株行距對架式促成栽培番茄生長和產量的影響

秦利杰 焦娟 文蓮蓮 倪秀男 魏珉

摘 要：分別以番茄品種‘歐迪斯和‘圣羅蘭為試材，利用架式栽培系統，研究了三穗果打頂條件下，不同株行距配置對番茄生長和產量的影響。結果表明：隨株距增加，番茄株高、葉面積指數逐漸降低，莖粗、生物量、葉片色素含量、凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率、單果質量、單株產量和單位面積產量以及Vc、有機酸和可溶性蛋白含量呈先升高后降低趨勢，均于15 cm或20 cm達到最大值，綜合產量和品質，以株距15 cm效果最好，其產量可達111.7 t·hm-2；隨行距加大，番茄株高、葉面積指數逐漸降低，單果質量和單株產量逐漸增大，莖粗、生物量、凈光合速率、蒸騰速率、單位面積產量以及Vc、可溶性固形物、可溶性糖和可溶性蛋白含量先升高后降低，綜合產量和品質，以行距110 cm效果最好，其產量可達98.1 t·hm-2。綜合產量和品質等指標，行距110 cm、株距15 cm為本試驗條件下的適宜栽植密度。

關鍵詞：番茄；株距；行距；生長；產量

中圖分類號：S641.2 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.10.010

Abstract：The effects of different row spacing on the growth and yield of tomato were studied under the conditions of the topped with three panicles using the tomato cultivar ‘Odiesi and ‘Yollowan as test materials. The results showed that with the increase of plant spacing， tomato plant height and leaf area index gradually decreased， while stem diameter， biomass， leaf pigment content， net photosynthetic rate， stomatal conductance， transpiration rate， single fruit weight， yield per plant and hectare yield， as well as Vc， organic acid and soluble protein content increased first and then decreased， and the maximum value was reached at 15 cm or 20 cm. Considering both the yield and quality of tomato， the optimal plant spacing was 15 cm， and the yield could reach 111.7 t·hm-2.With the increase of row spacing， tomato plant height and leaf area index decreased gradually， single fruit weight and yield per plant increased gradually， while stem diameter， biomass， net photosynthetic rate， transpiration rate， hectare yield and Vc， soluble solids， soluble sugar and soluble protein content increased first and then decreased. Considering both the yield and quality of tomato， the optimal row spacing was110 cm， and the yield could reach 98.1 t·hm-2. As a result， the optimal row spacing and plant spacing of tomato in this experiment conditions were 110 cm and 15 cm， respectively.

Key words： tomato； plant spacing； row spacing； growth； yield

傳統土壤栽培模式是我國設施蔬菜主要生產模式，其栽培管理仍依靠經驗和人工操作，勞動強度大，效率低[1-3]。同時，由于設施蔬菜生產復種指數高，種植種類和品種單一，導致土壤連作障礙日趨嚴重，產品質量降低[4]。創(chuàng)新栽培管理模式，研發(fā)精準、省工、省力的栽培模式和相關配套技術具有廣闊的應用前景。近年來課題組進行了日光溫室番茄架式輕簡高效栽培模式與技術的研究，明確了該模式下栽植容器大小、營養(yǎng)液供給模式和數量[5-7]，但有關該種植模式下的密度工作還有待于進一步開展。

本試驗重點研究架式促成栽培模式下適宜株行距，以期為輕簡高效栽培模式和技術體系的建立提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試番茄品種為‘歐迪斯和‘圣羅蘭。架式栽培系統由栽培槽（聚苯板制作，距地高度60 cm，橫切面寬度20 cm，高度10 cm）、供回液管道、貯液罐、水泵等組成（圖1）。硝酸鉀、磷酸二氫銨、硝酸鈣、硫酸鎂等大量元素肥料購自上海永通化工有限公司。

1.2 試驗設計

1.2.1 株距試驗 試驗于2017年2—6月在山東農業(yè)大學園藝實驗站日光溫室內進行。供試番茄品種為‘歐迪斯，在行距110 cm條件下，株距設10 （C10），15（C15），20（C20），25cm（C25）4個處理，隨機排列，3次重復。2月26日將五葉一心番茄幼苗定植至裝有草炭和蛭石為2∶1）的栽培槽中，采用山崎番茄專用營養(yǎng)液配方，每天7：00—19：00間隔2 h供液1次，每次供液至營養(yǎng)液開始回流為止。單干整枝，3穗果后留2片葉打頂，6月7日拉秧。

1.2.2 行距試驗 試驗于2017年9月—2018年1月在山東農業(yè)大學園藝實驗站日光溫室內進行。供試番茄品種為‘圣羅蘭，在株距15 cm條件下，行距設70（C70），90 （C90），110（C110），130 cm（C130）4個處理，隨機排列，3次重復。9月5日定植，定植方法、栽培管理同株距試驗。1月5日拉秧。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 生長指標測定 每處理選取生長一致的6株番茄掛牌標記，自緩苗后開始，春茬番茄植株因生長較快，其生長指標是每隔10 d測量1次，秋冬茬番茄由于溫度逐漸降低，光照變弱，生長較春茬番茄慢，每隔15 d測量1次。開花坐果期對植株進行取樣，按根、莖、葉分解，稱量鮮質量，然后置105 ℃烘箱中殺青15 min，在75 ℃恒溫下烘干稱其干質量。

盛果期，采用CI-110植物冠層分析儀測定群體下部（栽培槽表面向上0～40 cm）、中部（40～80 cm）、上部（80～120 cm）的葉面積指數（LAI）和透光率。

透光率=測定層下部光合有效輻射/測定層上部光合有效輻射×100%[8]

1.3.2 光合指標測定 在盛果期，采用無水乙醇和丙酮1∶1（v∶v）混合法測定生長點以下第4功能葉片的光合色素含量[9]。

采用LI-6400便攜式光合儀于晴天上午9：00—11：00測定生長點以下第4功能葉片的光合作用參數。測定光強（760±10） μmol·m-2·s-1，CO2濃度（410±10） μmol·mol-1，溫度（27±1） ℃。

1.3.3 產量品質測定 每個處理選擇長勢一致的6株番茄掛牌標記，果實成熟時分別記錄采收時間、采收果數、單果質量，計算單株產量。選取商品成熟果實6個進行品質測定。維生素C含量測定采用2，6二氯酚靛酚鈉法，可溶性固形物含量測定采用WYT-4型手持糖量計，可溶性糖含量采用蒽酮比色法，有機酸含量測定采用滴定法，可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍G-250染色法[9]。

1.3.4 日光溫室環(huán)境條件測定 在日光溫室中部、距地面高2 m處，采用HOBO U12-012記錄空氣溫度和光照強度（見光時段8：00—18：00），每30 min記錄1次。試驗期間環(huán)境條件見圖2。1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2013進行作圖，并用SPSS16.0軟件進行數據統計分析，選擇Duncan新復極差法進行差異顯著性檢驗（P<0.05）。

2 結果與分析

2.1 行株距對番茄植株生長的影響

2.1.1 株高和莖粗 由圖3A和3B可以看出，隨著栽植株距的增大，番茄株高逐漸減小，莖粗則先增加后降低，且各定植時間均于15 cm處理莖粗最大。定植10 d和30 d時，株距10 cm處理株高顯著高于25 cm處理，而其他處理間均無顯著差異；定植20 d時，株距10 cm處理株高顯著高于其他3個株距處理，后三者之間差異不顯著；定植40 d時，株距10，15，25 cm處理間差異均顯著，株距20 cm處理顯著低于10 cm處理，但與15 cm和25 cm處理間差異不顯著。定植10 d時，各處理莖粗無顯著差異； 定植20 d時， 株距15 ， 20， 25 cm處理間莖粗差異不顯著，三者均顯著高于10 cm處理；定植30 d時，株距15 cm處理莖粗顯著高于20 cm和25 cm處理，后二者之間無顯著差異，株距10 cm處理莖粗顯著低于其他3個處理；定植40 d時，各處理莖粗表現為：15 cm處理>20 cm處理>25 cm處理 >10 cm處理，且處理間差異均顯著。

由圖3C和3D還可看出，隨栽植行距加大，定植15 d時，番茄株高和莖粗在行距處理間差異均不顯著；定植30 d時，番茄株高呈下降趨勢，行距70 cm顯著高于其他3個行距處理，后三者之間差異不顯著，莖粗則呈先增加后降低的趨勢，在行距90 cm和110 cm處理間差異不顯著，二者顯著高于行距70 cm，行距130 cm與各處理間差異均不顯著；定植45 d時，番茄株高和莖粗變化規(guī)律同定植30 d，其中株高在行距處理間差異均顯著，莖粗表現為：110 cm處理>90 cm處理>130 cm處理>70 cm處理，前三者之間差異不顯著，但均顯著高于行距70 cm處理。

2.1.2 生物量 由表1可以看出，隨栽培株距增大，番茄的總干質量、根、莖、葉各器官干質量均呈先增加后降低的趨勢，株距15 cm處理根、葉干質量與20 cm處理無顯著差異，但顯著高于其他處理，莖干質量和總干質量均表現為：15 cm處理>20 cm處理>25 cm處理>10 cm處理，且處理間差異均顯著，根冠比雖呈增加趨勢但在處理間均無顯著差異；隨行距加大，番茄的總干質量、根、莖、葉各器官干質量以及根冠比均呈先增加后降低的趨勢，番茄根、莖、葉干質量以及總干質量在行距110 cm和90 cm處理之間差異不顯著，但顯著高于70 cm和130 cm處理，且除葉干質量以行距90 cm處理最大外，其他干質量指標均以行距110 cm處理最大，根冠比在各處理間差異均不顯著。

2.1.3 冠層結構 由圖4A和4B可以看出，隨株距減小，番茄不同冠層葉面積指數LAI均呈增加趨勢，且同一株距下由上層、中層至下層也逐漸增加，而輻射透光率呈相反趨勢。株距10 cm處理，上層LAI顯著高于20 cm和25 cm處理，但與15 cm處理無顯著差異，中層LAI顯著高于其他3個處理，后三者之間差異不顯著，下層LAI顯著高于其他3個處理，且15 cm處理亦顯著高于25 cm處理，20 cm處理與二者差異不顯著。上層透光率在株距25 cm處理與20 cm處理無顯著差異，其他處理間差異顯著；中層透光率在株距15 cm處理與20 cm處理無顯著差異，其他處理間差異顯著；下層透光率在株距10 cm和15 cm處理無顯著差異，其他處理間差異顯著。

由圖4C和4D可看出，隨行距減小，番茄LAI與輻射透光率的變化趨勢同株距的變化規(guī)律相一致。行距70 cm處理，上層LAI顯著高于其他處理，90 cm與110 cm處理差異不顯著，但顯著高于130 cm處理；中層LAI在70 cm處理顯著高于其他處理，其他處理間無顯著差異；下層LAI處理間差異均顯著。上層透光率在行距處理間差異均顯著；中層透光率在行距90 cm和110 cm處理間差異不顯著，其他處理間差異均顯著；下層透光率在行距90 cm與70 cm和110 cm處理無顯著差異，其他處理間差異顯著。

2.2 行株距對番茄光合特性的影響

2.2.1 葉片色素含量 由表2可以看出，隨栽植株距增加，番茄葉片色素含量均呈先升高后降低趨勢，且均于株距15 cm處理達到最高，其中葉綠素a含量在株距處理間差異顯著，葉綠素b含量各株距處理無顯著差異，葉綠素（a+b）在株距10 cm和20 cm處理差異不顯著，其他處理間差異顯著，類胡蘿卜素含量在株距15 cm處理顯著高于25 cm處理，其他處理無顯著差異。隨行距加大，番茄葉綠素含量逐漸增加，其中葉綠素a和a+b含量均表現為行距130 cm處理顯著高于其他處理，其他處理間差異不顯著；葉綠素b含量在行距130 cm處理最高，顯著高于70 cm和90 cm處理，其他處理間無顯著差異；類胡蘿卜素含量呈升高-降低-升高的趨勢，在行距130 cm處理顯著其他處理，但其他處理間無顯著差異。

2.2.2 光合速率 由表3可以看出，隨栽植株距增加，番茄凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）及蒸騰速率（Tr）均先增加后降低，分別于15， 20， 15 cm處理達到最大值，其中株距15 cm處理Pn顯著高于其他各處理，但其他處理間無顯著差異，各處理間Gs無顯著差異，株距15 cm與20 cm處理的Tr無顯著差異，顯著高于其他處理；胞間CO2濃度（Ci）呈先降低后升高的趨勢，在株距10 cm和25 cm處理顯著高于15 cm處理，其他處理無顯著差異。隨栽培行距增大，番茄Pn和Tr先增加后降低，均于110 cm處理最高，其中Pn在行距110 cm處理的較130 cm處理顯著提高了13.85%，差異顯著，其他處理間差異不顯著，Tr以行距110 cm與70 cm和90 cm無顯著差異，三者均顯著高于130 cm處理；Ci先降低后升高，在行距130 cm顯著高于其他處理，其他處理無顯著差異；Gs在行距130 cm處理顯著高于70 處理，其他處理間無顯著差異。

2.3 行株距對番茄產量和品質的影響

2.3.1 產量 由表4可以看出，隨株距增加，單果質量和單株產量均呈先升高后降低趨勢，且均于株距20 cm處理最高，均顯著高于10 cm和15 cm處理，但與25 cm處理無顯著差異；單株結果數呈增加趨勢，但各處理無顯著差異；單位面積產量表現為：15 cm處理>10 cm處理>20 cm處理>25 cm處理，處理間差異均顯著，其中株距15 cm處理分別比10，20，25 cm處理增產7.2%，17.5%，34.7%。隨行距增大，單果質量、單株結果數和單株產量均逐漸增加，單果質量和單株產量在行距130 cm和110 cm處理差異不顯著，顯著高于其他處理，單株結果數在行距130 cm和110 cm處理顯著高于70 cm處理，其他處理無顯著差異；單位面積產量先增加后降低，至90 cm處理最高，分別比70，110，130 cm處理增產10.48%，2.10%和15.87%。

2.3.2 果實品質 由表5可知，隨株距增大，番茄果實Vc含量均先增加后降低，株距15 cm處理最高，較10，20，25 cm分別提高27.80%，13.45%，22.42%；可溶性固形物含量以株距15 cm處理最高，但各處理無顯著差異；可溶性糖含量以株距25 cm最高，顯著高于10 cm，但與其他處理無顯著差異；有機酸含量以株距20 cm處理最高，但與株距15 cm差異不顯著；可溶性蛋白含量處理間無顯著差異。隨行距加大，除有機酸含量外，其他果實品質均呈先增加后降低趨勢，其中果實中Vc在行距110 cm處理最高，與90 cm處理差異不顯著，二者均顯著高于其他處理；可溶性固形物在行距90 cm處理顯著高于70 cm處理，其他處理間差異不顯著；可溶性糖在110 cm處理最高，與90 cm 差異不顯著，二者顯著高于其他處理；有機酸在70 cm處理顯著高于其他處理，其他處理間差異不顯著；可溶性蛋白含量在行距90 cm和110 cm處理無顯著差異，二者顯著高于其他處理。

3 結論與討論

合理的行株距可以改善植株間通風、透光條件，有助于提高作物光合速率，增加干物質積累量。行株距過小，群體郁閉，株間競爭激烈，單株產量下降的負效應不能被株數增加的正效應彌補；行株距過大，植株間漏光嚴重，光能利用率降低，不利于產量的提高。本試驗中，在行距110 cm條件下，隨著株距（10，15，20，25 cm）增大，番茄莖粗、各器官干質量、總干質量、葉片色素含量、凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率、單果質量、單株產量、單位面積產量以及Vc、有機酸和可溶性蛋白含量等指標均先升高后降低，各指標均于株距15 cm或20 cm達到最大值，其中單果質量和單株產量均以株距20 cm時最高，但折合單位面積產量卻較株距15 cm降低17.5%，且株距15 cm處理果實Vc、可溶性固形物含量亦高于其他處理，故綜合產量和品質分析，15 cm為本試驗條件下的適宜株距。試驗中Vc的變化趨勢與周懷兵[10]研究所得番茄Vc隨密度增加先升高后降低的趨勢一致，可能是密度對作物群體冠層內微環(huán)境的垂直分布有影響，溫度隨密度減少逐漸升高，相對濕度逐漸降低[11]，這種低濕度亞高溫的環(huán)境并不利于果實品質的改善，相關研究還有待于進一步開展。

在株距15 cm條件下，隨著行距（70，90，110，130 cm）加大，番茄株高、葉面積指數降低，這與徐進在秋大棚番茄的密度的研究相一致[12]；莖粗、各器官干質量、總干質量、凈光合速率、蒸騰速率以及Vc、可溶性固形物、可溶性糖和可溶性蛋白含量等指標均先增加后降低；單果質量和單株產量逐漸增大，但折合單位面積產量則呈先增加后減少趨勢，以行距90 cm最高，110 cm次之，兩者無顯著差異，這種趨勢與楊飛、王海榮的結論相同[13-14]，二者品質指標亦無顯著差異，但其單果質量和單株產量110 cm行距處理顯著高于90 cm處理，綜合產量和品質分析，110 cm為本試驗條件下的適宜行距。

本試驗中固定行距110 cm時，株距15 cm效果最好，其產量可達111.7 t·hm-2，而固定株距15 cm時，以行距110 cm效果最好，其產量可達98.1 t·hm-2，兩個試驗最終產量的差異應該主要來自于行距試驗（‘歐迪斯）和株距試驗（‘圣羅蘭）的番茄品種差異。綜合產量和品質等指標，確定行距110 cm、株距15 cm為本試驗條件下番茄的適宜栽植密度。

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