有机种植条件下水肥管理对番茄品质和土壤硝态氮累积的影响

采用田间试验方法研究了北京郊区主要蔬菜作物—番茄在大棚有机种植条件下,不同有机肥投入量与灌溉量对番茄产量与品质以及土壤硝态氮累积的影响。结果表明,与当地习惯的水肥管理相比,减半量有机肥投入不会显著降低番茄产量,而且能降低硝态氮、重金属和有机酸的含量,有效地改善果实品质,并增加番茄果实中可溶性糖、Vc、番茄红素等营养元素的含量; 还能显著降低土壤中硝态氮累积量。在施肥量相同的条件下,减量灌溉也有同样的结果,但效果不如减量施肥明显; 过量施用有机肥可造成番茄果实中硝酸盐含量和镉、铬、锌等重金属含量超标。说明在番茄的有机种植中,保证产量和品质的前提下开展节本增效还有很大空间。     

生殖生长期弱光对番茄表型特征和果实品质的影响

在人工光型植物工厂中以番茄品种“丰收74-560 RZ F1”为试材,分别在花期、果实膨大期、转色期、采收期进行160μmol·m⁻²·s⁻¹的弱光处理,非处理的生殖生长期光强度均保持在1000μmol·m⁻²·s⁻¹,通过番茄生长和果实品质指标评估不同生殖生长期弱光对番茄的影响。结果表明：（1）花期或膨大期弱光处理对番茄植株形态结构影响较大,其中花期弱光处理下的番茄植株徒长趋势最突出,且平均单株叶片数和节数最少,较对照分别减少了3.5个和1.6个;膨大期弱光处理后番茄叶片叶绿素a/b值及类胡萝卜素含量较其他处理显著降低;花期弱光处理后单株第一果穗坐果数较对照降低了53%,其他发育期弱光处理后坐果数均未受到显著影响;花期或膨大期弱光处理后平均单株第一、二、三果穗产量均显著低于其他发育期弱光处理;（2）与对照相比,各发育期弱光处理导致番茄第一穗果实可溶性固形物含量均出现不同程度的降低,其中花期降低25%,转色期弱光处理后番茄果实可溶性糖含量较对照降低15%,但总酸含量提高了26%,导致该处理下番茄果实糖酸比最低;与对照相比,所有发育期弱光处理后果实维生素C含量均有所降低,以采收期弱光处理后番茄果实维生素C含量最低。研究表明弱光导致番茄产量和品质降低,且不同生殖阶段番茄对弱光的敏感性有所差异。根据不同时期番茄生长特性及其对弱光的响应特点进行针对性补光对设施番茄稳质稳产具有一定的意义。     

不同LED光源对番茄果实转色期品质的影响

采用新型半导体光源发光二极管（LED）精量调制光质（红光、蓝光和红蓝组合光）,以普通日光灯（白光）为对照,研究不同光质对番茄果实转色期品质的影响。结果表明,红光处理下番茄果实番茄红素含量最高,显著高于对照和其他处理,但Vc含量最低。蓝光处理下番茄果实维生素C（Vc）含量、可溶性蛋白含量均显著提高。红蓝组合光处理番茄果实Vc含量与对照差异不明显,但可溶性蛋白的含量显著提高。红光和红蓝组合光处理能够显著提高番茄果实糖、酸含量;各处理糖酸比均显著高于对照,且红蓝组合光处理番茄果实的糖/酸值最高。红光和蓝光是影响番茄果实转色期品质变化的主要光质。     

不同钾肥水平对‘骏枣’叶片光合特性及果实品质的影响

钾是重要的品质元素,为了筛选枣果实品质最适宜的钾肥浓度,以5年生‘骏枣’为研究材料,在开花期和果实膨大期沟施不同量的钾肥,研究其对叶片光合参数、荧光参数及果实品质的影响。结果表明,钾肥对‘骏枣’生长、果实品质的影响存在明显的浓度效应。在0～153 g/株的施钾范围内,叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、光化学量子效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)、淀粉含量、Vc含量、葡萄糖含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、糖酸比、纵横径及单果重均随施钾量的增加而升高,且在沟施K2O 153 g/株达峰值;当施K2O量为153～306 g/株时,上述参数均呈下降趋势。胞间CO2浓度(Ci)和非化学猝灭系数(qN)随施钾量的增加呈先降低后升高的趋势,施K2O 153 g/株时为最低值;光化学效率(ΦPSⅡ)在施K2O 229.5 g/株时最高。主成分分析结果表明,5种施钾水平中以沟施K2O 153 g/株对改善‘骏枣’果实品质和提高‘骏枣’叶片的光合效果最佳。综上,钾肥通过明显增加‘骏枣’叶片叶绿素含量,改善光合器官功能而提高果实品质,且沟施K2O 153 g/株效果最好。     

脱落酸对番茄部分果实性状和营养品质的影响

为研究脱落酸(ABA)对番茄果实品质的影响,本研究测定了番茄ABA生物合成缺失突变体not和flc及其野生型各成熟时期果实,以及外源100μmol·L^-1 ABA处理后不同天数的番茄果实的外观品质和营养品质。结果表明,内源ABA缺失抑制番茄果实增重并促进果实纵向生长,但对果实硬度无明显影响。同时,内源ABA可影响番茄果实可溶性固形物含量并促进破色期和转色期的还原糖积累。not和flc果实中番茄红素、β-胡萝卜素、叶黄素和总类胡萝卜素含量均显著高于其野生型,且外源喷施试验表明,与对照组相比,外源100μmol·L^-1 ABA处理能显著抑制番茄果实中番茄红素、β-胡萝卜素和总类胡萝卜素的积累。综上,ABA在调控番茄果实外观品质方面,可促进番茄果实增重并抑制番茄果实纵向生长;在调控番茄果实营养品质方面,可促进还原糖积累并抑制类胡萝卜素积累。本研究结果为利用ABA调控番茄果实品质提供了一定的理论依据和技术支持。     

昼夜温差对番茄果实品质动态变化的影响及模拟

为了研究昼夜温差对番茄果实膨大-成熟期各阶段果实品质动态变化的影响,并构建昼夜温差对果实品质影响的模拟模型,以番茄品种"金冠5号"为试验材料,在人工气候箱对坐果后的番茄植株进行昼夜温差处理,设置25℃日平均温度下5个昼夜温差(DIF)水平,即-18℃(16℃/34℃,昼温/夜温)、-12℃(19℃/31℃)、0℃(25℃/25℃)、+12℃(31℃/19℃)、+18℃(34℃/16℃),测定各处理下番茄果实品质指标。结果表明:正昼夜温差可提高番茄果实营养成分含量和品质,而负昼夜温差使其降低。正昼夜温差使可溶性糖、糖酸比、可溶性蛋白、Vc含量增加,+12℃DIF处理下各营养品质含量高于+18℃DIF下,而负昼夜温差使其降低,且随负昼夜温差的增大而降低。有机酸含量在正昼夜温差下减少,而在负昼夜温差下增加。番茄红素含量在+12℃DIF下上升,而在+18℃DIF和负昼夜温差下降低。不同昼夜温差处理下,可溶性糖、可溶性蛋白含量均与辐热积呈Logistic模型关系,通过拟合昼夜温差值与Logistic模型参数的数量关系,得到昼夜温差对可溶性糖、可溶性蛋白动态变化影响的模拟模型。有机酸、Vc含量均与辐热积呈二次多项式关系,通过拟合昼夜温差与二次多项式模型参数的数量关系,得到昼夜温差对有机酸、Vc动态变化影响的模拟模型。检验结果表明,模型模拟效果良好。     

土壤相对含水量对不同茬口番茄叶片PSⅡ光化学活性和光能分配影响

为探明不同茬口番茄光合特性对土壤水分响应机制,采用盆栽方式研究50%、65%和80%土壤水分处理对冬春两茬番茄叶片PSⅡ光化学活性和光能分配的影响。结果表明,随着土壤相对含水量减少,春茬番茄叶片的叶绿素含量下降,电解质渗透率增加,叶片最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(q P)和吸收光能用于进行光化学反应份额(P)降低,非光化学猝灭(NPQ)、双光系统间激发能分配不平衡偏离系数(β/α-1)、天线热耗散份额(D)和非光化学猝灭量子产量[Y(NO)]显著升高,表明叶片用于PSⅡ反应中心的光化学活性降低,用于非化学反应的能量增加,叶片发生光抑制和光损伤程度增加,且与水分亏缺程度呈显著正相关,春茬番茄以80%土壤含水量表现较好。冬茬番茄以50%水分处理的F_v/F_m、ΦPSⅡ、ETR、q P和P较低,但生长中后期时,65%水分处理的F_v/F_m、ΦPSⅡ、ETR、q P和P却显著高于80%处理,与充足供水相比,轻度水分胁迫下的番茄叶片的光抑制发生程度较轻。综上可知,春茬番茄以80%水分处理的叶片光化学活性较高,而冬茬番茄以65%水分处理表现较好。本研究结果为不同茬口番茄生产的合理灌溉提供了理论依据。     

磷肥对日光温室番茄磷营养和产量及土壤酶活性的影响

采用盆栽方法进行了不同施磷（P2O5）水平下,日光温室番茄产量、不同生育期番茄磷素分配、干物质积累、土壤速效磷含量和酶活性研究,并确定了适宜番茄生长的最佳施磷量与土壤速效磷含量。结果表明,随着磷肥施用量的增加,土壤速效磷含量及番茄各组织含磷量相应增加;当施用P2O5达到0.53 g/kg（处理5）,土壤速效磷含量在60～77 mg/kg时,较适宜番茄生长,番茄产量和单果重达最高,根系和茎叶干物质积累也达到最好水平。当施磷量超过0.53 g/kg时,造成土壤和植株磷累积过高,易引起土壤盐害,降低土壤酶活性,从而降低干物质积累和番茄产量,影响土壤的可持续利用。     

供锌水平对番茄果实抗氧化性及风味品质的影响

为研究不同供锌水平对番茄产量及果实风味品质的影响,设置了不同的硫酸锌浓度的溶液培养试验。结果表明,无论缺锌还是多锌处理,番茄叶片叶绿素含量均显著下降;MDA含量显著上升,POD酶活性下降,以缺锌处理较为明显;缺锌处理SOD酶活性显著低于对照,而多锌处理稍高于对照,产量均下降。缺锌和多锌处理番茄果实的酸度增加,Vc含量降低;缺锌处理可溶性固形物显著下降,而多锌处理与正常处理没有差别。此外,缺锌和多锌处理果实中的番茄红素、总酚和总黄酮含量均低于正常处理,而抗氧化力没有差别,果实的芳香物质种类组成也发生了变化。说明适宜的锌水平是保证番茄高产、优质的重要因素。     

水肥减量对日光温室土壤水分状况及番茄产量和品质的影响

【目的】水肥一体化技术为改变我国长期以来设施栽培蔬菜"大水大肥"的传统管理方式,实现资源节约、环境友好发展提供了硬件物质基础和载体,但我国不同地区农业生产条件差异较大,适合当地土壤、气候、作物和栽培季节等特点的水肥一体化灌溉制度和施肥量相对缺乏。本文在陕西关中地区研究了水肥一体化条件下不同水肥处理对土壤水分状况及秋冬茬番茄养分吸收和产量等的影响,旨在制定适宜当地日光温室栽培番茄的科学合理的灌溉施肥制度。【方法】田间试验设常规水肥处理(CK)、植苗后水肥一体化灌水追肥期水肥分别减量20%(S1)及40%(S2)3个处理,其中常规处理灌水量为当季作物冠层水面蒸发量(100%ET),追肥量为当地农户的平均用量;水肥一体化为膜下滴灌+文丘里施肥系统。采用自动连续数采张力计(英国Skye Data Hog2)测定蔬菜生长期间各处理0—20 cm和20—50 cm土层土壤水势,并建立对应的土壤水分特征曲线,将土壤水势动态变化转换为土壤含水率动态变化;用直径20 cm蒸发皿测定当季番茄冠层的水面蒸发量,分析冠层水面蒸发量与土壤有效贮水量损失的关系;测定了不同水肥处理对番茄根、茎、叶、果实生物量及氮、磷、钾吸收量与产量和品质的影响。【结果】1)不同处理番茄生育期内0—50 cm土壤相对含水率均在75%以上,土壤水分供应充足。常规水肥处理灌水后0—20 cm土壤含水率达到或超过田间持水量,20—50 cm土层均超过田间持水量,表明土壤水分可下渗到50 cm以下,进而发生土壤养分的淋溶问题。追施期水肥减量40%处理的土壤水分大部分处在75%~85%的适宜值范围。2)随灌水量的减少,0—50 cm土壤有效贮水量损失降低,平均为番茄冠层水面蒸发量的65.4%,与追肥期水肥减量40%处理的灌水量相近。3)不同水肥处理番茄干物质累积、养分携出量、番茄产量、品质均无显著性差异,而灌水利用率从常规水肥处理的55.1 kg/m3提高到83.2 kg/m3,差异达极显著水平。【结论】从0—50 cm土壤水分状况、土壤有效贮水量损失及番茄冠层水面蒸发关系看,温室全覆膜滴灌条件下,当地适宜灌溉定额为作物冠层水面蒸发量的65%左右。根据番茄生育期内不同水肥处理对土壤水分状况、番茄养分吸收、产量及品质和灌水利用效率的影响,制定出适宜当地秋冬茬番茄的合理灌溉制度为:全生育期总灌溉定额为1057 m3/hm2,8~12月对应的灌水定额分别为168、169、132、105及50 m3/hm2,8~11月灌水周期分别为20~30 d、8~13 d、8~13 d和20~30d,12月份依天气少量补水或不灌水,1月份无需灌水。     

生物有机无机复混肥对番茄产量、品质及土壤的影响

研究了不同肥料对大棚番茄及其土壤的影响。结果表明:生物有机无机复混肥对番茄产量、品质和土壤养分有重要的作用。与NPK无机复混肥、常规施肥相比,生物有机无机复混肥可使番茄产量增加7 34%～13 64%,果实可溶性糖、有机酸、维生素C、糖酸比分别提高18 2%～23 2%、8 3%～15 6%、13 2%～15 1%、9 1%～12 6%,果实中硝酸盐(NO3-)含量下降22 9%～23 8%。土壤耕层有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别增加8 25%～10 48%、9 43%～14 71%、11 29%～15 00%、13 60%～18 34%。根际土壤中细菌、真菌、放线菌的数量依次增加45 45%～60 00%、14 29%～33 33%、44 19%～100 00%,细菌与真菌数量比值提高19 98%～37 27%。     

日光温室冬春茬番茄优化滴灌肥水管理参数研究

[目的]合理的滴灌肥水管理是提高番茄生产效益的重要技术。本文研究了番茄不同生育阶段适宜的滴灌参数,为优化关键期肥水施用,确定简便量化滴灌方案,实现设施番茄肥水精量化管理提供科学依据。[方法]供试作物为日光温室冬春茬番茄,品种为荷兰瑞克斯旺1404。灌水方式为滴灌,除基肥外,追肥随水滴施。试验设低量、中量、高量3个灌水量(分别以W1、W2、W3表示)和低量、中量、高量3个施肥量(分别以F1、F2、F3表示),共9个水肥组合处理。W2水量和F2肥量为滴灌番茄相对适宜水肥用量。在F2下,W1、W2、W3处理安装土壤水盐原位监测设备,实时监测0-100 cm土体水分变化。[结果]1)随着滴灌水量的增加,番茄产量、养分吸收量、土壤含水量显著增加,但品质显著降低,土壤养分呈现向深层迁移趋势。与W1处理相比,W2和W3处理总产量增加6.8%~12.0%,单果增重6.8%~8.6%,全株N、P2O5、K2O吸收量分别增加5.9%~11.7%、8.9%~20.3%、8.0%~8.3%,主根区0-40 cm土体开花至拉秧期间平均体积含水量增加3.5~5.9个百分点,但果实Vc含量降低4.6%~17.0%,可溶性固形物含量降低5.4%~9.7%,0 40 cm土体硝态氮残留量降低17.4%~37.6%,0-20 cm土层有效磷含量降低16.5%~26.2%,而20 40 cm土层有效磷、速效钾含量分别增加5.0%~32.0%、4.3%~8.8%。2)随着滴灌施肥量的增加,冬春茬番茄产量略有提升,养分吸收量和表层土壤养分残留量显著增加,而果实硝酸盐、可滴定酸、Vc、可溶性固形物含量没有显著变化。与F1处理相比,F2和F3处理总产量仅增加2.0%~3.1%,全株N、P2O5、K2O吸收量分别增加6.0%~14.7%、7.5%~15.7%、11.9%~19.7%,0-40 cm土体硝态氮、有效磷、速效钾残留量分别增加71.7%~218.9%、28.9%~57.6%、0.9%~11.3%。3)综合水肥效应,供试条件下W2F1处理能保证较高产量和较优品质,同时降低土壤养分残留,为较合理的肥水组合处理;若仅考虑产量效应,以W3F3处理最优。[结论]冬春茬番茄主根区0 40 cm土体相对含水量“适宜值”/“控制下限”在第1、2、3、4、5穗果座果时,分别为69%/62%、78%/67%、78%/67%、87%/77%、87%/77%;在第5穗果膨大至直径3~4 cm、6~7 cm及采收前三个时期,分别为87%/77%、69%/62%、56%/50%。第4穗果实形成期间(5月份),1~5穗果实同时膨大,此时滴灌肥水管理对产量的形成较为关键。在与供试条件相近的温室,推荐冬春茬番茄(保留5穗果实)在基施商品有机肥22.5t/hm^2基础上,开花期和果实形成期分别选择N-P2O5-K2O配比接近22 12 16和19 6 25的全水溶滴灌专用肥,从第1穗果开花至坐果开始滴灌肥水,10~12天滴灌1次,水量依次控制在90、195、195、270、270、270、195、120 m^3/hm^2,施肥量依次控制在37.5、75、75、75~150、75~150、75~150、75、75 kg/hm^2,定苗缓苗水按常规管理进行,能保证较高产量水平140~150 t/hm^2。     

土施钾肥对骏枣叶片光合特性及果实品质的影响

以新疆阿拉尔垦区直播密植栽培模式下的4年生骏枣为试验材料,研究了密植枣园硫酸钾不同施用量和施肥时期对骏枣叶片光合特性及果实品质和产量的影响。结果表明,土施钾肥显著提高叶片叶绿素含量和净光合速率(Pn),以果实膨大期或坐果期结合膨大期土壤追施硫酸钾450 kg/hm~2处理的效果最为显著,而坐果期施钾肥显著降低骏枣叶片气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)。骏枣叶片水分利用效率(WUE)随着施钾量的增加而提高,且施肥时期越早效果越显著;蒸腾速率随施钾量的增加而降低,胞间二氧化碳(Ci)含量未受钾肥调控影响。增施钾肥显著提高了骏枣果实单果重、可溶性糖、淀粉及Vc含量,降低有机酸含量,从而提高糖酸比,并提高单果重和鲜果产量,以果实膨大期土施钾肥450 kg/hm~2效果最为显著,其次为果实硬核期施肥。     

不同施氮模式对日光温室番茄产量、品质及土壤肥力的影响

在日光温室栽培条件下,研究了不同施氮模式对番茄产量、品质及土壤肥力的影响。结果表明,与当地习惯施肥模式（N1）相比,分别减施化肥氮26%（N2）、减施化肥氮26% 结合调节土壤C/N（N3）、减施化肥氮26% 结合调节土壤C/N和采用滴灌（N4）、减施化肥氮45% 结合调节土壤C/N和采用滴灌（N5）的集成模式对产量和品质无显著影响; 减氮模式下植物吸收的总氮量、氮素利用率和氮肥农学效率均高于习惯施肥模式,其中N5模式的氮素利用率和氮肥农学效率显著高于N1模式（P<0.05）,说明减少化肥氮的施用量结合调节土壤C/N和/或滴灌措施能够保证番茄的产量和品质,达到减肥增效的目的。结果还看出,番茄拉秧后0—100 cm土层累积的硝态氮含量低于习惯施肥模式,对0—20 cm表层土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量和土壤脲酶和蔗糖酶活性的影响不显著; 减氮条件下,N3和N5模式土壤细菌/真菌比值高于N1模式。综上研究结果表明,N3和N5 两个集成模式具有明显优势。     

亏缺灌溉时期对番茄果实品质和产量的影响

实验研究了亏缺灌溉不同开始时期对番茄品质、产量形成和水分利用率影响。不同时期开始亏缺灌溉果实的营养品质明显不同,亏缺灌溉开始的越早,果实的硬度和密度越大,可溶性固形物含量(B rix)、滴定酸度、维生素C的含量越高,但糖酸比变化不大;随着亏缺灌溉开始时间的提前,单果重逐步减少,结果数变化不大,产量降低的幅度也越大;膨大期和座果期开始亏缺灌溉水分利用率提高,开花期开始亏缺灌溉水分利用率下降。生产中应选择膨大期开始亏缺灌溉,既可以提高品质,又可以减少产量降低带来的负面影响。     

亏缺灌溉时期对番茄果实品质和产量的影响

实验研究了亏缺灌溉不同开始时期对番茄品质、产量形成和水分利用率影响。不同时期开始亏缺灌溉果实的营养品质明显不同，亏缺灌溉开始的越早，果实的硬度和密度越大，可溶性固形物含量(Brix)、滴定酸度、维生素C的含量越高，但糖酸比变化不大；随着亏缺灌溉开始时间的提前，单果重逐步减少，结果数变化不大，产量降低的幅度也越大；膨大期和座果期开始亏缺灌溉水分利用率提高，开花期开始亏缺灌溉水分利用率下降。生产中应选择膨大期开始亏缺灌溉，既可以提高品质，又可以减少产量降低带来的负面影响。     

基于叶片SPAD估算不同水氮处理下温室番茄氮营养指数

为了探讨临界氮稀释曲线模型在西北地区温室番茄不同水分处理下的适用性以及采用SPAD仪快速准确诊断氮营养状况,该研究以"丽娜"番茄为材料,2013-2015年在陕西省杨凌区温室内进行水分和氮素处理试验,水分处理设置4个水平,分别为全生育期充分灌水处理、仅苗期亏水50%、苗期开花期连续亏水50%和全生育期亏水50%;氮素处理设置3个水平,施氮量分别为0、150和300 kg/hm2,通过2013-2015年试验数据对临界氮浓度稀释曲线模型进行率定和验证,并将该模型参数与番茄全生育期平均日耗水量建立相关关系,提高了临界氮浓度稀释模型在不同水分条件下的适用性。结果表明通过番茄全生育期平均日耗水量和临界氮浓度稀释曲线模型估算得到的临界氮浓度估算值和实际计算值有较好的一致性,其绝对误差为0.13~0.34 g/(100 g),标准误差为0.14~0.39 g/(100 g),决定系数为0.94~0.99,因此采用该方法可以对西北地区温室番茄不同水分处理下临界氮浓度稀释进行准确估算。通过2013-2015年试验数据分析番茄不同叶位叶片SPAD值和氮营养指数(nitrogen nutrition index,NNI)之间相关性,结果表明番茄中位叶片SPAD值与氮营养指数(NNI)有良好的线性相关性(决定系数为0.77~0.98),且该相关系数值与番茄日耗水量呈极显著相关关系,因此通过番茄日耗水量可以估算出NNI与中位叶片SPAD值之间的线性关系,估算出NNI=1时的中位叶片SPAD值,并以此SPAD值进行氮营养诊断。该研究可为西北地区温室番茄实时氮营养诊断和优化氮素管理提供了较好的理论参考。