辛世杰 ,葛婷 ,朱文瑩 ,王濤 ,奧巖松
(1.上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院,200240;2.上海多利農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司;3.南京農(nóng)業(yè)大學園藝學院)
番茄是我國主要的蔬菜作物,在果菜生產(chǎn)中占有重要位置。南方地區(qū)夏季高溫、高濕的環(huán)境對番茄生長發(fā)育極為不利,高溫可導致番茄花柱衰弱,花粉粒萌發(fā)、花粉管伸長不良,受精不完全,生產(chǎn)實踐中表現(xiàn)為花穗數(shù)減少、坐果率降低、果實品質下降等[1]。近年來,南方地區(qū)對于番茄越夏栽培研究主要集中在引進新品種和遮陽覆蓋方面,關于整枝方式對越夏栽培番茄生長的影響研究很少。整枝不僅可以調節(jié)植物的營養(yǎng)生長與生殖生長,還可以改善植株群體冠層小環(huán)境,如冠層的溫度、光照、濕度[2,3],是提高產(chǎn)量、獲得最佳經(jīng)濟效益的良好途徑。本文通過研究不同整枝方式對管棚越夏番茄生長的影響,以期為南方地區(qū)管棚越夏番茄高產(chǎn)優(yōu)質栽培提供理論依據(jù)。
供試番茄品種為桃太郎,由上海市動植物引種研究中心于1996年從日本引進。
試驗設3個處理,即單稈整枝、雙稈整枝、連續(xù)摘心,分別標記為 A1(CK)、A2、A3,當植株長到 40~50 cm時進行。每個處理3次重復,每個重復30株。
試驗在上海市南匯區(qū)大團鎮(zhèn)多利農(nóng)莊有機蔬菜生產(chǎn)基地進行。管棚長60 m,寬8 m,植株定植前深翻起壟,壟寬1.5 m,壟高0.2 m,壟溝寬0.5 m,每壟定植2行植株,行距0.9 m,株距0.35 m。2010年6月5日將番茄定植于管棚中,定植前施有機肥作基肥,植株進行滴灌,每壟2行植株分設2條滴管帶,使滴灌水直接灌于植株根系附近。通風范圍從大棚側面距離地面0.3~1.5 m,通風口統(tǒng)一安裝防蟲網(wǎng),晴天連續(xù)放風,雨天將卷簾放下,棚內張貼黃板。大棚前茬為黃瓜,土壤有機質含量9.66 g/kg,速效N含量91.87 mg/kg,速效P含量28.58 mg/kg,速效K含量6.431 mg/kg。
從番茄定植30 d后開始取樣,每隔15 d各個處理隨機選取3株番茄,測定株高和莖粗;每隔30 d各處理隨機選取3株,取同一節(jié)位的成熟葉片測定葉綠素、可溶性蛋白和丙二醛含量;各處理隨機取3株植株的根系,剪取其尚未木質化的側根及細根測定根系活力。定植30 d后各處理隨機選取3株,測定整株所有葉片的葉面積。番茄成熟后,測定番茄果實單果質量、可溶性糖含量、有機酸含量、VC含量、番茄紅素含量、蛋白質含量和果實硬度,并統(tǒng)計番茄的總產(chǎn)量。
株高和莖粗用卷尺和游標卡尺測量;葉綠素含量的測定用丙酮乙醇提取法[4];可溶性蛋白、丙二醛、根系活力分別采用考馬斯亮藍法,硫代巴比妥酸法,TTC法測定[5];葉面積用Photoshop陰影面積法測定;果實品質中可溶性糖、有機酸、VC、番茄紅素含量分別用蒽酮比色法[6]、氫氧化鈉滴定法[7]、2,6-氯酚靛酚滴定法[6]和正己烷提取法測定[8];果實硬度用GY-3型硬度計測定。
數(shù)據(jù)采用SAS 9.1分析軟件進行單因素方差分析,文中所列數(shù)據(jù)均為3次重復的平均值。
如圖1所示,在定植初期,3種整枝方式處理的番茄株高幾乎沒有差異;45 d后3個處理的株高開始表現(xiàn)出差異,并且越來越明顯;在60,75 d時,連續(xù)摘心處理株高分別比單稈和雙稈處理高27.0%,29.3%;在90 d時,連續(xù)摘心處理的番茄植株最高,單稈整枝處理次之,第3是雙稈整枝。3個處理植株莖粗的變化趨勢與株高相似,定植初期3個處理差異不明顯,隨著植株的生長,連續(xù)摘心處理植株的莖粗開始超過單稈整枝和雙稈整枝,最后趨于穩(wěn)定。在30~75 d階段,各處理莖粗增長幅度較大,CK、A2、A3莖粗分別增加 152%,57.3%,109%;75~90 d階段,3個處理植株莖粗變化不明顯。
由圖2可見,3個處理番茄葉面積呈遞減趨勢,表現(xiàn)為單稈處理>雙稈處理>連續(xù)摘心處理。單稈整枝處理葉面積為2 694.69 cm2,雙稈整枝葉面積為2 207.373 cm2,葉面積最小的是連續(xù)摘心處理,為1 725.02 cm2,各處理之間差異顯著。不同整枝處理方式下的番茄產(chǎn)量變化趨勢正好與葉面積變化趨勢相反,連續(xù)摘心>雙稈整枝>單稈整枝,產(chǎn)量分別為 4 005.02,3 366.14,3 329.49 kg/667 m2,說明雖然連續(xù)摘心使植株的葉面積總量減少,但是提高了對光能的利用率,從而使番茄產(chǎn)量得到明顯的增加,這與王聰?shù)妊芯拷Y果相同[9]。
圖1不同整枝方式對番茄株高和莖粗的影響
圖2 不同整枝方式對越夏番茄葉面積及產(chǎn)量的影響
如圖3所示,對葉綠素a含量來說,各處理間變化趨勢不同,雙稈整枝處理植株體內葉綠素a變化幅度不大;連續(xù)摘心處理葉綠素a變化幅度較大,尤其是中期取樣的時候,植株葉綠素a含量降至最低水平。對葉綠素b含量來說,單稈整枝處理是先增后減,前期和后期都低于雙稈整枝和連續(xù)摘心處理,而中期則較高,雙稈整枝及連續(xù)摘心處理呈逐漸增加的趨勢。對葉綠素總含量來說,連續(xù)摘心處理在初期葉綠素含量低于單稈整枝和雙稈整枝處理,但是后期逐漸升高,最后含量高于單稈及雙稈整枝處理,雙稈整枝處理葉綠素變化幅度很小,單稈整枝處理前期至中期葉綠素含量幾乎沒有變化,后期呈下降趨勢。各處理植株葉綠素b含量和總含量變化趨勢一致。
圖3 不同整枝方式對番茄葉片葉綠素含量的影響
丙二醛(MDA)作為評價質膜受損程度的一個指標,可以分解機體代謝過程中產(chǎn)生的活性氧,避免其對機體產(chǎn)生毒害作用。由圖4可見,雙稈整枝處理的番茄在整個生長期內,其葉片丙二醛含量都高于單稈整枝和連續(xù)摘心處理,生長后期雙稈整枝處理的丙二醛含量分別比另外2個處理高50.1%和15.4%,且差異顯著;連續(xù)摘心處理番茄葉片丙二醛含量呈先增加后降低的趨勢,前期植株葉片丙二醛含量最低,為5.95×10-9mol/g,在生長過程中逐漸高于單稈整枝處理;單稈整枝處理植株葉片MDA含量呈逐漸降低趨勢,由6.3×10-9mol/g降低到 4.5×10-9mol/g,降低了 28.2%。
圖4 不同整枝方式對番茄葉片丙二醛含量的影響
圖5 不同整枝方式對番茄根系活力的影響
由圖5可見,各處理植株根系活力在整個生長期均呈逐漸降低的趨勢,前期連續(xù)摘心處理植株根系活力最高,為 3 787.7 mg/(g·h),分別比雙稈整枝處理及單稈整枝處理高25.7%和32.4%;中期3個處理的植株根系活力差異不顯著;后期根系活力最高的是單稈整枝處理,為 851.37 mg/(g·h),分別比雙稈整枝和連續(xù)摘心處理高39.5%和38.9%;雙稈整枝處理的根系活力在整個生長周期都是最低的。
表1 不同整枝方式對越夏番茄果實品質的影響
由表1可知,雙稈整枝處理的番茄果實可溶性糖和有機酸含量最高,分別為3.72%和0.55%,但與單稈整枝、連續(xù)摘心處理間的差異不顯著,單稈整枝和連續(xù)摘心處理的可溶性糖、有機酸含量相當;雙稈整枝處理的果實VC含量最高,分別比單稈整枝處理及連續(xù)摘心處理高10.9%和13.1%,且差異顯著;果實可溶性蛋白含量連續(xù)摘心處理最高,為18.41 mg/g,分別比單稈整枝和雙稈整枝處理高42.2%和23.1%,且差異顯著,其次是雙稈整枝處理,單稈整枝處理可溶性蛋白含量最低;果實番茄紅素含量單稈整枝處理最高,與雙稈整枝、連續(xù)摘心處理差異顯著,連續(xù)摘心處理次之,雙稈整枝處理最低;單稈整枝處理的番茄果實硬度最高,為0.55 Pa,其次為連續(xù)摘心處理,雙稈整枝處理最低。
越夏栽培困難現(xiàn)象在許多蔬菜作物生產(chǎn)中普遍存在,但是引起越夏栽培困難的原因尚未完全清楚,原因之一可能是溫度直接影響植株器官的庫強,進一步影響干物質的分配[10]。該研究通過不同的整枝方式處理越夏番茄,結果發(fā)現(xiàn)其對番茄越夏有促進作用,尤其是連續(xù)摘心處理對番茄越夏栽培促進作用明顯。連續(xù)摘心處理后,越夏番茄株高、莖粗等均優(yōu)于單稈整枝和雙稈整枝處理,且植株體內葉綠素、根系活力等生理指標也比單稈整枝、雙稈整枝處理植株的高。原因可能是整枝協(xié)調了植物營養(yǎng)生長與生殖生長之間養(yǎng)分競爭的矛盾,使養(yǎng)分向生長中心的轉運。另外,連續(xù)摘心整枝方式效果最佳,原因可能是摘心換頭刺激了營養(yǎng)生長,增加了功能葉面積,提高了光合效率,增大了同化量,同時增加了同化物在果實中的分配率。
3種不同的整枝方式對越夏番茄生長均有促進作用,但是不同整枝方式對番茄各生長指標促進作用存在差異。就產(chǎn)量而言,連續(xù)摘心處理植株的產(chǎn)量最高,每667 m2產(chǎn)量4 005.015 kg,其次是雙稈整枝,單稈整枝產(chǎn)量最低;在丙二醛含量方面,雙稈整枝處理更優(yōu)一些;在葉綠素含量、根系活力等指標方面,連續(xù)摘心處理比單稈整枝、雙稈整枝處理效果更佳;而對番茄果實品質來說,連續(xù)摘心處理的番茄品質不是最優(yōu),但是其果實各項營養(yǎng)指標與最優(yōu)處理并無顯著差異。綜合而言,連續(xù)摘心處理更有利于越夏番茄生長。
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