基于農機農藝融合的浙南設施番茄寬溝窄畦栽培模式研究

陳先知 蘇世聞 雷大鋒 王克磊 包玉花 徐 堅*

（1 溫州市農業科學研究院，溫州市設施蔬菜工程技術中心，浙江溫州 325000；2 溫州萬科農業開發有限公司，浙江瑞安 325208）

隨著我國工業化和城鎮化進程加快，農村勞動力快速向非農產業轉移，農業人口老齡化和機械化水平低下，導致農產品生產成本大幅增加（鄒豪等，2022），其中蔬菜生產人工成本約占59%（趙海俠，2014）。農業機械化發展既是農業行業轉型升級的必經之路，也是解決設施蔬菜快速發展過程中“用工難、用工貴”的重要途徑。近年來設施蔬菜生產裝備研發不斷推陳出新，推動了農業機械的推廣和應用（陳永生，2019），但我國農業生產制度和環境多樣，蔬菜種類繁多且生產過程復雜，農機農藝脫鉤現象普遍存在，設施條件與種植參數需因地制宜。因此，如何根據本地區實際農情，探索相適應的農機農藝栽培模式，推動地區設施蔬菜生產機械化發展是亟需解決的問題。

番茄（L.）是我國重要的果蔬兼用型作物，也是設施栽培面積較大的蔬菜作物之一，2018 年設施番茄栽培面積達64.2 萬hm（李君明 等，2021）。浙南地區是我國設施越冬番茄生產的主要產區，僅蒼南縣設施番茄栽培面積已達2 626 hm，設施番茄栽培已成為農民增收的重要途徑之一（林輝和沈年橋，2018）。目前浙南地區設施番茄栽培主要采用高畦雙行、寬畦窄溝栽培模式，帶來的弊端是不利于機械化作業，人工成本較高，不符合我國農業機械化向全程、全面、高質、高效升級的要求，因此研究浙南地區設施番茄農機農藝融合栽培模式及相關農藝參數對區域生產具有重要意義。本試驗根據現有耕整地、做畦、滴灌及地膜鋪設、定植、肥水管理、施藥等機械化作業和設施番茄栽培特點優化農藝參數，提出浙南地區設施番茄寬溝窄畦栽培模式，以期為設施番茄機械化生產應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2019 年10 月至2020 年4 月在浙江省溫州市龍港市直升蔬菜專業合作社進行。試驗番茄品種為巴菲特，購自壽光南澳綠亨農業有限公司，于2019 年9 月12 日播種，10 月22 日定植，生長期采用單干斜蔓“井”字架整枝。

試驗采用的設施為單跨8 m 的8 連棟大棚，大棚高5 m、長50 m。其中第2 棟設置為寬溝窄畦栽培模式，即8 m 棚內4 條栽培畦，畦上底寬60 cm，下底寬80 cm，溝寬90 cm，畦上雙行定植，每條畦設置1 900、1 670、1 550 株 ·（667 m）3個種植密度處理（表1），每處理小區種植50 株，4次重復，隨機區組排列；第3 棟設置為對照，即生產上傳統的寬畦窄溝栽培模式，棚內5 條栽培畦，畦上底寬90 cm，下底寬110 cm，溝寬40 cm，畦上雙行定植，種植密度為1 850株 ·（667 m）（表1）。

表1 不同處理栽培模式和種植密度

1.2 測定指標

1.2.1 光照強度 植株生長盛期的晴天（2020 年1月14 日12：00—14：00），在各小區中隨機選取3個不受大棚結構遮光影響的位置，采用ZDR-20 型照度記錄儀（杭州澤大儀器有限公司）分別測定同行植株間和小行間（畦上雙行4 株植株中間）距離地面30、60、90、120 cm 處的光照強度。

1.2.2 植株生長指標 植株生長盛期（2020 年1月14 日）每處理小區隨機選取10 株植株測量株高、莖粗、葉片縱徑、葉片橫徑、葉片數。株高：用卷尺測量從番茄植株與土壤交界處到生長點的距離。莖粗：用游標卡尺采用十字交叉法對植株基部進行測量，取兩次測量值的平均值。葉片縱徑與橫徑：取植株第2 穗果實往上第1 片光合葉測量，用卷尺測量從葉柄基部到葉尖的距離為縱徑，葉片最寬處的距離為橫徑。

1.2.3 產量指標 果實采收期（2020 年3 月23 日至4 月25 日）根據果實成熟度適時采收測產，每次采收時記錄果實總數和精品果數（精品果標準為每穗果實數量4～5 個，大小均勻，成串采收）、單果質量和精品果質量，并折算單株產量及每667 m產量。

1.2.4 果實品質指標 盛果期（2020 年3 月25 日）每處理小區隨機選取植株第2 穗果實上成熟度一致的6 個果實，分別測定果實水分、可溶性固形物、VC、總糖和總酸含量等品質指標。

1.2.5 農機農藝融合程度及效果評價 寬溝窄畦栽培模式棚的耕整地、做畦、滴灌及地膜鋪設、定植、肥水管理、施藥等6 個環節分別采用大棚王拖拉機、YTLM-120 寬溝窄壟機等進行機械化作業。對照寬畦窄溝栽培模式棚的耕整地、肥水管理等2個環節采用機械化作業。測算統計番茄生產用工量（1 個工按工作8 h 計算），并分析兩種模式下農機農藝融合的程度。

1.3 數據處理

利用Microsoft Excel 2016 及SPSS 26.0 軟件進行數據處理與統計分析，采用LSD法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理對光照強度的影響

從表2 可以看出，在寬溝窄畦栽培模式下，隨著株距的增加，距地面60～120 cm 范圍的植株間和小行間的光照強度呈增加趨勢。與對照相比，T1 處理在距地面30、60、90、120 cm 處的植株間光照強度均顯著低于對照，較對照分別降低了28.07%、26.21%、37.76%、8.02%；T2、T3 處理在距地面30、60 cm 處的植株間光照強度均顯著高于對照，而距地面90、120 cm 處的植株間光照強度與對照無顯著差異。

表2 不同處理下植株間和小行間不同高度光照強度 klx

寬溝窄畦栽培模式下，不同種植密度處理的小行間光照強度僅T2 處理距地面30 cm 處顯著高于對照，其余均低于對照；T1 處理在距地面30、60、90、120 cm 處的小行間光照強度較對照分別降低了56.00%、66.67%、72.61%、9.94%，差異顯著；T2 和T3 處理在距地面60、90 cm 處的小行間光照強度較對照分別降低了48.44%、28.13%和48.44%、15.81%，差異均達顯著水平?？傮w而言，寬溝窄畦栽培模式降低了番茄植株小行間中下部的光照強度。

2.2 不同處理對番茄植株生長的影響

由表3 可以看出，在寬溝窄畦栽培模式下，各處理番茄株高、莖粗、葉片縱徑、葉片橫徑及葉片數等指標均與對照無顯著差異，表明不同種植密度對番茄植株營養生長未產生顯著影響。

表3 不同處理對番茄植株生長的影響

2.3 不同處理對番茄產量的影響

從番茄單果質量和單株產量來看，T1、T2 和T3 處理與對照間無顯著差異；寬溝窄畦栽培模式下，每667 m折合產量和精品果產量隨著番茄種植密度的增大而增加，T1 處理效果最好，每667 m折合產量達5 370.78 kg，精品果產量達4 870.53 kg，均顯著高于T2、T3 處理和對照；精品果率達90.67%，顯著高于對照（表4）。

表4 不同處理對番茄產量的影響

2.4 不同處理對番茄品質的影響

寬溝窄畦栽培模式下T1、T2 和T3 處理的番茄果實水分、可溶性固形物、總糖含量等指標均與對照差異不顯著。從VC 含量來看，T3 處理顯著高于T1、T2 處理和對照；從總酸含量來看，T2 處理顯著高于T1、T3 處理和對照；從糖酸比來看，T2 處理顯著低于T1、T3 處理和對照（表5）。

表5 不同處理對番茄品質的影響

2.5 寬溝窄畦栽培模式與傳統栽培模式用工量比較

傳統寬畦窄溝栽培模式下，耕整地和肥水管理環節采用機械作業，其他環節均為人工作業；經測算統計，每667 m番茄機械作業環節用工量為0.262 5 個，人工作業環節用工量為41.3 個，機械作業用工量占比0.63%（表6）。寬溝窄畦栽培模式下，可實現耕整地、做畦、滴灌及地膜鋪設、定植、肥水管理、施藥等6 個環節的機械作業，其他環節為人工作業；經測算統計，每667 m番茄機械作業環節用工量為0.45 個，人工作業環節用工量為37.5 個，機械作業用工量占比1.18%，節省用工量3.612 5 個（表6）。

表6 寬溝窄畦栽培模式與傳統寬畦窄溝栽培模式每667 m2 用工量比較

3 討論與結論

種植密度是影響作物生長和產量的關鍵因素之一，合理的種植密度是蔬菜高產、優質的基礎（雷喜紅 等，2015；何娜 等，2019）。設施番茄生產過程中，棚內植株的大行距及種植密度對植株群體的冠層結構及通風性能有重要影響。研究表明，番茄雙行種植或單行種植模式下，植株株高均隨著種植密度的增加呈增長趨勢，且對產量有顯著影響（何娜 等，2019）。鄒豪等（2022）報道，在設施番茄栽培參數優化中改變栽培畦規格、行距、種植密度等參數未對番茄植株株高、莖粗及葉面積指數等產生顯著影響。在本試驗中，將傳統的寬畦窄溝栽培模式改為寬溝窄畦栽培模式也同樣發現未對番茄植株的株高、莖粗、葉片縱徑、葉片橫徑及葉片數等生長指標產生顯著影響，但株行距的改變調控了番茄的種植密度，進而對產量有一定的影響；不同種植密度處理對番茄單果質量和單株產量無顯著影響，但番茄每667 m折合產量隨著種植密度的增大而增加，寬溝窄畦栽培模式中株距35 cm 的T1處理種植密度最大，為1 900 株 ·（667 m），番茄產量、精品果率和精品果產量均顯著高于傳統寬畦窄溝栽培模式。在寬溝窄畦栽培模式下，小行距從傳統的60 cm 縮小到30 cm，會導致植株小行間中下部光照減弱，但是寬溝改善了植株外部葉片光環境和通風條件，配合精細化的栽培管理措施，適當增加種植密度可明顯提高產量。

可溶性固形物、VC 及總酸等是番茄果實中重要的營養成分和風味物質（岳冬 等，2017）。本試驗中不同處理的番茄果實水分、可溶性固形物、總糖含量等無顯著差異；T3 處理的果實VC 含量顯著高于其他處理，表明寬溝窄畦栽培模式下降低種植密度可改善植株生長的光環境，有利于番茄果實營養品質的提高。

探索易于機械化作業的設施番茄栽培模式對于提升設施番茄生產水平，解決人工短缺和成本增高等問題具有重要指導和示范意義（陳永生，2019）。在本試驗的寬溝窄畦栽培模式下，寬溝便于番茄定植后的植保機、田間管理平臺等機械通行，同時方便整枝、引蔓、蘸花、采收等環節的操作人員通行和農事操作，減少通行、作業時的植株碰傷。此外，田間管理平臺可用于日常整枝、運輸肥料，搭載藥箱、噴頭等植保設備進行植保作業，還可用于番茄采收果實運輸，降低勞動強度，提高工作效率，有助于推動設施番茄生產機械化和現代化發展。

已有相關研究提出了不同地區番茄農機農藝融合栽培模式的適宜種植密度，如寧夏地區大跨度塑料大棚番茄農機農藝結合較為適宜的兩種株行距配置方式為行距1.2 m、種植密度1 668 株 ·（667 m）和行距1.5m、種植密度2334株·（667 m）（伏文卓 等，2020）；北京地區日光溫室番茄東西向宜機化種植模式可采用株距35 cm、小行距40 cm、大行距100 cm 的方式（李治國 等，2021）。本試驗認為，在浙南地區設施番茄栽培中采用寬溝窄畦栽培模式是可行的，有利于農機農藝融合，在單跨8 m 的標準鋼管塑料大棚中可采用栽培畦上底寬60 cm、下底寬80 cm，溝寬90 cm，株距35 cm、種植密度1 900 株 ·（667 m）的雙行栽培模式，配合設施內機械化作業，可提高勞動效率，提高產量。