限根栽培對番茄生長和品質的影響

王敏 李建設 高艷明

摘要：以番茄（Lycopersicon esculentum）粉果E756為試驗材料，采用不同栽培體積及基質，研究限根栽培對粉果E756生長和品質的影響。結果表明，隨著限根體積的減小，粉果E756株高、莖粗及葉面積差異明顯，處理組的株高、莖粗明顯低于對照組，同時，粉果E756植株的光合能力下降，產量降低，但番茄果實的品質有所改善，與對照相比，栽培體積為0.3 m×0.3 m×36 m的種植方式，總糖含量高1.27個百分點，VC含量高4.72 mg/kg，可溶性固形物含量高0.63個百分點。

關鍵詞：番茄（Lycopersicon esculentum）；限根栽培；生長；果實品質

中圖分類號：S641.2；S359.9 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）05-1199-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.05.028

Effects of Root Restriction Cultivation on the Growth and Quality of Tomato

WANG Min， LI Jian-she， GAO Yan-ming

（Agricultural School， Ningxia University， Yinchuan 750021， China）

Abstract： Taking the tomato named “Fenguo E756” as test materials， the effects of root restriction cultivation on the growth and quality of tomato were studied. The results showed that， there was obvious difference among the plant height， stem diameter，leaf area with the decrease of restricted root volume， compared with the contrast， the plant height and stem diameter of the treatment group was obviously lower， meanwhile， the photosynthetic ability of tomato reduced， and the yield also reduced，but the quality improved， under the cultivation volume of 0.3 m×0.3 m×36 m，the total sugar content was 1.27 percent point higher， in addition， the vitamin C content was 4.72 mg/kg higher，and soluble solids was 0.63 percent point higher.

Key words： tomato； root restriction； growth； fruit quality

番茄（Lycopersicon esculentum）原產于中美洲和南美洲，在世界各地廣泛種植，在中國，番茄是北方地區溫室栽培的主要蔬菜作物之一。番茄果實色澤鮮艷，含有豐富的維生素、碳水化合物、礦物質、有機酸及少量蛋白質，柔嫩多汁，但生長發育對水分要求較高[1]；番茄中的維生素和礦質元素對心血管有保護作用，番茄紅素則具有較強的抗氧化能力，能有效降低肺癌、直腸癌等多種癌癥的發病機率[2]。近年來，隨著人們生活水平的提高，番茄的品質越來越受到關注，亟需提高番茄的品質。

限根栽培是一種直接控制植株根系生長發育的栽培技術，通過調節根系的生長來調控整個植株的生長發育，從而實現高產高效[3]。研究表明，葡萄等多種果樹限制根域對促進開花、提早結果和提高品質等方面有良好的效果[4]。同時，把植株的根系控制在較小的范圍內，還可提高水肥利用率。為此，以番茄粉果E756為試驗材料，研究限根栽培對粉果E756生長和品質的影響，以期為限根技術在番茄生產上的應用提供一定的依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試番茄品種為粉果E756，大番茄，抗TY病毒病。

1.2 試驗設計

粉果E756于2013年4月19日定植于寧夏銀川市賀蘭園藝產業園區塑料大棚中，試驗采用完全隨機區組設計，4個處理，每處理3次重復，共12個小區。處理1（A1B1），溝寬30 cm（A1）、深30 cm、長36 m、鋪無紡布、回填土24 cm、鋪5 cm草炭（B1）；處理2（A1B2），溝寬30 cm（A1）、深30 cm、長36 m、鋪無紡布、回填土30 cm（B2）；處理3（A2B1），溝寬45 cm（A2）、深30 cm、長36 m、鋪無紡布、回填土24 cm、鋪5 cm草炭（B1）；處理4（A2B2），溝寬45 cm（A2）、深30 cm、長36 m、鋪無紡布、回填土30 cm（B2）。對照小區面積14.4 m2（1.8 m×8 m），每溝施雞糞18 kg，黃腐酸鉀有機肥（N+P2O5+K2O≥5%）4 kg、活力木素有機肥（有機質≥40%，黃腐酸≥16%）4 kg，沃夫特控釋肥（22-8-12）2 kg、三環重鈣1.2 kg。余下40 m×7.8 m共312 m2為對照，起0.8 m大行距，0.6 m小行距，高30 cm的高畦，共施雞糞200 kg、油餅20 kg、黃腐酸鉀有機肥（N+P2O5+K2O≥5%）40 kg、活力木素有機肥（有機質≥40%，黃腐酸≥16%）40 kg、沃夫特控釋肥（22-8-12）26 kg、三環重鈣16 kg。

選取五葉一心且長勢一致的小苗定植，株距26 cm，處理每溝定植25株，單行栽培，對照雙行栽培。在生長中期開始追施寧夏大學研發的番茄營養液肥。每小區安裝2根滴灌帶，覆黑色地膜。

1.3 測定指標

1.3.1 形態指標的測定 各處理選6株代表性植株掛牌標記，自定植后每隔14 d測定粉果E756的株高、莖粗及最大葉長和葉寬，葉面積按吳遠藩[5]的方法進行：幼苗期Y=0.370 3 X+3.5，開花期Y=0.310 5 X+10.8，坐果期Y=0.360 8 X-188，收獲期Y=0.360 7 X+25.2 cm2，式中Y為所測葉面積（cm2），X為所測葉的長（cm）×寬（cm）。測定后進行統計分析。

1.3.2 光合指標的測定 選擇晴朗無風天氣，在盛果期采用LCI便攜式光合儀測定粉果E756植株葉片的光合作用，測試部位為第二穗果上部的3片葉。分別于9：00、11：00、13：00、15：00、17：00測定光合指標，并分析粉果E756光合指標的日變化。

1.3.3 土壤速效養分的測定 在各個生育期采取粉果E756根部0～30 cm土層土樣，測定土壤速效養分。堿解氮的測定采用堿解蒸餾法[6]，速效磷的測定采用鉬銻抗比色法[6]，速效鉀的測定采用火焰光度法[6]。

1.3.4 品質測定 在果實采收時每個處理隨機采10個鮮果進行品質測定。抗壞血酸含量的測定采用鉬藍比色法[7]，有機酸的測定采用酸堿滴定法[8]，可溶性糖的測定采用蒽酮比色法[8]，可溶性固形物的測定采用TD-45數字折光儀測定。

1.3.5 產量測定 采收時選取掛牌植株，隨機采10個大小均勻的番茄測定單果重，并折算成667 m2產量。各指標均以鮮重計。

2 結果與分析

2.1 限根栽培對粉果E756株高及莖粗的影響

在整個生長過程中，粉果E756株高及莖粗的表現如圖1所示。從圖1可以看出，在生長初期，各處理的株高、莖粗呈上升趨勢，但各處理間差異不明顯，隨著植株的生長，各處理的株高及莖粗表現出差異性。6月8日株高和莖粗的方差分析結果顯示，不同栽培體積下，處理A2B1與A1B1間株高和莖粗差異均達顯著水平；同體積栽培下，處理A1B1和A1B2間株高和莖粗差異也均達顯著水平。各處理的株高及莖粗均低于CK，此階段株高和莖粗從大到小為CK、A2B2、A2B1、A1B2、A1B1，表明限根栽培限制了植株的橫向和縱向生長。

2.2 限根栽培對粉果E756葉面積的影響

葉片是植物與外界進行氣體交換的主要器官，葉面積的大小直接影響番茄植株群體的受光，進而影響番茄的品質和產量。圖2為粉果E756自定植后各處理葉面積的變化。由圖2可以看出，在生長前期，處理A1B1葉面積迅速增長，其他處理均呈緩慢增長的趨勢。在基質栽培中，處理A1B1與A2B1間葉面積差異顯著，處理A1B2與A2B2間葉面積無顯著差異；相同栽培體積下，處理A1B1與A1B2間葉面積顯著差異。與對照相比，各處理葉面積均高于CK。所以，限根體積在一定程度上反而加快了粉果E756葉面積的增長，且栽培基質也促進了葉面積的增長。

2.3 限根栽培對粉果E756光合指標的影響

2.3.1 對粉果E756氣孔導度的影響 氣孔是植物葉片與外界進行氣體交換的主要通道，氣孔導度的下降會導致CO2的供應受阻，進而會影響光合速率。由圖3可知，各處理葉片的氣孔導度隨時間的變化呈先升高后降低的趨勢，11：00時各處理的葉片氣孔導度均達到最大值，其中CK值最高；9：00～13：00，葉片氣孔導度隨栽培體積的減小呈下降趨勢；13：00，隨著大棚內光照度的增強，為減少植株的蒸騰作用，葉片的氣孔關閉，各處理葉片的氣孔導度下降，此階段各處理氣孔導度從大到小為CK、A2B2、A1B2、A2B1、A1B1。由此得出，限根栽培在一定程度上抑制了葉片的光合作用，影響了其氣孔導度。

2.3.2 對粉果E756蒸騰速率的影響 盛果期粉果E756葉片的蒸騰速率日變化見圖4。從圖4可以看出，各處理粉果E756葉片的蒸騰速率呈先上升后下降的單峰曲線，峰值均出現在11：00。11：00時，處理A1B2和CK蒸騰速率高于其他處理，但差異不明顯；15：00時，處理A1B1的蒸騰速率明顯高于其他處理。

2.3.3 對粉果E756光合速率的影響 植物根系受到限制后，氣孔導度和CO2同化率都降低，隨之光合速率也受到影響。如圖5所示，各處理粉果E756的光合速率有明顯的變化，峰值均出現在11：00，其中CK值最高，同時處理A2B1光合速率高于處理A1B1、A1B2。由此說明，栽培體積影響光合速率的大小，隨限根體積的減小，光合速率也降低。

2.4 限根栽培對粉果E756植株土壤養分吸收的影響

2.4.1 對土壤堿解氮含量的影響 由圖6可知，在番茄定植時，處理A1B1、A1B2、A2B1、A2B2的土壤堿解氮含量均為最高值，處理A1B1為最大；5月13日后，隨生育期的延長，追營養液肥后，堿解氮含量有降低的趨勢；在開花期時，各處理堿解氮含量急劇下降，說明植株根系吸收得較快；盛果期，CK堿解氮含量降低，之后又升高，升高幅度比其他處理低，說明追肥后CK根系吸收堿解氮較多，因此產量比其他處理高。由此可見，限根栽培抑制堿解氮含量的有效吸收，從而導致番茄植株的產量下降。

2.4.2 對土壤速效磷含量的影響 由圖7可知，在番茄整個生長過程中，植株根系對速效磷有明顯吸收作用。生長初期，土壤速效磷含量表現為CK>A2B2>A1B1>A2B1>A1B2，隨生長期的延長，各處理間速效磷含量降低，直至生長后期，各處理速效磷含量呈大幅度降低，CK處理下降趨勢較為明顯，說明CK根系吸收速效磷養分較多，對番茄植株的產量有提高作用；處理A2B1比A1B1速效磷含量降低幅度大，說明限根栽培抑制了土壤速效磷的吸收。

2.4.3 對土壤速效鉀含量的影響 鉀在植物生長過程中可以促進酶的活化，與植物體內許多代謝過程密切相關，如光合作用、呼吸作用等，鉀還能增強作物的抗逆性，改善果菜的品質和風味。由圖8看出，各處理間土壤速效鉀含量有明顯差異，但隨植株的生長，土壤中速效鉀的含量增減趨勢不明顯。5月13日前后，處理A1B1、A1B2、A2B1、A2B2有明顯降低趨勢；坐果期前后，各處理土壤速效鉀含量升高，說明追肥后對土壤速效鉀含量有影響，對植株根系的吸收也有影響，在此階段處理A1B1、CK土壤速效鉀含量降低，說明在果實形成初期，鉀含量的吸收會促進果實的形成，對品質的提高有影響。由此可知，限根栽培也在一定程度上限制了植株根系對速效鉀的吸收作用。

2.5 限根栽培對粉果E756品質的影響

番茄果實內的糖分含量在很大程度上決定了番茄的果實品質及口感。如表1所示，處理A1B1的果實總糖含量明顯高于其他處理，達4.37%，CK最低，為3.10%，兩者間差異極顯著，說明限根栽培提高了番茄果實總糖的含量。維生素C是人類健康所必需的營養元素，新鮮的蔬果是人們攝取VC的主要來源。相同基質栽培下，處理A1B1 VC含量高于A2B1，說明限根栽培限制程度越大番茄果實中VC含量越高；相同限根體積下，處理A1B1 VC含量高于A1B2，且差異極顯著，說明限根基質栽培中，基質的添加可以提高番茄果實VC含量。有機酸是果實風味中的重要指標，影響著人們對果實口感的評價。5個處理中，處理A1B1的果實酸度最大，為0.21%，處理A2B2的酸度最小，為0.06%，處理A1B2與A2B2間差異不顯著，但與CK間差異顯著，說明限根栽培在一定程度上提高了果實有機酸的含量，但不影響果實的風味。可溶性固形物是可溶性糖類或其他可溶性物質的總稱，包括能溶于水的糖、酸、維生素、礦物質等。由表1可知，處理A1B1可溶性固形物最高，為6.53%，CK最低，為5.90%，說明對番茄植株根系的限制可提高果實可溶性固形物的含量；相同限根體積下，處理A1B1與A1B2間差異極顯著，處理A2B1與A2B2間無顯著差異，說明基質的添加對提高可溶性固形物有一定的作用。

2.6 限根栽培對番茄產量的影響

由表2可以看出，限根栽培下，處理A1B1、A1B2與A2B1、A2B2間單果重差異顯著，說明限根栽培體積越小果實單果重越小。根域限制對番茄植株的小區產量也有影響，處理A1B1的小區產量明顯低于CK，而限根栽培下，4個處理間的小區產量沒有顯著差異。在整個番茄采收期，非限根處理下對照的產量最高，達到8 596.19 kg，處理A1B1產量最低，為6 430.53 kg。由方差分析結果可得出，根域限制對番茄的產量有一定的影響，即降低番茄的產量。

3 小結與討論

通過對大番茄限根栽培的研究，表明限根栽培影響番茄的生長發育，隨限根體積的減小，植株的株高、莖粗均明顯下降，且各處理差異顯著。這與樊懷福等[9]在大果型番茄上的研究結果一致。Bar-Tal等[10]的研究表明，限根明顯減少植株生長量。Kharkina等[11]關于根域限制對黃瓜植株生理研究也證實了上述觀點。限根栽培同時降低了番茄植株光合能力，處理A1B1的光合速率明顯低于其他處理，導致植株的物質分配率下降，番茄的生長受到抑制，使得后期產量也有所下降。土壤的速效養分體現植株根系對養分的吸收量，磷、鉀肥在番茄生長過程中起著重要作用，鉀肥的多少影響著番茄果實品質的好壞，也是影響植株生長和產量的重要因素，限根栽培抑制了氮磷鉀肥的吸收，但是影響程度不明顯。武衍等[12]研究表明，根域限制顯著提高了西瓜果實的可溶性固形物含量、果肉出汁率、酚類物質含量等，提高了果實的風味品質和功能性物質含量。本試驗也得出了相同的結論，限根栽培提高了番茄果實的品質，與普通種植方式相比，總糖含量提高1.27個百分點，VC含量提高4.72 mg/kg，可溶性固形物提高0.63個百分點，即可得到高品質風味的番茄果實。試驗結果表明，栽培基質對番茄生長也有促進作用，在栽培體積相同的條件下，栽培基質的增加使番茄植株的株高、莖粗明顯增加，可提高番茄植株的生長量，但是限根的程度卻降低了番茄的單果重和產量。

綜上所述，通過限根栽培可提高番茄果實的品質，減少植株的生長冗余，提高對土地資源的利用率。本研究在以生產為前提的條件下，平均667 m2產量為6 430.53 kg，雖然有所降低，但也可達到一般生產的要求。0.3 m×0.3 m×36 m的栽培體積及添加栽培基質的處理為較好的限根栽培方式。

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