不同密度和氮素水平對設施袋培番茄產(chǎn)量、品質及冠層結構的影響

李樹庭，于　捷，岳釘伊，鄒志榮

(西北農(nóng)林科技大學 園藝學院/農(nóng)業(yè)部西北設施園藝重點實驗室，陜西楊凌　712100)

不同密度和氮素水平對設施袋培番茄產(chǎn)量、品質及冠層結構的影響

李樹庭，于捷，岳釘伊，鄒志榮

(西北農(nóng)林科技大學 園藝學院/農(nóng)業(yè)部西北設施園藝重點實驗室，陜西楊凌712100)

摘要探討密度和氮肥與設施袋培番茄產(chǎn)量、品質及冠層結構的關系。以番茄品種‘惠裕’為試材，設置3個密度水平(常規(guī)密度D1:4株/m2、D2:6株/m2、D3:8株/m2)，4個施氮量水平(常規(guī)氮肥N1:12 174 mg/株、N2:11 581 mg/株、N3:10 989 mg/株、N4:10 396 mg/株)，共12個處理。結果表明，D1和D2條件下，番茄產(chǎn)量隨氮肥的減少而減少，D3條件下，產(chǎn)量則隨氮肥的減少呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢；N1條件下，番茄產(chǎn)量隨密度的增加逐漸降低，N2、N3、N4條件下，番茄產(chǎn)量則隨密度的增加而增加；番茄果實中可溶性硝酸鹽、可溶性蛋白、可溶性糖以及維生素C質量分數(shù)在相同密度條件下，均隨氮肥的降低而降低；相同氮肥條件下，均隨密度的增加而增加；密度相同時，番茄冠層內透光率隨施氮量的降低而升高，消光系數(shù)則隨施氮量的降低而降低；氮肥相同時，隨著密度的增加，番茄冠層內透光率呈遞減趨勢，而消光系數(shù)則呈遞增趨勢。設施袋培番茄選擇密度8株/m2、施氮量11 581 mg/株為最優(yōu)組合。

關鍵詞番茄；密度；氮肥；產(chǎn)量；品質；冠層結構

密度和氮肥對提高作物生產(chǎn)能力、優(yōu)化株型結構和改善群體冠層結構有著顯著的影響[1]。高密度栽培可以縮短番茄生育期，達到高產(chǎn)高收益的目的，合理用氮可使植株生長健壯、株型理想、品質好、產(chǎn)量高[2]。但長期以來，設施蔬菜生產(chǎn)過程中過度地追求高密度、高氮量模式，造成作物徒長，中后期冠層中下部光合有效輻射降低，病害嚴重，產(chǎn)量下降等嚴重問題[3-4]。國內外許多學者就氮肥和密度對作物的生長、品質以及冠層結構的影響已經(jīng)做了相關的研究。如Maddonni等[5]認為合理高效的冠層結構是作物產(chǎn)量形成的基礎，袁野等[6]認為充足光照下適當施氮可提高番茄果實果糖質量分數(shù)，曹倩等[7]對小麥的研究表明通過氮密互作的途徑可以有效地提高產(chǎn)量。有機基質袋式栽培是一種簡易的無土栽培，通過營養(yǎng)液供給植物生長所需的水分和養(yǎng)分，實現(xiàn)對栽培密度和氮肥的精確控制。目前，通過控制番茄的留果穗數(shù)[3]、葉片修剪[8]等措施協(xié)調番茄干物質生產(chǎn)、分配及改善冠層結構也做了相關研究，本試驗研究不同密度和氮水平對設施袋培番茄產(chǎn)量、品質及冠層結構的影響，旨在建立設施番茄高產(chǎn)優(yōu)質高效栽培模式，為設施袋式基質栽培番茄提供理論依據(jù)和技術支撐。

1材料與方法

1.1試驗地點與材料

試驗于2015年3月6日至6月18日在西北農(nóng)林科技大學園藝場雙層膜拱棚內進行。供試番茄品種為‘惠?！?，由楊凌新天地種業(yè)提供。將栽培基質菇渣、牛糞、雞糞按體積比4∶3∶3均勻配制成的復合基質，其基本理化性質：體積質量0.34 g/cm3，總孔隙度75.63%，通氣孔隙37.78%，持水孔隙39.36%，pH 6.81，電導率3.87 mS/cm，速效氮2 083.2 mg/kg，速效磷402.65 mg/kg，速效鉀3 511.47 mg/kg?；|袋為無土栽培專用袋，試驗中共有3種規(guī)格，分別為：20 cm×20 cm、20 cm×40 cm、20 cm×60 cm。水肥一體化系統(tǒng)主要由水源、水泵、比例施肥器、儲肥桶、PVC主管道、PE毛管、箭式滴頭等組成，4頭滴箭的總流量為4 L/h。

1.2試驗設計

設置密度(D)和單株施氮量(N)雙因素處理，設3個密度水平：4株/m2(常規(guī)密度D1)、6株/m2(D2)、8株/m2(D3)，密度由株距調節(jié)，其對應株距分別為：40 cm、30 cm、20 cm；設4個施氮量水平：12 174 mg/株(常規(guī)氮肥N1)、11 581 mg/株(N2)、10 989 mg/株(N3)、10 396 mg/株(N4)。試驗采用完全隨機區(qū)組設計，共12個處理，即D1N1、D1N2、D1N3、D1N4、D2N1、D2N2、D2N3、D2N4、D3N1、D3N2、D3N3、D3N4，每個處理重復3次，共36個小區(qū)，小區(qū)面積為7.2 m2(1.2 m×6 m)，小區(qū)內不同密度水平的栽培株數(shù)分別為29株、43株、58株。利用不同規(guī)格基質袋進行密度處理，將復合基質裝袋，按照規(guī)格從小到大依次裝入3 kg、6 kg、9 kg，5葉1心時分別定植番茄幼苗1株、2株、3株，大行距均為70 cm，小行距均為50 cm，雙行栽培，統(tǒng)一留4穗果打頂，具體密度處理如表1；利用水肥一體化系統(tǒng)進行氮肥處理和日常水分灌溉，每株番茄插入1個滴箭，除氮肥和密度外，其他管理措施同常規(guī)栽培。試驗根據(jù)番茄的生育特點，將整個生育階段劃分為緩苗期(3月6日-3月12日)，苗期(3月13日-3月26日)，開花坐果期(3月27日-4月17日)，果實膨大期(4月18日-5月7日)，采收期(5月8日-6月18日)。

表1　密度處理

試驗中D1為設施基質袋培番茄常規(guī)密度，而D2和D3是根據(jù)D1對應的栽培株距連續(xù)增加10 cm確定的。N1是依據(jù)日本山崎番茄營養(yǎng)液配方進行確定的，山崎配方氮素濃度為7.7 mmol/L，然后依次遞減10%得到N2、N3、N4對應的氮素濃度，再根據(jù)預試驗中設施基質袋培番茄灌水量計算不同氮素含量的營養(yǎng)液化合物用量，試驗從開花坐果期后期(4月11日)開始增施營養(yǎng)液，于采收期結束(6月18日)停止施肥，(不同氮素濃度營養(yǎng)液用量及化合物用量見表2)，再加上復合基質中的速效氮(單位為每3 kg所含毫克數(shù))，則可以確定不同單株施氮量處理水平。

1.3測定項目與方法

1.3.1產(chǎn)量測定采收期對小區(qū)產(chǎn)量和果數(shù)在每次采摘時均進行測定，最后累積計算產(chǎn)量。

1.3.2品質測定在第2穗番茄成熟期，分別在每個小區(qū)的前、中、后3個等距離點取樣，然后選擇大小和色澤基本一致的果實進行品質測定。硝酸鹽采用沸水浸提，紫外分光光度法測定，維生素C用鉬藍比色法測定，可溶性蛋白用考馬斯亮藍-G250染色法測定，可溶性糖用蒽酮比色法測定，可溶性固形物質量分數(shù)用RHBO-90型號手持折光儀測定，有機酸質量分數(shù)用酸度計測定。

1.3.3番茄冠層結構參數(shù)的測定于2015-06-01上午(晴天，采收期)使用美國Li-cor公司生產(chǎn)的LAI-2000冠層分析儀進行冠層結構分析，測定冠層開度[9-10]；使用LI-250A光照度計測定冠層內輻射強度。

據(jù)Beer-Lambert定律

I=I0exp (-kLAI)

(1)

(1)式中，I為冠層內輻射強度，I0為冠層頂?shù)奶栞椛鋸姸?，LAI為冠層頂?shù)剿鶞y層次的累積葉面積指數(shù)，k為消光系數(shù)，根據(jù)(1)式，k可以寫成：

定量求得冠層消光系數(shù)[11]。

1.4數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2010進行數(shù)據(jù)整理和計算；采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行方差分析，不同處理間的多重比較采用Duncan’s新復極差法；用SigmaPlot 10.0繪圖。

2結果與分析

2.1密度和氮肥對番茄產(chǎn)量的影響

番茄產(chǎn)量的方差檢驗表明密度(D)、氮肥(N)及其交互作用(D×N)都達到極顯著水平(P<0.01，結果略)。多重比較結果(表3)顯示，D1和

表3　不同密度和氮肥處理下番茄產(chǎn)量的比較

注：同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示不同處理之間的差異顯著(P<0.05)；*、**分別表示在P<0.05和P<0.01水平差異顯著。下同。

Note:Different lowercase letters in the same column indicate significant differences among treatments (P<0.05);* and ** mean significant differences at the levels ofP<0.05 andP<0.01,respectively. The same as below.

D2條件下，番茄產(chǎn)量隨氮肥的減少而減少，D3條件下，產(chǎn)量則隨氮肥的減少呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢；N1條件下，番茄產(chǎn)量隨密度的增加逐漸降低，N2、N3、N4條件下，產(chǎn)量則隨密度的增加而增加，說明高密度栽培中常規(guī)施氮量不利于產(chǎn)量的增加，適當?shù)慕档褪┑縿t可以實現(xiàn)增產(chǎn)。處理D3N2獲得最大產(chǎn)量，為113.71 t/hm2，但與D3N3和D3N4并無顯著性差異；處理D1N4產(chǎn)量最低，為61.81 t/hm2，分別比處理D3N3、D3N4降低了44.30%和37.84%。

為了定量分析密度和氮肥對產(chǎn)量的影響，對番茄密度、單株施氮量與產(chǎn)量之間的關系做回歸分析，得(2)式：

(2)

式中：y為產(chǎn)量(t/hm2)，x1為密度(株/m2)，x2為施氮量(g/株)。F檢驗結果表明，式(2)達到極顯著水平[F=4.043>F0.01(5，6)=0.059 4]，即上式能夠很好地表達產(chǎn)量與密度、單株施氮量之間的關系。將式(2)繪制成密度、氮肥與產(chǎn)量的關系曲面圖表達。如圖1，密度較低時，番茄產(chǎn)量隨氮肥的減少而減少，當密度較高時，番茄產(chǎn)量則隨氮肥的降低呈先增高后降低趨勢。這與試驗結果相符。

圖1　密度、氮肥與產(chǎn)量之間的關系

2.2密度和氮肥對番茄品質的影響

2.2.1對番茄硝酸鹽質量分數(shù)的影響比較不同密度和氮肥處理番茄硝酸鹽質量分數(shù)的差異(表4)，在相同密度條件下，硝酸鹽質量分數(shù)隨著氮肥的降低而降低，并且降低的趨勢非常明顯；在相同氮肥條件下，硝酸鹽質量分數(shù)隨著密度的升高仍呈降低趨勢，處理D3N4硝酸鹽質量分數(shù)14.69 mg/kg為最低值。

2.2.2對番茄營養(yǎng)品質的影響由表4可知，在相同密度條件下，番茄果實可溶性蛋白、可溶性糖以及維生素C質量分數(shù)都隨著單株施氮量的降低而降低；在相同氮肥條件下，隨著密度的增大番茄果實中可溶性蛋白、可溶性糖以及維生素C質量分數(shù)呈上升趨勢，說明降低施氮量不利于番茄果實營養(yǎng)品質成分的形成，高密度栽培有利于番茄果實營養(yǎng)品質成分的積累。處理D3N1獲得各項營養(yǎng)品質指標的最大值，分別為：可溶性蛋白質量分數(shù)5.69 mg/g、可溶性糖質量分數(shù)48.64 mg/g、維生素C質量分數(shù)527.07 mg/kg。

表4　不同密度和氮肥處理對番茄品質的影響

2.2.3番茄多項品質指標的隸屬函數(shù)分析以總隸屬函數(shù)值為依據(jù)，綜合評價密度和氮肥處理對番茄果實品質的影響。

隸屬函數(shù)的計算方法[12]：

R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

若某一指標與番茄品質呈負相關，可通過反隸屬函數(shù)計算其品質隸屬函數(shù)值。

反隸屬函數(shù)計算方法：

R′(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

式中：Xi為指標測定值，Xmax、Xmin為某一指標的最大值和最小值。

計算不同密度和氮肥處理番茄可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C、可溶性固形物質量分數(shù)、有機酸質量分數(shù)及硝酸鹽質量分數(shù)6個指標的總隸屬函數(shù)值，其中硝酸鹽質量分數(shù)采用反隸屬函數(shù)公式計算其隸屬函數(shù)值，結果見表5?？傠`屬函數(shù)值越大，番茄品質越好。處理D3N1、D3N2的總隸屬函數(shù)值明顯高于其他處理，表明這2個處理的番茄果實綜合品質明顯優(yōu)于其他處理。

2.3密度和氮肥對番茄冠層結構的影響

2.3.1冠層透光率的變化LAI-2000測得的冠層開度(DIFN)是指無截取散射或探頭可視天空部分的比率，與作物群體透光率關系非常密切，相關系數(shù)達0.930 8，可以使用冠層開度表示冠層內透光率[9]。不同密度和氮肥對番茄群體不同冠層葉位透光率的影響見表6，隨著密度的增大，不同冠層葉位透光率呈現(xiàn)降低的趨勢，說明高密度栽培的番茄群體冠層內光能有效輻射量較低，且40 cm以下葉層受光情況較差；密度一定的條件下，隨著單株施氮量的降低，透光率在地表、40 cm、80 cm冠層葉位處均表現(xiàn)為逐漸升高的趨勢，在120 cm 冠層葉位處無明顯變化規(guī)律，說明增加單株施氮量不利于提高番茄群體冠層內光能有效輻射量。各處理在不同冠層葉位透光率差異最小的為D3N2，其最大相差值為32.6%，且各冠層葉位之間透光率均大于25%，不同冠層葉位透光率差異最大的為處理D2N1，其最大差異值為48.7%，比D3N2高出16.1%?？梢?，處理D3N2各冠層葉位光能有效輻射量較為均勻。

表5　不同密度和氮肥處理番茄果實各項品質指標的隸屬函數(shù)值

注：R1、R2、R3、R4、R5、R6分別表示番茄可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C、可溶性固形物、有機酸、硝酸鹽質量分數(shù)的隸屬函數(shù)值，R′6表示硝酸鹽質量分數(shù)的反隸屬函數(shù)值，S1表示各指標總的隸屬函數(shù)值。

Note:R1、R2、R3、R4、R5、R6 in the table represent the subordinate function values of mass fraction of soluble protein,soluble sugar,vitamin C,soluble solids mass fraction,organic acid mass fraction,nitrate mass fraction representative,R′6 represents the anti-subordinate function value of nitrate content and S1 represents the sum of R1、R2、R3、R4、R5 and R′6.

表6　不同密度和氮肥水平下番茄群體冠層開度的垂直分布

注：0 cm、40 cm、80 cm、120 cm分別表示冠層葉位距基質袋高度。下同。

Note:0 cm,40 cm,80 cm,120 cm in the table represent the height of canopy of leaf position form substrate bag. The same as below.

2.3.2冠層消光系數(shù)的變化消光系數(shù)是描述作物群體中葉面積遮蔭程度或者消弱輻射(光)程度的參數(shù)，其大小反應光照度在垂直方向的衰減情況[10]。表7顯示不同密度和氮肥水平下番茄群體冠層內消光系數(shù)的垂直分布情況，隨著密度的增大，不同冠層葉位的消光系數(shù)呈遞增趨勢，說明在相同氮肥條件下高密度栽培的番茄群體消光系數(shù)較大；在密度一定的條件下，隨著單株施氮量的降低，不同冠層葉位的消光系數(shù)均逐漸降低，說明低施氮量降低番茄群體對光照輻射的削弱能力。對比不同處理不同冠層葉位的消光系數(shù)可知，處理D3N2、D3N3、D2N3的消光系數(shù)隨葉層高度的升高呈逐漸減小的趨勢，最大差異值分別為：D3N2 0.453、D3N3 0.409、D2N3 0.318，表明這3個處理冠層上部對光照的削弱能力較弱，冠層內消光系數(shù)分布理想。

表7　不同密度和氮肥水平下番茄群體冠層內消光系數(shù)的垂直分布

3討論與結論

已有研究表明，氮肥和密度對產(chǎn)量均有顯著作用，在一定范圍內是可以相互促進的，因此，生產(chǎn)上可通過氮密互作的途徑提高產(chǎn)量并同步建立合理的冠層結構。左青松等[13]研究發(fā)現(xiàn)直播油菜通過“減氮增密”栽培措施，可以獲得高產(chǎn)，這與本研究結果一致。曹倩等[7]研究表明播種量相同條件下，隨施氮量增加，子粒產(chǎn)量均表現(xiàn)為提高的趨勢，這與本研究結果相反，可能是因為高密度栽培群體雖然生育前期有較高的生殖器官分配比值，光合物質積累多，但中后期生長受到限制，制約產(chǎn)量的形成[3]；而本試驗中適宜的低氮處理起到了調控作物LAI、延長葉片功能期及塑造高效冠層的重要作用[14-15]，但當?shù)式档偷揭欢ǔ潭葧r，由于缺氮影響了植株的正常發(fā)育，葉綠素合成受阻，產(chǎn)量不再提高。番茄高密度栽培會引起冠層葉位細胞結構的變化[3]，同時低氮條件也會對番茄氮代謝酶合成和活性造成一定的影響[6]，二者的交互作用又會引發(fā)番茄植株的營養(yǎng)脅迫，這是否反映了高密度與低氮量對產(chǎn)量提高和構建合理冠層的真實作用，還有待于進一步研究，可能與密度設置未達到最高水平有關。

本研究中，在相同密度條件下，隨著單株施氮量的降低番茄果實中硝酸鹽、可溶性蛋白、維生素C以及可溶性糖質量分數(shù)逐漸降低，這與邢英英等[16]的研究結果一致；硝酸鹽和可溶性蛋白質量分數(shù)的降低表現(xiàn)為隨著基質中氮肥供給能力的減弱硝酸根離子和組成蛋白質的氨基酸對硝酸鹽和可溶性蛋白合成起到抑制作用[17]，而維生素C和可溶性糖質量分數(shù)的降低原因有待于進一步明確。任順榮等[18]研究結果表明，袋培番茄高密度栽培與基質常規(guī)栽培和土壤栽培相比可溶性總糖質量分數(shù)、可滴定酸、維生素C質量分數(shù)均增加，硝酸鹽質量分數(shù)降低，這與本研究得出的結論相同。雷喜紅等[19]的研究結果表明，隨著密度的增大維生素C呈顯著下降趨勢，這與本研究結果相反，其原因有待進一步研究。

透光率、消光系數(shù)是作物重要的冠層結構參數(shù)，受自身遺傳特性與栽培措施的影響[20]。前人在玉米[15]、油菜[13]、棉花[21]等作物上的研究結果相似，密氮互作有助于優(yōu)化冠層結構，高密度低氮肥群體中下部透光率、消光系數(shù)差異較小，有利于作物截獲更多的光能；本試驗結果表明，密度增大，不同冠層葉位透光率降低、消光系數(shù)增大，單株施氮量降低，中下層透光率升高，不同冠層葉位消光系數(shù)降低，處理D3N2各冠層葉位透光率差異最小，冠層結構合理，這與前人試驗結果相近。低氮肥施用量有利于優(yōu)化冠層結構參數(shù)，其原因可能有以下三方面：一是氮肥的降低改善了個體植株的葉面積和株幅，從而緩解了高密度群體內個體之間的遮蔽作用，二是氮肥的降低在一定程度上改變了番茄葉片的傾斜角度[14]，三是適當?shù)慕档偷士梢杂绊憘€體植株的生理代謝過程、延遲葉片的衰老[22]。

綜合考慮品質、產(chǎn)量、冠層結構、資源節(jié)約及土地利用率等因素，密度8株/m2、施氮量11 581 mg/株為供試條件下最優(yōu)組合。

參考文獻Reference：

[1]ACRECHE M,BRICENO-FELIX G,MARTIN S,etal.Radiation interception and use efficiency as affected by breeding in Mediterranean wheat [J].FieldCropsResearch,2009,110:91-97.

[2]高兵,李俊良,陳清,等.設施栽培條件下番茄適宜的氮素管理和灌溉模式[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2009,42(6):2034-2042.

GAO B,LI J L,CHEN Q,etal.Study on nitrogen management and irrigation methods of greenhouse tomato[J].ScientiaAgriculturaSinica,2009,42(6):2034-2042(in Chinese with English abstract).

[3]王強,王浩,閆鵬,等.不同密度和果穗數(shù)對日光溫室番茄冠層光合及產(chǎn)量的影響[J].北方園藝,2011(15):84-87.

WANG Q,WANG H,YAN P,etal.Effect of canopy intercepted photo-synthetically and yield of fruit on different density and remaining spikes in greenhouse tomato[J].NorthernHorticulture,2011(15):84-87(in Chinese).

[4]JU X T,LIU X J,ZHANG F S,etal.Nitrogen fertilization,soil nitrate accumulation,and policy recommendations in several agricultural regions of China [J].Ambio,2004,33(6):300-305.

[5]MADDONNI G A,OTEGUI M E,CIRILO A G.Plant population density,row spacing and hybrid effects on maize canopy architecture and light attenuation [J].FieldCropsResearch,2001,71(3):183-193.

[6]袁野,吳鳳芝,周新剛.光氮互作對番茄果實糖積累及蔗糖代謝相關酶活性的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2009,42(4):1331-1338.

YUAN Y,WU F ZH,ZHOU X G.Interactive effects of light intensity and nitrogen supply on sugar accumulation and activities of enzymes related to sucrose metabolism in tomato fruits[J].ScientiaAgriculturaSinica,2009,42(4):1331-1338(in Chinese with English abstract).

[7]曹倩,賀明榮,代興龍,等.密度、氮肥互作對小麥產(chǎn)量及氮素利用效率的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報,2011,17(4):815-822.

CAO Q,HE M R,DAI X L,etal.Effects of interaction between density and nitrogen on grain yield and nitrogen use efficiency of winter wheat[J].PlantNutritionandFertilizerScience,2011,17(4):815-822(in Chinese with English abstract).

[8]肖深根,周樸華,EP H,等.溫室番茄同步葉片修剪對干物質生產(chǎn)和分配影響的模擬分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2006,39(10):2154-2158.

XIAO SH G,ZHOU P H,EP H,etal.Simulation analysis of the effects of dry matter production and partitioning in greenhouse tomato synchronous leaf pruning[J].ScientiaAgriculturaSinica,2006,39(10):2154-2158(in Chinese with English abstract).

[9]王謙,陳景玲,孫治強.LAI-2000冠層分析儀在不同植物群體光分布特征研究中的應用[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2006,39(5):922-927.

WANG Q,CHEN J L,SUN ZH Q.The utility of LAI-2000 canopy analyzer studying the sunlight distribution characteristics in different plant colonies[J].ScientiaAgriculturaSinica,2006,39(5):922-927(in Chinese with English abstract).

[10]MACHADO J L,REICH P B.Evaluation of several measures of canopy openness as predictors of photosynthetic photon flux density in deeply shaded conifer dominated forest understory [J].CanadianJournalofForestResearch,1999,29(9):1438-1444.

[11]SAMPSON D A,ALBAUGH T J,JOHNSEN K H,etal.Monthly leaf area index estimates from point-in-time measurements and needle phenology forPinustaeda[J].CanadianJournalofForestResearch,2003,33(12):2477-2490.

[12]宋曉曉,鄒志榮,曹凱,等.不同有機基質對生菜產(chǎn)量和品質的影響[J].西北農(nóng)林科技大學學報(自然科學版),2013,41(6):153-160.

SONG X X,ZOU ZH R,CAO K,etal.Effects of different organic substrates on the yield and quality of lettuce[J].JournalofNorthwestA&FUniversity(NaturalScienceEdition),2013,41(6):153-160(in Chinese with English abstract).

[13]左青松,蒯婕,楊士芬,等.不同氮肥和密度對直播油菜冠層結構及群體特征的影響[J].作物學報,2015,41(5):758-765.

ZUO Q S,KUAI J,YANG SH F,etal.Effects of nitrogen fertilizer and planting density on canopy structure and population characteristic of rapeseed with direct seeding treatment[J].ActaAgronomicaSinica,2015,41(5):758-765(in Chinese with English abstract).

[14]EVANS J R.Nitrogen and photosynthesis in the flag leaf of wheat [J].PlantPhysiology,1983 (72):297-302.

[15]呂麗華,趙明,趙久然,等.不同施氮量下夏玉米冠層結構及光合特性的變化[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2008,41(9):2624-2632.

Lü L H,ZHAO M,ZHAO J R,etal.Canopy structure and photosynthesis of summer maize under different nitrogen fertilizer application rates[J].ScientiaAgriculturaSinica,2008,41(9):2624-2632(in Chinese with English abstract).

[16]邢英英,張富倉,張燕,等.滴灌施肥水肥耦合對溫室番茄產(chǎn)量、品質和水氮利用的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科 學,2015,48(4):713-726.

XING Y Y,ZHANG F C,ZHANG Y,etal.Effect of irrigation and fertilizer coupling on greenhouse tomato yield,quality,water and nitrogen utilization under fertigation[J].ScientiaAgriculturaSinica,2015,48(4):713-726(in Chinese with English abstract).

[17]王鵬勃,李建明,丁娟娟,等.水肥耦合對溫室袋培番茄品質、產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2015,48(2):314-323.

WANG P B,LI J M,DING J J,etal.Effect of water and fertilizer coupling on quality,yield and water use efficiency of tomato cultivated by organic substrate in bag[J].ScientiaAgriculturaSinica,2015,48(2):314-323(in Chinese with English abstract).

[18]任順榮,邵玉翠,楊軍.低段密植基質袋培對設施番茄產(chǎn)量及品質的影響[J].北方園藝,2013(3):55-59.

REN SH R,SHAO Y C,YANG J.Effects of less spike close density bag cultured on the yield and quality of facility tomato[J].NorthernHorticulture,2013(3):55-59(in Chinese with English abstract).

[19]雷喜紅,李新旭,王鐵臣,等.不同種植密度對番茄長勢、果實品質及產(chǎn)量的影響[J].北方園藝,2015(7):30-33.

LEI X H,LI X X,WANG T CH,etal.Effect of planting density on development,fruit quality and yield of tomato[J].NorthernHorticulture,2015(7):30-33(in Chinese with English abstract).

[20]FARQUHAR G D,SHARKEY T D.Stomatal conductance and photosynthesis [J].PlantPhysiology,1982,33(1):317-342.

[21]張偉,呂新,曹連莆.不同氮肥用量對棉花冠層結構光合作用和產(chǎn)量形成的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2005,23(2):80-87.

ZHANG W,Lü X,CAO L P.Effects of the fertilizations at different N rates on canopy structure and yield formation of high-yield cotton in Xinjiang[J].AgriculturalResearchintheAridAreas,2005,23(2):80-87(in Chinese with English abstract).

[22]李潮海,劉奎,周蘇玫,等.不同施肥條件下夏玉米光合對生理生態(tài)因子的響應[J].作物學報,2002,28(2):265-269.

LI CH H,LIU K,ZHOU S M,etal.Response of photosynthesis to eco-physiological factors of summer maize on different fertilizer amounts[J].ActaAgronomicaSinica,2002,28(2):265-269(in Chinese with English abstract).

Received 2016-01-03Returned2016-01-27

First authorLI Shuting,male,master student. Research area:physiological ecology of facilities horticulture.E-mail:lishuting.88@163.com

(責任編輯：潘學燕Responsible editor:PAN Xueyan)

Effect of Plant Density and Nitrogen Fertilizer Rate on Yield,Quality and Canopy Structure of Greenhouse Tomato Cultivated on Organic Substrate Bag

LI Shuting,YU Jie,YUE Dingyi and ZOU Zhirong

(Key Laboratory of Protected Horticulture Engineering in Northwest,Ministry of Agriculture,College of Horticulture,Northwest A&F University,Yangling Shaanxi712100,China)

AbstractThis study aims at discovering the relations of density and nitrogen fertilizer with the yield,quality and canopy structure of tomato cultivated by organic substrate in bag. The experiment had 12 treatments,including three density levels (control treatment,D1,4 plant/m2; D2,6 plant/m2; D3,8 plant/m2) and four nitrogen fertilizer levels (control treatment,N1,12 174 mg/plant; N2,11 581 mg/plant; N3,10 989 mg/plant,N4,10 396 mg/plant). The results indicated that the yield of tomato decreased with the decreasing of nitrogen fertilizer under D1 and D2 levels,while it showed a trend of first increase and then decline under D3 level. Under N1 condition,the tomato yield reduced gradually with the increasing of density levels,but tomato yield consistently increased as the increase of density when nitrogen fertilizer were N2,N3,and N4. The treatment with the same planting density,the mass fraction of nitrate,soluble protein,soluble sugar and vitamin C in tomato fruits all decreased as the decrease of nitrogen fertilizer. At the same nitrogen fertilizer level,increasing in density promoted accumulation of fruit soluble protein,soluble sugar and vitamin C,however,the mass fraction of nitrate showed a trend of decline. Light transmission was enhanced with the decline of nitrogen fertilizer under the same density levels,but the extinction coefficient lowered with the decline of nitrogen fertilizer. At the same level of nitrogen fertilizer,light transmission reduced with the increasing of density,while the extinction coefficient showed a trend of increase. In conclusion,seting of 8 plant/m2 and 11 581 mg/plant is the optimal choice for greenhouse tomato cultivated on organic substrate bag.

Key wordsTomato; Density; Nitrogen fertilizer; Yield; Quality; Canopy structure

收稿日期：2016-01-03修回日期：2016-01-27

基金項目：國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術項目(CARS-25-D-02)。

通信作者：鄒志榮，男，教授，博士生導師，主要從事設施園藝研究。E-mail:zouzhirong2005@163.com

中圖分類號S626.4; S641.2

文獻標志碼A

文章編號1004-1389(2016)06-0903-09

Foundation itemThe Key Sci-tech Project of National Comprehensive Vegetable Industry(No.CARS-25-D-02). ZOU Zhirong,male,professor,Ph.D’s supervisor.Research area:facilities horticulture. E-mail:zouzhirong2005@163.com

網(wǎng)絡出版日期：2016-06-01

網(wǎng)絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20160601.0919.034.html

第一作者：李樹庭，男，碩士研究生，研究方向為設施園藝生理生態(tài)。E-mail:lishuting.88@163.com