西紅柿風(fēng)味獨特、果實營養(yǎng)豐富,富含維生素、礦物質(zhì)、有機酸及碳水化合物等多種有益成分,是中國居民備受喜愛的蔬菜之一。為滿足居民對西紅柿的需求,設(shè)施農(nóng)業(yè)應(yīng)運而生。設(shè)施農(nóng)業(yè)主要采用現(xiàn)代工程技術(shù)方法,營造出作物適宜的生長環(huán)境,其中設(shè)施環(huán)境的有效調(diào)節(jié)則是影響設(shè)施作物質(zhì)量的關(guān)鍵因素[1]。設(shè)施西紅柿有較突出的低溫冷害問題,為了保證低溫下西紅柿正常結(jié)果,菜農(nóng)常用生長激素來?;ū9?,容易造成激素危害,降低果實品質(zhì);而高溫脅迫亦會影響西紅柿產(chǎn)量[2]。可見,溫度是日光溫室中影響西紅柿生長發(fā)育的重要因素,研究溫度調(diào)控對于保證西紅柿生長及產(chǎn)量有重要意義。
試驗于2021 年在河北省承德市某蔬菜試驗基地展開,供試西紅柿品種為美粉212。采用穴盤播種育苗,當(dāng)生長出4~5 片真葉后,定植于日光溫室中。在西紅柿植株生長到四穗果后,上部留下3 片葉打頂,各穗留下4 個果實。栽培模式為南北向高壟雙行栽培。壟高度設(shè)置為15 cm、壟面寬度設(shè)置為90 cm、壟溝寬度設(shè)置為60 cm、壟長度設(shè)置為60 cm。以雙行進行定植,小行距和大行距分別為60 cm、90 cm,株距為35 cm。在西紅柿幼苗定植后,其上覆蓋黑色地膜,定植水要保證澆透,使用膜下滴灌方法,其它管理措施參見日光溫室常規(guī)管理方法。
試驗按照晝/夜溫差為8℃作為前提條件,共設(shè)如下幾個溫度處理組:處理1:晝/夜溫度為20℃/12℃;處理2:晝/夜溫度為24℃/16℃;處理3:晝/夜溫度為28℃/20℃;處理4:晝/夜溫度為32℃/24℃。為方便溫度管控,在日光溫室中搭建使用鋼制方管作為骨架的小棚,棚長、寬、高為6 m、5 m、3 m,共搭建5 個,并在四周和頂上覆蓋高透光、高保溫的塑料薄膜。在處理1、處理2 和處理3 組中,放置1 臺立式空調(diào)進行溫度調(diào)節(jié);在處理4 組中放置1 臺暖風(fēng)機進行溫度調(diào)節(jié)。通過放置定溫與溫度計,保證各組溫度維持在預(yù)設(shè)溫度的±1.0℃范圍內(nèi)。
1.3.1 生長指標(biāo)
于西紅柿幼苗定植開始,隔7 d 對其株高、莖粗、葉面積和葉片數(shù)進行1 次測量,每次測量時取3 株,將計算得到的平均值作為各個處理小區(qū)的實測值。株高于子葉處到莖生長點為測量數(shù)據(jù);莖粗于子葉上方1 cm 部位進行測量;葉面積則取子葉上方第2 片葉進行測量:葉長(L)測量部位從葉基部(和主莖相連處)到葉尖端;葉寬(D)的測量使用直尺對葉片最寬處進行測量;最后,葉面積(S)=L×D×0.5468[3]。
1.3.2 產(chǎn)量指標(biāo)
間隔7 d 做1 次破壞性取樣,使用清水進行反復(fù)清洗,稱取莖、葉和根的鮮重,置于烘干箱中使用105℃持續(xù)殺青30 min,再于75℃溫度下烘干到恒重,測定莖、葉和根干重,取3 株平均值作為各小區(qū)實測值。收獲時,在各處理小區(qū)選擇10 株植株,對其單株生物產(chǎn)量和單株經(jīng)濟產(chǎn)量進行測量,并取平均值作為各小區(qū)實測值。
使用SPSS25.0 軟件做數(shù)據(jù)分析,指標(biāo)測定值采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差方式,組間數(shù)據(jù)檢驗使用t方法,P<0.05 代表數(shù)據(jù)差異存在統(tǒng)計學(xué)意義。
由表1 可見,隨著定植后天數(shù)的變化,各處理組下西紅柿植株株高、莖粗長勢呈現(xiàn)快-慢的變化規(guī)律;自定植后21 d,莖粗快速變粗,同時于49 d 時達到較高值,之后呈較慢增速,增長趨于平緩。各處理組間西紅柿株高和莖粗皆存在顯著差異(P<0.05)。處理1 株高最小、長勢慢;處理4 在株高上存在優(yōu)勢,莖粗上與處理3 持平。雖然處理4 株高較高、葉片數(shù)較多,但葉面積大小卻顯著小于處理3(P<0.05)。從葉片數(shù)量上來看,處理3 葉片數(shù)量在定植后70 d 較處理1、處理2、處理3 高出27.37%、32.08%、25.31%。從葉面積上來看,處理3 葉面積在定植后70 d 較處理1、處理2、處理3 高出9.90%、8.19%、14.92%。
表1 各處理組西紅柿株高、莖粗、葉片數(shù)與葉面積差異
綜上,處理4 即高溫條件下雖然植株株高有優(yōu)勢、但葉面積較??;處理1、處理2 低溫下植株長勢較為緩慢。處理3 即28℃/20℃下的西紅柿植株株高、莖粗、葉片數(shù)與葉面積發(fā)育均較為優(yōu)秀。
從表2 可見,各處理組間西紅柿產(chǎn)量有明顯差異。在不同溫度設(shè)定下的各處理組西紅柿單株產(chǎn)量中,處理3 西紅柿單株產(chǎn)量分別較處理1、處理2、處理4 組高出53.00%、20.75%、115.72%。處理3 西紅柿單株產(chǎn)量、折算畝產(chǎn)量均高于其它處理組(P<0.05)。
表2 各處理組西紅柿產(chǎn)量差異
不同作物都有其生長的適宜溫度,溫度過高或過低都會影響作物生長及產(chǎn)量,可能會造成植物形態(tài)結(jié)構(gòu)變化、光抑制等。作物會通過對生長素合成及運輸調(diào)節(jié)來響應(yīng)外界環(huán)境溫度的變化,在生長素于植物體內(nèi)的分布發(fā)生變化時,下游基因也會相應(yīng)受到影響并發(fā)生變化,導(dǎo)致植株在宏觀形態(tài)學(xué)上產(chǎn)生變化[4]。本次試驗中,在西紅柿幼苗定植70 d 后,T3 處理下的西紅柿植株單葉片面積相較于T1、T2、T3 相應(yīng)高出9.90%、8.19%、14.92%。另外,在高溫處理即32℃/24℃下,西紅柿植株株高長勢速度較快且同期葉片數(shù)較多,但是葉面積較小。而在處理1、處理2 低溫狀態(tài)下,西紅柿植株整體長速比較緩慢,由此會延長果實的發(fā)育周期,影響產(chǎn)量。
從產(chǎn)量上來看,本次試驗結(jié)果表明,各處理組間西紅柿產(chǎn)量有明顯差異。在不同溫度設(shè)定下的各處理組西紅柿單株產(chǎn)量中,處理3 西紅柿單株產(chǎn)量分別較處理1、處理2、處理4 組高出53.00%、20.75%、115.72%,可見,溫度過低或過高都不宜于提高西紅柿產(chǎn)量,西紅柿單株產(chǎn)量及畝產(chǎn)量都比較低。綜合來看,處理3 西紅柿單株產(chǎn)量、折算畝產(chǎn)量均高于其它處理組。分析原因可能為:低溫環(huán)境下產(chǎn)量不高是由于果實發(fā)育比較緩慢、果實成熟期推遲;而高溫環(huán)境下產(chǎn)量不高的原因是由于高溫影響座果率,縮短果實發(fā)育時間,導(dǎo)致單果重降低,從而影響單株產(chǎn)量及畝產(chǎn)量。美粉212 西紅柿更適宜于在28℃/20℃的溫度環(huán)境下生長發(fā)育。
日光溫室溫度對西紅柿生長發(fā)育及產(chǎn)量影響較大,在低溫環(huán)境下西紅柿植株長勢緩慢、產(chǎn)量較低,在高溫環(huán)境下西紅柿植株前期長勢較快,但莖稈較細、導(dǎo)致早衰,減重減產(chǎn)。