灌溉方式對(duì)冀西北棚室結(jié)球萵苣生長(zhǎng)的影響研究

史偉杰，張博超，王曼，左利兵，常磊，高華山*

（1.張家口市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，河北張家口 075000；2.張家口市種子管理站，河北張家口 075000）

結(jié)球萵苣（Lactuca sativavar.Capitata L.）屬于菊科萵苣屬，是萵苣種中重要的葉用類型，俗稱結(jié)球生菜。結(jié)球萵苣是1 年或2 年生半耐寒草本植物，生長(zhǎng)期短[1]。近年來，隨著蔬菜飲食結(jié)構(gòu)的變化，萵苣的需求量逐漸增大，栽培面積也隨之?dāng)U大，逐漸成為我國(guó)重要的綠色蔬菜之一[2]。冀西北地區(qū)地處我國(guó)黃土高原夏秋蔬菜優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)，氣候冷涼，光照充足，蔬菜產(chǎn)區(qū)遠(yuǎn)離工業(yè)污染，所生產(chǎn)的結(jié)球萵苣爽口脆嫩、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，且具有一定的藥用價(jià)值[3]，備受國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者青睞。近年來葉用萵苣已經(jīng)成為冀西北地區(qū)栽培的主要蔬菜，其中結(jié)球萵苣數(shù)量最多[4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，張家口地區(qū)2018 年葉用萵苣栽培面積3 900 hm2，其中90%以上為結(jié)球萵苣，總產(chǎn)量達(dá)到14.08 萬t，總產(chǎn)值達(dá)到32 735.34 萬元[5]，主要分布在冀西北地區(qū)尚義縣、沽源縣、張北縣和壩中地區(qū)赤城縣[6]，種植結(jié)球萵苣已成為冀西北地區(qū)農(nóng)民增收和精準(zhǔn)脫貧的重要措施。

然而，城鎮(zhèn)化進(jìn)度的加快和經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展使各個(gè)行業(yè)的用水量激增，冀西北地區(qū)水資源短缺現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，近年來逐漸成為冀西北地區(qū)蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大限制因素[7]。為了使結(jié)球萵苣能夠提早上市，有些菜農(nóng)用大棚進(jìn)行結(jié)球萵苣栽培，并采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，起到了明顯的節(jié)水和提質(zhì)增產(chǎn)效果[8]。普及先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)、開展結(jié)球萵苣節(jié)水灌溉研究對(duì)于提高冀西北蔬菜灌溉水分利用效率，節(jié)約灌溉用水具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義[9]，也為緩解我國(guó)水資源供需矛盾提供了新思路[10]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019 年4～6 月在張家口市沽源縣小河子鄉(xiāng)進(jìn)行，該區(qū)域位于內(nèi)蒙古高原南部邊緣，氣候?qū)贉貛Т箨懶圆菰瓪夂?，試?yàn)區(qū)土壤類型為砂壤土，0～30 cm 土層土壤容重為1.25 g/cm3，田間持水量為16.8%。試驗(yàn)地土壤理化性質(zhì)見表1，與全國(guó)第二次土壤普查推薦的土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表比對(duì)發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)地土壤屬于3 級(jí)土，肥力中等，pH 為弱堿性。

表1 土壤理化性質(zhì)Table 1 Physicochemical property of soil

1.2 試驗(yàn)材料

供試結(jié)球萵苣品種為射手101，多年在冀西北地區(qū)栽培，該品種適合本地氣候特點(diǎn)、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、耐抽薹、耐干燒心、商品性好。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以常規(guī)管灌（T0）為對(duì)照，采用膜下微噴（T1）、膜下地表滴灌（T2）、膜下地下滴灌（T3）、膜下加氣地下滴灌（T4）這4 種不同的節(jié)水灌溉方式，開展了不同灌溉方式對(duì)冀西北早春棚室結(jié)球萵苣生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響研究。

試驗(yàn)地塊冬前深耕20～25 cm，耕后曬垡，整平，耙細(xì)。結(jié)合整地每667 m2底施充分腐熟的優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥3 000 kg、過磷酸鈣50 kg、微生物復(fù)合肥料60 kg。各處理在緩苗后結(jié)合澆水追施一次高氮型水溶肥150 kg/hm2，蓮座期結(jié)合澆水追施平衡型水溶肥225 kg/hm2，包心期結(jié)合澆水每667 m2追施平衡型水溶肥225 kg/hm2，結(jié)合病蟲害防治分別在蓮座后期和包心期各葉面噴施一次1%硝酸鈣溶液，所用肥料符合NY/T 394 的規(guī)定。

1.3.2 田間管理

試驗(yàn)結(jié)球萵苣于2019 年4 月16 日定植，6 月17 日采收，所有處理均采用單畦雙行定植，畦內(nèi)行距35 cm、株距35 cm，定植密度67 500 株/hm2。共設(shè)5 個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)3 次重復(fù)，各小區(qū)隨機(jī)排列，小區(qū)之間至少留有1 m 的安全距離。各處理栽培措施一致。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

不同生育期日均耗水量通過植物莖流計(jì)測(cè)得；每個(gè)小區(qū)中選3 株長(zhǎng)勢(shì)基本一致的結(jié)球萵苣植株，測(cè)定植株株高、株幅、葉片數(shù)（≥2 cm2的葉片）和最大葉質(zhì)量[6]；在結(jié)球萵苣收獲后，測(cè)定不同處理可溶性蛋白含量、維生素C 含量、可溶性糖含量、單株質(zhì)量、單球質(zhì)量等品質(zhì)指標(biāo)。各處理抽樣100 個(gè)結(jié)球萵苣，計(jì)算一級(jí)品占樣本的百分比，計(jì)算一級(jí)品率和一級(jí)品產(chǎn)量（一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)為沒有蟲眼和病斑，結(jié)球狀態(tài)好、緊湊結(jié)實(shí)，無抽薹，刀口平整，質(zhì)量大于500 g，球身外2～3 片葉子）。其中可溶性蛋白含量使用考馬斯亮藍(lán)G-250 染色法測(cè)定[11]，維生素C 含量使用鉬藍(lán)比色法測(cè)定[11]，可溶性糖含量用蒽酮比色法測(cè)定[11]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 和SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析；采用Duncan 新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理耗水規(guī)律研究

通過植物莖流計(jì)測(cè)得結(jié)球萵苣在不同生育期的日均耗水量[12]，綜合考慮氣象、土壤灌溉和作物自身等因素，得到結(jié)球萵苣的田間日均耗水量隨生育期的變化情況，如表2 所示。由表可知，5 個(gè)處理的日均耗水量都呈現(xiàn)出先減小后增大的規(guī)律，并且均在結(jié)球期達(dá)到日均耗水量最大。通過分析發(fā)現(xiàn)，結(jié)球萵苣在苗期時(shí)，因根系還不夠發(fā)達(dá)，且葉片較小，所以植株日均耗水量是1.65～1.80 mm/d，主要以棵間蒸發(fā)為主，沒有顯著差異；在蓮座期，對(duì)照組T0 日均耗水量顯著增加，達(dá)到3.21 mm/d，而各處理在蓮座期日均耗水量沒有顯著性差異，均在1.72～1.78 mm/d。隨著結(jié)球萵苣進(jìn)入結(jié)球期，棚室溫度逐漸升高，植株根系發(fā)達(dá)，促使植株蒸騰作用加劇，植株耗水量達(dá)到頂峰，對(duì)照組T0 日均耗水量達(dá)到5.97 mm/d，顯著高于各處理組。而在各處理中，T4 處理的日均耗水量顯著增加，可能與其根部發(fā)達(dá)、葉片數(shù)量較多有關(guān)[13]，日均耗水量達(dá)到2.91 mm/d。

表2 日均耗水量隨生育期的變化（mm/d）Table 2 Changes of daily average water consumption with different growth stages（mm/d）

2.2 不同灌溉方式對(duì)結(jié)球萵苣生長(zhǎng)的影響

在結(jié)球萵苣定植60 d 進(jìn)入采收期后，對(duì)不同處理的株高、株幅、葉片數(shù)和最大葉質(zhì)量等生物學(xué)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果如表3 所示。

表3 不同灌溉方式對(duì)植株生物學(xué)性狀的影響Table 3 Effect of different irrigation methods on plant biological charactors

由表3 知，在株高方面T1 與T0 無顯著性差異，但T2、T3 都與T0 有顯著性差異，T4 處理與其他處理也有顯著性差異。在株幅和最大葉質(zhì)量方面，各處理無顯著性差異。在葉片數(shù)方面T0 與T1、T2 無顯著性差異，T3 與T0 有顯著差異，而T4 與其他處理都有顯著性差異。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，T4 處理在株高和最大葉質(zhì)量方面與其他處理都有明顯差異，可能是因?yàn)榧託獾叵碌喂喾绞酱龠M(jìn)了結(jié)球萵苣根系的呼吸，使植株生長(zhǎng)量增大[14]。

2.3 不同灌溉方式對(duì)結(jié)球萵苣營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

不同灌溉方式對(duì)萵苣營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響如表4 所示。由表可知，與T0 相比，各處理組的可溶性蛋白和可溶性糖含量都有小幅增加；維生素C 含量變化明顯，其中T0為1.48 mg/g，而處理組T1、T2、T3 相比T0 有顯著增加，分別達(dá)到1.89、1.84、2.31 mg/g，處理組T4 最高，為2.43 mg/g，相比對(duì)照增加了64.2%，說明節(jié)水灌溉可在一定程度上提高結(jié)球萵苣的品質(zhì)。有研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于傳統(tǒng)的大水漫灌，采用膜下節(jié)水灌溉方式的用水量大幅減少，但蔬菜的可溶性糖和總酸含量增加，水分脅迫可提高蔬菜內(nèi)糖、有機(jī)酸、維生素C 等可溶物的含量以及干物質(zhì)含量[15]，本試驗(yàn)中處理組使用多種膜下滴灌技術(shù)所得到的結(jié)果也符合這個(gè)規(guī)律。

表4 不同灌溉方式對(duì)萵苣營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響Table 4 Effect of different irrigation methods on plant nutritional quality

2.4 不同節(jié)水灌溉方式對(duì)結(jié)球萵苣產(chǎn)量的影響

表5 不同灌溉方式對(duì)植株產(chǎn)量的影響Table 5 Effect of different irrigation methods on yield

不同灌溉方式對(duì)萵苣產(chǎn)量的影響如表5 所示。由表5 可知，與T0 相比，T1、T2、T3 的單株質(zhì)量變化不明顯，T4 單株質(zhì)量顯著增加，達(dá)到1 720 g。各處理的單球質(zhì)量相比T0 均有增加，且T4 處理在單株質(zhì)量上出現(xiàn)明顯的增加，達(dá)到1 203 g，造成這一現(xiàn)象的原因可能是加氣滴灌方式促進(jìn)了結(jié)球萵苣的根系生長(zhǎng)，增加了單株質(zhì)量，同時(shí)促進(jìn)了地上部分的生長(zhǎng)[14]。使用節(jié)水灌溉方式處理的一級(jí)品率都有所提高，這也直接導(dǎo)致各處理的一級(jí)品產(chǎn)量提高，尤其是T4 處理增加明顯，達(dá)到73894kg/hm2。

2.5 不同灌溉方式用水情況

表6 不同灌溉方式用水情況Table 6 Water usage of different irrigation methods

不同灌溉方式用水情況如表6 所示。由表可知，與T0 每1 hm2灌水量1 380 m3相比，各處理組都有顯著的節(jié)水效果，T1、T2、T3、T4 處理分別為646、525、495、510 m3，節(jié)水比例分別為53.3%、61.9%、64.1%和63%，平均為60.6%。分析結(jié)球萵苣的一級(jí)品產(chǎn)量得出，與T0 相比，采用節(jié)水灌溉技術(shù)的4 個(gè)處理組都表現(xiàn)出一級(jí)品產(chǎn)量較高、同時(shí)用水量大幅降低的趨勢(shì)，所以每1 m3灌溉水生產(chǎn)結(jié)球萵苣的產(chǎn)出率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)灌溉模式，T1、T2、T3、T4 處理組分別達(dá)到107.1、135.6、143.1、144.9 kg/m3。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)通過分析不同灌溉方式對(duì)冀西北早春棚室結(jié)球萵苣生長(zhǎng)、產(chǎn)量和節(jié)水情況的影響，得出采用傳統(tǒng)灌溉方式的結(jié)球萵苣在株高、葉片數(shù)和最大質(zhì)量方面都低于采用節(jié)水灌溉技術(shù)處理的，同時(shí)采用節(jié)水灌溉處理在產(chǎn)品品質(zhì)、產(chǎn)量和節(jié)水率方面都有優(yōu)勢(shì)，特別是加氣滴灌能顯著提高結(jié)球萵苣的品質(zhì)和一級(jí)品率。采用節(jié)水灌溉技術(shù)的處理的平均節(jié)水率達(dá)到60.6%，單方水產(chǎn)出率高于傳統(tǒng)灌溉一倍以上。綜合考慮結(jié)球萵苣品質(zhì)、產(chǎn)量的提升和水資源合理利用，以及冀西北地區(qū)不斷提高的人力、土地成本，推廣新型節(jié)水灌溉技術(shù)是冀西北地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)未來的發(fā)展方向。