北方日光温室气雾栽培对番茄植株生长、产量和品质的影响

王彩虹，郭 伟，王 英

（1.河套学院，内蒙古巴彦淖尔 015000；2.巴彦淖尔市现代农业示范园区，内蒙古巴彦淖尔 015000）

气雾栽培是利用喷雾装置将营养液雾化为小液滴状，直接喷射到植物根系以提供植物生长所需水分和养分的一种新型无土栽培技术[1]。气雾栽培是现代农业发展的最新方向，生产不受土地质量和空间的影响，可以充分利用现有的空间生产优质高产的蔬菜，显著提高土地利用率。与营养液培养（水培）、基质栽培、土壤栽培（土培）相比，气雾栽培可以使作物脱离土壤并免受气候限制及传统露地栽培中土壤盐渍化、土壤病虫害及连作障碍等问题的影响，同时避免了基质培、水培缺氧烂根的问题，其防止病虫害发生、节约浇灌用水和提高培养液利用率等特点突出，具有传统栽培不可比拟的优势[2]。为此，本文研究了气雾栽培与土培、基质培、水培4 种栽培模式下番茄的植株生长、产量和品质特点，为气雾栽培技术在番茄种植中的应用提供理论与技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验以粉果番茄为试验材料，2022 年秋季在内蒙古巴彦淖尔市现代农业示范园区日光温室开展气雾栽培试验，同时以土培、基质培、水培为对照（CK），各处理重复4次。

土培起垄种植，垄宽70 cm、高30 cm，垄间宽度为60 cm，株距为30 cm。基质培和水培采用硬质PVC塑料栽培槽种植，纵切面为等腰梯形，上口宽30 cm、下底宽18 cm、高20 cm，槽底垫有PVC 材质排水板，上端有防变形钩，两端都堵头；栽培槽上放置定植板，定植板选用厚度2.5 cm 的XPS 挤塑板（以下简称挤塑板），株距为30 cm。基质培采用的是椰糠壳和椰糠砖泡大后按质量比1∶1混合制成的椰糠基质。椰糠基质放入栽培槽压实，基质表面距上端边缘5 cm，将滴灌带铺设在基质上方和中间。水培主要在槽中放营养液，营养液的高度根据番茄根系的高度进行调整，保证根系有1/4 在水面之上。营养液的pH 值控制在5.8～6.6，电导率控制在3.2～3.8 mS·cm-1。

气雾栽培槽长900 cm、宽60 cm、高60 cm，选用30.0 mm×30.0 mm×1.3 mm 的不锈钢角钢作为支架。底部和两侧铺设厚度2.5 cm 的聚苯乙烯泡沫保温板隔热挤塑板，其内铺设0.1 mm厚的大棚膜以防漏水，栽培槽顶部覆盖挤塑板作为定植板，株距30 cm，孔径50 mm。控制器每隔6 min 喷雾营养液2 min，喷雾带的压力为0.2 Pa，每隔2 d 用NaOH 和HNO3调节营养液的pH 值在5.8～6.6，电导率控制在3.2～3.8 mS·cm-1。

1.2 温室条件

9 月初至10 月底北方天气相对暖和，温室内白天气温为25～35 ℃，夜间气温为10～20 ℃，每天日照时间9～12 h。11 月初至翌年1 月中旬北方天气寒冷，温室内白天气温为13～30 ℃，夜间气温为8～15 ℃，每天日照时间7～9 h。

1.3 供试营养液

本试验采用日本山崎番茄无土栽培营养液，具体配方如表1所示[3]。

表1 供试营养液配方 单位：mmol·L-1

1.4 定植与管理

2022 年8 月28 日进行移苗，选择3 片真叶、长势旺盛、高度一致的幼苗进行移栽。土培和基质培直接移栽，水培和气雾栽培移栽在直径为50 mm 的定植篮内，并在上方覆盖珍珠岩作为填充，起到保水透气、固定根系的作用[3]。每行定植30 株，每种种植模式设置4 行，即4 次重复。定植后8 d 内挂遮阳网进行遮盖。植株单干整枝，其他管理同大田生产。

1.5 测试项目及方法

从定植后第20 d开始，每个处理中随机选择10株具备代表性的幼苗做好标记，4 个重复共标注40 株。每隔7 d 用游标卡尺测定顶数第4 片展开叶处的直径，用卷尺测量株高，用美能达502 PLUS叶绿素计测定叶绿素含量（SPAD 值）。在定植后62 d 用LI-6400 光合系统测定第3片顶叶的净光合速率[4]。测量第一穗番茄成熟后的品质，采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量，采用酸碱滴定法测定有机酸含量[5]。番茄采收时用天平测产量，用游标卡尺测量大小。

2 结果与分析

2.1 对番茄生长发育的影响

由图1 可知，番茄的株高、茎粗、叶绿素含量随着定植时间的增加而增加，且气雾栽培的株高、茎粗、SPAD 值都明显高于其他栽培模式；采收时各指标大小顺序为气雾栽培＞水培＞土培＞基质培，后期各参数土培略大于基质培，分析可能是土培在上一茬种植过程中施羊粪肥引起的。试验结果还表明，番茄叶片的净光合速率（单位：μmol·m-2·s-1）最大的是气雾栽培，其大小顺序为气雾栽培（38.34）＞水培（35.31）＞土培（30.47）＞基质培（28.58）。

图1 4种栽培模式对番茄生长发育的影响

2.2 对番茄内部化学品质的影响

不同栽培模式下，第一穗番茄果实内部化学品质如图2 所示。由图2 可知，番茄果实的可溶性糖含量、可滴定酸含量指标值排序均为土培＞基质培＞气雾栽培＞水培。

图2 4种栽培模式下番茄的内部化学品质

2.3 对番茄产量、果实大小的影响

从表2 可知，气雾栽培番茄的果实最大，产量最高。气雾栽培番茄的平均横径能达到7.23 cm，其他栽培模式在6.01～6.87 cm；气雾栽培番茄单果重最大，为330.52 g，其他栽培模式在302.85～328.40 g；气雾栽培番茄每667 m2产量4 740.4 kg，其他栽培模式667 m2产量在4 110.6～4 470.8 kg，气雾栽培增产率为6.48%～15.81%。

表2 4种栽培模式下番茄的产量和果实大小

3 小结

本研究表明，在营养液相同的条件下，气雾栽培番茄的植株长势、叶绿素含量、净光合速率均高于水培、基质培、土培，说明其叶片光合作用在4 种栽培模式下最强；气雾栽培番茄的可溶性糖和可滴定酸含量低于土培和基质培，说明气雾栽培番茄在口感上不如土培和基质培，这与土壤和基质中有机质含量相对较高有很大关系；气雾栽培番茄果实最大、单果最重、产量最高，增产率为6.48%～15.81%。

气雾栽培可人为控制植物的生长环境，根据植物的需求合理及时供给营养液，可维持生长的平衡，植株长势旺盛，根系发达，产量提高。但番茄的口感与微生物、有机质等多种因素有关，还需继续研究营养液的合理搭配。