不同營養液濃度對溫室番茄生長發育的影響

張傳召 馬萬征 鄒長明

摘 要：目的：篩選溫室環境下番茄營養液的最佳濃度，構建以溫室作物生長模型和蒸騰模型為基礎的營養液供應管理體系。方法：實驗在安徽科技學院溫室大棚內進行，營養液載體為珍珠巖，用塑料盆盛裝，利用霍格蘭營養液配方，設置5個處理：T1（1∶20），T2（1∶50），T3（1∶100），T4（1∶150），T5（1∶200），觀察不同處理對番茄生長發育的影響。結果：綜合分析各時期植株的根、莖、葉、果的鮮干重以及生長期中葉綠素含量，發現T4處理組測量指標達到最佳值，即珍珠巖栽培條件下溫室中養分溶液的最佳濃度稀釋營養液為霍格蘭營養液1∶150。

關鍵詞：溫室栽培;番茄;霍格蘭營養液;濃度配比

中圖分類號 S63文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）12-0099-4

Abstract：Objective：the aim of this study was to screen the greenhouse perlite environment the best concentration of tomato nutrient solution to build on the basis of the greenhouse crop growth model and transpiration model of nutrient supply management system.Method：in this article，the experiment conducted in greenhouse to anhui institute of science and technology，the nutrient solution carrier for pearlite，with plastic containers holding，using hoagland nutrient solution formula，set up five process groups：T1（1：20），T2（1：50），T3（1：100），T4（1：150），T5（1：200）to plants.Result： the chart shows，in the diagram of the plant roots，stems，leaves，chlorophyll content in fruit fresh and dry weight of growth more comprehensive analysis，found the T4 treatment group measure to achieve the best value，namely the perlite cultivated in the greenhouse under the conditions of nutrient solution of optimal concentration dilution for hoagland nutrient nutrient solution 1：150.

Key words：Greenhouse cultivation;Tomato;Hogan nutrient solution;Concentration ratio

番茄為茄科植物番茄的果實，營養價值高，含豐富的維生素，可生吃、可炒食，或是制作美味的番茄醬。溫室番茄在生長和發育過程中，會受環境因素、生長因子和其他因素的影響[1-2]，其中，營養因素是番茄生長因子的重要指標之一。不同濃度營養液對番茄生長發育的影響已有了一些研究[3-8]。本研究選擇霍格蘭營養液在智能溫室番茄生產中進行了試驗，將營養液加載到珍珠巖顆粒中，定期定量向番茄中加入營養物，研究不同營養濃度對同一條件下番茄生長的影響，以期獲得在無土栽培條件下最適宜番茄作物生長發育的營養液濃度。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及供試材料 試驗于2015年5月1日至7月10日在安徽科技學院溫室中進行。該地區屬北亞熱帶江北區亞濕潤季風氣候，年平均氣溫14.9℃，年降雨量904.4mm，年蒸發量1609.7mm。溫室內的O2濃度，CO2濃度，光強度和栽培基質中的水分含量均有相關儀器進行實時監測。用珍珠巖作為栽培基質進行溫室無土栽培，從5月1日開始播種，10d后待幼苗生長良好時移栽到裝有珍珠巖的塑料花盆中，用霍格蘭營養液配方定期定量澆灌。

1.2 試驗設計 以珍珠巖為栽培基質，初播種于含有土壤的幼苗培養槽中。因幼苗期需水量較大，每天上午8：00—9：00灌溉1次，溫度高時及時補充水分，待成長到株高為8cm左右時進行移栽，試驗對象為150株，均分成5組，設有T1、T2、T3、T4、T5共5種霍格蘭營養液濃度。每天上午和下午給5組處理用相應濃度配比的霍格蘭營養液澆灌，每次約200mL，并在溫度較高時及時補充水分，營養液稀釋倍數分別為：T1：1∶20;T2：1∶50;T3：1∶100;T4：1∶150;T5：1∶200。在番茄幼苗生長到一定程度時，用短木棍插入珍珠巖中并將植株用繩子固定在木棍上，以保持正常生長。

1.3 測定項目與方法 移栽后按T1、T2、T3、T4、T5設置的營養液濃度給相應的植株澆灌處理7d后開始采樣，以7d為1個采樣周期。從南邊開始選取10株作為果實測量組，并在其后5株中選擇具有代表性的1株作為固定株用鋼尺，游標卡尺，卷尺葉綠素測定儀測量其株高、莖粗、特征葉長度、特征葉寬度、葉片葉綠素含量等，重復3次，求得平均值。從每排剩余株苗中隨機取具代表性的1株進行破壞性試驗，洗去珍珠巖及殘留雜物，用清水沖洗多次后晾干，每組貼上相應的標簽分別測量番茄植株的株高，根、莖、葉的鮮重，之后將鮮根、莖、葉放入烘箱中在105℃下殺青15min，然后調至85℃烘干2d左右至質量不再變化，最后將根、莖、葉用精確度為0.0001g的電子天平稱其干重。

1.4 環境數據檢測獲取 溫室大棚內環境因素對番茄生長的影響較大，因此，在實驗過程中要盡量減小環境因素對番茄生長的影響。溫室大棚內環境因素主要包括光照強度、栽培基質的濕度，數據均為實時監測自動傳輸到電腦，記錄儀自動記錄的頻率為10s/次，每個數據都會生成相應時間點，除此之外，本試驗珍珠巖盆栽中溫度是將溫度計插入檢測其變化的。

2 結果與分析

2.1 不同營養液濃度對番茄葉生長的影響 從圖1和圖2可以看出，不同營養液濃度對番茄葉片生理生長的影響逐漸增加，但是早期影響程度不大，不同濃度營養液對葉的生長情況幾乎相同，沒有太大的區別。中后期就可以明顯看出重量的增加，其中T3、T4、T5尤為明顯，T4、T5濃度增長比較平穩。T4處理葉片重量隨培養時間越來越大，并最終達到最大，T5處理雖然前期生物積累量增長最快，但隨著時間推移，這種持續增長的趨勢越來越小，最終略低于T4，T1處理葉片鮮干重最低，T2處理葉的重量略比T1處理大。隨營養液的定期定量的加入，T4處理葉重量增長趨勢最快，T5處理則比T4處理組增長幅度略小，T1處理葉的重量增長趨勢緩慢。

葉片生理活動所需的營養物質主要被根部吸收并被莖干運輸，作物葉片的生長特征反映了作物在生理活動和光合作用中的變化。結合大棚種植過程可知，T1處理由于養分不足而導致T1處理正常生長過程受阻，T2、T3處理營養液的澆灌使作物生命活動更活躍，T5處理由于施加的營養液濃度過大導致后期生長發育緩慢，而T4處理組因為作物適應了這種濃度下的生長，而呈現持續增長，故T4處理營養液濃度是番茄作物葉部的發育最合適的濃度。

2.2 不同營養液濃度對番茄莖生長的影響 從圖3和圖4可以看出，不同濃度營養液的持續澆灌處理，番茄莖的生長情況也有很大差異。其中T3、T4、T5這3組較T1、T2莖生長速度快，T1由于營養給予不充分，導致生長最為緩慢，T4營養液濃度對于作物最為適宜，故而生長發育最好。在5月31日前，不同濃度處理生長情況并無差異，從6月14日開始，增長趨勢逐漸拉大，其中T3、T4、T5較為明顯，通過比較，生長趨勢最快的為T4處理，T3和T5處理后期增幅較小。相對這3組處理，T1和T2處理增幅就緩慢的多，T1處理生長基本不發生太大變化。綜上可知T5處理是由于營養液濃度過高抑制了莖的生長，所以T5處理莖的鮮干重后期普遍小于T4處理，T1處理則是因為缺乏營養而生長緩慢。

營養液的最佳濃度促進作物莖的生長，但濃度太高或太低，均不能促進作物莖的生長。作物生長不受抑制，因為作物不適合2種極端濃度。在圖中，T5和T1處理反映在營養液濃度不合適的情況下產生抑制作用。因此，T4處理的營養液濃度是番茄植株莖干生長最合適的濃度。

2.3 不同營養液濃度對番茄根生長的影響 從圖5和圖6可以看出，植物生長隨著生長期的延長和營養液定期定量的補充，5組處理試驗對象生物積累量各不相同，其中T4處理根系最為發達，生長快，生物積累量多，T5次之，T1處理根系需要的營養因為遲遲不能滿足，根干的生長趨勢最緩慢。

根系是植物的主要功能器官，具有固定、吸收、運輸、改善環境的作用，“根深才能葉茂”則很好的解釋了植物地上部和地下部的密不可分，相互連接成一個完整的整體。對比5組處理，可以看出，T4處理自6月28日后增長幅度逐漸達到最大，T5處理由于根系不適應高濃度的營養液造成根系生長受到抑制，所以T5處理根的重量經過定期定量澆灌后在6月28日后出現生理不適且增長慢于T4處理。營養液的最佳濃度有利于植物根系的生長發育。營養液濃度過高或過低，阻礙了植物根系的營養生長，高營養液一方面造成肥料利用率偏低，另一方面也將提高栽培成本。T4處理營養液的濃度足以滿足番茄根系的吸收，可提供番茄生長發育所需的養分。因此，T4處理營養液的濃度最適合番茄根生長。

2.4 不同營養液濃度對番茄莖粗的影響 番茄的莖主要是有效的支撐住整個植株，使其不倒伏，通過根來吸收養分進行生長。然而在一般的實驗中，番茄莖易感染病毒而生病導致植株衰亡。此項珍珠巖無土栽培中由于環境良好而未感染，番茄的莖生長良好。本實驗過程中有由于植株生長過于茂盛，而承載植株的珍珠巖盆較小導致傾倒等，但進行了外物支撐。從圖7可以看出，隨著生長周期的延長莖粗的生長效果T4>T5>T3>T2>T1，植株的莖稈越粗自然對結果以及支撐作用越好，故T4濃度的營養液對植株生長起到最佳效果。

2.5 不同營養液濃度對番茄株高的影響 番茄株高在不同的濃度灌溉之下，自然有不同的生長程度。在低濃度時，導致植株生長較為緩慢，生長極限也比較低矮;在較高濃度下也不是明顯的過于優勢，而是在合適的濃度使得植株生長最為旺盛。從表8可以看出，在實驗初期番茄生長狀況無大差異，隨著時間的推移，T1、T2所表現出的情況較為落后。而T4比例的營養液表現出較為明顯的生長優勢，植株的生長高度顯然在其他比例之上且呈現正相關生長。故此實驗中以T4即濃度為1∶150生長最為旺盛。

2.6 不同營養液濃度對番茄葉片葉綠素含量的影響 植物的生長發育與葉綠素含量密切相關，試驗中，隨著營養液濃度的依次遞增，T1、T2、T3、T4處理中所含葉綠素含量依次增加，且T4增加最為顯著，T5中隨著營養液濃度的增加，葉綠素含量由遞增到遞減，故在較高濃度的營養液中，葉綠素含量在植物生長過程中依次增加。葉綠素含量的多少直接影響著番茄的生長狀況和產量。

3 結論與討論

由本次研究結果表明，不同營養液濃度對盆栽珍珠巖栽培條件下番茄的根、莖、葉生長發育的影響不同。本試驗研究的影響因子有多個，這些因子是可以通過相關措施來控制的，如溫度、濕度、光照強度、CO2濃度等。由于試驗是研究番茄作物在不同營養液濃度配比的澆灌下的生長情況，故試驗的自變量是營養液濃度，其他因子包括溫度、濕度、光照強度、CO2濃度等在智能溫室中進行監控，確保了試驗結果的可靠性。研究表明[9-10]，營養液濃度適當增加有利于作物的生長發育，而過高或過低這2種極端濃度則會抑制作物生理生長。

在溫室栽培中，番茄作物的生長發育過程中營養液與必需營養元素的吸收程度有所不同，在不知道最適營養液濃度的情況下，少量或者過量都很容易造成營養液中某些元素的不足或過量，從而影響作物某個時期的生長發育情況，這不僅造成營養液利用率低下，而且某些元素過剩流失到環境中造成污染，如果不及時采取措施，農業生產將會受到受到嚴重威脅。目前，很多國家通過立法制定了關于作物栽培過程中營養液的排放標準，用法律法規來約束公司和個人對作物所需營養養分的浪費。在我國，要加強溫室作物營養，水需求法的實驗研究，在不影響溫室作物產量和質量的前提下，盡量減少無土栽培的營養液排放，節約成本，使營養液吸收利用效率達到最大[11]。經分析各處理番茄植株根莖葉的鮮干重、莖粗以及株高和葉片葉綠素含量的結果，得到T4和T5處理各個測定指標明顯高于T1、T2和T3。說明高濃度的營養液處理比低濃度的營養液處理更有利于促進作物生長發育，但營養液濃度太高，不利于有機物向果實積累，降低了作物品質而且會因多余營養液流失不能充分被作物吸收，營養液的利用率降低而對環境造成影響，所以作物只有在適宜營養液濃度下才能生長良好[12]。從本次試驗可以看出，T4生長最好，為了達到最佳效果，番茄在溫室內珍珠巖栽培條件下營養液的最適濃度為T4的濃度，在實際運用中建議采用T4的營養液濃度。

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（責編：張宏民）