寧夏旱作區(qū)日光溫室秋冬茬櫻桃番茄灌溉制度研究

王蓉 馬玲 黃靈丹 楊常新 馬麗 楊冬艷

摘要?為了探索日光溫室秋冬茬番茄灌溉需水量，在前人研究的基礎(chǔ)上設(shè)置了試驗灌溉制度，通過測定櫻桃番茄生育期土壤含水量變化、果實產(chǎn)量及品質(zhì)，來驗證此灌溉制度的合理性。試驗表明，整個生育期肥料隨水滴，番茄長勢良好，果實口感好，爛果率3.79%，產(chǎn)量高達43 995.90 kg/hm2，水分生產(chǎn)率為38.59 kg/m3，肥料生產(chǎn)率33.52 kg/m3，可達到高產(chǎn)高效、優(yōu)質(zhì)栽培的目的。因此，建議全生育期灌水總額1 140 m3/km2，苗期每次灌水定額為22.5 m3/hm2，施復(fù)合肥Ⅰ37.5 kg/hm2，灌溉周期為3～5 d;開花坐果期、采收初期、采收盛期每次灌水定額依次為30.0、37.5、45.0 m3/hm2，每次施復(fù)合肥Ⅱ 37.5 kg/hm2，灌溉周期均為3～5 d;生長末期灌水定額為22.5 m3/hm2，每次施復(fù)合肥Ⅱ 37.5 kg/hm2，灌溉周期20～22 d。

關(guān)鍵詞?日光溫室;秋冬茬;番茄;灌溉制度

中圖分類號?S274.1文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2018）33-0172-03

番茄為遍布世界的重要茄果類蔬菜，是溫室、大棚等設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培的主要蔬菜品種。番茄生長期間對水的要求較高，灌水是其獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)管理方式一般“大水大肥”，水和肥料的投入量是作物實際需求量的2～3倍甚至更高，盲目過量水肥投入不僅不會增加產(chǎn)量，還會降低作物品質(zhì)及水肥利用效率，且導(dǎo)致病害加劇、肥料深層淋失、產(chǎn)量品質(zhì)下降及環(huán)境污染等問題[1-3]，尤其北方日光溫室冬春季節(jié)溫度低且封閉，易形成高濕生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致多種病害發(fā)生和蔓延[4-5]。國內(nèi)外學(xué)者針對水肥一體化技術(shù)對番茄的生長發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)、水肥利用效率等方面進行了大量研究[6-9]，結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的灌水施肥方式相比，水肥一體化技術(shù)可以提高肥料利用率30%～40%，同時有助于櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。也有研究發(fā)現(xiàn)[10-12]，通過適當控制灌水上下限可以顯著提高番茄的干物質(zhì)量和產(chǎn)量，合適的土壤含水量是保障作物生長發(fā)育的重要條件，也是確定作物需水量和合理灌溉的重要依據(jù)。因此，筆者在前人對番茄灌水量及施肥量研究基礎(chǔ)上總結(jié)經(jīng)驗，如許金香等[13]得出秋冬茬番茄灌水量2 098.95 m3/hm2;王文娟[14]指出，日光溫室番茄產(chǎn)量50 t/hm2條件下，灌水定額為200 mm;張?zhí)m勤等[15]研究日光溫室番茄在開花坐果期的灌溉上限為田間持水量的85%;曾向輝等[16]試驗研究認為，日光溫室番茄苗期的灌溉上限55%～70%，開花坐果期為65%～85%，結(jié)果期70%～90%。根據(jù)當?shù)厣a(chǎn)環(huán)境條件，制定日光溫室秋冬茬櫻桃番茄水肥灌溉制度，通過采用紫藤連線智能灌溉控制系統(tǒng)，監(jiān)測控制櫻桃番茄不同生育期土壤含水量變化，驗證此方案下的水肥一體化灌溉制度是否合理。

1?材料與方法

1.1?試驗基地概況

試驗設(shè)置在寧夏吳忠（孫家灘）國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)的日光溫室（106°6′26″E，37°57′10″N），孫家灘屬大陸性干旱、半干旱氣候，海拔高度1 130 m，全年光照時間達3 000 h，全年太陽輻射高達700 kJ/m2，年平均氣溫8.8 ℃。年平均降水量193 mm，年蒸發(fā)量2 013 mm，氣候干燥。無霜期170 d左右，冬季寒冷多風(fēng)。試驗溫室寬12 m，長72 m，鋼架結(jié)構(gòu)，凈栽培面積1.166 7 m2，溫室后墻底寬3 m，脊高5 m，棚膜種類是明凈華涂層膜（日本住友化學(xué)公司生產(chǎn)），外覆蓋保溫材料保溫被，保溫采光效果良好。供試土壤容重為1.38 g/cm3，田間持水量為25.68%，0～30 cm土層具體理化性質(zhì)如下：全磷1.66 g/kg，全鉀14.80 g/kg，堿解氮142 mg/kg，有效磷245 mg/kg，速效鉀345 mg/kg，有機質(zhì)14 g/kg，全鹽0.65 g/kg，質(zhì)地砂壤土。

1.2?試驗材料

供試原料：小番茄品種麗妃2號。

供試肥料：海法魔力豐12-5-40+2MgO（N-P2O5-K2O），海法魔力豐（N：18;P2O5：27;K2O：27）。

供試水肥設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測設(shè)備：

以色列進口MixRite2.5自動比例泵，采用壓力補償?shù)晤^，滴頭距離10 cm，滴頭流速1.15 m3/h，系統(tǒng)走水5.7 m3/h。

北京紫藤連線智能灌溉控制系統(tǒng)：無線智能采集器，多種環(huán)境傳感器以及無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺，試驗人員手機下載大棚云管家APP安裝登陸，無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)有參數(shù)傳感器，如溫度、相對濕度、土壤溫度、土壤水分、營養(yǎng)液EC、pH、光照度、二氧化碳濃度。

1.3?試驗設(shè)計

在統(tǒng)一施用有機肥（牛糞）30 t/hm2，磷酸二銨675 kg/km2基礎(chǔ)上，后期水肥量按需供給。溫室栽培株行距壟寬80 cm，走道60 cm，株距22 cm，采用單行種植。種植密度41 700株/hm2。定植于2016年9月19日，生育期結(jié)束于2017年3月15日。試驗設(shè)有2個處理：處理①為常規(guī)水肥管理;處理②為試驗制定制度。具體水肥灌溉制度設(shè)置見表1、2。

1.4?測試項目與方法

1.4.1?土壤水肥的跟蹤測定。

利用北京紫藤連線智能灌溉控制系統(tǒng)監(jiān)測（0～20 cm），并記錄滴水肥時間、水肥量、水肥次數(shù)。

1.4.2?番茄生長指標的測定。

株高測定：選擇生長大小基本一致植株5株進行標記作為調(diào)查株，小區(qū)株高（地面到生長點）用鋼卷尺每10 d測量1次。

莖粗測定：莖粗用游標卡尺測量植株地面以上10 cm處植株直徑，每10 d測量1次。

1.4.3?番茄產(chǎn)量的測定。

用電子秤稱量小區(qū)產(chǎn)量（精確到0.01 g），根據(jù)小區(qū)面積換算成1 hm2產(chǎn)量。

1.4.4?番茄果實品質(zhì)的測定。

可溶性固形物：可溶性固形物含量使用TD-45數(shù)字折光儀測定;

可溶性糖：采用蒽酮比色法測定;

有機酸：酸堿滴定法測定;

VC含量：采用鉬藍比色法測定;

果形指數(shù)：用游標卡尺測量果實縱橫徑并計算（果實縱徑/橫徑）;

爛果、裂果率：采摘的爛果、裂果與總產(chǎn)量的百分比值。

1.5?數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2007、DPS 7.05統(tǒng)計分析軟件。

2?結(jié)果與分析

2.1?櫻桃番茄整個生育期土壤含水量變化

通過對櫻桃番茄不同生育期土壤含水量變化檢測得出（圖1），處理①整個生育期土壤含水量保持在22%～35%;處理②在不同生育期土壤含水量不同，在苗期時，土壤含水量達17.98%～20.54%，開花坐果期達15.41%～17.98%，采收期達20.54%～24.4%，生長末期達12.84%～15.41%。

2.2?櫻桃番茄生長指標的檢測

2.2.1?櫻桃番茄株高的檢測。

由表3看出，番茄株高的生長速率在各生育期不同，在開花坐果期最大，苗期次之，采收期的生長速率趨于平緩，生長末期幾乎停止生長。株高可以反映作物的生長趨勢，直接關(guān)系到產(chǎn)量。苗期，處理②的生長速率比處理①高出0.12 cm/d，但是均未達到顯著水平。由此可見，苗期需要較高的土壤水分來促進植株的生長，就可以滿足植株生長需求。開花坐果期，雖然2個處理株高生長速率差異不顯著，但是處理②比處理①高出4倍。適當?shù)乃挚杖庇兄谥仓觊L勢。采收期的2個處理土壤水分含量范圍相似，株高生長速率差異不顯著，處理①略高于處理②，說明在此期間，充足水分可以促進植株生長。生長末期，植株生長趨于緩慢，不需要大量水分供應(yīng)，2個處理株高生長速率均小于1 cm/d，且兩者株高差異顯著，處理②比處理①高出30.43%。

2.2.2?不同土壤含水量對番茄莖粗的影響。

由表4看出，番茄莖粗的生長速率在各生育期不同，在采收期最大，開花坐果期次之，生長末期趨于平緩，幾乎停止生長。苗期和開花坐果期，2個處理間莖粗生長速率均存在顯著差異，處理②比處理①高出58.33%～88.24%。由此可見，處理②的土壤水分在苗期和開花坐果期就可以滿足莖粗生長需求。采收期，2個處理株高生長速率幾乎相同。生長末期，莖粗生長幾乎停止，2個處理莖粗生長速率均小于0.1 mm/d，且兩者差異不顯著。

2.3?不同土壤含水量處理對番茄品質(zhì)的影響

可溶性糖、有機酸、糖酸比、維生素C、果形指數(shù)、爛果率均是衡量番茄果實品質(zhì)的重要指標，其含量高低與番茄的營養(yǎng)價值和口感有直接關(guān)系[12]。從表5看出，2個處理間的可溶性糖、有機酸、果形指數(shù)含量雖有所差異，但均未達到顯著水平。較高的可溶性糖含量和適當?shù)挠袡C酸含量可以提高糖酸比，2個處理糖酸比差異顯著，處理②比處理①高出53.46%，表明番茄整個生育期尤其末期，適當?shù)乜刂扑郑欣谔欠值姆e累。在爛果、裂果率上來看，2個處理存在差異顯著，處理①是處理②的2.6倍。由此可見，生長末期，過多的水分供應(yīng)會增加番茄爛果、裂果數(shù)量，而爛果、裂果率越低，番茄品質(zhì)越好，易于運輸和貯藏。

2.4?不同土壤含水量處理對番茄產(chǎn)量及水肥生產(chǎn)率的影響

在同等施肥量的條件下，2個處理的產(chǎn)量、耗水量、水分生產(chǎn)率均達到顯著差異。產(chǎn)量水平上，處理②比處理①增產(chǎn)3.32%;處理①的耗水量是處理②的1.59倍，且水分生產(chǎn)率比處理②顯著低38.95%。由此可見，處理②在節(jié)約水的同時，還達到了增產(chǎn)的目的。肥料生產(chǎn)率雖然2個處理沒有達到顯著差異水平，但是處理②略高于處理①。因此，番茄整個生育期合理的控制水分供應(yīng)，更能達到高產(chǎn)高效優(yōu)質(zhì)、節(jié)水節(jié)肥的栽培目的。

3?結(jié)論與討論

該試驗將常規(guī)滴灌和試驗制定灌水制度進行對比，通過對土壤含水量的監(jiān)控，測定櫻桃番茄長勢、產(chǎn)量、果實品質(zhì)及水肥生產(chǎn)率等指標。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在該試驗的水肥制度條件下：

溫室秋冬茬櫻桃番茄苗期、開花坐果期、采收期、生長末期的土壤含水量分別控制在17.98%～20.54%、15.41%～17.98%、20.54%～24.4%、12.84%～15.41%的范圍;番茄長

勢良好，可溶性糖含量達2.68%，有機酸達0.08%，糖酸比33.5，維生素C達263.8 mg/kgFW，果型指數(shù)1.01，為橢圓形，爛果率3.79%;產(chǎn)量高達43 995.90 kg/hm2，水肥生產(chǎn)率為38.59 m3/m3，肥料生產(chǎn)率33.52 kg/m3。

因此，在寧夏旱作區(qū)日光溫室種植櫻桃番茄，推薦此水肥制度：全生育期灌水總額為1 140 m3/hm2，苗期、開花坐果期、采收初期、采收盛期每次灌水定額分別依次為22.5、30.0、37.5、45.0 m3/hm2，灌溉周期均為3～5 d;采收末期灌水定額為22.5 m3/hm2，灌溉周期20～22 d;肥同灌水一起進行，苗期每次施用海法魔力豐（N：18;P2O5：27;K2O：27）22.5 kg/hm2，周期均為3～5 d;開花坐果期、采收初期、采收盛期每次施用海法魔力豐（N：12;P2O5：5;K2O：40）22.5 kg/hm2，周期均為3～5 d;采收末期每次施用海法魔力豐（N：12;P2O5：5;K2O：40）22.5 kg/hm2，周期均為20～22 d。此條件下番茄果實口感好，爛果、裂果率低，水肥生產(chǎn)率高，可達到高產(chǎn)高效、優(yōu)質(zhì)栽培目的。

參考文獻

[1] 李若楠，張彥才，黃紹文，等.節(jié)水控肥下有機無機肥配施對日光溫室黃瓜-番茄輪作體系土壤氮素供應(yīng)及遷移的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2013，19（3）：677-688.

[2] 袁亭亭，楊建平，徐坤.秋延遲番茄氮、磷、鉀優(yōu)化施肥方案研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2010，16（5）：1246-1251.

[3] 黃紹文，王玉軍，金繼運，等.我國主要菜區(qū)土壤鹽分、酸堿性和肥力狀況[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2011，17（4）：906-918.

[4] 包天莉，梁銀麗，李文平，等.櫻桃番茄品質(zhì)和產(chǎn)量對栽培方式及土壤類型的響應(yīng)[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2014，23（5）：129-133.

[5] 郭艷波，馮浩，吳普特.西北地區(qū)不同土壤水分處理對溫室大棚番茄產(chǎn)量和耗水的影響[J].自然資源學(xué)報，2009，24（1）：50-57.

[6] 黃紹文.設(shè)施番茄水肥一體化技術(shù)[J].中國蔬菜，2013（13）：40，41.

[7] 吳燕，梁銀麗.灌溉方式對溫室櫻桃番茄結(jié)果期根系特征與產(chǎn)量的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2012，30（4）：37-41.

[8] 虞娜，張玉龍，張玉玲，等.灌溉和施肥對溫室番茄產(chǎn)量和品質(zhì)影響效應(yīng)的研究[J].中國土壤與肥料，2009（4）：31-35.

[9] 劉學(xué)軍，張上寧，何寶銀.日光溫室番茄滴灌灌溉制度試驗研究[J].水資源與水工程學(xué)報，2010，21（3）：21-24.

[10] 張輝，張玉龍，虞娜，等.溫室膜下滴灌灌水控制下限與番茄產(chǎn)量、水分利用效率的關(guān)系[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，39（2）：425-432.

[11] 崔寧，張玉龍，劉洋，等.節(jié)點滲灌灌水控制上限對番茄生長及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].北方園藝，2010（7）：53-56.

[12] 齊紅巖，李天來，張潔，等.虧缺灌溉對番茄蔗糖代謝和干物質(zhì)分配及果實品質(zhì)的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37（7）：1045-1049.

[13] 許金香，高麗紅.日光溫室不同栽培茬口番茄需水量初探[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2005，21（5）：308-312.

[14] 王文娟.日光溫室番茄灌溉制度及水肥耦合效應(yīng)研究[D].沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

[15] 張?zhí)m勤，唐新蓮，黎曉峰，等.水肥一體化減量施肥對櫻桃番茄產(chǎn)質(zhì)量的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2015，46（7）：1270-1274.

[16] 曾向輝，王慧峰，戴建平，等.溫室西紅柿滴灌灌水制度試驗研究[J].灌溉排水，1999，18（4）：23-26.