不同水溶肥配施对基质栽培口感型番茄产量和品质的影响
摘要
口感型番茄因其独特的风味品质而深受消费者青睐,基质栽培模式下合理的水溶肥配施方案是保障其产量与品质协同提升的关键。本研究以口感型番茄为试材,在基质栽培条件下设置4种不同水溶肥配施处理(T1:定植至开花期施用平衡型水溶肥、结果期施用高钾型水溶肥;T2:定植至开花期施用高钾型水溶肥、结果期施用高钾型水溶肥+高钙型水溶肥;T3:定植至开花期施用高氮型水溶肥、结果期施用高钾型水溶肥;T4:全生育期施用通用型水溶肥),系统分析了不同处理对番茄植株性状、果实品质及产量的调控效应。结果表明:T2处理单果质量较大,脐腐病发生率较低,可溶性固形物含量达8.67%,每667 m²产量为2 232.4 kg,综合表现最佳;增施中微量元素水溶肥可显著提升果实维生素C和可溶性糖含量,糖酸比提高,果实风味品质改善。综合产量与品质指标,T2处理(定植至开花期施用高钾水溶肥20-10-30+TE,结果期配施高钾水溶肥20-10-30+TE和高钙水溶肥14-0-14+6Ca+3Mg+TE)为基质栽培口感型番茄的推荐水溶肥配施方案。本研究可为口感型番茄基质栽培的精准施肥提供科学依据。
关键词:口感型番茄;基质栽培;水溶肥;配施;产量;品质
一、引言
番茄(Solanum lycopersicum L.)是世界上最重要的蔬菜作物之一,在我国蔬菜产业中占据举足轻重的地位。随着城乡居民生活水平的不断提高和消费需求的持续升级,消费者对番茄的品质要求已从“数量满足”转向“品质追求”。口感型番茄因其酸甜适中、风味浓郁、果肉细腻等特点,在高端果蔬市场中异军突起,种植效益显著高于普通番茄品种。
基质栽培作为一种现代化的设施栽培方式,具有克服连作障碍、便于水肥精准管理、减少土传病害等突出优势,正在成为口感型番茄优质生产的重要栽培模式。然而,基质栽培条件下作物的养分供应完全依赖人工供给,水溶肥的种类选择与配施方案直接决定了番茄的生长发育、产量形成和品质表现。水溶肥具有养分含量高、溶解性好、吸收利用率高等特点,是实现水肥一体化的理想载体。
近年来,围绕水溶肥在番茄上的应用研究取得了一定进展。研究表明,施用不同组合的水溶肥料均可改善番茄农艺性状,大量元素水溶肥与含氨基酸水溶肥配施可使产量提高8.3%~10.2%;追施中微量元素水溶肥可显著提高番茄果实可溶性糖和维生素C含量;施用奥捷沃土水溶肥和钾宝可使温室番茄增产20.8%和22.5%。然而,针对基质栽培条件下口感型番茄的水溶肥配施研究仍相对薄弱,缺乏系统的比较与优化。
基于此,本研究在杭州地区基质栽培条件下,设置4种不同水溶肥配施处理,通过系统调查口感型番茄的植株性状、果实性状、产量及裂果率、脐腐病发生率等指标,明确不同水溶肥配施方案对口感型番茄生长发育和品质、产量的影响,旨在为基质栽培口感型番茄的精准施肥提供科学依据。
二、材料与方法
2.1 试验材料
试验于杭州市某现代农业园区连栋温室中进行。供试番茄品种为当地主栽的口感型番茄品种。栽培基质采用草炭、蛭石、珍珠岩按一定比例复配而成,基质基础理化性状为:pH 6.2~6.8,EC值0.8~1.2 mS/cm,有机质含量≥30%。
供试水溶肥包括:平衡型水溶肥(20-20-20+TE)、高钾型水溶肥(20-10-30+TE)、高氮型水溶肥(30-10-10+TE)、高钙型水溶肥(14-0-14+6Ca+3Mg+TE)及通用型水溶肥(15-15-15)。所有水溶肥均含微量元素(TE)。
2.2 试验设计
试验采用完全随机区组设计,设置4个水溶肥配施处理,每处理3次重复,每小区种植30株,株行距为40 cm×70 cm。
各处理具体施肥方案如下:
T1(平衡转高钾) :定植至开花期施用平衡型水溶肥(20-20-20+TE),结果期施用高钾型水溶肥(20-10-30+TE)。
T2(高钾+高钙) :定植至开花期施用高钾型水溶肥(20-10-30+TE),结果期施用高钾型水溶肥(20-10-30+TE)和高钙型水溶肥(14-0-14+6Ca+3Mg+TE)。
T3(高氮转高钾) :定植至开花期施用高氮型水溶肥(30-10-10+TE),结果期施用高钾型水溶肥(20-10-30+TE)。
T4(通用型) :全生育期施用通用型水溶肥(15-15-15),作为常规对照。
各处理总施氮量保持一致,施肥频率为每5~7天1次,通过滴灌系统随水施入。番茄定植后其他田间管理(温度、光照、整枝打杈、病虫害防治等)保持一致。
2.3 测定指标与方法
植株性状:于盛果期每小区随机选取10株,测定株高、茎粗、叶片大小及叶色等指标。
果实性状与产量:每小区选取代表性果实20个,测定单果质量、果形指数、果肉厚度、可溶性固形物含量等指标。裂果率和脐腐病发生率通过全小区调查统计获得。产量以每小区实际收获计产,折算为每667 m²产量。
品质指标:可溶性固形物含量采用手持折光仪测定;可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定;维生素C含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定;可滴定酸含量采用NaOH滴定法测定;糖酸比按可溶性糖含量与可滴定酸含量的比值计算。
2.4 数据处理
采用Excel 2019进行数据整理,SPSS 22.0进行方差分析,处理间差异采用Duncan新复极差法进行多重比较(P<0.05)。
三、结果与分析
3.1 不同水溶肥配施对番茄植株性状的影响
植株的营养生长状况是产量形成的基础。从表1可以看出,不同水溶肥配施处理对口感型番茄的株高、茎粗和叶片性状均有不同程度的影响。
T3处理(高氮转高钾)在定植至开花期施用高氮型水溶肥,促进了植株的营养生长,株高和茎粗均高于其他处理,叶片面积也相对较大。T2处理(高钾+高钙)叶片大小中等,植株生长稳健,未出现徒长现象。T1处理(平衡转高钾)和T4处理(通用型)的植株性状介于两者之间。
值得注意的是,高氮处理虽然促进了地上部分的营养生长,但过旺的营养生长可能对生殖生长产生竞争性抑制,影响开花坐果。T2处理在保证适度营养生长的同时,更有利于养分向果实部位的转运和积累。
3.2 不同水溶肥配施对番茄产量及果实性状的影响
产量是衡量施肥效果的核心指标之一。试验结果(表2)表明,不同水溶肥配施处理对口感型番茄的产量和果实性状影响显著。
T2处理的单果质量较大,每667 m²产量为2 232.4 kg,在各处理中产量较高。T1处理和T3处理的产量与T2处理差异不显著,但略低于T2。T4处理(通用型水溶肥)的产量最低,说明常规的通用型水溶肥难以满足口感型番茄在基质栽培条件下对养分的精细化需求。
在裂果率和脐腐病发生率方面,T2处理的表现最为优异。裂果率显著低于其他处理,脐腐病发生率也处于较低水平。这与T2处理在结果期补充了高钙型水溶肥密切相关——钙元素能够增强细胞壁的强度与弹性,提高果实的抗裂能力,同时有效预防因缺钙引起的脐腐病。
不同水溶肥料组配施用在设施番茄上的研究也表明,大量元素与含氨基酸水溶肥料配施可使产量比清水对照提高8.3%~10.2%。本试验中T2处理较T4处理的增产幅度与之基本吻合,进一步验证了合理配施水溶肥的增产效应。
3.3 不同水溶肥配施对番茄果实品质的影响
果实品质是口感型番茄的核心价值所在,也是消费者最为关注的因素。本研究从可溶性固形物、可溶性糖、维生素C、可滴定酸及糖酸比等指标对不同处理的果实品质进行了综合评价。
T2处理的可溶性固形物含量达8.67%,在各处理中最高。T3处理次之,T1处理和T4处理相对较低。可溶性固形物是反映果实中溶解性糖、酸、维生素、矿物质等总含量的综合指标,其含量越高通常意味着果实风味越浓郁。
在可溶性糖和维生素C含量方面,T2处理同样表现优异。增施中微量元素水溶肥能够显著提升番茄果实的维生素C和可溶性糖含量。T2处理在结果期配施了高钙型水溶肥(14-0-14+6Ca+3Mg+TE),其中所含的镁元素是叶绿素的核心组成元素,钙元素则参与果实细胞壁的构建与维持,这些中微量元素的补充对果实品质的提升具有积极作用。
T2处理的酸度较高,果实呈现酸甜适中的风味特征。糖酸比是决定番茄口感品质的关键指标——适宜的糖酸比赋予番茄“酸甜可口”的风味特质。T2处理的糖酸比处于适宜范围,口感品质最佳。已有研究表明,在一定范围内随着大量元素水溶肥施用量的增加,番茄果实可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸含量均呈增加趋势。本研究的结果与此一致。
从品质的综合表现来看,T2处理的可溶性固形物含量(8.67%)、可溶性糖含量和维生素C含量均优于其他处理,果实风味酸甜适中。中药渣有机水溶肥料的研究表明,合理施用功能型水溶肥可显著提高番茄果实维生素C、可溶性糖和可溶性固形物含量,显著降低有机酸含量。本研究T2处理的结果与之相互印证,进一步说明了中微量元素在水溶肥配方中的重要性。
四、讨论
4.1 水溶肥配施对番茄产量与品质的协同调控
本研究表明,不同水溶肥配施处理对基质栽培口感型番茄的产量和品质具有显著的调控效应,且产量与品质之间并非简单的此消彼长关系,合理的施肥方案可以实现两者的协同提升。
T2处理(高钾+高钙)之所以综合表现最佳,可从以下几个层面加以解释。第一,养分供给的阶段性匹配。番茄不同生育阶段对养分的需求具有明显差异——营养生长期对氮素需求较高,而开花结果期对磷钾的需求增大。T2处理在定植至开花期施用高钾型水溶肥,在结果期配施高钾型和高钙型水溶肥,较好地契合了番茄的阶段性需肥规律,避免了前期徒长和后期脱肥。
第二,中微量元素的补充效应。常规水溶肥往往侧重于氮磷钾三大元素的供给,对钙、镁等中量元素和微量元素的关注不足。T2处理在结果期引入了高钙型水溶肥(14-0-14+6Ca+3Mg+TE),补充了钙和镁元素。钙在预防脐腐病和裂果方面发挥着不可替代的作用;镁作为叶绿素的核心元素,对光合作用和碳水化合物积累具有重要意义。中微量元素水溶肥处理对番茄核心品质指标均表现出显著促进作用。
第三,高钾对品质的改善作用。钾素是公认的“品质元素”,在果实糖分积累、色泽形成和风味改善中发挥着关键作用。高钾型水溶肥处理能够提高果实可溶性固形物与可溶性糖含量。T2和T1处理在结果期均采用了高钾型水溶肥,其品质指标优于未采用高钾处理的T4,印证了这一规律。
4.2 基质栽培条件下水溶肥管理的特殊性
基质栽培与土壤栽培在养分管理上存在本质差异。土壤具有一定的养分缓冲能力和离子交换能力,而基质的养分缓冲能力较弱,作物对养分的需求完全依赖外源供给。这一特性决定了基质栽培条件下水溶肥管理必须更加精准和精细化。
有研究指出,在基质栽培中根据番茄不同生育期追施氮磷钾含量不同的水溶性肥料,可以提高番茄产量与品质,降低果实硝酸盐含量,提高肥料利用率。本研究T2处理采用的阶段性差异化配施策略,正是基于这一理念的实践探索。水溶肥的配施还应根据基质类型进行调整——以草炭为栽培基质时,化学水溶肥与沼液水溶肥混施有利于促进番茄植株株高。
从
落叶果树等作物施肥研究的经验来看,不同肥料配施对作物生长及矿质元素的影响具有显著的交互效应。这一规律同样适用于番茄——单一肥料的增产提质效果有限,多种功能肥料的合理搭配才能实现“1+1>2”的协同效应。本研究T2处理将高钾型水溶肥与高钙型水溶肥进行配施,正是对这种协同效应的有效利用。
4.3 研究的局限与展望
本研究虽然初步明确了T2处理为基质栽培口感型番茄的较优水溶肥配施方案,但仍存在一定的局限性。其一,试验仅在杭州地区一个点进行,未考虑不同生态区和不同基质类型对试验结果的潜在影响。其二,本研究只设置了一个生长季的试验,未能评估不同水溶肥配施方案对基质养分累积和作物连作效应的长期影响。其三,对果实品质的评价主要集中在常规理化指标层面,未涉及香气物质、功能性成分等更深层次的品质指标。
吉林蔬菜等期刊对设施蔬菜栽培技术的持续关注表明,水肥精准管理是设施蔬菜优质高产的核心技术环节。未来研究应在以下方向深化:一是在不同生态区和基质类型条件下开展多点验证试验,明确T2方案的普适性和区域适应性;二是开展多年定位试验,评估长期不同水溶肥配施对基质性状和番茄品质的持续效应;三是结合代谢组学和感官评价等手段,深入解析不同施肥处理对番茄风味品质的调控机制。
五、结论
本研究通过在基质栽培条件下设置4种不同水溶肥配施处理,系统分析了各处理对口感型番茄植株性状、果实品质及产量的影响,主要结论如下:
第一,不同水溶肥配施处理对口感型番茄的植株生长具有差异化调控作用。高氮型水溶肥促进营养生长但可能抑制生殖生长,高钾型水溶肥有利于植株稳健生长和养分向果实的转运。
第二,T2处理(定植至开花期施用高钾水溶肥20-10-30+TE,结果期配施高钾水溶肥20-10-30+TE和高钙水溶肥14-0-14+6Ca+3Mg+TE)在产量和品质的综合表现上最优,每667 m²产量为2 232.4 kg,可溶性固形物含量达8.67%,果实酸甜适中,脐腐病发生率较低。
第三,增施中微量元素水溶肥可显著提升番茄果实的维生素C和可溶性糖含量,改善果实风味品质。钙元素的补充对降低裂果率和脐腐病发生率具有显著效果,镁元素的供给对光合作用和糖分积累具有积极作用。
第四,基质栽培条件下口感型番茄的水溶肥管理应遵循“阶段性、差异化、功能互补”的原则,根据番茄不同生育阶段的需肥特点合理配施不同功能的水溶肥。
综合产量、品质和抗性等指标,T2处理推荐为杭州地区基质栽培口感型番茄的水溶肥配施方案。本研究为口感型番茄基质栽培的精准施肥提供了科学依据,对提升口感型番茄的产量与品质、促进设施番茄产业的提质增效具有参考价值。
参考文献
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