農(nóng)業(yè)科學(xué) 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 基質(zhì)含水量和灌溉頻率對番茄幼苗生長及 的影響 溫江麗 張濤 郭文忠 北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院水利與建筑工程系 北京 北京市南水北調(diào)環(huán)線管理處 北京 北京市農(nóng)林科學(xué)院智能裝備技術(shù)研究中心 北京 摘 要 為了提高蔬菜育苗質(zhì)量和實現(xiàn)節(jié)水效果 本研究以植物工廠條件下番茄幼苗為材料 研究不同基質(zhì)含水 量 基質(zhì)最大持水量的 和 和灌溉頻率 次和 次 對番茄幼苗生長 發(fā)育和水分利用效率的影響 試驗表明 灌溉頻率過高會顯著降低番茄幼苗株高 莖粗 生物量的積累 根系活 力 壯苗指數(shù)和水分利用效率 基質(zhì)含水量過高或過低對幼苗的生長發(fā)育和質(zhì)量影響均較大 當(dāng)基質(zhì)含水量上限 為 灌溉頻率為 次時 能夠顯著提高番茄幼苗根系的株高 莖粗 地上和地下生物量 根系活力 和壯苗指數(shù) 并顯著提高水分利用效率 因此 推薦在植物工廠條件下采用基質(zhì)含水量上限為 灌溉 頻率為 次的灌溉制度 能夠在培育優(yōu)質(zhì)壯苗的同時實現(xiàn)高效節(jié)水 關(guān)鍵詞 基質(zhì)含水量 番茄 壯苗指數(shù) 根系活力 水分利用率 中圖分類號 文獻標(biāo)識碼 收稿日期 基金項目 北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院科技創(chuàng)新項目 項目編號 國家重點研發(fā)計劃資助 項目編號 作者簡介 溫江麗 女 博士 高級工程師 研究方向 節(jié)水灌溉理論與技術(shù) 番茄是全球消費最多的蔬菜之一 我國是世界上 番茄種植面積最大的國家 目前 番茄種植多以育苗 移栽為主 而秧苗質(zhì)量對番茄的生長 品質(zhì)和效益影 響很大 穴盤育苗由于采用人工輕質(zhì)基質(zhì)和灌溉施 肥技術(shù) 可以實現(xiàn)集約化 批量化 商品化秧苗生 產(chǎn) 具有省工 省時和便于機械化等優(yōu)點 在蔬菜育 苗中已得到廣泛應(yīng)用 已有許多關(guān)于基質(zhì)特性 穴盤規(guī)格 營養(yǎng)液配比 等對育苗效果的影響研 究 水分是植物生長發(fā)育的重要因子 對于蔬菜育苗 尤為重要 穴盤育苗中 由于單個穴孔體積小 幼苗 根系生長空間受限 無土栽培基質(zhì)疏松 持水性較 差 與此同時 番茄幼苗含水量高達 以上 生長 迅速 對水分的豐缺非常敏感 基質(zhì)含水量狀況對蔬 菜優(yōu)質(zhì)壯苗培育至關(guān)重要 因此 合理的灌溉制度 對番茄穴盤育苗顯得尤為重要 目前 已有不少關(guān)于蔬菜育苗灌溉制度的研 究 以往研究集中日光溫室中進行 日光溫室具 有成本低 能耗低等優(yōu)點 但是環(huán)境綜合調(diào)控能力較 差 育苗質(zhì)量與環(huán)境條件密切相關(guān) 植物工廠由于環(huán) 境精準(zhǔn)可控 集約化程度高 可以實現(xiàn)周年生產(chǎn) 近年來得到廣泛重視 目前 在植物工廠進行蔬菜育 苗已有報道 梁貝貝等 在植物工廠條件下 研究了不同基質(zhì)含水量對黃瓜幼苗的需水規(guī)律 結(jié)果 發(fā)現(xiàn) 的基質(zhì)含水量在培育優(yōu)質(zhì)壯苗的同 時 節(jié)水效果明顯 楊亞娜等 研究了不同光照強 度和灌溉量交互作用對番茄幼苗生長的影響 發(fā)現(xiàn)以 的光照強度和 株的灌溉量處理植株生 長狀況最好 目前 灌溉量和灌溉頻率都會直接影響 幼苗質(zhì)量 在實際生產(chǎn)中 大多根據(jù)經(jīng)驗進行育苗的 水分管理 常造成水分過多徒長或水分過少抑制生長 等現(xiàn)象 嚴(yán)重影響幼苗質(zhì)量 關(guān)于植物工廠條件下番 茄穴盤育苗的不同基質(zhì)含水量和灌溉頻率的研究鮮有 報道 目前 在植物工廠條件下如何在實現(xiàn)育苗優(yōu)質(zhì)高 效生產(chǎn)的同時 提高水分利用率 本試驗針對植物工 廠條件下番茄幼苗生長發(fā)育和水分利用效率進行研 究 進而確定適合蔬菜幼苗的最佳基質(zhì)含水量上限和 灌溉頻率 為植物工廠蔬菜育苗水分管理提供技術(shù)支 持 材料與方法 供試材料 試驗于 年 月在北京農(nóng)林科學(xué)院的植物工 廠進行 設(shè)置每天光照時間為 育 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 農(nóng)業(yè)科學(xué) 苗光源為 燈 光照強度 白 天溫度為 夜間溫度為 相對濕度 濃度 番茄品種為 硬粉 號 購買自北京農(nóng)林科學(xué)院的蔬菜中心 供試基質(zhì)為育苗 基質(zhì) 草炭 蛭石體積比為 基質(zhì)容重為 基質(zhì)持水孔隙度為 為 為 試驗設(shè)計與方法 試驗設(shè)置 個試驗因素 基質(zhì)含水量和灌溉頻 率 其中基質(zhì)含水量上限設(shè)置為最大持水量的 和 灌溉頻率設(shè)置為 次 和 次 個 水平 將采用完全隨機組合的方式將不同基質(zhì)含水量 和灌溉間隔時間組合 共 個處理 每個處理設(shè)置 個重復(fù) 處理設(shè)置見表 試驗于 年 月 日播種 采用 孔穴盤育 苗 播種前將基質(zhì)充分濕潤混合攪拌 然后裝滿穴 盤 再用清水澆透 后進行播種 種子播種前 常規(guī)溫湯浸種后 裝入直徑 的培養(yǎng)皿 將培養(yǎng) 皿置于植物工廠催芽 催芽期間保持種子濕潤 種子 露白后選擇長勢一致的種子播種 每個穴孔 粒種 子 播種深度為 播種后覆蓋蛭石 番茄子 葉未展開前適量澆清水 保持基質(zhì)濕潤 子葉展平后 開始試驗處理 表 試驗處理 處理基質(zhì)含水量上限灌溉頻率 次 次 次 次 次 次 測定內(nèi)容與方法 生長指標(biāo) 番茄幼苗形態(tài)指標(biāo)的測定 育苗 后 每個處理隨機選取長勢均勻的 株 番茄幼苗進行掛牌標(biāo)記 每隔 測量番茄幼苗的株 高和莖粗 其中株高用直尺測量 莖粗用游標(biāo)卡尺測 量 在幼苗成苗期 播后 每個處理選取長勢 均勻的 株幼苗進行整株取樣 并分成地上和地下 部分 利用萬分之一天平對幼苗地上和地下的鮮質(zhì)量 分別稱重 然后采用烘箱 條件下烘干到恒重 用天 平稱地上和地下干質(zhì)量 葉綠素含量測定 葉綠素 葉綠素 和葉綠素總含量采用丙酮直 接浸提法測定 根系活力測定 在番茄幼苗成苗期 播后 選取長勢均勻的 株幼苗 把根系清洗干凈 并采用吸水紙把根系表 面的水分吸干 釆用氯化三苯基四氮唑 還原 法測定根系活力 壯苗指數(shù) 莖粗 株高 地下干質(zhì)量 地上干質(zhì) 量 全株干質(zhì)量 幼苗耗水量和水分利用效率 試驗期間 每個處理選取 個幼苗長勢均勻的穴 盤 每天利用天平對每個穴盤進行稱重 計算幼苗耗 水量 水分利用效率 幼苗全株干質(zhì)量 幼苗 耗水量 數(shù)據(jù)處理 試驗數(shù)據(jù)的分析和圖表繪制采用 完 成 基于最小顯著性差異法的方差分析采用 軟件完成 處理之間的差異顯著性采用 法 作為顯著性水平 結(jié)果與分析 基質(zhì)含水量和灌溉頻率對番茄幼苗生長發(fā)育的 影響 株高和莖粗 圖 顯示了不同基質(zhì)含水量和灌溉頻率對番茄幼 苗株高和莖粗的動態(tài)變化 由圖 可知 不同處理幼 苗株高和莖粗均隨植株生長而增加 在灌溉頻率為 次 的條件下 番茄幼苗株高呈現(xiàn)基質(zhì)含水量 上限 處理 處理 處理的趨勢 在灌溉頻率為 次 的條件下 番茄幼苗株高呈現(xiàn) 的趨 勢 不同基質(zhì)含水量處理的幼苗株高差異性隨植株的 生長越來越顯著 與灌溉頻率為 處理幼苗株高 相比 灌溉頻率為 處理的幼苗株高 提高了 處理幼苗株高在整 個生育期均顯著高于其他處理 其次是 處理 如播后 處理番茄幼苗株高為 分 別較 和 處理幼苗株高 提高了 和 不同處理番茄幼苗莖粗均隨植株生長而逐漸增 加 當(dāng)灌溉頻率為 時 處理番茄幼苗莖粗顯著 高于 和 處理 但是 和 處理差異不顯著 如 播后 處理番茄幼苗莖粗為 分別 較 和 處理 顯著提 農(nóng)業(yè)科學(xué) 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 高 和 當(dāng)灌溉頻率為 時 播后 內(nèi) 處理顯著高于 和 處理 在整個生育 期內(nèi) 處理番茄幼苗莖粗均最大 其次是 處 理 如播后 處理番茄幼苗的莖粗為 分別較 和 處理幼苗株 高提高了 和 可見 當(dāng)基質(zhì)含水量上限為 灌溉頻率為 時 能夠促進番茄幼苗的株高和莖粗增長 幼苗干鮮質(zhì)量 表 顯示了不同基質(zhì)含水量和灌溉頻率對番茄幼 苗干鮮質(zhì)量的影響 可見 基質(zhì)含水量和灌溉頻率對 番茄幼苗地上 地下和全株干鮮質(zhì)量影響均顯著 與 基質(zhì)含水量相比 灌溉頻率對幼苗干鮮質(zhì)量的影響更 為顯著 當(dāng)灌溉頻率為 時 番茄幼苗的地上 地 下和全株干鮮質(zhì)量均呈現(xiàn) 如 處理番 茄幼苗全株鮮質(zhì)量為 分別較 和 處 理提高 和 當(dāng)灌溉頻率為 時 處理番茄幼苗地上 地下和全株干鮮質(zhì)量均顯著高 于其他處理 如播后 和 處理 番茄幼苗全株干質(zhì)量分別為 和 當(dāng)基質(zhì)含水量上限相同時 灌溉頻率為 處理的番茄幼苗的地上 地下和全株干鮮質(zhì)量均高于 處理 且差異顯著 如灌溉頻率為 處理的幼 苗全株鮮質(zhì)量為 較 處理顯著提高 在所有處理中 處理番茄幼苗地上 地下和全株干 鮮質(zhì)量均顯著高于其他處理 可見 當(dāng)基質(zhì)含水量上限為 灌溉頻率為 時 能夠促 進番茄幼苗的地上和地下生物量的增加 圖 基質(zhì)含水量和灌溉頻率對番茄幼苗株高和莖粗的影響 表 基質(zhì)含水量和灌溉頻率對番茄幼苗干鮮質(zhì)量的影響 處理地上鮮質(zhì)量 地下鮮質(zhì)量 全株鮮質(zhì)量 地上干質(zhì)量 地下干質(zhì)量 全株干質(zhì)量 注 不同小寫字母表示不同處理差異顯著 下同 葉綠素含量 由表 可知 基質(zhì)含水量上限和灌溉頻率對番茄 幼苗葉綠素含量影響均顯著 與基質(zhì)含水量相比 灌 溉頻率對幼苗葉綠素含量的影響更加顯著 當(dāng)灌溉頻 率為 時 葉綠素 和葉綠素總含量均隨著基質(zhì)含 水量上限的提高而增加 而葉綠素 隨基質(zhì)含水量上 限的提高呈降低趨勢 當(dāng)灌溉頻率為 時 處理 番茄幼苗葉綠素 葉綠素 和葉綠素總含量均顯著 高于其他處理 如播后 和 處 理番茄幼苗葉綠素總含量分別為 和 當(dāng)基質(zhì)含水量上限為 或 時 灌溉頻率為 處理的葉綠素 均顯著高于 處理 當(dāng)基質(zhì)含水量 上限為 時 灌溉處理為 處理葉綠素 高于 處理 但是兩者差異不顯著 當(dāng)基質(zhì)含水量上限為 或 時 灌溉頻率為 處理的葉綠素 均顯著低于 處理 當(dāng)基質(zhì)含水量上限為 時 灌溉頻率為 處理的葉綠素 均顯著高于 處理 當(dāng)基質(zhì)含水量 上限相同時 處理番茄幼苗葉綠素總含量均高于 處理 如灌溉頻率為 處理的幼苗葉綠素總含 量為 較 處理顯著提高 可見 當(dāng)基質(zhì)含水量上限為 灌溉頻率為 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 農(nóng)業(yè)科學(xué) 時 能夠促進番茄幼苗的葉綠素 葉綠素 和總?cè)~ 綠素總含量的增加 表 基質(zhì)含水量和灌溉頻率對番茄幼苗葉綠素含量的影響 處理葉綠素 葉綠素 葉綠素總含量 基質(zhì)含水量和灌溉頻率對番茄幼苗根系活力和 壯苗指數(shù)的影響 根系活力和壯苗指數(shù)是衡量秧苗質(zhì)量的重要指 標(biāo) 圖 顯示了不同基質(zhì)含水量和灌溉頻率對番茄 幼苗根系活力和壯苗指數(shù)的影響 可見 與基質(zhì)含水 量相比 灌溉頻率對幼苗根系活力和壯苗指數(shù)的影響 更加顯著 當(dāng)灌溉頻率為 時 番茄幼苗根系活力 和壯苗指數(shù)均隨基質(zhì)含水量的提高呈增加趨勢 處 理的根系活力和壯苗指數(shù)均顯著高于 和 處理 但是 和 處理差異不顯著 當(dāng)灌溉頻率為 時 處理根系活力和壯苗指數(shù)均顯著高于 和 處理 如 處理根系活力為 較 處理 和 處理分別顯著提高 和 當(dāng)基質(zhì) 含水量上限為 或 時 灌溉頻率為 處理根系活 力顯著高于 處理 當(dāng)基質(zhì)含水量上限為 時 灌 溉頻率為 和 處理 的根系活力差異不顯著 當(dāng)基 質(zhì)含水量上限為 或 時 灌溉頻率為 處理壯苗 指數(shù)均高于 處理 但是差異不顯著 當(dāng)基質(zhì)含水 量上限為 時 灌溉頻率為 處理壯苗指數(shù) 顯著高于 處理 圖 基質(zhì)含水量和灌溉頻率對番茄幼苗根系活力和壯苗 指數(shù)的影響 基質(zhì)含水量和灌溉頻率對番茄幼苗耗水量和水 分利用效率的影響 表 顯示了不同基質(zhì)含水量和灌溉頻率對番茄幼 苗單株耗水量和水分利用效率 的影響 當(dāng) 灌溉頻率相同時 番茄幼苗單株耗水量隨基質(zhì)含水量 上限的提高而顯著增加 如當(dāng)灌溉頻率為 時 和 處理番茄幼苗單株耗水量分別為 和 當(dāng)基質(zhì)含水量上 限相同時 灌溉頻率為 處理的番茄幼苗單株耗水 量顯著高于 處理 如 處理番茄幼苗單株耗水 量為 較 處理顯著提高 當(dāng)灌溉頻率為 時 番茄幼苗 處理 顯 著高于 和 處理 但是 和 處理差異不顯著 當(dāng)灌溉頻率為 時 番茄幼苗 處理 顯著高 于 和 處理 當(dāng)基質(zhì)含水量上限相同時 灌溉頻 率為 處理的番茄幼苗 顯著高于 處理 如 處理番茄幼苗 為 較 處 理顯著提高 在所有處理中 處理的 最高 且顯著高于其他處理 可見 當(dāng)基質(zhì)含 水量上限為 灌溉頻率為 時 能夠顯著提高番 茄幼苗的水分利用效率 表 基質(zhì)含水量和灌溉頻率對番茄幼苗的耗水量和 的影響 處理單株耗水量 討論 秧苗質(zhì)量好壞與蔬菜綜合效益緊密相關(guān) 而基質(zhì) 水分是育苗中最為活躍的因子 基質(zhì)含水量直接影響 蔬菜秧苗質(zhì)量 基質(zhì)水分多少不僅影響基質(zhì)孔隙度 還會影響?zhàn)B分的有效性 因為水分和養(yǎng)分之間具有強 烈的相互作用 基質(zhì)含水量通過對番茄穴盤育苗 的水分和養(yǎng)分吸收利用而顯著影響幼苗生長 影響蔬 菜幼苗的因素很多 但是通過控制灌水上限的效果較 為顯著 本研究發(fā)現(xiàn) 基質(zhì)含水量和灌溉頻率對幼苗生長 交互影響 與基質(zhì)含水量相比 灌溉頻率對番茄幼苗 生長發(fā)育及水分利用效率影響更加顯著 灌溉頻率過 高或基質(zhì)含水量灌溉上限過大 都會影響番茄幼苗生 長和質(zhì)量 由本試驗結(jié)果可得 在植物工廠條件下 當(dāng)采用基質(zhì)含水量上限為 灌溉頻率為 次的灌溉制度時 番茄幼苗的株高 莖粗 地上和 農(nóng)業(yè)科學(xué) 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 地下生物量累積最大 且該條件下幼苗根系活力 壯 苗指數(shù)和水分利用效率最高 郭敬華等 研究了 種 不同基質(zhì)和 種基質(zhì)相對含水量對夏季番茄幼苗形 態(tài) 質(zhì)量和生理指標(biāo)的影響 種基質(zhì)的適宜相對含 水量均為 能夠培育番茄壯苗 田巧玲 等 研究了不同灌水下限對秋冬茬番茄穴盤育苗生 長的影響 結(jié)果表明 灌溉下限可以作為番茄夏 季育苗的灌水指標(biāo) 該研究與郭敬華等研究結(jié)果有區(qū) 別 分析原因主要是幼苗生長環(huán)境不同 在環(huán)境智能 調(diào)控的植物工廠中 可以減少幼苗耗水 目前有關(guān)基 質(zhì)含水量和灌溉頻率對番茄幼苗生長發(fā)育和水分利用 效率影響的研究較少 一般是針對溫室條件下基質(zhì)含 水量的單一研究 本研究結(jié)果對植物工廠條件下蔬菜 幼苗管理提供一定技術(shù)支撐 結(jié)論 本研究在植物工廠條件下 開展基質(zhì)含水量和灌 溉頻率對番茄幼苗生長發(fā)育和水分利用效率 的影響 得出以下結(jié)論 灌溉頻率對番茄幼苗生長發(fā)育和水分利用影響顯 著 高頻灌溉不利于番茄幼苗的株高 莖粗的生長 以及地上和地下生物量的積累 容易降低幼苗的根系 活力 壯苗指數(shù) 葉綠素含量和水分利用效率 合理的基質(zhì)含水量上限有利于番茄幼苗形態(tài)指標(biāo) 的建成 地上和地下生物量的積累 采用合理的基質(zhì) 含水量上限可以提高幼苗根系活力 壯苗指數(shù) 葉綠 素含量和水分利用效率 綜合分析可得 建議采用基質(zhì)含水量上限為 灌溉頻率為 次的灌溉制度 能夠在培育優(yōu) 質(zhì)壯苗的同時 實現(xiàn)高效節(jié)水 參考文獻 田雅楠 曹玲玲 趙立群 不同栽培載體對番茄 黃瓜潮汐式 育苗效果的影響 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 尚慶茂 尚慶茂博士 蔬菜集約化穴盤育苗技術(shù) 系列講座 第一講概述 中國蔬菜 盧坤 李美辰 秦勇 不同基質(zhì)配比對黃瓜幼苗生長的影響 農(nóng)業(yè)工程 時振宇 陳健 賈凱 等 不同配比基質(zhì)對黃瓜 番茄幼苗生長 及品質(zhì)的影響 天津農(nóng)業(yè)科學(xué) 王克磊 朱隆靜 蘇世聞 等 不同規(guī)格穴盤對番茄幼苗生長 及其機械化移栽的影響 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報 周加翔 伍玲利 吳健平 等 不同穴盤孔徑對蔬菜幼苗壯苗 指數(shù) 光合電子傳遞和根系生長的影響 中國農(nóng)學(xué)通報 田雅楠 曹玲玲 趙立群 等 不同營養(yǎng)液配方對番茄潮汐式 灌溉育苗質(zhì)量的影響 中國果菜 李蔚 李新旭 雷喜紅 等 不同濃度營養(yǎng)液對番茄無土栽培 幼苗生長的影響 蔬菜 王正 武占會 劉明池 等 潮汐灌溉營養(yǎng)液供應(yīng)時間對番茄 穴盤苗質(zhì)量的影響 中國蔬菜 郭永青 李建明 鄒志榮 等 不同補充灌溉量對番茄幼苗 生長的影響 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報 郭敬華 董靈迪 焦永剛 等 不同基質(zhì)供水狀況對夏季番 茄穴盤苗質(zhì)量的影響 河北農(nóng)業(yè)科學(xué) 田巧玲 王吉慶 邵秀麗 等 不同灌水下限對日光溫室秋 冬茬番茄穴盤苗生長的影響 北方園藝 張潔 趙瑞 劉鑫娜 等 灌溉量對亞高溫下番茄幼苗光合 特性的影響 節(jié)水灌溉 宮彬彬 趙峰 王寧 等 育苗基質(zhì)氣水比和基質(zhì)含水量對 番茄幼苗生長的影響 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 許亞良 劉新穎 楊其長 植物工廠秧苗繁育關(guān)鍵技術(shù)裝備 與產(chǎn)業(yè)化 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 譚杰揮 劉厚誠 植物工廠蔬菜育苗光調(diào)控技術(shù)研究進展 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 楊新琴 何潤云 徐媛媛 等 植物工廠數(shù)字化育苗方 式對黃瓜生長的影響 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué) 季方 甘佩典 劉男 等 光質(zhì)和日累積光照量對番茄 種苗生長及能量利用效率的影響 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 梁貝貝 溫江麗 李靈芝 等 植物工廠 光源環(huán)境下黃 瓜幼苗生長和需水規(guī)律 中國蔬菜 楊亞娜 樊小雪 徐剛 等 不同紅藍 光照強度和灌溉 量交互作用對番茄幼苗生長的影響 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報 李合生 植物生理生化實驗原理和技術(shù) 北京 高等教 育出版 朱鹿坤 陳俊琴 趙雪雅 等 紅藍綠 延時補光對日光 溫室番茄育苗的影響 中國蔬菜 別之龍 黃丹楓 高麗紅 等 工廠化育苗原理與技術(shù) 北京 中國農(nóng)業(yè)出版社 夏秀波 于賢昌 高俊杰 水分對有機基質(zhì)栽培番茄生理特 性 品質(zhì)及產(chǎn)量的影響 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報 唐雅瑩 黃丹楓 不同灌水上限對番茄穴盤苗生長的影響 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報 責(zé)任編輯 常陽陽