日光温室土壤消毒处理对番茄产量和品质的影响

魏百弘，张文斌，铁建中，高程斐，肖雪梅，吕 剑，胡琳莉，2，郁继华，2

（1.甘肃农业大学园艺学院 兰州 730070； 2.甘肃省干旱生境作物学重点实验室·甘肃农业大学 兰州 730070）

番茄（）原产于南美洲西部太平洋沿岸安第斯山脉的秘鲁、厄瓜多尔、玻利维亚、智利等国的高原或谷地，是世界上产量最高的蔬菜作物之一。番茄果实营养丰富，被誉为菜中之果，也是我国主要设施栽培的蔬菜种类之一。自1978 年以来，我国番茄的种植面积不断扩大，随之总产量迅速增长，据统计，番茄年平均种植面积110 万hm，但种植的单一化和集约化管理引起的土壤退化和连作障碍等问题严重限制了番茄产量和品质的提高。土壤消毒是解决日光温室土壤连作障碍的关键技术手段。在进行番茄设施栽培时，为了解决番茄的自毒问题，首先要进行土壤消毒，给番茄创造良好的生存环境，这能从根本上解决连作障碍问题。现阶段，国内改良土壤连作障碍的措施主要有：（1）休耕轮作；（2）淋雨洗盐；（3）高温闷棚消毒。虽然有关土壤消毒的研究很多，但目前土壤消毒对番茄影响的研究主要集中在对番茄产量的影响方面，对番茄品质的影响研究较少，而品质又是当下消费者关注的一个热点问题。在我国，设施番茄种植面积较大，但土壤连作障碍问题仍然十分普遍，导致番茄品质和产量下降。因此，土壤消毒对番茄品质的影响有待研究。鉴于此，笔者以粉果番茄汉姆七号为试材，探究不同土壤消毒方式对日光温室番茄产量、外观品质、营养品质以及矿质元素等的影响，旨在为当地设施番茄的种植提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020 年8 月至2021 年1 月在甘肃省兰州市榆中县清水驿乡稠泥村日光温室进行。温室连续种植番茄5 年。清水驿乡位于榆中县中部，平均海拔1790 m，年平均气温7.4 ℃，年平均降水量400 mm，属于典型的温带大陆性气候，特点为温差大，降水量少。试验用日光温室跨度7 m，长度45 m，种植面积约315 m。

1.2 材料

供试番茄品种为粉果品种汉姆七号，由赤峰和润种苗科技有限公司提供种苗。试验用石灰氮购自宁夏祥美农业科技有限公司，98%棉隆微粒剂购自江苏南通施壮化工有限公司。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，设置4 个处理，每个处理3 次重复，共12 个小区，每小区面积约26 m。消毒前清除前茬残留物并施入有机肥和磷酸二铵100 kg.667 m，之后向试验小区施入棉隆或石灰氮（表1），深翻土壤35～40 cm，等到灌水全部渗下后，平铺地膜（0.044 mm 厚的聚乙烯塑料膜）密封，ML+FM 处理与SHN+FM 处理覆膜30 d 后，揭膜散气5 d，然后翻地一次后再晾晒5 d 即起垄定植。8 月13 日选择长势一致、无病虫害、生长健壮的番茄幼苗进行定植，每个小区62 株。采用高畦双行栽培的方式，垄宽1 m，单株定植，定植株距40 cm，小行距45 cm，大行距75 cm。2020 年11 月29 日开始收获，2021 年1 月2 日拉秧。所有处理的番茄均进行统一的常规管理。

表1 试验设计

1.4 方法

1.4.1 产量和品质指标 在第一批果实成熟时采收，整个生育期分4 次采收，分批统计各处理每株结果数和单果质量，按照每小区26 m，计算小区1 m产量并换算为667 m产量。每小区果实样品数3 个，3 次重复。外观品质指标测量：果实纵横径用游标卡尺直接测量并计算果形指数（纵径/横径）。采用蒽酮比色法测定番茄果实可溶性糖含量，根据公式（1）计算样品中可溶性糖含量。参照考马斯亮蓝法测定番茄果实可溶性蛋白含量，根据公式（2）计算样品中可溶性蛋白质含量。采用水杨酸-硫酸法测定番茄果实硝酸盐含量，根据公式（3）计算样品中硝酸盐含量。采用滴定法测定番茄果实有机酸含量；采用手持式硬度计（托普GY-4，中国）测定番茄果实硬度；采用手持式折射仪测定可溶性固形物含量。

可溶性总糖含量/%=

为标准曲线（μg）；为提取液量（mL）；为吸取样品液体积（mL）；为稀释倍数；为质量（g）。

样品中可溶性蛋白质含量/（mg.g）=

为（μg）；V为提取液总体积（mL）；为样品质量（g）；为测定时加样量（mL）；

单位鲜质量样品中的硝酸盐含量/（mg·kg）=

为回归方程计算的硝酸盐浓度（μg.mL）；为样品定容体积（mL）；为样品质量g；为测定取用的样品提取液体积（mL）。

1.4.2 矿质元素含量测定 果实鲜质量测量结束后，准备直径为16 cm 的培养皿，称量培养皿的质量并记录。将果实放入培养皿中，用水果刀将其分成4 份，将培养皿放入105 ℃的烘箱先杀青15 min，后置于80 ℃下烘干，待果实烘干至恒质量后记录数据，测果实矿质元素含量。采用湿式消解法进行样品前处理。试样中钙（Ca）、铜（Cu）、铁（Fe）、锰（Mn）、镁（Mg）、钾（K）和锌（Zn）元素以质量分数计，单位为mg.kg，计算公式为（4）：

为试样溶液中元素的质量浓度（μg.mL）；0为空白溶液元素的质量浓度（μg.mL）；为稀释倍数；为试样的质量（g）；为固定数值（以mg.kg表示时，D 为10；以g.kg表示时，D 为10）。

1.5 数据分析

使用Excel 2010 软件进行数据整理；使用SPSS Statistics 20.0 软件进行单因素方差分析，采用Duncan’s 检验方法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同土壤消毒方式对番茄产量及其构成因素的影响

由表2 可以看出，不同土壤消毒方式对番茄产量有一定影响。FM 处理番茄平均单果质量最大，达到132.59 g，较CK、ML+FM 和SHN+FM 处理分别提高47.63%、34.21%和24.35%。SHN+FM 处理单株结果数最多，与CK、FM 和ML+FM 相比分别显著提高27.91%，12.25%和19.57%。SHN+FM 处理单株产量最高，达到2.02 kg，比CK 显著提高56.59%，与其他各处理间差异不显著。SHN+FM处理667 m产量最高，为9 318.06 kg，与CK 相比显著提高56.68%，与FM 和ML+FM 处理间差异不显著。

表2 不同土壤消毒方式对番茄产量的影响

2.2 不同土壤消毒方式对番茄果实硬度、果形指数和品质的影响

由图1-A 可以看出，番茄果实硬度在6.97～10.06 kg.cm之间。SHN+FM 处理果实硬度最高，达到了10.06 kg.cm，分别较CK、FM、ML+FM 处理提高17.11%、44.33%、7.59%。CK、ML+FM、SHN+FM 处理番茄果实硬度均显著高于FM 处理，但CK 与ML+FM、SHN+FM 处理间无显著差异。由图1-B 可以看出，番茄果形指数在0.95～0.98，均为圆形果，CK 的果形指数最大。

图1 不同土壤消毒方式对番茄果实硬度和果形指数的影响

由表3 可以看出，ML+FM 处理果实可溶性固形物含量显著高于其他3 个处理，比CK 提高32.23%，比FM 处理和SHN+FM 处理分别提高20.00%和14.29%，说明ML+FM 处理可促进番茄可溶性固形物积累。

表3 不同土壤消毒方式对番茄品质的影响

SHN+FM 处理维生素C 含量最高，比CK、FM和ML+FM 处理分别显著提高2.89%、1.70%和1.39%，FM 处理和ML+FM 处理差异不显著。可溶性糖含量最高的是SHN+FM 处理，高于其他3 个处理，与CK 相比提高44.84%；其次是FM 处理，CK 可溶性糖含量最低。说明通过SHN+FM 处理进行土壤消毒可以增加番茄果实中可溶性糖含量。采用ML+FM 处理技术进行土壤消毒，番茄果实中硝酸盐含量最低，显著低于其他3 种处理，比CK、FM 和SHN+FM 处理分别降低30.00%、21.64%、16.05%。番茄果实中有机酸含量为0.51%～0.95%，FM、ML+FM 和SHN+FM 处理有机酸含量均显著低于CK，分别比CK 降低35.79%、46.32%、21.05%，且SHN+FM 与FM、ML+FM 处理差异显著，FM 处理和ML+FM 处理差异不显著。表明不同土壤消毒方式均可不同程度降低番茄果实中的有机酸含量，且ML+FM 处理有机酸含量最低。ML+FM 处理糖酸比最高，达到7.31，糖酸比含量较CK 显著提高121.52%，但与FM 和SHN+FM 处理差异不显著。

2.3 不同土壤消毒方式对番茄果实中大量元素含量的影响

从表4 可以看出，番茄果实中大量元素含量表现为K＞Mg＞Ca，不同处理条件对番茄果实中大量元素含量有一定的影响。ML+FM 处理Ca 元素含量最高，为79.57 mg.kg，较CK、FM、SHN+FM 分别增加9.31%、3.61%和10.58%，其次是FM、CK、SHN+FM 处理。FM 处理条件下Mg 元素含量最高，与CK 相比显著提高11.24%。ML+FM 处理条件下K 元素含量最高，为5 180.40 mg.kg，与对照相比提高4.60%。

表4 不同土壤消毒方式对番茄果实大量元素含量的影响

2.4 不同土壤消毒方式对番茄果实中微量元素含量的影响

从表5 可以看出，ML+FM 土壤消毒处理条件下，番茄果实中Fe、Cu、Zn 元素含量均最高，其Fe元素含量与CK 相比提高2.92%，与FM 处理和SHN+FM 处理差异显著。ML+FM 处理Cu 元素含量比CK、FM、SHN+FM 处理分别提高0.78%、10.23%、23.17%，且与FM 处理和SHN+FM 处理差异显著。SHN+FM 处理Mn 元素含量比CK 提高100.00%。

表5 不同土壤消毒方式对番茄果实微量元素含量的影响

3 讨 论

连作障碍会使作物生长势变弱、坐果率降低、品质变劣。笔者的试验结果表明，高温闷棚结合FM、ML+FM、SHN+FM 的土壤消毒方式在一定程度上提高了番茄产量，其中SHN+FM 处理产量最高，这与陈云林在探究几种土壤处理对克服草莓连作障碍的研究结果中表明SHN+FM 处理增产效果最好、林飞容等在研究石灰氮防治甘薯茎基部腐烂病时发现石灰氮可以提高单位面积的产量的研究结果一致。石灰氮的使用已经有一百多年的历史，是药肥两用的土壤杀菌消毒剂。首先，石灰氮本身是一种缓效性氮肥，肥效时间长，可以有效促进番茄的后期发育，具有一定的增产作用；其次，石灰氮结合高温闷棚有很好的杀菌作用，可以有效杀死土壤中的根结线虫和土传病原菌，施用后可使作物生长健壮，增强对病害的抵抗力，从而提高产量。SHN+FM 土壤消毒技术可改良土壤结构、改善土壤酸化，为番茄的生长发育提供适宜的环境。维生素C、可溶性糖含量及糖酸比等是决定番茄品质的重要指标，笔者使用SHN+FM 土壤消毒技术，有效提高了番茄果实中维生素C、可溶性糖含量以及糖酸比，从而提高了番茄果实的品质。崔国庆发现石灰氮可以提高黄瓜维生素C、可溶性糖和有机酸的含量，马红艳等的研究结果表明石灰氮可以提高韭菜品质，与笔者的研究结果一致。

笔者研究了不同土壤消毒方式对番茄果实中矿质元素含量的影响，通过试验研究发现，不同土壤消毒方式对番茄果实中矿质元素含量有一定的影响，而矿质元素是番茄果实的主要营养物质。利用不同的土壤消毒方式使番茄果实中的矿质元素表现出明显差异。研究结果表明，SHN+FM 土壤消毒方式番茄果实中Mn 元素的含量最高，ML+FM处理的Fe、Cu、Zn、Ca、K 元素的含量最高。

综上所述，不同土壤消毒技术对番茄果实中矿质元素含量和果实品质有不同的影响。从整体来看，使用石灰氮结合覆膜技术进行土壤消毒能够有效提高番茄的产量和品质，比棉隆结合覆膜、仅覆膜处理更具有优势。