产量和品质。为促进我国设施番茄无土栽培技术的研究和应用，本文对番茄的品种选择、栽培基质选用、营养液选用等方面进行了综述，旨在为设施番茄的无土栽培技术提供参考。

1 品种选择

目前关于适合设施番茄无土栽培品种的研究较少，且大多数关于番茄品种筛选的研究具有地域性。如张海芳等[3]对适宜京郊地区日光温室无土栽培的中果型优质番茄品种进行了筛选，研究表明，‘味多美2 号’产量高，果实品质和口感较好，抗病性强，适宜京郊地区冬季温室栽培。严良文等[4]以‘千禧’为对照，对适宜闽西地区无土栽培的小番茄品种进行了筛选，发现‘阿鲁（72-193）’和‘sn-金珠’综合性状较好，具有产量高、品质优、风味好、抗病性强等特点，适宜福建闽西地区蔬菜大棚无土栽培；‘曼西娜’产量显著高于对照，采收期长但口感风味满足小众，适合小规模种植；‘贝蒂’农艺性状表现一般，产量显著低于对照，不适合在当地推广。苗相伟等[5]为筛选出适合新疆地区无土栽培的越冬番茄品种，综合比较了‘卓粉1 号’‘辽研161’‘天妃9 号’‘0516’这4 个番茄品种的生长指标、果实性状和营养品质，结果表明，品种‘0516’综合表现较好，适合新疆地区无土栽培越冬生产。

无土栽培的成本投入比传统土壤栽培高，因此选择合适的品种进行设施番茄无土栽培是提高产量、增加收益的重要方法。一是，要针对南北地区的差异和当地的种植消费习惯，选择适合无土栽培的品种；二是，要根据不同栽培季节选择不同特性的番茄品种。番茄对光照强度要求较高，冬春栽培时应选择耐低温弱光、连续结果能力强、抗病抗逆能力强的品种。

2 番茄栽培基质的选择

2.1 栽培基质

在无土栽培中，选择合适的栽培基质是保证番茄生长的重要环节。无土栽培主要有固体基质栽培和非固体基质栽培（水培和气雾培）两种[6]。目前，设施番茄的无土栽培多为固体基质栽培。固体基质根据成分不同可分为无机基质、有机基质、复合基质和化学合成基质。无机基质多采用一些天然矿物或其经过高温等处理后的产物，其化学性质相对稳定，但蓄肥能力较差，常用的无机基质有岩棉、珍珠岩、砾石、陶粒、蛭石等。有机基质指的是一些有机生物残体及其衍生物构成的栽培基质，蓄肥能力相对较强，但化学性质不太稳定，主要有草炭、菌渣、椰糠、木屑等。复合基质由两种或两种以上的基质按照一定比例均匀混合而成，将不同结构、性质的基质合理组配，克服了单一基质存在的理化性状不良的问题，提高了栽培效果。化学合成基质又称人工土，是一种以有机化学物质（如脲醛、聚氨酯、酚醛等）为原料人工合成的新型固体基质，颜色洁白，可以根据需要进行染色，观赏效果好，且不存在土传病虫害，但生产成本高[6]。

2.2 番茄无土栽培基质配方的筛选

前人就番茄无土栽培基质配方的筛选和优化进行了大量研究。作为无土栽培的基础物质，基质对营养液的吸附效果决定了植物养分的供应情况，理想的基质应有一定的保水、保肥能力，且透气性好。一般来说，基质的选择可从基质的适用性、经济性和植物适应性这3 个方面考虑[7]。研究表明，与土壤栽培相比，基质栽培能够显著提高番茄中可溶性糖、番茄红素和维生素C 等的含量，改善番茄糖酸比等口感品质[8-9]。

当前番茄基质栽培最常用的基质是复合基质，复合基质能够弥补单一基质在理化性质上的缺陷，更好地满足作物生长发育对根际环境的要求[10]。如椰糠作为单一基质在无土栽培中应用时，由于其自身孔隙度小、电导率高，容易引起盐分积累。为了降低盐分累积和改善透气性，已有许多科研工作者开展了关于椰糠复合基质的研究，如苏飞[11]研究得出，椰糠复合基质的理化性质比单一椰糠基质总孔隙大、容重小，椰糠∶珍珠岩∶泡沫体积比为4∶2∶2 的复合基质比单一椰糠基质栽培番茄的长势、果实产量和品质都有显著提升。毛丽萍等[12]以菇渣、牛粪、蛭石为原料，进行了番茄有机基质配方的筛选，发现当牛粪∶菇渣∶蛭石体积比为6∶3∶1 时，番茄的产量、品质都显著提高。王鹏等[13]研究发现草炭和菌渣的体积比为1∶2，并追施鸡粪时，可明显促进番茄株高、茎粗的增长和单果质量、总产量的提高。

3 番茄适用的营养液

营养液是将作物生长发育所必需的各种营养元素的化合物按照一定的数量和比例溶于水中而配成的溶液，在无土栽培中为作物生长发育提供所需的养分和水分[14]。番茄对各种营养元素的需求量会因品种、生育阶段等的不同而变化，所以应根据番茄的品种、生育阶段、栽培季节进行选择[2]。

3.1 主要配方

目前被广泛应用的番茄营养液配方有荷兰番茄配方、山东农业大学番茄配方、华南农业大学番茄配方、山崎番茄配方（见表1）。前人对番茄无土栽培营养液配方的研究较多，如吕炯璋等[15]的研究结果表明，相比于山崎番茄配方、山东农业大学番茄配方和华南农业大学番茄配方，使用荷兰番茄配方对植株生长发育有较好的促进作用。孙敏红等[16]研究得出，山崎番茄配方是番茄无土栽培最佳的营养液配方。而吴丽君等[17]在不同营养液浓度对番茄生长的影响试验中得出，荷兰番茄配方是番茄无土育苗最佳的营养液配方。

表1 常用番茄无土栽培大量元素营养液配方Table 1 Nutrient solution composition of macro element of tomato

3.2 配方的影响因素

3.2.1 营养液酸碱度

营养液的酸碱度与各营养元素的吸收和利用密切相关，适宜番茄生长的pH 值范围为5.5～6.5，低于5.5会影响N、P、K、Ca、Mg、S、Mo 的吸收；pH 值高于6.5 则会影响Fe、Mn、Zn、Cu 的吸收；pH 过高或过低都会破坏养分的平衡，造成缺素症，伤害植物根系。因此，要严格管理，当pH 值过高时可加入适量硝酸进行调节，过低时可以添加适量的氢氧化钾来调节。杨俊兴等[18]的研究表明营养液酸碱度对番茄植株的生长发育具有重大影响，pH值在5.5～6.5 之间，番茄的株高、茎粗以及叶面积指数增长最佳。也有学者得出，椰糠基质栽培条件下，营养液pH值为5.7～6.2 时，有利于番茄生长和产量的提高[19]。Dyko等[20]通过研究不同pH 值的营养液对无土栽培番茄产量的影响发现，施用pH 5.5 的营养液后番茄产量最高。

3.2.2 营养液的供应量及频率

营养液的供应量及频率没有统一的模式，应根据季节、天气、基质、生育期等因素进行调节。有学者提出，随着番茄的生长，植株对水分和养分吸收的增加，循环供液频率也要增加[9]。孙丽丽等[21]的研究表明，当营养液用量高于5 250 L/hm2时，能显著提高番茄单果质量和果实产量。随着营养液滴灌频率的增加，番茄果实单果质量、单株产量及果实产量均呈先升后降的趋势，每5 d 滴灌一次营养液的频率最佳，能提高果实产量及品质。胡晓辉等[22]以常规营养液管理（滴灌频率为1 次/2 d）为对照，发现结果前期（第3 穗果坐果至第1 穗果成熟）1 次/d、结果后期（第1 穗果成熟至第5 穗果成熟）3 次/d 的滴灌频率可兼顾番茄高产和质优，为最优的营养液滴灌方案。周文波[23]研究发现，番茄在营养生长期供液量每天每株250 mL，开花结果期每天每株350 mL，番茄的单果质量及产量均能达到最高。哈婷等[24]研究发现高糖度番茄在营养生长期每株每天营养液供液量为210 mL（滴灌频率为3 次/d），开花结果期每天每株420 mL（滴灌频率为3次/d），有利于促进高糖度番茄的生长和果实品质的提高。胡莹莹[25]以3/4 剂量山崎番茄配方为对象，研究了不同供液频率对番茄生理代谢、生长发育、产量等的影响，结果表明与连续供液相比，间歇供液番茄的生长势、光合速率、根系活力和产量显著提高。

4 展望

无土栽培脱离了土壤的限制，开创了农业发展的新模式，是设施番茄集约化、安全生产及周年供应的重要途径，发展前景广阔。我国无土栽培起步较晚，生产技术水平还有待提高，未来要集中于下面几个方面的研究。

4.1 开展无土栽培综合技术集成研究

当前番茄无土栽培综合研究较少，多限于某种基质、营养液配方或单一元素对番茄产量及品质的影响，缺乏对番茄生产关键因素的集成研究。今后应开展对番茄栽培基质、营养液等关键生产因素的探讨，探索关键节点、关键元素对番茄产量、品质的影响。集成特定番茄品种水肥管理技术并配套特定环境管理方法，对实现番茄高效优质安全栽培具有重要意义。

4.2 研发适用无土栽培的专用品种

在番茄无土栽培的研究中，关于适宜无土栽培专用品种的研究相对较少，迫切需要选育出抗根系病害、耐低温弱光、优质丰产的蔬菜新品种。

4.3 发展低成本无土栽培技术

无土栽培技术相对复杂、设施装备投入较高，一定程度上阻碍了番茄无土栽培的大面积应用[26]。简化操作技术，发展具有本土特色的无土栽培技术是加速我国无土栽培推广的关键。如基质的选择，可通过挖掘当地常见的秸秆、炉渣、菇渣等资源，以降低生产成本[27]。

4.4 开展无土栽培技术标准研制

目前无土栽培相关国标、行标、地标等都较少，安全生产缺少标准性、规范性的指导文件。因此应从栽培设施、基质配方、营养液配方、栽培技术等关键环节开展标准化技术研究，制定完善无土栽培相关标准，将会极大地促进无土栽培的发展和提升。