氮鉀營養(yǎng)對霧培系統(tǒng)中不同番茄品種產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)的影響.pdf

1、番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）是茄科茄屬番茄亞屬的多年生草本植物，是世界范圍內(nèi)種植最廣、年產(chǎn)最高、食用人數(shù)最多的蔬菜之一。水培等無土栽培方式由于具有避免土壤栽培中連作障礙、易于精確調(diào)控養(yǎng)分、增產(chǎn)提質(zhì)等優(yōu)勢，已成為當(dāng)前番茄生產(chǎn)的重要種植模式。在普通水培系統(tǒng)中由于溶解氧濃度低，常導(dǎo)致作物缺氧爛根現(xiàn)象發(fā)生，而氣霧栽培（霧培）通過霧化的水氣同步供應(yīng)植物根系對水、肥、氣的需求，有效解決普通水培中存在的根系供氧問

2、題，可望成為番茄種植的新模式。氮和鉀是番茄需要量最大的必需營養(yǎng)元素，因此氮、鉀的供應(yīng)水平及形態(tài)勢必影響番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的形成。水培營養(yǎng)液中氮、鉀供應(yīng)水平或氮素形態(tài)對蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響已有大量研究，但是關(guān)于霧培條件下氮、鉀營養(yǎng)互作對不同番茄品種果實(shí)產(chǎn)量和抗氧化營養(yǎng)品質(zhì)的影響方面尚少見報(bào)道，而探明霧培營養(yǎng)液中氮、鉀素營養(yǎng)配比是協(xié)調(diào)解決霧培體系中成本-產(chǎn)量-品質(zhì)的關(guān)鍵。為此，本文以2個(gè)矮生番茄品種（“盆栽紅”和“盆栽黃”）為材料，在選擇適宜的

3、番茄霧培營養(yǎng)液配方的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究霧培營養(yǎng)液中氮、鉀供應(yīng)水平及形態(tài)對番茄產(chǎn)量與營養(yǎng)品質(zhì)的影響，旨在為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蔬菜的霧培生產(chǎn)體系中營養(yǎng)液的供應(yīng)和控制提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。取得的主要結(jié)果如下:
　　 (1)比較了荷蘭、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、日本山崎配方、英國休伊特和日本園試等5個(gè)番茄常用的水培營養(yǎng)液配方對2個(gè)品種番茄幼苗生長、光合作用和養(yǎng)分吸收的影響。結(jié)果表明，番茄幼苗的干重、株高、莖粗、根長、根系活力、葉綠素值以及光合參數(shù)（凈光合速

4、率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度）均以休伊特配方處理最高，山東農(nóng)大配方處理最低。在休伊特配方處理下，2個(gè)品種番茄幼苗的全氮、全鉀含量最高，而在山東農(nóng)大配方處理下較低。盆栽紅根系體積在荷蘭和休伊特配方處理下最大，盆栽黃則在山崎配方處理下最大，2個(gè)品種的根系體積均在山東農(nóng)大配方處理下最小。此外，盆栽紅幼苗株高、莖粗、根長以及根系活力均顯著高于盆栽黃，而盆栽黃根系體積和全鉀含量顯著高于盆栽紅?？梢?，休伊特作為番茄氣霧栽培的營養(yǎng)液配方，不

5、僅得到較高的生物量以及光合速率，而且獲得較高的氮、鉀素利用效率，是較為適宜的番茄氣霧栽培配方，而山東農(nóng)大配方不適合番茄的氣霧栽培;綜合所有指標(biāo)，盆栽紅的產(chǎn)量與品質(zhì)優(yōu)于盆栽黃。
　　 (2)研究了霧培栽培模式下不同供氮水平(2、12、22 mmol/L)和供鉀水平(4、8 mmol/L)對2個(gè)品種番茄幼苗生長以及果實(shí)產(chǎn)量與營養(yǎng)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，在同一供鉀水平下，2個(gè)品種番茄幼苗的株高、葉面積、根系活力、根系形態(tài)指標(biāo)（根系總長度

6、、根系總表面積和根系體積）以及生物量均隨供氮水平的提高呈先升高后降低的趨勢;SPAD值、光合參數(shù)（凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度）以及全氮、鉀含量隨供氮水平的提高而增加，莖粗和氮、鉀素利用效率則顯著降低;當(dāng)供氮水平由2 mmol/L上升至12 mmol/L時(shí)，鉀素利用效率升高，進(jìn)一步供氮水平時(shí)無顯著變化。在低氮和中氮處理下，供鉀水平從4 mmol/L提高到8 mmol/L時(shí)，番茄幼苗的株高、葉面積、SPAD值、光合參數(shù)、

7、根系活力、根系形態(tài)指標(biāo)和全氮、全鉀含量顯著升高，而鉀素利用效率降低，但對莖粗無顯著影響。盆栽紅的根系活力、生物量以及氮、鉀素利用效率均顯著高于盆栽黃，而全鉀含量則相反。
　　 番茄果實(shí)的直徑、坐果率、產(chǎn)量、可溶性糖、可溶性固形物、類胡蘿卜素、β-胡蘿卜素和番茄紅素含量以及DPPH自由基清除率、ABTS總抗氧化能力隨著供氮水平的提高呈先升高后下降的趨勢，均在12 mmol/L供氮水平時(shí)達(dá)到最高水平;果實(shí)可滴定酸和硝酸鹽含量隨供氮水

8、平提高逐漸增加，而抗壞血酸、類黃酮和總酚含量逐漸降低，在12 mmol/L供氮水平時(shí)可維持較高的抗壞血酸、類黃酮和總酚含量以及較低的硝酸鹽含量。供鉀水平從4 mmol/L提高到8mmol/L，可在提高果實(shí)產(chǎn)量的同時(shí)增加可溶性糖、可溶性固形物、抗壞血酸、類黃酮、總酚、β-胡蘿卜素、番茄紅素和類胡蘿卜素含量，并顯著降低硝酸鹽含量。盆栽紅的產(chǎn)量、抗氧化物質(zhì)含量、抗氧化活性顯著高于盆栽黃。說明選擇盆栽紅為栽培品種，霧培營養(yǎng)液供應(yīng)的氮、鉀水平分別

9、是12 mmol/L和8 mmol/L時(shí)，不僅可促進(jìn)番茄幼苗生長，而且可獲得較高的果實(shí)產(chǎn)量以及果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)和抗氧化營養(yǎng)品質(zhì)。
　　 (3)研究了營養(yǎng)液中不同供鉀水平(4、8 mmol/L)以及不同硝銨比(100∶0、75∶25、50∶50、25∶75)對霧培番茄幼苗生長與果實(shí)產(chǎn)量、風(fēng)味品質(zhì)和抗氧化品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，在同一供鉀水平下，隨著營養(yǎng)液中銨態(tài)氮比例的增加，番茄幼苗的株高、莖粗、葉面積、葉綠素含量（SPAD值）、光合參數(shù)

10、（凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度）、水分利用效率、根系活力、根系形態(tài)指標(biāo)（根系總長度、總表面積和體積）、干重、氮含量以及氮、鉀素利用效率呈先升高后降低的趨勢;番茄幼苗鉀和硝態(tài)氮含量呈逐漸降低的趨勢，銨態(tài)氮含量則呈逐漸升高的趨勢。除了硝銨比為25∶75的處理外,高鉀水平可以顯著增加幼苗的葉面積、SPAD值、根系活力、干重、全鉀含量、硝態(tài)氮含量、氮素利用效率，同時(shí)降低銨態(tài)氮的含量;而在銨態(tài)氮比例達(dá)到50％和75％時(shí)，提高供鉀

11、水平反而降低幼苗鉀素利用效率。盆栽紅的株高、莖粗、根系活力、干重以及全鉀含量和鉀素利用效率顯著高于盆栽黃，水分利用效率則相反。
　　 2個(gè)品種番茄果實(shí)的直徑、坐果率、產(chǎn)量以及可溶性糖、可溶性固形物、抗氧化物質(zhì)（抗壞血酸、類黃酮、總酚、類胡蘿卜素、番茄紅素和β-胡蘿卜素）含量與DPPH自由基清除率、親水性和親脂性抗氧化能力在同一供鉀水平處理下隨著營養(yǎng)液中銨態(tài)氮比例的提高呈先升高后下降趨勢，而硝酸鹽逐漸下降，可滴定酸含量逐漸升高。供

12、鉀水平從4 mmol/L提高到8mmol/L，可以顯著增加果實(shí)直徑、坐果率、產(chǎn)量、可溶性糖、可溶性固形物以及抗氧化物質(zhì)含量和活性，同時(shí)降低硝酸鹽含量，但對可滴定酸含量無顯著影響。盆栽紅的果實(shí)直徑、坐果率、產(chǎn)量、可溶性糖和可溶性固形物的含量以及抗氧化物質(zhì)含量與抗氧化活性顯著高于盆栽黃?？梢?，選擇適宜的番茄品種，霧培營養(yǎng)液鉀與氮素形態(tài)分別調(diào)節(jié)為8mmol/L和75∶25時(shí)，不僅有利于番茄幼苗生長，而且可獲得較高的果實(shí)產(chǎn)量以及實(shí)風(fēng)味和抗氧化品