基于葉片數增長動態的營養液供給對番茄生長、產量和品質的影響

張　芳，薛緒掌，張建豐，李銀坤，王利春，許高平

（1 西安理工大學水利水電學院，陜西西安 710048；2 國家農業智能裝備工程技術研究中心，北京 100097）

基于葉片數增長動態的營養液供給對番茄生長、產量和品質的影響

張芳1，2，薛緒掌2，張建豐1*，李銀坤2，王利春2，許高平2

（1 西安理工大學水利水電學院，陜西西安 710048；2 國家農業智能裝備工程技術研究中心，北京 100097）

【目的】針對基質栽培番茄的營養液管理問題，研究了基于葉片數增長動態調控營養液供給對番茄生長、產量和品質的影響。【方法】溫室基質栽培條件下，以番茄為試驗材料，根據植株每增長 1、2 和 3 片葉時營養液濃度的提高幅度分別設置 TR0.1（0.1 mS/cm）、TR0.2（0.2 mS/cm）和 TR0.3（0.3 mS/cm）3 個處理，即葉片數增長動態處理；另設常規營養液管理模式作為對照（CK），即番茄定植至開花前、開花至第一穗果坐果、第一穗果坐果至采收結束 3 個生育期內供給營養液濃度分別為 1.5、2.1 和 2.7 mS/cm。通過測定營養液總鹽含量和番茄株高、莖粗、葉片數、產量、養分利用率和品質等指標對不同營養液管理方法進行評價。【結果】葉片數增長動態處理（TR0.1、TR0.2和TR0.3）營養液濃度提高頻率是 CK 的 2.0～5.6 倍，且可利用的營養液總鹽含量、大量元素和微量元素的總含量均表現為 CK＞TR0.1＞TR0.2＞TR0.3。葉片數增長動態處理（TR0.1、TR0.2和TR0.3）和 CK 的莖粗和葉片數受營養液濃度提高幅度影響較小。TR0.1 處理的產量和營養液養分利用率比 CK分別提高了 30.4% 和 37.7%（P＜0.05）。與 CK 相比，TR0.1、TR0.2 和 TR0.3 處理的果實中硝酸鹽含量和可滴定酸含量分別降低了 19.4%～68.6%和16.7%～23.2%（P＜0.05），總可溶性固形物和糖酸比分別增加了0.8%～12.9%（P＜0.05，TR0.3 除外）和 31.3%～34.7%（P＜0.05），說明葉片數增長動態處理的果實品質優于CK。基于葉片數增長動態調控營養液供給的方法中，與 TR0.3 處理相比，TR0.1 處理的株高增加 7.5 cm（P＜0.05），產量和營養液養分利用率分別提高了 30.7% 和 29.4%（P＜0.05）；TR0.1 處理果實硝酸鹽含量、總可溶性固形物、可滴定酸含量和糖酸比均最高，除糖酸比外，各處理呈顯著性差異。【結論】基于葉片數增長動態調控營養液濃度供給的方法優于常規基質栽培營養液管理方法，可以實現基質栽培番茄的高產優質，提高營養液養分利用率，其中每增長 1 片葉營養液濃度增加 0.1 mS/cm 的供給方法（TR0.1），因營養液濃度變化速率快，濃度變化幅度小，對促進番茄生長、養分吸收及增加產量、改善品質的效果最好，為供試條件下最優的營養液調控方法。

基質栽培；葉片數增長動態；營養液濃度；番茄；產量

全球 90% 以上的無土栽培為基質栽培［1］，當基質中僅含有一定比例草炭（無其它有機肥）時，由營養液全程補充供給蔬菜生長所需的各種營養元素和水分的基質栽培中，營養液的供給時間、量和濃度是栽培技術的關鍵，直接影響作物生長、產量和品質［2-4］。實際生產中，營養液濃度的高低可通過營養液電導率（electrical conductivity，簡寫為 EC）表示，反映其鹽類含量，是溫室營養液管理的重要參數之一［5］。番茄在苗期的適宜電導率為 0.8～1.0 mS/cm，定植到第一穗花開放或第一穗結果時為 1.0～1.5 mS/cm，結果盛期為 1.5～2.2 mS/cm［6-7］。由于營養液濃度與溫度、光照等有關，同種作物冬季低溫期營養液濃度宜高，夏季稍低［8-10］，結果期在夏季時采用2.0～2.5 mS/cm 為宜［6，10］。

適時適當取值是營養液濃度供給的關鍵。雖然上述番茄營養液濃度供給范圍已被給出，但各生育期持續時間較長且營養液濃度范圍跨度較大（最大可至 0.7～1.0 mS/cm）。若濃度取值較高，且在環境因素影響下，可能由于養分被植株吸收不充分而造成浪費。近幾十年來，已有水稻葉齡診斷施肥法［11-12］，以葉齡跟蹤為基礎，通過對水稻生育過程的預測及主莖葉片長勢的判斷，進行科學施肥和合理灌水來提高水稻產量和品質。此法已成功應用于水稻［13-15］、玉米［16-17］和棉花［18］等植物的栽培技術中，利用葉齡模式可預知關鍵葉齡的伸展日期，有的放矢采取肥水促控措施，可達到事半功倍的效果［19-20］。眾多研究表明，水稻葉齡診斷施肥法比常規施肥法可提高肥料利用率，改善稻米品質和增加產量［11，21-23］。有研究表明，同一品種番茄葉片與花穗位置基本固定，所以葉齡在一定程度上可以反映其生育進程［24-25］，且番茄葉齡可由其長出的完全葉片數來表示。因此，我們假設在上述番茄營養液濃度供給范圍基礎上，通過精準掌握植株生長動態并適當調控營養液濃度供給值，能夠提高番茄產量和營養液養分利用率，改善果實品質。本試驗通過研究基于葉片數增長動態調控營養液濃度供給對基質栽培下番茄生長、產量和品質的影響，以期為以葉齡調控營養液的基質栽培管理方法提供理論依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料

試驗于 2014年5～9 月在北京小湯山國家精準農業研究示范基地日光溫室內進行。供試番茄品種為“菲騰”。營養液采用山崎番茄專用營養液配方和通用微量元素配方［26］按比例混合而成。基質配方是草炭、蛭石和珍珠巖，其體積比為 5 : 3 : 1，容重為 0.3 g/cm3，基質持水量為 0.65 cm3/cm3。基質 pH 6.80、電導率 0.36 mS/cm、全氮 0.52%、全磷 0.07%、全鉀1.30%、有機質 301.79 g/kg。

1.2試驗設計

根據植株每增長 1、2 和 3 片葉時營養液濃度的提高幅度分別設 TR0.1（0.1 mS/cm）、TR0.2（0.2 mS/cm）和 TR0.3（0.3 mS/cm）3 個處理，即葉片數增長動態處理，營養液濃度變化范圍均為 1.5～2.7 mS/cm；另設常規營養液管理模式（CK），即番茄定植至開花前、開花至第一穗果坐果、第一穗果坐果至采收結束 3 個生育期內供給營養液濃度分別為1.5、2.1 和 2.7 mS/cm。每個處理 4 重復，每個重復錯開交叉排列，如圖1所示。

圖1　試驗設計（俯視）及基質槽（側視）示意圖Fig.1　Schematic diagram of the experiment design（overlook view）and substrate tank（side view）

試驗用基質栽培槽 32 個，每 2 個槽豎向排列為1 個重復。單個槽長 60 cm、寬 42 cm、高 18cm，槽內呈三角狀栽培 3 株番茄，株距 30 cm，行距 80 cm。每個處理采用獨立的營養液儲液桶和供液管道，每個儲液桶內放置 1 個潛水泵，潛水泵在供液管道上依次連接過濾器、壓力表、電磁閥、流量計和滴灌管。設置 3 支滴灌管平行放于基質栽培槽上，基質槽底面中心設排液孔，孔徑 2 cm，排液孔下放置排液收集容器。每個處理均在其第 2 重復的基質栽培槽內安插 1 支與控制器相連接的水分傳感器。各處理營養液儲液桶至滴灌管的供液管道長度均相等，并且控制器控制各處理電磁閥和潛水泵同時啟閉。

5月29日選擇 7 葉且長勢一致的苗進行定植，基質槽表面覆黑白膜（白膜向上）防止基質水分蒸發，每個處理營養液初始供給濃度均為 1.5 mS/cm。緩苗一周，9 片葉時按照葉片數增長動態提高營養液濃度幅度進行處理。留四穗果，7月21日摘去生長點，9月1日停止供液，9月7日結束試驗，共 102天。5月29日～6月24日，4 個處理每日 7：00～18：00 整點時刻供液量為 0.22 L/（plant·h），6 月24日后整點供液量按下式計算：

式中：w 為整點時刻供液量（L）；θ上限為供液上限（cm3/cm3），取基質持水量 0.65 cm3/cm3；θ下限為供液下限（cm3/cm3），即整點時刻所測得的基質含水量；v 為基質栽培槽內基質體積（cm3）；α為供液系數，假設每次供液后均有 30% 的液排出量，取 α=1.3。

整個試驗過程中各處理營養液排出液電導率與所供營養液電導率的差值在 1.0～1.2 mS/cm 范圍內，pH 值維持于 5.5～6.5 范圍內。

1.3測定項目與方法

基質含水量由4個水分傳感器每 10 min 所測基質含水量的平均值求得。每小時供液量由控制器統計 1 小時內流過流量計的液量。每小時排液量為 1小時內基質栽培槽中多余營養液由排液孔流入收集槽的液量。營養液和排出液的電導率及pH 分別采用雷磁 DDS-307 型電導率儀和 pH-HJ90B 酸度計測量。

營養液配制采用軟化水，電導率為 0.026 mS/cm，酸堿度為 7.01。選用山崎番茄配方為 1 個劑量，即為基礎濃度（S），以 0.2 的濃度幅度差配制一系列不同濃度的營養液，測出每級濃度營養液所對應的電導率，得到營養液濃度（S）與電導率（EC）間關系為 EC=1.0079S+0.1165，R2=0.9994。

番茄定植后，觀測各處理植株生長狀況。葉片是從第 1 片真葉到頂部的葉片數量，頂部葉片面積占其下一片葉面積 1/2 時即為一片葉，每 2 d 觀測一次；株高是從植株莖基部到生長點的高度，用卷尺測量；莖粗是莖基部以上 1 cm 處的直徑，用游標卡尺測量。每個處理以重復為單位，在定植后第 65 d、70 d、75 d、80 d、85 d、90 d、96 d、102 d 分別按果穗位置采收成熟果實，由電子天平（精度 0.1 g）稱重并記錄鮮重，即為日采收量，共采收8次；分別累積各果穗位置的果實重量，即為各果穗采收量；8次采收果實的總重量為每個重復的產量。

第二穗果成熟時，選取大小一致的果實測定總可溶性固形物和可滴定總酸含量。總可溶性固形物含量采用折射儀法（日本數字手持折射儀 PR-32）測定，總酸含量采用指示劑滴定法（GB/T 12293-90）測定。

1.4數據計算與處理

營養液累積使用量（L/m2）=累積供液量（L/m2）-累積排液量（L/m2）

營養液電導率（EC）對應的濃度（劑量）=（EC-0.1165）/1.0079

營養液可利用總鹽含量（kg/m2）=營養液累積使用量（L/m2）×營養液電導率（EC）對應的濃度（劑量）×1 個劑量的總鹽含量（kg/L）

營養液各大量元素可利用總含量（mol/m2）=營養液累積使用量（L/m2）×營養液電導率（EC）對應的濃度（劑量）×1 個劑量時每升營養液含各大量元素摩爾數（mol/L）

營養液各微量元素可利用總含量（g/m2）=營養液累積使用量（L/m2）×營養液電導率（EC）對應的濃度（劑量）×1 個劑量時每升營養液含各微量元素克數（g/L）

營養液養分利用率（kg/kg）=產量（kg/m2）/營養液可利用總鹽含量（kg/m2）。

數據采用 Microsoft Excel 處理，用 SPSS16.0 軟件中 Duncan 比較法進行差異顯著性分析。

2　結果與分析

2.1不同處理營養液濃度供給過程及營養液元素供給量

供給過程中不同處理營養液濃度變化范圍均為1.5～2.7 mS/cm，但各處理營養液濃度提高幅度不同，營養液濃度變化的天數呈現差異。由圖2可知，定植 15～51 d 內，TR0.1、TR0.2、TR0.3 和 CK的營養液濃度變化較大，提高濃度幅度的平均天數分別為 3.3、7.3、9.1 和 18.5 d，可得 TR0.1、TR0.2和 TR0.3 營養液濃度提高頻率是 CK 處理的 5.6 倍、2.5 倍和 2.0 倍。

圖2　不同處理營養液濃度供給過程Fig.2　Supplying process of nutrient solution concentration of different treaments

由表1可知，不同處理累積供液量、累積排液量和累積使用量均隨定植時間增加呈上升趨勢，各處理間均無顯著性差異。表1和表2顯示，定植 96天時，與 CK 相比，TR0.1、TR0.2 和 TR0.3 處理營養液可利用總鹽含量分別降低了 5.3%、5.6% 和 6.2%（P＜0.05），營養液大量元素（N、P、K、Ca、Mg 和 S）和微量元素（Fe、B、Mn、Zn、Cu 和 Mo）可利用總含量均分別降低了 4.8%、5.3% 和 5.8%（P＜0.05），說明同等液量條件下，與 CK 處理相比，葉片數增長動態處理（TR0.1、TR0.2 和 TR0.3）可顯著減少營養液養分使用量。葉片數增長動態處理中，TR0.1處理定植 96 d 時營養液可利用總鹽含量、大量元素與微量元素可利用總含量最高，比 TR0.3 處理均高 1.0%（P＜0.05），與 TR0.2 處理相比均無顯著性差異。

表1　不同處理累積供液量、累積排出液量、營養液累積使用量和可利用總鹽含量Table 1　Accumulation amounts of nutrient solution for supplying， discharge and using and total salt contents in different treatments

表2　定植 96 天時不同處理營養液大量元素和微量元素可利用總含量Table 2　Total contents of macroelements and microelements in nutrient solution for using in different treatments in 96th day after the transplanting

2.2不同處理對番茄植株生長的影響

由表3看出，定植后 54 d 時，TR0.1 處理的番茄株高比 CK 顯著降低 2.75 cm（P＜0.05），比 TR0.3處理顯著增加 7.50 cm（P＜0.05），與 TR0.2 處理無顯著差異。隨定植時間增加，各處理莖粗和葉片數受營養液濃度提高幅度影響較小，無顯著差異。

表3　不同處理對番茄株高、莖粗和葉片數的影響Table 3　Effect of different treatments on tomato plant height， stem diameter and leaf number

2.3不同處理對番茄果實產量、養分利用率和品質的影響

2.3.1不同處理對番茄產量、養分利用率的影響由表4可知，4 個處理在番茄收獲期間共采收8次，日采收量整體趨勢為高→低→高→低。TR0.1 處理最高日采收量出現于定植后 90 d，高于其余 3 個處理（P＜0.05）。TR0.1 處理產量比 CK 和 TR0.3 處理分別提高了 30.4% 和 30.7%（P＜0.05），其余處理之間無顯著性差異。

表4　不同處理日采收量、產量和營養液養分利用率Table 4　The daily recovery yields， total yield and nutrient utilization efficiencies of different treatments

番茄收獲期間，TR0.1 處理第 1 穗果實采收時間為定植后 65～96 d，其余 3 個處理的采收時間為定植后 65～102 d，說明 TR0.1 處理可促使番茄果實成熟期提前。據統計，TR0.1、TR0.2、TR0.3 和 CK 處理的第 1 穗果實采收量分別為 5.48、5.01、3.86 和4.14 kg，可得出 TR0.1 處理的第 1 穗果實采收量比CK 提高了 32.3%（P＜0.05），TR0.2處理 和 TR0.3 處理均與 CK 之間無顯著差異。

與 CK 和 TR0.3 處理相比，TR0.1 處理營養液養分利用率分別提高了 37.7% 和 29.4%（P＜0.05），其余處理之間無顯著性差異。

2.3.2不同處理對番茄果實品質的影響表5顯示，與 CK 處理相比，TR0.1、TR0.2 和 TR0.3 處理果實硝酸鹽含量和可滴定酸含量分別降低了 19.4%～68.6%和 16.7%～23.2%（P＜0.05），總可溶性固形物和糖酸比分別增加了 0.8%～12.9%（其中 TR0.3 與 CK處理間差異不顯著）和 31.3%～34.7%（P＜0.05）。其中，與 TR0.2 和 TR0.3 處理相比，TR0.1 處理果實硝酸鹽含量、總可溶性固形物、可滴定酸含量和糖酸比均最高，并存在顯著性差異（P＜0.05，糖酸比除外）。

表5　不同處理對番茄果實品質的影響Table 5　Effect of different treatments on fruit quality of tomato

3　討論與結論

3.1不同處理對營養液養分含量的影響

本試驗中，為便于數據對比，根據文獻［6-10］將葉片數增長動態處理（TR0.1、TR0.2 和 TR0.3）和 CK的營養液濃度變化范圍設置相同，即 1.5～2.7 mS/cm。從試驗過程來看，TR0.1、TR0.2 和 TR0.3處理的營養液濃度提高頻率分別是 CK 的 5.6 倍、2.5倍和 2.0 倍，說明葉片數增長動態處理的營養液濃度呈緩慢升高趨勢。隨定植時間延長，TR0.1、TR0.2和 TR0.3 處理營養液可利用總鹽含量、營養液大量元素（N、P、K、Ca、Mg 和 S）和微量元素（Fe、B、Mn、Zn、Cu 和 Mo）可利用總含量均低于 CK（P＜0.05），表明葉片數增長動態處理所利用的營養液養分含量顯著少于 CK。對于葉片數增長動態處理（TR0.1、TR0.2 和 TR0.3），TR0.1 處理營養液可利用總鹽含量、大量元素和微量元素可利用總含量最高，其次為 TR0.2 和 TR0.3處理，說明養分可吸收量隨營養液濃度提高頻率的增加而增加。已有研究表明，根據植株生長對養分吸收的需要，緩慢升高營養液濃度有助于提高植株養分吸收量［27］。由此可見，供試條件下 TR0.1 處理緩慢升高營養液濃度的供給方式可減少營養液養分使用量，提高養分吸收量，同時確保植株正常生長。

3.2不同處理對番茄生長、產量和品質的影響

定植后 54 天時，CK 處理番茄株高顯著高于TR0.1、TR0.2 和 TR0.3處理。番茄植株生育過程中，各處理莖粗和葉片數受營養液濃度提高幅度影響較小，無顯著性差異。

TR0.1 處理產量和營養液養分利用率比 CK 分別提高了 30.4% 和 37.7%（P＜0.05），這與聶守軍等［11］、高存啟等［21］和王新海等［23］研究得出的水稻葉齡診斷施肥法比常規施肥法可增產 4%～15.6%，并提高肥料利用率的結論一致。葉片數增長動態處理的產量和營養液養分利用率均表現為 TR0.1＞TR0.2＞TR0.3，這與施入的營養液養分含量有關［26-27］，養分施入越多，越有利于植株生長和產量提高。而 TR0.3和 CK 處理產量較低，可能與供給的營養液中含有氮素量有關，因為氮素供應較少或過多會導致植株長勢較弱或茂盛而影響生殖生長［27］。本試驗中，試驗前期單株番茄供液量稍大，且一天供液12次偏多，造成營養液浪費，日后采用完善的水分傳感器供液系統則有可能提高營養液養分利用率。

番茄硝酸鹽含量是衡量果實品質的重要指標之一［28］。與 CK 相比，TR0.1、TR0.2 和 TR0.3 處理顯著降低了果實硝酸鹽含量（P＜0.05），其中 TR0.3 處理果實硝酸鹽含量最低，最大降低幅度為 68.6%。本試驗中，通過營養液施入的氮素量顯著影響番茄硝酸鹽含量，因為研究表明果實硝酸鹽含量隨氮素施入量的減少而減少［29-31］。番茄風味主要取決于糖酸含量及其配比關系［32］。與 CK 相比，TR0.1、TR0.2 和TR0.3 處理可滴定酸含量降低了 16.7%～23.2%（P＜0.05），總可溶性固形物和糖酸比分別增加了0.8%～12.9% 和 31.3%～34.7%（P＜0.05）。有研究表明，無土栽培中變化濃度的營養液比維持恒定濃度的營養液更有利于提高番茄果實品質［33-35］。與 TR0.2和 TR0.3 處理相比，TR0.1 處理果實總可溶性固形物、可滴定酸含量和糖酸比均最高，除糖酸比外均存在顯著性差異（P＜0.05）。TR0.1 處理硝酸鹽含量雖高于 TR0.2 和 TR0.3處理，但遠小于國家標準（GB 18406.1—2001）對無公害蔬菜的安全要求（NO3-≤ 438 mg/kg）。所以，TR0.1 處理品味最佳。本試驗中，定植 15～51 d 內，由于 TR0.1 處理的營養液濃度提高速率快，則大多情況下其營養液濃度均高于 TR0.2和 TR0.3 處理。研究表明，在一定程度上較高的營養液濃度提高營養液的滲透壓，可適當抑制番茄根系吸收，提高果實總可溶性固形物和可滴定酸含量；同時，營養液電導率的變化會引起溶液化學穩定性、陽離子交換量和緩沖能力等因素的變化，也影響番茄對營養液中各種大量元素和微量元素的吸收，從而引起番茄品質的改變［33］。

綜上所述，葉片數增長動態處理的營養液濃度調控方法比常規營養液供給方法更準確及時，可明顯提高營養液利用率和番茄產量，改善品質，其中每增長 1 片葉營養液濃度增加 0.1 mS/cm 的供給方法（TR0.1）因營養液濃度變化速率快，濃度變化幅度小，對促進番茄生長、養分吸收以及增加產量與改善品質的效果最佳，為供試條件下最優的營養液調控方法。

3.3營養液型基質栽培番茄植株發育進程與養分需求的關系

營養液型基質栽培中，基質內養分緩慢釋放，其含量逐漸減少，用于作物吸收的養分主要靠營養液供給，所以營養液中各營養元素的數量比例應符合作物生長發育要求，且各營養元素有效充分發揮和作物吸收應保持平衡［6］。陳雙臣等［36］認為，春夏茬溫室番茄營養生長期對養分的吸收比例為 N : P2O5: K2O=1 : 0.23～0.30 : 1.12～1.18，坐果采收期的養分吸收比例為 N : P2O5: K2O=1 : 0.30～0.39 : 1.7，表明番茄生長前期對氮素的吸收量較多，生長后半期對磷鉀的吸收量較多。這與王振龍［6］的觀點一致，其在日本山崎番茄營養液配方的基礎上，建議番茄定植到開花前營養液加入 30 mg/L 硝酸銨以補充氮素；結果盛期分別增加 100 mg/L 的磷、鉀含量，可提高番茄產量并改善果實品質。說明供給營養液時要考慮番茄不同生育階段的養分比例。

3.4番茄營養液型基質栽培下溫室環境的影響

番茄營養液濃度的調整與溫室溫度有關。郭世榮［26］提到，適宜番茄生殖生長的營養液濃度范圍是2.5～3.5 mS/cm，但在不同溫度條件下，施入的營養液濃度不同［8-10，26］。高溫季節，為防止番茄產生臍腐病應降低濃度，控制在 2.5 mS/cm 左右；低溫季節，養分吸收濃度高于施入的營養液濃度，可提高至 3.5 mS/cm 以下，當濃度超過 4 mS/cm 時，對產量和品質產生不利影響。本試驗番茄結果期處于高溫期，為了便于數據對比，將各處理營養液的最高濃度控制在 2.7 mS/cm。同一品種番茄葉片位置基本固定，低溫季節的營養液濃度高于本試驗濃度，若按本試驗的葉片數增長動態處理進行供液，可能造成番茄對養分的吸收不足，所以根據葉片數增長動態控制低溫季節的營養液濃度還需進一步研究。試驗過程中還需注意控制溫室光照、濕度、CO2濃度等，使番茄處于適宜生長的環境。有研究表明［6］，適宜番茄生長的光照為 30000～35000 lx，空氣相對濕度為50%～65%，CO2濃度為 600～1 000 μmol/mol。

3.5基于葉片數增長動態的營養液供給方法的前景

目前，侯加林等［24］和張智優等［25］分別建立了番茄葉齡發育動態模擬模型和設施番茄發育期與葉齡的動態模擬模型，均可預測番茄各生育階段及各器官的生育進程，具有較好的適用性和可靠性，說明番茄為同一品種時，葉片和果穗之間的相對位置基本固定，可預知番茄的生育階段，為基于葉片數增長動態調控營養液供給濃度的基質栽培管理方法提供了理論基礎。葉片數量是實際生產過程中易于掌握的生長發育參數，所以基質栽培中，基于葉片數增長動態調控營養液供給的方法易于操作，且比常規法具有及時、科學、合理的優勢，是一種值得推廣的基質栽培營養液管理方法。

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Effects of nutrient solution supplying mode on growth， yield and quality of tomatoes using leaf number growth dynamic

ZHANG Fang1，2，XUE Xu-zhang2，ZHANG Jian-feng1*，LI Yin-kun2，WANG Li-chun2，XU Gao-ping2
（1 Department of Hydraulic and Hydropower Engineering， Xi’an University of Technology， Xi’an， Shaanxi 710048， China；2 National Research Center of Intelligent Equipment for Agriculture， Beijing 100097， China）

【Objectives】To optimize the nutrient solution management for substrate cultured tomato， we studied effects of regulating nutrient solution based on leaf number growth dynamic on growth， yield and quality of tomatoes.【Methods】In greenhouse， tomatoes were used as experimental material， and four nutrient solution supplying modes with different frequency of increasing the concentration of nutrient solution were conducted. Thenutrient solution concentrations were respectively increased by 0.1， 0.2 and 0.3 mS/cm in TR0.1， TR0.2 and TR0.3， while leaf number in the corresponding treatments increased by one， two， and three respectively. In the CK， the nutrient solution concentrations of 1.5， 2.1 and 2.7 mS/cm were respectively set at three growth stages of tomato， from the planting to before the flowering， flowering to the first cluster， and the first cluster until the end of the harvest. There were four treatments with four repetitions. The plant height， stem diameter， leaf number， yield and quality of tomatoes， as well as the total salt content and utilization efficiency of nutrient solution were measured to determine the effects.【Results】The frequencies of increasing nutrient solution concentration in the TR0.1， TR0.2 and TR0.3 were 2.0-5.6 times of that of the treatment CK. The order of total salt contents of nutrient solution， total contents of macroelements and microelements all showed as CK＞TR0.1＞TR0.2＞TR0.3. No significant differences were detected in the stem diameters and leaf numbers among all treatments. Compared with the CK， the yield and nutrient utilization efficiency of the TR0.1 increased by 30.4% and 37.7%（P＜0.05）respectively. Also， in comparison with the CK， the contents of nitrate and titratable acid in TR0.1，TR0.2 and TR0.3 respectively decreased by 19.4%-68.6% and 16.7%-23.2%（P＜0.05）， while the total soluble solid and sugar-acid ratios respectively increased by 0.8%-12.9%（P＜0.05， except TR0.3）and 31.3%-34.7%（P＜0.05）， which indicated that the quality of tomato in the TR0.1， TR0.2 and TR0.3 which were based on leaf number growth dynamic was better than that of the CK which was regarded as the conventional nutrient solution supplying mode for tomato. In addition， compared with the TR0.3， the plant height in TR0.1 increased by7.5 cm（P＜0.05）， and the total yield and the nutrient utilization efficiency increased by 30.7% and 29.4%（P＜0.05）respectively. Moreover， the highest contents of nitrate， titratable acid and soluble solid as well as the sugar-acid ratio were all observed in the TR0.1， and there were significant differences among the treatments， except for the sugar-acid ratio.【Conclusions】The controlling mode of tomato nutrient solution based on leaf number growth dynamic is better than the conventional management mode based on the three growth stages， resulting in higher yield and better quality of tomato， and high utilization efficiency of nutrient solution. Additionally， the TR0.1，whose nutrient solution concentration was increased by 0.1 mS/cm while leaf number increased by one， showed the best effects on the promotion of growth and nutrient absorption， as well as yield and quality of tomato. Therefore， TR0.1 was considered as the most optimal controlling method of tomato nutrient solution.

substrate culture； leaf number growth dynamic； nutrient solution concentration； tomato； yield

S641.2

A

1008-505X（2016）05-1374-10

2015-10-12接受日期：2016-01-08

日期：2016-04-05

北京市自然科學基金資助項目（6142008）；北京市農林科學院科技創新能力建設專項（KJCX20140415）；863計劃項目（2012AA101903-1）資助。

張芳（1984—），女，河南開封人，博士研究生，主要從事農業灌溉決策研究。E-mail：zf200612915@126.com

E-mail：1jfzhang@mail.xaut.edu.cn