弱光区提高番茄产量和品质的栽培措施

摘    要：为探讨弱光区提高番茄产量和品质的栽培措施，以番茄品种心里红为试验材料，在椰糠栽培条件下设置6种不同处理，分别为对照（CK）、不同施肥水平（T1、T2和T3）、顶补光（T4）和单杆整枝（T5），研究水肥管理、补光措施、整枝方式对番茄产量和品质的影响。结果表明，番茄的单穗果质量在不同施肥处理（T1、T2和T3）下没有显著差异，说明氮肥和钾肥的施用量在常规施用范围内变化不影响番茄产量，但适宜的低施氮量时果实的糖酸比更大，口感更佳；T4、T5处理与CK处理相比番茄品质无显著差异，但T4处理的单位面积产量（7.39 kg·m^-2）显著高于CK处理（6.93 kg·m^-2），说明补光能有效地提高番茄产量。综上所述，补光是弱光区栽培提高番茄产量的有效措施。

关键词：弱光区；补光；养分管理；栽培模式；番茄产量；番茄品质

中图分类号：S641.2 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）05-059-07

Cultivation measures to improve tomato yield and quality in low light environment

WANG Yuqi LIANG Ying ZHANG Zejin TANG Li HUANG Changzheng YANG Liuyong ZUO Xiaomei

（1. Vegetable Germplasm Innovation and Variety Improvement Key Laboratory of Sichuan Province/Horticulture Research Institute， Sichuan Academy of Agricultural Sciences， Chengdu 610066， Sichuan， China; 2. Sichuan Province Engineering Technology Research Center of Vegetables， Pengzhou 611934， Sichuan，China; 3. School of Geography and Resource Science， Sichuan Normal University，Chengdu 610066， Sichuan， China; 4. Administrative Committee of Minjiang Modern Agriculture Demonstration Park， Dongpo District， Meishan City， Sichuan Province， Meishan 620000， Sichuan， China; 5. Triumph Haofeng（Dezhou）Intelligence Agriculture Co.， Ltd.， Dezhou 253000， Shandong， China）

Abstract： To improve the yield and quality of tomato in low-light areas， the effect of different cultivation measures including fertilization， supplemental lighting and pruning methods were evaluated in the sunlight greenhouse of Minjiang Modern Agriculture Demonstration Park. Tomato（Solanum lycopersicum L.， cv Xinlihong） grown in the coconut bran was used as the material. Six different treatments were set up， including control （CK）， different nitrogen and potassium fertilizer application rates （T1， T2 and T3）， top supplemental lighting （T4）， and single stem pruning（T5）. The results showed that there were no significant differences in tomato per panicle fruit weight among different fertilization treatments（T1， T2 and T3）， which indicated that the variation of nitrogen and potassium application rates in the conventional application range was not the main factor affecting the yield of tomato. However， the sugar-to-acid ratio of the fruit was increased in T1 treatment， suggesting decreased the input of nitrogen could improve the favor of tomato fruit. Compared to the control（CK）， supplemental light treatment（T4） and single stem pruning treatment（T5） had  no effect on fruit quality. Fruit yield per unit area of the supplemental light treatment （T4）（7.39 kg·m^-2） was significantly higher than that of the control treatment（CK）（6.93 kg·m^-2）， indicating that supplemental light can effectively improve tomato yield. In summary， proper supplementary light during tomato growth is the most effective measure to improve tomato yield in low-light areas.

Key words： Low light environment; Supplemental light; Nutrient management; Cultivation model; Tomato yield; Tomato quality

番茄（Solanum lycopersicum L.）是一种在全球范围内广泛种植、消费量巨大的蔬菜作物。中国是世界最大的番茄生产和消费国家之一，根据联合国粮农组织（FAO）统计，2020年中国番茄的种植面积达1.11×10⁶ hm²，年产量6.49 ×10⁷ t[1]。自20世纪80年代开始大力推广高效节能温室配套栽培技术以来，我国设施温室建设不断发展，设施温室番茄栽培技术也不断提高[2-3]。

番茄是一种喜肥植物，施用不同浓度的肥料会对番茄的生长发育过程产生影响，进而影响番茄的产量和品质。无土栽培中营养全部来自营养液，营养液配方中氮素和钾素的含量对作物的产量和品质有很大影响。目前番茄无土栽培营养液配方大多改良自山崎营养液配方或者霍格兰营养液配方，大量元素氮和钾的用量变化较大，其中氮素的浓度范围为6～20 mmol·L^-1，钾素的浓度范围为3～10 mmol·L^-1[4]。番茄生产中营养液EC（电导率）值一般控制在1.6～5.0 dS·m^-1[5]，根际EC值过高会对气孔导度和叶面积产生负面影响，从而影响植物光合速率、水分和营养吸收、干物质积累以及果实发育和品质[6-7]。弱光条件下营养液的氮肥和钾肥的浓度以及营养液的EC值对番茄产量和品质的影响有待进一步研究。

光照是影响番茄生长发育的重要环境因子之一[8]，在四川地区，由于冬季白天日照时间短，使得番茄植株常在弱光环境下生长，导致番茄产量受到严重影响[9]。通过补光提升番茄产量和品质的技术措施在设施番茄种植中广泛应用，大量研究结果表明，不同的光质、补光时间以及不同类型的光源均会影响番茄的产量和品质。陈鹏涛等[10]研究表明，弱光条件下补充不同的光对番茄幼苗生长有影响，补充红光和蓝光有助于番茄幼苗根系的生长和生物量的积累，红蓝组合补光下幼苗干物质含量最高。李军等[11]研究发现，红光和蓝光均能抑制番茄茎伸长，促进茎增粗，使植株更加强壮，增加叶绿素含量，促进光合作用，但红光处理下番茄总叶绿素含量显著高于蓝光处理。卢纯等[12]、孙娜等[13]的研究表明，补充红光和蓝光均有助于提高番茄产量，但纯红光处理下番茄产量最高。补充红光和蓝光还可以提高番茄果实中番茄红素、可溶性固形物、可溶性糖、有机酸、可溶性蛋白含量及糖酸比[14-16]。张洋等[17]、柳帆红等[18]、魏守辉等[19]均对不同补光时段对番茄产量和品质的影响进行了研究，结果表明，揭帘前5 h进行补光效果最好。钱舒婷[20]研究了高压钠灯（HPS）、不同红蓝光配比的LED灯、荧光灯等不同类型的补光光源对设施番茄光合、生长和产量的影响，发现红、蓝光光强配比为4.9∶1的LED灯对提高番茄产量最有效果。

番茄整枝方式会影响植株的光吸收效率，进而影响植株的光合作用，最终影响番茄的产量和品质。王慧茹等[21]以不同的整枝方式进行试验，发现五秆整枝更利于樱桃番茄香妃3号果实产量的提高。杨圆圆等[22]、潘德怀等[23]研究表明，双秆整枝比单秆整枝更显著提高番茄产量。

大量研究结果表明，水肥管理[6]、补光措施[9]、整枝方式[22]均会影响番茄的产量和品质，但在弱光环境条件下何种农艺措施对番茄产量和品质的影响更为显著还鲜有报道。因此，笔者以番茄品种心里红为研究材料，研究四川冬季弱光条件下不同水肥管理、补光措施、整枝方式对番茄产量和品质的影响，探究提高弱光区温室栽培番茄产量的措施，为今后弱光区温室越冬番茄高产高质栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验地点为四川省眉山岷江现代农业示范园区文洛型智慧温室，采用椰糠条栽培。供试的番茄品种为心里红，中型粉果，购自瑞克斯旺种子有限公司（中国）。供试的LED光源为扬州中科，高压钠灯光源为美光原（Megaphoton，荷兰），补光方式为顶补光。

1.2 试验设计

番茄的定植时间为2021年9月28日。试验共设置6个处理：对照（CK，常规施肥）、不同施肥处理（T1、T2和T3）、顶补光处理（T4）、单秆整枝处理（T5），其中除了T5处理的整枝方式为单秆整枝，其他处理均为双秆整枝，所有处理均采用椰糠条栽培。顶补光处理的补光方式为高压钠灯加红蓝LED灯（光源光谱见图1），其中LED灯红光和蓝光的光照度比例为4∶1，补光时间为10：00—15：00，整个试验过程的补光时间为2021年11月15日至2022年2月21日，番茄补光株间总光照度增加130 μmol·m^-2·s^-1，光合有效辐射增加100 μmol·m^-2·s^-1（表1）。营养液配方参考山崎营养液和霍格兰营养液，大量元素配方见表2，其中CK、T4和T5为同一种营养液配方，T1、T2和T3使用不同的营养液配方（氮肥和钾肥的施用量以及比例不同），番茄种植营养液EC值为2.0～3.0 mS·cm^-1 ，所有处理营养液中铁和微量元素含量均相同，参考山崎营养液配方配制[24]，水源为雨水，使用磷酸或氢氧化钠调节营养液pH至5.6～6.0。营养液以滴灌的形式进行灌溉，每个椰糠条（1.2 m长）布置5根滴灌头，种植3棵番茄。营养液灌溉时间为09：00-17：00，每1 h灌溉5 min，滴头出水量为20 mL·min^-1.

1.3 测定项目与方法