叶面肥对无土栽培樱桃番茄性状的影响及产量与植株性状的数学模型研究

    冀春花.2林升强1黄露茹1史欧阳1庄令1麦全法1.2*

    (1.海南省农垦科学院文昌试验站,海南文昌,571349)

    (2.海南省农垦橡胶研究所,海南文昌,571349)

    摘要：本研究在樱桃番茄大棚无土栽培试验基础上，开展叶面肥产量对比试验，表明增施叶面肥较传统施肥有明显增产效果，平均亩增产300斤，提高20.0%，且对植株长势有促进作用。通过建立番茄植株性状与产量数学模型，显示海南温室大棚番茄株高与产量、茎粗与产量分别为Y产量=(47.92060X株高-24.95763)2和Y产量=(61.885X茎粗-46.97988)，是符合植株生长趋势的模型。但由于本试验内容局限性，建议从科学施肥、品质提升和性状分析等方面加强研究，为海南国际旅游岛蔬菜产业发展提供技术指导。

    关键词：无土栽培樱桃番茄植株性状数学模型

    无土栽培(SoillessCulture)是近几十年在世界上兴起的农业高新技术。它最大的优点是具有省时、省水、省土等作用。无土栽培可以使作物在温室或塑料大棚等保护设施内进行专业化、集约化、规模化生产，使养分有效利用，同时调整作物生长环境，提高作物产量和产品品质的作用。

    樱桃番茄富含可溶性糖、有机酸、蛋白质、维生素C、胡萝卜素等多种营养物质[1],具有很高的营养价值，又因其外形好，口感佳而深受消费者欢迎，且价钱较好，成为百姓水果新宠。但由于大田或土壤连栽樱桃番茄会使土壤根线虫增加、病虫害防治使农药残留严重、气候条件不易控制等因素使品质和价值下降，影响效益。而作为我国唯一热带省份又是国际旅游岛的海南，土壤栽培弊病更多。为了减少病虫害威胁、提高土壤利用率、提高产品品质和商品价值，适应国际旅游和生活需要，无土栽培更是必要的技术手段。目前关于无土栽培基质[2、3、4]、施肥水平[5、6、7]对樱桃番茄产量、品质和生长指标[8]的影响，以及探索新型无土栽培基质对番茄生长情况[9][10]和制定相关无土栽培技术规范[11][12]等已有报道。但在高温高湿的海南进行樱桃番茄无土栽培研究、以及特殊营养基质下肥料对樱桃番茄产量、植株性状与产量关系及相关技术报道甚少。本文通过开展海南樱桃番茄椰糠复合基质无土栽培技术研究，初步探索不同叶面肥施肥量对樱桃番茄生长性状、产量的影响和特点，并通过植株生长性状与产量数学模型分析为海南温室无土基质樱桃番茄取得高产、优质栽培技术提供基础数据。

    1材料与方法

    1.1供试栽培基质

    选择无土混合基质由椰糠、牛粪、河砂组成，配比为5:3:2，另添加5%石灰、5%豆饼、2%磷肥、一定比例的堆肥沤肥菌种拌匀堆沤20～30天即可使用。试验的樱桃番茄品种为耐高温的台湾“红津”，基质养分主要养分状况如表1：

    表1基质养分、理化和重金属指标测定

    1.2试验设计

    试验设置3个施肥处理：A：常规施肥，B：常规施肥+叶面肥，浓度为5g/L，C：常规施肥+叶面肥，浓度为10g/L。每处理随机选取9株，各处理重复3次。叶面肥喷施时间为：定植后、生长盛期和开花结果期，共3次。其中叶面肥有效养分为：氨基酸100g/L，锌+硼20g/L，这些都是植物较易吸收的养分。

    1.3测定产量和农艺性状

    当番茄移栽进入营养生长后，在生长稳定期对植株进行指标测量，测量各处理植株的株高(植株基部至叶片最高处的距离)、平均茎粗。计算每一处理小区产量。果实采收在同一天进行，做到处理条件一致。每次采收时分别按处理组合称重计产。数据处理及作图用软件Excel2000和SAS软件。

    2、结果与分析

    2.1植株性状差异性分析

    表2不同处理间茎粗、株高和产量分析

    注:同列数据后标写的大写字母者表示差异达1%的显著水平。

    表2为各处理在生长旺季、性状稳定后测定的株高、茎粗和产量间差异性对比。从表中可以看出，不同叶面肥追施情况对番茄茎粗、株高和产量等都有显著效果。其中株高处理间差异极显著，为处理C(常规施肥+叶面肥)〉处理B(常规施肥+叶面肥)〉处理A(常规施肥)。植株平均茎粗差异性分析显示，处理C(常规施肥+叶面肥)效果较处理B(常规施肥+一半叶面肥)与处理A(常规施肥)有极显著差异，而处理B与处理A之间差异不明显。从产量差异性分析可以看出，处理C和处理B较处理A有明显的增产效果，且处理C较处理A增产达20.2%，表明在植株关键时期追加一定的叶面肥，将极显著地提高果实产量。按照每亩1500株计算，亩可增产约300斤，可增加经济收入2400元/亩。

    2.2植株性状与产量间关系数学模型研究

    根据现有的文献显示，魏晶晶[8]、薛书浩等[10]通过研究不同基质搭配番茄不同植株生长性状、产量和品质的差异，选择最佳基质配方;还有研究采取最佳基质混合物，获得最大经济效益等，而有关株高等植株性状对产量影响目前没有明确的研究报道。根据试验结果，把最佳的处理(常规施肥+叶面肥)生长性状与产量进行不同形式的SAS语句分析，得到番茄植株平均茎粗、株高分别与产量间的最佳数学模型，以便指导大棚高效生产。

    2.2.1株高与产量数学模型探索

    表3：番茄茎高与产量数学模型优化表

    表3是经过分析后的几个番茄植株株高与产量数学模型。可以看出，这六个数学模型都具有较好的显著性，而且R2都接近0.8水平。且模型3中F值最高，为19.61，显著性(0.0114〈0.05)为最小，故二次回归方程模型√y=-24.95763+47.92060x，即Y(单株产量)=[47.92060X(植株株高)-24.95763]2是最好的。表明在海南温室大棚进行该品种番茄无土栽培时，前期营养生长为主，虽然此时植株也开始坐果，但产量有所约束;随着高度的提升，营养生长转化为生殖生长，当达到(X=1.92m)时，以生殖生长为主。另一方面，可能大棚番茄由于室内阳光受控、通风性较差、温度较高等条件限制，要达到最佳的产量效果，可能需要更多光合作用和更完善的植株形态，因此，植株较室外的要求长得更高些以便获得更高的阳光照射。高树形便于更好地通风透气，叶片间温度差异不大，有利于花芽形成和坐果。

    2.2.2茎粗与产量数学模型探索

    表4是经过分析后的几个番茄植株平均茎粗与产量数学模型。可以看出，这六个数学模型同样也具有较好的显著性，而且R2都接近0.7水平。且模型3中F值最高，为9.43，显著性(0.0372〈0.05)为最好，故二次回归方程模型√y=-46.97988+61.885x，即Y(单株产量)=[61.885X(植株茎粗)-46.97988]2是茎粗与产量的最佳模型。该模型表明在海南温室大棚进行该品种番茄无土栽培时，茎粗达到一定(X=0.76mm)时，产量才表现出来。一方面，茎粗达到一定程度时，植株才有足够的枝叶进行光合作用，形成营养物质;另一方面，只有茎粗达到一定程度，才能为生长提供更多更好的筛管进行营养输送和足够的韧性承受果实重力。

    表4：番茄平均茎粗与产量数学模型优化表

    3.结论与建议

    为了促进海南国际旅游岛蔬菜产业优化和蔬菜品质的提高，以番茄无土栽培技术探索与推广为切入点，在热带的海南岛进行大棚无土栽培研究。由于海南气温较高，建议在种植前必须选择如红津相似的耐高温品种作为推广种。而为了提高产量，增加种植效益，本研究采用常规施肥加叶面肥作对照试验，由于叶面肥营养均衡，容易吸收，结果表现常规施肥基础上增加一定的叶面肥会有明显的增产效果，每亩增产300斤，幅度高达20.2%。

    本文对番茄株高和茎粗与产量分别进行数学模型模拟，以获得最佳植株生长形状指导产量生产。通过初步的模拟显示，番茄无土栽培产量与株高的最佳方程为Y=(47.92060X-24.95763)2，且当株高达到1.92m时，产量开始增加。这应该与植株自身生理机制和生长环境因素等有关。而产量与植株茎粗的最佳数学模型为Y=(61.885X-46.97988)2，且当茎粗达到0.76mm时，产量开始上升。这与茎杆的营养输导和承载能力相关。但由于本工作目前只是起步阶段，在试验设计、处理安排、性状调查、位置特点和分析技术等方面都会存在一定不足，需要深入研究。为此，提出以下几点建议：

    (1)必须加强科学施肥研究。由于热带地区无土栽培番茄成本高，科学施肥提高肥料利用率，使经济效益提升是关键。而本试验提供一条增施叶面肥，减少土壤(基质)养分流失，又增加产量的方式。

    (2)进一步研究提高产品品质。由于热带地区病虫害严重，如何加强无土栽培番茄的品质，保证产品价值和提高经济效益是根本。因此，生产过程中的管理需要更加精细，增加生物和物理防治、预防为主。

    (3)拓宽植株性状研究。本研究仅针对番茄的株高、茎粗两个主要性状与产量进行数学模拟。但番茄不同层次的侧枝生长状况、分枝的位置和叶片大小等对产量都应该存在相关性。继续深入研究植株不同部位性状特点。

    (4)加强不同时期观测和跟踪，全面掌握植株生长特性。由于海南周年可以种植番茄，因此在选择播种时间、种植和施肥管理等方面都需要进行长期的跟踪试验，全面了解海南大棚无土栽培番茄不同时期的生长特性，才能全面、准确地指导生产，提高经济效益。

    参考文献：

    [1]蒋先明编.蔬菜栽培学各论[M].北京:农业出版社,1993.

    [2]孙世海,任志雨,张卫华等.固体基质无土栽培方式对樱桃番茄生长发育的影响[J].

    湖北农业科学，2009，48(2):351-353.

    [3]郑光华，蒋卫杰.消毒鸡粪在樱桃番茄无土栽培中的应用效果[J].北方园艺，1994，4：5-7.

    [4]刘辉.番茄无土栽培与有土栽培对比试验[J].长江蔬菜.1997(2):24-26.

    [5]赵泽英，彭志良，王海等.贵州省低热地区早春番茄平衡施肥数学模型研究[J].安徽农业科学，2007，35(23):7140-7141.

    [6]林碧英，张瑜，陈青青等.不同施肥水平对温室樱桃番茄生长和产量的影响[J].西北农业学报，2010,19(5)：122-126.

    [7]林春华，黄亮华.配方施肥对基质栽培樱桃番茄产量、品质和环境的影响[J].中国蔬菜，

    2000(1)：11-13.

    [8]魏晶晶.番茄无土栽培不同基质配方研究初报[J].温州农业科技，2001(3):19-23.

    [9]秦嘉海，陈广泉，陈修斌.糠醛渣混合基质在番茄无土栽培中的应用[J].中国蔬菜，1997(4):13-15.

    [10]薛书浩，孟焕文，程智慧等.复合基质在大棚番茄无土栽培上的应用研究.西北农林科技大学学报(自然科学版)[J].2009，37(11):107-112.

    [11]蒋桂香.温室樱桃番茄无土栽培技术规程[J].农业科技与信息，2006(8):14-15.

    [12]亢银平.塑料大棚无公害番茄栽培技术[J].中国园艺文摘，2010(3):123-124.

    EffectsofSoillessCultureonCherryTomatoCharactersafterUsingFoliarFertilizerandStudyontheMathematicalModelofPplantCharactersandYield

    JiChunhua1.2LinShengqiang2HuangLuru2ShiOuyang2ZhuangLing2MaiQuanfa1.2

    (1.WenchangExperimentStationofScienceAcademyofHSF,WenchangHainan,571349)

    (2.RubberResearchInstituteofHainanStateFarm.Wenchang,Hainan,571349)

    Abstract:Inthispaper,soillesscultureexperimentofCherryTomatoingreenhousewasfinished.AndthefoliarfertilizerwasusedforyieldContrasttest.Theresoultwasshowedthatitwas20.2%yield-increasingthantraditionalfertilizationafterusingfoliarfertilizer.Anditalsocouldhaveapromotingeffectonplantgrowth.Themathematicalmodelofplantcharactersandyieldwerebuilded.Whichincludingyieldandplantheight[Y产量=(47.92060X株高-24.95763)2],yieldandstemwidth[Y产量=(61.885X茎粗-46.97988)2].Atlast,Proposalstostrengthentheresearchonscientificfertilization,improveproductqualityandplantcharactersanalysisshouldbedoneinthefuture.ThatcouldprovidetechnicalguidanceforvegetableindustrytointernationaltouristislandofHainan.

    KeyWords:CherryTomatoSoillessCulturePlantCharactersMathematicalModel

    该论文已经在《中国农学通报》2014年第四期刊登!