櫻桃番茄膜栽培技術對比試驗研究

趙 娟陳紅輝殷伯賢俞 艷張永紅許 峰曹 峰

（1上海市金山區蔬菜技術推廣中心 201599；2上海市金山區楓涇鎮農業技術推廣服務站 201501；3上海金山現代農業園區 201516）

Imec[1]膜是一種單向滲透膜，其特性主要體現在液流的方向性和通透性上，即液流只能從一個方向向另一個方向運動而不能返回，同時由于膜特有的過濾性能，液體流動時生物小分子（主要指無機物、O2、CO2、離子狀態的化合物等）可以沿水流方向運動。通過Imec[2-3]膜調整水分供應不僅可以提高水分利用率，而且可以提高作物的營養水平，從而生產出高品質蔬菜。Imec單向滲透膜在番茄上的應用技術于2013年從日本早稻田大學引入中國。為促進該技術的推廣應用，探明Imec膜相對于基質栽培模式和PVA（聚乙烯醇）膜栽培模式的優點，特進行了櫻桃番茄膜栽培技術對比試驗，現將相關研究結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試作物為櫻桃番茄，品種為“永嘉824”[農友種苗(中國)有限公司]。

1.2 試驗設計

試驗依據不同栽培方式設4個處理，分別為Imec膜栽培、PVA膜栽培、進口基質和國產基質1∶1混合后的基質栽培、純進口基質栽培，其中Imec膜和PVA膜處理使用進口基質和國產基質1∶1混合后的基質。所有處理均采用相同的種植槽，槽寬60 cm，每畦種植1行，每行定植238株，株距15 cm。Imec膜和PVA膜處理的種植床基質厚度均為2.5 cm，混合基質和純進口基質處理的種植床基質厚度均為6.5 cm，見表1。

表1 不同膜栽培試驗的櫻桃番茄種植情況

1.3 試驗概況

試驗于2016年7～12月設在上海明緣果蔬專業合作社五連棟大棚內進行。所有處理均采用相同的肥水管理模式，并適時進行病蟲害防治。Imec膜和PVA膜栽培處理需要安裝特定的膜栽培種植槽。具體的栽培管理流程如下。

1.3.1 播種育苗

2016年7月13日播種，采用營養缽培育壯苗。壯苗標準為株高12～15 cm、真葉3～5張。

1.3.2 膜栽培種植槽安裝[4-5]

（1）地面整平。（2）壘3層磚（240 mm×115 mm×53 mm）建設苗床，苗床長37 m、寬80 cm，種植槽寬60 cm。每個8 m×40 m的大棚鋪設4個種植畦。（3）在鋪好第1層磚而形成的種植槽內，填充6 cm厚礱糠（即稻谷輾磨后脫下的外殼），以在冬季低溫時起到一定的保溫效果。（4）礱糠上覆蓋一層地布，并用地膜釘固定，整個大棚全部鋪滿。（5）在地布上面鋪一層防水塑料膜，防水塑料膜的兩端需超過種植槽寬度，多余部分可翻過第2層磚折到種植槽外面。（6）將膜下滴灌帶（點滴閥間隔30 mm，每畦123個滴灌液出口）插入種植槽前端的連接口，末端用終端零件塞住。膜下滴管有1條，放置在苗畦中間部位。（7）將卷成筒狀的無紡布展開鋪在苗床上，無紡布下面是膜下滴灌帶，注意無紡布不可以超出種植槽范圍。（8）打開納米凝水膜的包裝，將卷成筒的納米凝水膜展開鋪在無紡布上面，且其兩端應超過種植槽。（9）將凝水膠混入自來水，然后均勻撒在種植基質上，混合密度為2 g/L。（10）將種植基質均勻撒在納米膜上，厚度為2～2.5 cm，并在基質中均勻混合0.2%（2 g/L）～0.4%（4 g/L）的保濕膠漿。（11）將膜栽培定植泡沫板（90 cm×60 cm×2.5 cm）鋪設在栽培田壟上。（12）覆蓋黑白膜，并在黑白膜上定植壯苗的位置用小刀割開寬10 cm左右的裂口。（13）將上部滴管帶連接到栽培田壟端部的連接口，末端用終端零件塞住。將一出四滴箭插入每一個定植孔，通過一出四滴箭套裝進行澆水施肥，單個滴箭流速16.67 mL/min，每行流速3.97 L/min；下滴管通過滴管帶進行灌溉，單個滴孔流速66.67 mL/min，每行123個滴孔，流速8.2 L/min。

1.3.3 定 植

秋季育苗期控制在1個月左右，2016年8月15日進行櫻桃番茄苗定植，每畦定植1行，株距15 cm。定植時大棚內氣溫高于30 ℃，空氣相對濕度也較高，故櫻桃番茄苗前期生長緩慢。為此，白天中午應打開外遮陽網，開窗通風。

混合基質和純進口基質處理的櫻桃番茄苗，按照常規方式定植。Imec膜和PVA膜栽培處理的櫻桃番茄苗，從定植孔將種苗插入。然后用手將定植槽內基質挖開露出Imec膜或PVA膜，然后將健康秧苗從育苗盤取出，手捏第2～3節位，防止損傷根莖部茸毛，平躺放在挖好的基質洞內，并保證植株根部能夠接觸到膜，放好之后不要再隨意移動。定植時相鄰苗株方向相反，以利于提高空間利用率，方便后期整枝。

1.3.4 栽培管理

栽培全程采用營養液供應肥料和水分，按照表2配方配置Tony’s Farm液體肥料濃縮液（原液10X），配好后1號液肥EC值為7.85 ms/cm，pH 5.84，呈偏酸性；2號液肥EC值為4.97 ms/cm，pH 6.59，呈中性。使用前將1號液肥和2號液肥按1∶1進行混合，并稀釋后施肥。8月25日之前為櫻桃番茄苗的定根期，期間只澆水，不添加肥料，上部滴灌2 min/d，下部滴灌3 min/d。根據番茄不同生長時期調節不同的稀釋倍數，具體施肥安排見表3。注意：由于肥料會揚起粉塵，操作時請佩戴口罩。肥料若吸收空氣中的水分，會變得非常難溶，所以在肥料調好后需馬上裝袋密封。需分別配置和存放1號、2號液肥，防止混合產生沉淀，稀釋前需將1號液肥和2號液肥等體積混合。

表2 Tony’s Farm液體肥料濃縮液（原液10X）配方

表3 營養液施肥安排

1.3.5 病蟲害防治

櫻桃番茄抗病性較強，生長前期幾乎沒有什么病害發生，生長后期有部分葉霉病發生，可用加瑞農進行防治。蟲害主要有斑潛蠅、白粉虱及蚜蟲，可用啶蟲脒進行防治。

1.4 項目調查

在櫻桃番茄生長前期測定4個處理的植株生長情況，包括開花情況、植株高度、生長節位數等指標；盛花期測定植株第1花房到第7花房的開花情況及第1花絮到第3花絮的座果情況；采收后期測定櫻桃番茄的果實性狀和產量性狀，其中櫻桃番茄含糖量（BRIX）使用TD-45數顯糖度計測定。

所有指標測定時，每處理選擇3株進行測定，并重復3次，最后用SPSS軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 櫻桃番茄植株生長情況及開花前期開花情況

由表4可知，經過1個多月的生長，櫻桃番茄植株高度達58～79 cm，植株總節位數達11.5～13.5節，其中，植株生長最快的是純進口基質處理，其次為混合基質和Imec膜處理，PVA膜處理的植株生長情況最差。4個處理測定的第一花絮節位均為7.5節左右，說明“永嘉824”種子純度高，性狀比較穩定。

表4 不同膜栽培試驗的櫻桃番茄植株生長情況

由表5可知，進入生殖生長期后，各處理第1花房開花率均達100%；第2花房開花率較高的是2種基質栽培處理，在90%左右，而2種膜栽培處理則不到75%，說明膜栽培的基質厚度較薄，在一定程度上抑制了植株的發育；第3花房均剛開始開花，開花率均低于5%。

表5 不同膜栽培試驗中櫻桃番茄開花前期花房開花率分析（單位：%）

2.2 櫻桃番茄盛花期開花及座果情況

表6 不同膜栽培試驗中櫻桃番茄開花盛期花房開花率分析（單位：%）

由表6可知，盛花期2種基質栽培處理所有植株的第3花房均已100%開花，且第4花房開花率也達90%左右，且純進口基質處理的開花率稍高。2種膜栽培處理的植株發育均受到明顯抑制，Imec膜處理植株第3花房開花率只有74.48%，第4花房開花率為63.45%；PVA膜處理植株第3花房開花率達80.09%，但第4花房開花率低于Imec膜處理。這是由于在膜栽培條件下，使用從無孔性親水性膜的下表面側向該膜供給水或營養液，并采用饑餓栽培方式，即盡量少得向植物供給水分，且膜上種植的植物需要通過滲透壓的作用透過膜吸收水分和營養，這在一定程度上限制了植物對營養物質的吸收，從而影響了植物發育速度。

由表7可知，2個基質栽培處理的植株高度明顯高于2個膜栽培處理，這也是因為膜栽培抑制了植株的生長發育。第1花絮座果率，4個處理間無明顯差異；第1、2花絮座果數，Imec膜栽培處理與2種基質栽培處理間無明顯差異，均座果14個左右，而PVA膜栽培處理顯著低于其他3個處理。由此可見，使用具有特殊結構的Imec膜進行栽培，櫻桃番茄的座果情況可達到與基質栽培相近，但使用普通親水性膜（PVA膜）則因其滲透功能不完善而影響了植株座果。

表7 不同膜栽培試驗的櫻桃番茄座果率分析

2.3 櫻桃番茄果實性狀及產量

由表8、圖1可知：（1）果形，2個基質栽培處理和Imec膜栽培處理的果實均較長，果高明顯高于PVA膜栽培處理，且純進口基質栽培處理的櫻桃番茄果徑比混合基質和Imec膜栽培處理要小，果形較為均勻細長。（2）單果重，2個基質栽培處理和Imec膜栽培處理的果實較重，達17.42～19.31 g，PVA膜栽培處理不到14 g。（3）糖度，Imec膜栽培處理最高，達9.03%；其次為PVA膜栽培處理，2種基質栽培處理則較低。（4）產量，由于秋茬溫度低，所有處理的植株只采收5塔果實，PVA膜栽培處理的產量明顯低于其他3個處理，Imec膜栽培處理每667 m2產量較高，達1 854.7 kg，與2個基質栽培處理間產量差異不顯著。

表8 不同膜栽培試驗中櫻桃番茄果實性狀及產量分析

圖1 櫻桃番茄膜栽培試驗的番茄果實

由此可見，膜栽培方式能有效提高櫻桃番茄果實的糖度，且Imec膜的此項特性尤為明顯；同時，在Imec膜種植條件下，櫻桃番茄的產量并未受到影響，仍可獲得高產。

2.4 櫻桃番茄經濟效益

根據本試驗設計，櫻桃番茄基質栽培過程中的投入主要有基質、肥料、農藥和人工，除此之外，膜栽培則還需要購買昂貴的Imec膜或PVA膜；進口基質價格為720元/m3，國產基質價格為200元/m3，2種基質栽培處理基質使用量為12.03 m3，2種膜栽培處理基質使用量為4.63 m3；4個處理的農藥、肥料投入均相同。

由表9可知，由于進口基質價格較高，純進口基質栽培處理的櫻桃番茄每667 m2純利潤比混合基質栽培處理少2 532元。2種膜栽培方式下，由于基質使用量少，極大地降低了基質成本，但Imec膜由于受專利保護，售價250元/m2，使Imec膜栽培處理的每667 m2膜成本高達83 333元，宜通過技術引進或者自主研發替代產品降低成本；PVA膜栽培處理的每667 m2膜成本為4 166元，相比Imec膜有很大的價格優勢，每667 m2純利潤可達9 583.4元，經濟效益顯著，值得進一步研究試用。

由此可見，Imec膜栽培櫻桃番茄可節省基質成本，但必須降低Imec膜的購買成本，才能得以進一步推廣，下一步需尋求相關技術引進或自主研發可替代產品。PVA膜可在一定程度上達到提高產品質量、保證經濟效益的目標，值得進一步研究試驗。

3 結論與討論

表9 不同膜栽培試驗中櫻桃番茄經濟效益分析

本試驗引進的Imec膜是一種單向滲透膜，它可以讓水分和營養成分透過，而阻止細菌、病毒等生物大分子滲透。Imec膜在櫻桃番茄栽培方面的應用原理[6]為：減少澆水量（根系在膜上，膜下有水），促使植物產生大量毛細根，植物產生毛細根過程中會產生生理反應，分泌化學成分，果實糖度升高。

本試驗結果表明，2種基質栽培中櫻桃番茄前期生長發育最快，純進口基質較混合基質有一定優勢，但不明顯；Imec膜、PVA膜栽培中的櫻桃番茄植株由于基質薄，根系不能直接吸收營養，在一定程度上抑制了植株的生長發育。櫻桃番茄植株進入盛花期后，2種基質栽培模式下所有植株的第3花房均已100%開花，且第4花房開花率也達90%左右；而Imec膜栽培模式下植株第3花房開花率只有74.48%，第4花房開花率僅63.45%。這是由于在膜栽培條件下，使用從無孔性親水性膜的下表面側向該膜供給水或營養液，并采用饑餓栽培方式，即盡量少得向植物供給水分，且膜上種植的植物需要通過滲透壓的作用透過膜吸收水分和營養，這在一定程度上限制了植物對營養物質的吸收，從而影響了植物發育速度。在櫻桃番茄生長后期，Imec膜栽培的座果數與2種基質栽培無差異，而PVA膜栽培的座果數明顯低于其他3種栽培模式，由此可見，使用具有特殊結構的Imec膜進行栽培，櫻桃番茄的座果情況可達到與基質栽培相近，但使用普通親水性膜（PVA膜），則由于其滲透功能不完善而影響了植株座果。在2種基質栽培和Imec膜栽培的櫻桃番茄果實高度明顯高于PVA膜栽培的果實；2個基質栽培和Imec膜栽培的櫻桃番茄單果重較重，達17.42～19.31 g，PVA膜栽培的櫻桃番茄單果重不到14 g；Imec膜栽培的果實糖度最高，達9.03%，2種基質栽培的果實糖度則較低。PVA膜栽培的櫻桃番茄產量明顯低于其他3個栽培，Imec膜栽培的每667 m2產量最高，達1 854.7 kg，與2個基質栽培間產量差異不顯著。Imec膜栽培櫻桃番茄可節省基質成本，但必須降低Imec膜購買成本，才能得以進一步推廣；PVA膜可在一定程度上達到提高產品質量、保證經濟效益的目標，值得進一步研究試驗。

Imec膜栽培櫻桃番茄能在保證產量的同時，提高櫻桃番茄果實糖度，優化果實風味，生產出高質量產品。與此同時，由于Imec膜番茄生產技術是在膜上種植，無土壤連作障礙，不會增加土傳病蟲害的發生，不會出現土壤鹽類不斷積聚或土壤酸化、板結等情況，有利于蔬菜生產的健康持續發展。但Imec膜栽培技術在櫻桃番茄上的應用時間不久、面積不大、研究不深，同時存在技術壁壘，導致售價過高，需要在試用過程中更加側重膜制作工藝技術的引進。

[1]Mori Y. New agro-technology (Imec) by hydrogel membrane[J].Reactive & Functional Polymers,2013,73(7)：936-938.

[2]梁勇,卜崇興,郭世榮,等.不同濃度海水營養液對Hymec膜栽培生菜的影響[J].內蒙古農業大學學報：自然科學版,2007,28(3)：37-41.

[3]梁勇,卜崇興,郭世榮,等.不同營養液濃度處理下Hymec膜栽培生菜的試驗研究[J].上海農業學報,2007,23(2)：50-52.

[4]岡本昭弘,藤井學,吉岡浩,等.植物栽培系統：中國,C N 102498889A[P].2012-06-20.

[5]森有一,岡本昭弘,漥田真紀子,等.栽培植物用的器具及植物栽培方法：中國,CN1750751[P].2006-03-22.

[6]梁勇.利用非傳統水資源Hymec膜栽培生菜的研究[D].南京：南京農業大學,2007.