蘇開　王利春　郭文忠　范鳳翠　陳曉麗　崔金霞

摘要：為了比較不同模式短程栽培番茄生產(chǎn)表現(xiàn)，探索一種適合我國北方地區(qū)簡易設(shè)施結(jié)構(gòu)下番茄高效生產(chǎn)的短程栽培模式，以番茄豐收74-560 RZ F1為材料，設(shè)置3個試驗(yàn)處理，即土壤栽培（S）、巖棉栽培（R）和水培（H），分析短程栽培3種模式對番茄生長發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)、水分利用和經(jīng)濟(jì)效益的影響，并且利用主成分分析法對不同短程栽培模式進(jìn)行綜合評價。結(jié)果表明，R處理能夠明顯增加番茄株高、莖粗、單株葉面積、葉片數(shù)，其地上部分干物質(zhì)積累量與S、H處理相比顯著提高86.12%、42.45%。水培可以改善番茄的品質(zhì)，提高水分利用效率，其中可溶性固形物、維生素C含量最高，比R處理顯著高出40.18%、29.37%，比S處理顯著高出22.19%、27.40%，水分利用效率比R、S處理顯著高出5.53%、22.78%。在試驗(yàn)中，R、H處理與S處理相比單株產(chǎn)量均表現(xiàn)為增產(chǎn)，通過產(chǎn)量和成本計算利潤，H處理單位面積利潤最高，分別是R、S處理的7.70、1.53倍，凈利潤為38.692元/m2。進(jìn)一步對番茄的主要指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，其中H處理的綜合得分最高，通過綜合得分發(fā)現(xiàn)短程水培番茄模式具有較好的推廣價值。

關(guān)鍵詞：番茄；栽培模式；短程栽培；品質(zhì)；效益；綜合評價

中圖分類號：S641.204文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2023）21-0154-08

番茄（Solanum lycopersicum）富含類胡蘿卜素、維生素、番茄紅素等物質(zhì)，是設(shè)施栽培主要作物之一［1-4］。我國的設(shè)施番茄生產(chǎn)大多以大棚和日光溫室為主，其結(jié)構(gòu)較為簡陋且環(huán)境調(diào)控存在局限性，特別是大棚不具備保溫蓄熱功能，溫度調(diào)控能力差，不利于作物越冬［5］，此外，日光溫室也存在環(huán)控裝備條件差等缺點(diǎn)，均會對作物周年高效生產(chǎn)造成不利影響［6］。因此，目前針對國內(nèi)簡易設(shè)施結(jié)構(gòu)，短程栽培番茄具有廣泛的應(yīng)用前景，它有以下特點(diǎn)：植株收獲1～4穗果實(shí)、栽培周期短（70～100 d）、實(shí)現(xiàn)全年多茬栽培［7-8］。

我國設(shè)施番茄栽培以土壤為主，但是由于較大的水肥投入和高復(fù)種指數(shù)導(dǎo)致土壤次生鹽漬化、土傳病蟲害頻發(fā)等問題，制約了設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。而基質(zhì)栽培利用人工基質(zhì)種植蔬菜，擺脫了對土壤的依賴，從而避免了土壤栽培的局限性。何詩行等發(fā)現(xiàn)，在設(shè)施短程栽培番茄中，水培植株生長更健壯，品質(zhì)更好，產(chǎn)量較土壤栽培顯著增加［9］。劉中良等發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)栽培較土壤栽培能明顯提高番茄維生素C和番茄紅素含量，有效增加產(chǎn)量、改善果實(shí)品質(zhì)，提高經(jīng)濟(jì)效益，但基質(zhì)栽培存在成本較高、廢舊基質(zhì)回收壓力大等問題，因此推廣受到限制［10］。水培直接將作物種植在營養(yǎng)液中，節(jié)約了購買基質(zhì)的成本，目前已廣泛應(yīng)用于葉菜生產(chǎn)［11］，在果菜上的應(yīng)用還有待研究。此外，Verdoliva等比較了土壤栽培、巖棉栽培以及深液流水培3種栽培模式番茄的水肥利用率，發(fā)現(xiàn)水培比土壤栽培的植株水分利用率高［12］，但并未對這3種栽培模式的其他指標(biāo)進(jìn)行綜合評價。鑒于水培模式的諸多優(yōu)勢，探索我國北方地區(qū)短程栽培番茄適宜生產(chǎn)模式，對于設(shè)施農(nóng)業(yè)番茄生產(chǎn)節(jié)本增效具有重要意義。

以往的研究中，試驗(yàn)處理設(shè)置一方面與實(shí)際生產(chǎn)管理施肥策略不符，另一方面針對設(shè)施番茄短程栽培下主要栽培模式效益評估的研究鮮有報道。因此，本試驗(yàn)旨在對短程栽培模式下土壤栽培、巖棉栽培以及水培番茄的生長發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)、水分利用、經(jīng)濟(jì)效益等進(jìn)行綜合評估，選出收益最優(yōu)的短程栽培模式，進(jìn)而為我國北方地區(qū)低端設(shè)施結(jié)構(gòu)下番茄高效生產(chǎn)提供栽培依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)于2022年3—7月在北京市昌平區(qū)小湯山國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究示范基地日光溫室進(jìn)行。供試番茄品種為豐收74-560 RZ F1，中早熟、中大型果。試驗(yàn)設(shè)置3個處理，分別是土壤栽培（S）、巖棉栽培（R）、水培（H），每個處理3個獨(dú)立的栽培槽（S：長、寬、高分別為100、18、30 cm；R：常規(guī)巖棉栽培槽；H：長、寬、高分別為100、20、20 cm），每個栽培槽種植3株。試驗(yàn)于2022年3月30日定植，定植株距為 35 cm，行距為100 cm，定植時番茄6葉1心，4穗果打頂。

在栽培槽中各安裝1個三參數(shù)傳感器（GS3，METER GROUP，Inc，美國），用來監(jiān)測各處理番茄根區(qū)介質(zhì)溫度、電導(dǎo)率以及含水量，并將栽培槽放在自主研發(fā)的稱重系統(tǒng)上（WTS-300），通過稱重傳感器記錄的數(shù)據(jù)來計算各處理番茄的水分利用效率［13］。

1.1.1 土壤栽培 將風(fēng)干土過2 mm篩后，按照1.4 g/cm3的設(shè)計容重分層填裝（田間持水量為 0.31 cm3/cm3），每隔5 cm鋪1層土，然后壓實(shí)，逐層打出毛面填裝到長、寬、高分別為100、18、30 cm的栽培槽中，土壤的基本理化性質(zhì)見表1和表2。

土壤栽培處理采用滴灌方式進(jìn)行灌溉，灌溉量依據(jù)Li等的研究［14-15］，即定植后當(dāng)作物根區(qū)土壤體積含水量低于田間持水量的75%時，開始進(jìn)行灌溉，灌水量為

I=10×p×（θ1-θ2）×H0×S。（1）

式中：I為灌溉量，mm；p為土壤濕潤比，取值為1；H0為濕潤土層深度，25 cm；θ1為灌溉上限，即田間持水量的90%；θ2為濕潤土層的實(shí)際體積含水量；S是栽培槽面積，m2。

定植前每個栽培槽施加雞糞200 g（1 111 kg/hm2），定植后每隔7 d施肥1次，肥料采用18-18-18的均衡型水溶肥，每個栽培槽每次的施肥量為3.24 g（180 kg/hm2），將水溶肥溶解在水中，隨水施入［16-17］。整個生育期共進(jìn)行10次施肥，以滿足番茄的需肥量。

1.1.2 巖棉栽培 試驗(yàn)采用SPLAND巖棉條（容重：0.053 g/cm3，飽和持水量：0.880 0 cm3/cm3，最大持水量：0.934 4 cm3/cm3），在番茄移栽前2 d用EC為1.6 mS/cm的山崎配方營養(yǎng)液浸泡巖棉條 24 h。番茄生長過程中將營養(yǎng)液的EC調(diào)整至（2.0±0.2） mS/cm，pH值為6.0±0.3，采用滴灌的方式進(jìn)行灌溉，滴灌速度為40 mL/min［18］，分別在每天 07：30、10：30、13：30、15：30、17：30時灌溉，共計5次［19］。保證每天回液量約為灌溉量的25%，在保證番茄水分充足供應(yīng)的同時，充分淋洗根區(qū)富集的鹽分［20］。

1.1.3 水培 水培番茄種植在長、寬、高分別為100、20、20 cm的水培槽中，如圖1所示，右側(cè)圓孔為進(jìn)液口，左側(cè)圓孔為回液口。營養(yǎng)液為山崎營養(yǎng)液，營養(yǎng)液保持EC為（2.0±0.2） mS/cm，pH值為6.0±0.3［19］，采用潛水泵進(jìn)行循環(huán)，并且需要增加一個曝氣設(shè)備，每天在07：00—19：00的時間段內(nèi)進(jìn)行營養(yǎng)液循環(huán)曝氣。

1.2 測定項(xiàng)目

1.2.1 植株生長指標(biāo) 每7 d測定1次植株生長指標(biāo)，用卷尺測量株高，游標(biāo)卡尺測量莖粗，統(tǒng)計葉片數(shù)，然后用SPAD-502便攜式葉綠素儀測定葉綠素含量（SPAD值），拉秧后用直尺測量葉長與葉寬，葉面積計算公式［21］如下：

LA=0.347×L×W-10.7。（2）

式中：LA為葉面積，cm2；L為葉長，cm；W為葉寬，cm。

拉秧后，將莖、葉、果分開放進(jìn)烘箱105? ℃殺青30 min，然后85 ℃烘干至恒質(zhì)量，測定生物量。

1.2.2 果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì) 番茄果實(shí)采收后，用電子天平測量各處理番茄果實(shí)單果質(zhì)量，統(tǒng)計單株果質(zhì)量以及總產(chǎn)量。先用游標(biāo)卡尺測量果實(shí)中最大的縱徑（H）和橫徑（D），果形指數(shù)按照縱徑/橫徑（H/D）計算，可分為圓形（H/D=0.86～1.00）、扁圓形（H/D=0.71～0.85）、扁平形（H/D≤0.70）、長圓形（H/D≥1.01）［22］。水果硬度用手持 GY-1 型果實(shí)硬度計進(jìn)行測量，有機(jī)酸含量用酸堿滴定法［23］測定，維生素C含量采用2，6-二氯靛酚滴定法［23］測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法［24］測定，硝酸鹽含量采用紫外分光光度法［25］測定，可溶性固形物含量用手持折光儀測定。

1.2.3 水分利用效率 利用稱重系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)計算每個處理下番茄的總耗水量，并用于計算水分利用效率（WUE）。水分利用效率計算公式［26］如下：

WUE=Y/G。（3）

式中：WUE為水分利用效率，g/kg；Y為單株果實(shí)鮮質(zhì)量，根據(jù)稱重系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)計算，g；G為單株耗水量，kg。

1.3 經(jīng)濟(jì)分析

在番茄生長的整個生育期，記錄與產(chǎn)量相關(guān)的數(shù)據(jù)，并且通過生產(chǎn)調(diào)研收集投入與產(chǎn)出數(shù)據(jù)，包括種子費(fèi)、肥料、勞動力、設(shè)備、農(nóng)藥等，本試驗(yàn)僅對其差異化進(jìn)行比較，各處理成本相同不予考慮，同時成本和收益折算為單位生產(chǎn)面積的成本和收益。

1.3.1 肥料投入 肥料包括土壤栽培定植前基肥（雞糞）、追施水溶肥（定時定量施加）以及巖棉、水培消耗的營養(yǎng)液量（通過稱重系統(tǒng)測定）。

1.3.2 勞動力 勞動力價格為18.75元/（人·h），相關(guān)農(nóng)事操作有定植、吊蔓、噴藥、整枝打杈、采收、拉秧。個別處理的作業(yè)環(huán)節(jié)：土壤起壟，安裝巖棉槽，安放巖棉條、塊，清洗水培槽。

1.3.3 農(nóng)藥 使用相同的農(nóng)藥有75%百菌清、5%阿維菌素、露娜森。土壤栽培處理病蟲害較多，需進(jìn)行額外噴藥，有10%噻唑膦、呋蟲胺、惡霉靈、青枯立克。

1.3.4 用電量 土壤栽培和巖棉栽培生產(chǎn)上采用功率為0.55 kW的水泵抽取營養(yǎng)液進(jìn)行灌溉，水培生產(chǎn)上采用功率為40 W的潛水泵和功率為180 W的曝氣設(shè)備，然后計算設(shè)備用電量，公式為

用電量=功率/1 000×?xí)r間。（4）

1.4 主成分分析

番茄的經(jīng)濟(jì)收益受其產(chǎn)量和品質(zhì)共同影響，因此選用產(chǎn)量、可溶性固形物含量、糖酸比、水分利用效率、硝酸鹽含量、維生素C含量、有機(jī)酸含量和可溶性糖含量這8個指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，對不同栽培模式進(jìn)行計算，依據(jù)得分情況篩選一種綜合評價最優(yōu)的栽培模式。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用WPS Office和SPSS 25進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、單變量方差分析和主成分分析，數(shù)據(jù)表示為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”，利用Origin進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同模式短程栽培番茄的生長指標(biāo)

由圖2可知，番茄定植后株高、莖粗以及葉片數(shù)隨著番茄生長均在增加，不同栽培模式之間生長發(fā)育均存在顯著差異。株高、莖粗、單株葉面積和葉片數(shù)整體表現(xiàn)為R處理顯著高于其他處理（P<0.05），S處理最低。定植后49 d，S處理株高為142.45 cm，R、H與S處理相比分別增加38.99、27.66 cm，與S處理差異顯著（P<0.05）。定植 91 d 后，S、R、H處理莖粗較定植時分別增大8.94、14.77、15.60 mm，定植后 91 d，R與H處理莖粗間無顯著差異，但都顯著大于S處理（P<0.05）。打頂前，S、R、H處理葉片數(shù)較定植時分別增加15、19、18張，各個處理差異顯著；葉綠素含量（SPAD值）可以反映植株的光合作用，H處理的葉綠素含量在番茄整個生育期高于其他處理，但定植后21 d各處理無顯著差異。葉片是植物進(jìn)行光合作用的場所，番茄采收后，對其葉面積進(jìn)行測量，通過公式（2）計算不同栽培模式下的番茄單株葉面積，如圖2-E所示，R、H處理與S處理相比分別增加134.21%、40.02%，差異達(dá)到顯著水平（P<0.05）。

2.2 番茄產(chǎn)量和品質(zhì)

2.2.1 不同模式短程栽培番茄的產(chǎn)量及外觀品質(zhì) 由表3可知，不同模式下番茄一二穗、三四穗、單株產(chǎn)量和試驗(yàn)累計總產(chǎn)量不盡相同；R處理番茄一二穗、三四穗、單株和累計總產(chǎn)量明顯高于S、H處理，累計總產(chǎn)量與H、S相比分別高出33.68%、66.64%，一二穗果產(chǎn)量H與S處理間無顯著差異，H處理三四穗果產(chǎn)量顯著大于S，說明土壤栽培處理番茄長勢較弱。H、R處理累計采摘果實(shí)142個，S處理果實(shí)數(shù)量偏少，為137個，對比單果質(zhì)量，S處理單果質(zhì)量最小，是R處理的62.20%，H與S處理相比單果質(zhì)量高出20.26%。由分析可知，R處理可以獲得較為客觀的產(chǎn)量，并且單果質(zhì)量與其他處理相比最優(yōu)。

果形指數(shù)和硬度是描述番茄果實(shí)外觀的一項(xiàng)重要指標(biāo)，直接影響果實(shí)商品性和耐貯性。由表4可知，S處理番茄具有更大的硬度，與H處理差異顯著（P<0.05）；R、H處理之間番茄果實(shí)硬度無顯著差異；縱橫徑之比為番茄果形指數(shù)，R處理下番茄橫徑、縱徑顯著大于其他處理，即番茄果實(shí)更大、更飽滿，S、H處理之間的橫徑、縱徑無顯著差異。由此可見，S處理下番茄比其他處理果實(shí)硬度更大，更耐儲存，但是番茄果徑較小，商品性略差。

短程栽培方式下不同栽培模式間干鮮質(zhì)量存在差異，鮮質(zhì)量反映番茄長勢，干質(zhì)量變化反映番茄物質(zhì)累計量以及營養(yǎng)分配情況。由表5可知，R處理與S、H處理相比，地上部分總鮮質(zhì)量分別高出101.59%、54.16%，H處理與S處理相比高出30.76%，差異顯著（P<0.05）。R處理地上部分總干質(zhì)量比S 處理高86.12%，與H處理相比高出42.45%；可見R處理番茄長勢最好，干物質(zhì)累計更多，對產(chǎn)量形成具有重要作用。

在不同器官中，各個處理之間也存在差異，R處理莖、葉的鮮干質(zhì)量顯著高于其他處理（P<0.05），S處理最低，S、H處理莖、葉、果干質(zhì)量之間無顯著差異。從表5中數(shù)據(jù)可以計算出不同模式下各個器官的物質(zhì)分配，S、R、H處理下生物量在果中的比例分別為51.56%、39.47%、51.42%；在葉中的比例分別為31.32%、43.04%、31.66%；在莖中的比例分別為17.12%、17.49%、16.92%。由此可見，不同處理下在莖中的分配比例較為接近，S、H處理養(yǎng)分多用于果實(shí)生長，R處理更側(cè)重葉片生長。

2.2.2 不同模式短程栽培番茄的果實(shí)品質(zhì) 糖酸含量在番茄中的占比可以衡量番茄的口感。由表6可知，S處理番茄果實(shí)中有機(jī)酸、可溶性糖含量以及糖酸比最高，但與其他處理間無顯著差異；H處理番茄果實(shí)可溶性固形物含量最高，與R處理相比增加40.18%，差異達(dá)到了顯著水平（P<0.05），與S處理相比增加22.19%；由于番茄長期浸泡在營養(yǎng)液中，離子在營養(yǎng)液中擴(kuò)散速度較快，H處理硝酸鹽含量比S和R處理分別顯著高出163.9%、96.98%（P<0.05）；維生素C含量是番茄營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)，H處理番茄維生素C含量最高，與其他處理存在顯著差異（P<0.05），分別比R、S處理高29.37%、27.40%，R和S處理間番茄果實(shí)中維生素C含量無顯著差異。

2.3 番茄的水分利用

由表7可知，在簡易設(shè)施結(jié)構(gòu)溫室中，栽培方式不同，番茄的WUE存在顯著差異。從定植到拉秧，R處理番茄耗水量最多，與其他處理存在顯著差異，比S、H處理的耗水量分別高出42.94%、41.25%，H、S處理間耗水量無顯著差異。通過計算WUE發(fā)現(xiàn)，H處理番茄的WUE最高，其次為R、S處理，H處理與R、S處理相比分別高出5.66%、23.17%。由此可見，土壤栽培番茄產(chǎn)出單位質(zhì)量的番茄耗水量較其他處理更高。

2.4 效益比較

2.4.1 經(jīng)濟(jì)效益 由于不同模式番茄的成熟期不盡相同，巖棉栽培和水培番茄的生育期為90 d、土壤栽培番茄的生育期為110 d，故茬口安排不同，留果4穗后，由于土壤栽培番茄前期需要先緩苗，然后才開始生長，因此生長緩慢，即1年可種植2茬，而水培與巖棉栽培合理利用茬口后，可種植3茬，按照本試驗(yàn)獲得的產(chǎn)量進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。

不同栽培模式在成本、收入和利潤上存在很大差異，從表8中可知，按照收入排序?yàn)镽>H>S，R處理單位面積番茄產(chǎn)量最高，即收入最高，收入分別為H、S處理的1.34、2.50倍；在巖棉栽培模式中，單位面積巖棉條、巖棉塊的成本占據(jù)總成本的69.21%，巖棉回收技術(shù)不成熟，無法進(jìn)行回收，對環(huán)境保護(hù)造成較大壓力；土壤栽培的成本來源主要為人工費(fèi)用，單位面積人工費(fèi)占總成本的72.47%；水培成本主要來自營養(yǎng)液及營養(yǎng)液桶；通過計算各栽培模式下的成本，從高到低排序?yàn)镽>H>S，R處理單位面積成本最高，分別是H、S處理的2.53、6.02倍。利用公式計算利潤發(fā)現(xiàn)H處理單位面積上的利潤最高，分別是R、S處理的7.70、1.53倍，凈利潤為38.692元/m2，R處理利潤最低，為5.023元/m2。

投入產(chǎn)出比（ROI）是指項(xiàng)目全部投資與運(yùn)行壽命期內(nèi)產(chǎn)出的以貨幣形式表現(xiàn)的生產(chǎn)活動的最終成果。投產(chǎn)比的值越小，表明經(jīng)濟(jì)效果越好。計算運(yùn)行壽命期內(nèi)不同栽培模式的ROI發(fā)現(xiàn)，ROI從低到高排序?yàn)镾

2.4.2 綜合評價 不同栽培模式對番茄產(chǎn)量品質(zhì)的影響不同，從單一模式來看，不足以篩選出最優(yōu)的栽培模式。采用主成分分析法，最終提取出了特征值大于1的3個主成分PC1、PC2和PC3，貢獻(xiàn)率分別為35.797%、32.249%和19.937%，累計貢獻(xiàn)率為87.983%，因此可用這3個主成分代表所有指標(biāo)進(jìn)行分析。通過公式“綜合得分=PC1的方差貢獻(xiàn)率/累計貢獻(xiàn)率×FAC1+PC2的方差貢獻(xiàn)率/累計貢獻(xiàn)率×FCA2+PC3的方差貢獻(xiàn)率/累計貢獻(xiàn)率×FAC3”計算得出各處理的綜合得分并排序［27］，從表9可知，H處理的綜合得分最高，為0.580，說明該處理對這3個主成分影響最大，其次是S處理，為0.003，而R處理綜合得分最低，為-0.583。

3 討論

3.1 不同模式短程栽培番茄的生長、產(chǎn)量及品質(zhì)

番茄的品質(zhì)和產(chǎn)量是衡量短程栽培模式效果的重要指標(biāo)［28-29］，不同栽培模式下短程栽培番茄生長發(fā)育存在差異，相應(yīng)地影響了番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究結(jié)果表明，番茄株高、莖粗、葉片數(shù)、單株葉面積、總鮮質(zhì)量以及總干質(zhì)量均表現(xiàn)為巖棉栽培最高，水培高于土壤栽培。在單株葉面積上巖棉栽培高于其他處理，土壤栽培最低，這表明巖棉栽培下番茄植株光合能力更強(qiáng)，光合產(chǎn)物積累更多，分配到果實(shí)的同化物就相應(yīng)的增加［30］，最終產(chǎn)量更高。水培僅依據(jù)EC進(jìn)行調(diào)整營養(yǎng)液，在長期循環(huán)下會造成作物需求較低的SO2-4等礦物離子積累，產(chǎn)生離子拮抗抑制了需求量較大的養(yǎng)分離子吸收利用，最終導(dǎo)致了番茄產(chǎn)量的降低［18］。

土壤栽培下番茄可溶性糖含量、有機(jī)酸含量、糖酸比、硬度高于其他處理，番茄具有更好的口感，這與Gosselin等的研究結(jié)果［18，31］相符。巖棉栽培下番茄可溶性固形物、維生素C含量最低，這與Verdoliva等的研究結(jié)果［12］存在差異，這是由于栽培環(huán)境、試驗(yàn)處理和試驗(yàn)品種不同造成的；由于水培番茄營養(yǎng)液使用以硝酸鹽作為氮源，其在水中擴(kuò)散速度快，更有利于被作物吸收利用，導(dǎo)致番茄中硝酸鹽含量偏高［32］。除此之外，維生素C作為一種重要的營養(yǎng)物質(zhì)［33］，在水培下，番茄的維生素C含量明顯高于其他栽培模式，說明水培番茄具有較高的營養(yǎng)價值［34］。

3.2 不同模式短程栽培番茄的水分利用情況

本試驗(yàn)各處理耗水量存在差異，S處理采用地膜覆蓋，H處理處于封閉環(huán)境，均利用減少水分蒸發(fā)，來達(dá)到節(jié)約用水和水分精確控制的目的，Verdoliva等研究發(fā)現(xiàn)水培植物將根系浸沒在營養(yǎng)液中，與土壤栽培相比，植物水分蒸騰減少，果實(shí)用水量減少，即生產(chǎn)單位產(chǎn)量的番茄，土壤栽培需要消耗更多的水［12，35］，本試驗(yàn)結(jié)果與之相符；巖棉栽培植株水分利用效率略低于水培，試驗(yàn)結(jié)果表明，巖棉栽培番茄地上部分總鮮質(zhì)量明顯高于其他處理，使大量的水分用于營養(yǎng)生長，果實(shí)中的水分消耗占比降低，從而造成了巖棉栽培水分利用效率較低的情況。

3.3 綜合效益分析

目前最常用的栽培模式是土壤栽培，但產(chǎn)量低、水分利用效率低、管理繁瑣，在種植過程中許多病蟲害問題不可避免，農(nóng)藥成本相應(yīng)增加；巖棉栽培在短程番茄栽培中可以獲得更高的產(chǎn)量，管理簡單，但巖棉購置成本太高、回收再利用難度大，不適合用于生產(chǎn)，水培產(chǎn)量低于巖棉栽培，高于土壤栽培，但生產(chǎn)成本較低，對土壤栽培、巖棉栽培、水培經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行計算，發(fā)現(xiàn)水培的利潤遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他處理，在進(jìn)行生產(chǎn)時，水培可以獲得更大的收益，并且水培番茄維生素C含量高，果實(shí)品質(zhì)好，水分利用率高，番茄生育期短，更適合我國北方地區(qū)短程番茄栽培生產(chǎn)。

主成分分析法目前廣泛應(yīng)用于園藝作物品質(zhì)的綜合評價［36］，本研究利用主成分分析法對3種栽培模式進(jìn)行綜合比較，通過得分可以看出，水培生產(chǎn)番茄的得分最高，因此可以得出結(jié)論，水培種植番茄可以用于我國北方地區(qū)短程栽培生產(chǎn)。

4 結(jié)論

短程栽培番茄下，巖棉栽培果實(shí)品質(zhì)差，經(jīng)濟(jì)效益低，水分利用效率高于土壤栽培，低于水培；土壤栽培番茄糖、酸含量最高，硬度最大，水分利用效率最低，產(chǎn)量最低，經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于巖棉栽培。對經(jīng)濟(jì)效益、產(chǎn)量、品質(zhì)進(jìn)行綜合評估后，水培相比巖棉栽培、土壤栽培，收益最好，綜合評價得分最高，可以用于我國北方地區(qū)番茄短程栽培生產(chǎn)。

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收稿日期：2023-02-04

基金項(xiàng)目：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京市創(chuàng)新團(tuán)隊項(xiàng)目（編號：BAIC08-2022）；北京市農(nóng)林科學(xué)院青年科研基金（編號：QNJJ202119）；北京市鄉(xiāng)村振興科技項(xiàng)目（編號：20220716）；河北省重點(diǎn)研發(fā)計劃（編號：21327005D）。

作者簡介：蘇 開（1999—），男，河北邯鄲人，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)藝與種業(yè)。E-mail：898432993@qq.com。

通信作者：崔金霞，博士，教授，主要從事蔬菜作物抗逆機(jī)理研究。E-mail：Jinxiacui77@163.com。