不同水質(zhì)條件下灌水量對(duì)番茄生理指標(biāo)和產(chǎn)量的影響及綜合效益評(píng)價(jià)

楊海媚 崔理華

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣東 廣州510642）

我國(guó)是一個(gè)水資源短缺的國(guó)家，嚴(yán)峻的水資源問(wèn)題成為我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中一個(gè)不能回避的難點(diǎn)，而且我國(guó)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有很大差距。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式是一種高投資、高回報(bào)的模式，通過(guò)高水高肥獲得高產(chǎn)。水肥資源約束已成為制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸［1］。新形勢(shì)下，發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水，轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式是緩解水資源短缺、發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵舉措。鑒于此，本研究在磁化與不同灌溉水量耦合情況下，研究磁化處理對(duì)不同灌溉水量（N1 160 L、N2 200 L、N3 240 L）的影響，以及磁化水灌溉對(duì)土壤含水率和溫室番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)的影響。在這個(gè)過(guò)程中，有傳統(tǒng)的節(jié)水技術(shù)研究，也有磁場(chǎng)、電場(chǎng)和激光等領(lǐng)域?qū)τ谵r(nóng)業(yè)節(jié)水的研究。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

本試驗(yàn)于2019年10—11月在廣東省高州農(nóng)業(yè)學(xué)校綜合實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行。該基地平均海拔55 m，屬丘陵地帶，地面不平，土壤主要為河流沖積物發(fā)育而成的沉積土，土層深厚，保水、保土、保肥效果較好，平均土壤容重為1.37 g/cm［2］。該地屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫22.8℃，最高溫度37.6℃，最低溫度-1.5℃。1月平均氣溫為15.1℃，7月平均氣溫為28.4℃，年溫差明顯。年平均降雨量為1 892.7 mm，降雨主要集中在4—9月，降雨年際變化大。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)番茄品種為金元寶202。2019年7月，開(kāi)始對(duì)大棚環(huán)境、設(shè)備和土地進(jìn)行處理，待大棚恢復(fù)原有的生態(tài)環(huán)境后，9月種植番茄秧苗，整個(gè)生育期對(duì)番茄進(jìn)行溫室滴管處理［3］。該試驗(yàn)處理包括水的處理（FM磁化水、F非磁化水）和灌水梯度的處理（N1 160 L、N2 200 L、N3 240 L），2種因素交叉重組為6種處理（FMN1、FMN2、FMN3、FN1、FN2、FN3）。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，共18壟，每壟面積為1 m×8 m，壟溝間距為0.5 m。其中，番茄秧苗每壟種植2行，行株距為0.6 m×0.4 m，番茄的種植密度為3.4萬(wàn)株/hm2，每壟番茄中間設(shè)置一條滴管帶。

1.3 測(cè)定方法與內(nèi)容

1.3.1 土壤含水量的測(cè)定。土壤含水率采用時(shí)域反射儀（TDR）進(jìn)行測(cè)量，共分4個(gè)層次深度進(jìn)行測(cè)量，即15、30、45、60 cm，分別在番茄的苗期、花期和果實(shí)膨大期每5 d測(cè)定1次，每個(gè)生育期測(cè)3次。

1.3.2 土壤養(yǎng)分的測(cè)定。土壤養(yǎng)分的測(cè)定采用型號(hào)為HM-TYA型土壤養(yǎng)分速測(cè)儀，測(cè)定土壤中全氮、全磷、全鉀等含量，在番茄果實(shí)膨大期測(cè)定3次，選取土層深度為20 cm處，在每隔處理小區(qū)隨機(jī)多點(diǎn)取樣然后充分混合、攪拌、磨碎，然后用篩子選出細(xì)小顆粒倒入蒸餾水中充分溶解［4］。

1.3.3 番茄株高、莖粗和葉面積的測(cè)定。用游標(biāo)卡尺和米次每隔7 d，每個(gè)試驗(yàn)處理選取6株固定植株測(cè)定株高、底部地上5 cm處的莖粗值；每個(gè)生育階段選取3株固定植株大小均勻的6個(gè)葉片，測(cè)定葉面積（用葉子的最大長(zhǎng)度乘以最大寬度，再乘以葉面積系數(shù)即為葉面積，葉面積系數(shù)取0.639 3）。分別在番茄的苗期、花期和果實(shí)膨大期每7 d測(cè)定1次，每個(gè)生育期測(cè)3次。

1.3.4 葉綠素含量的測(cè)定。每壟選擇3株固定植株測(cè)定上中下3片葉的SPAD值，分別在番茄的苗期、花期和果實(shí)膨大期每7 d測(cè)定1次，每個(gè)生育期測(cè)3次。

1.3.5 番茄光合特性的測(cè)定。番茄光合特性測(cè)定采用北京力高泰科技有限公司生產(chǎn)的LI—6400XT便攜式光合儀，該儀器可以測(cè)量的參數(shù)包括二氧化碳（CO2）濃度、空氣溫度、葉片溫度、相對(duì)濕度、蒸汽壓虧缺、露點(diǎn)溫度、凈光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度及Ci/Ca等［5］。本次試驗(yàn)主要測(cè)量?jī)艄夂纤俾?、氣孔?dǎo)度和蒸騰速率的日變化3個(gè)指標(biāo)。選擇無(wú)云少風(fēng)的晴天，測(cè)定時(shí)間為06:00—18:00，番茄測(cè)定條件設(shè)置為流速500μmoL/s，采用非控制條件下的自然光源。選擇植株上部充分展開(kāi)的葉片，每壟隨機(jī)測(cè)4株，每2 h測(cè)1次，共測(cè)6次。分別在番茄的苗期、花期和果實(shí)膨大期每7 d測(cè)定1次，每個(gè)生育期測(cè)3次。

1.3.6 番茄生物量的測(cè)定。在各個(gè)小區(qū)地段上任選4株有代表性的植株，連根挖取，沖洗干凈并用紗布吸干附著水分。然后將植株分為根、莖、葉3個(gè)部分，用感量為0.01 g的電子秤分別稱其鮮質(zhì)量，然后將其裝入紙袋并做好標(biāo)記，放入干燥恒溫箱。先在105℃下殺青30 min，然后降至75℃恒溫干燥至樣品質(zhì)量不變?yōu)橹?。分別在番茄的苗期、花期和果實(shí)膨大期每7 d測(cè)定1次，每個(gè)生育期測(cè)3次。

1.3.7 番茄品質(zhì)和產(chǎn)量的測(cè)定。游標(biāo)卡尺測(cè)果徑長(zhǎng)度，千分之一天平測(cè)量單果質(zhì)量，硬度計(jì)測(cè)量番茄的硬度，直接碘量法測(cè)定番茄的維生素C含量，折光儀測(cè)定番茄的含糖量。每個(gè)處理選取標(biāo)定12株番茄測(cè)定產(chǎn)量，每隔四五天多次測(cè)產(chǎn)，計(jì)量果數(shù)、單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量、單位面積產(chǎn)量。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

不同水質(zhì)對(duì)土壤含水量的影響較為明顯，隨著土層深度的加深，不同處理下土壤含水量的差異性有所減緩。試驗(yàn)結(jié)果顯示，磁化水能提高土壤的儲(chǔ)水量，從而達(dá)到保水促進(jìn)植物生長(zhǎng)的目的。番茄的株高、莖粗、葉面積在一定程度上呈正相關(guān)關(guān)系，隨著生育期的推進(jìn)，各處理番茄的株高、莖粗、葉面積和葉綠素含量均在增加。其中，苗期和花期的變化趨勢(shì)較大，而果實(shí)膨大期保持平穩(wěn)或略有下降趨勢(shì)，這說(shuō)明磁化水和一定量的灌水量能促進(jìn)番茄生長(zhǎng)發(fā)育。同水質(zhì)對(duì)番茄葉片凈光合速率的影響較為明顯，不同灌水量對(duì)番茄葉片凈光合速率的影響也較為明顯，隨著番茄生育期的推進(jìn)，番茄葉片凈光合速率差異性有所減緩；不同水質(zhì)對(duì)番茄葉片氣孔導(dǎo)度的影響較為明顯，不同灌水量對(duì)番茄葉片氣孔導(dǎo)度的影響也較為明顯，隨著番茄生育期的推進(jìn)，番茄葉片氣孔導(dǎo)度差異性有所減緩；不同水質(zhì)對(duì)番茄葉片蒸騰速率的影響較為明顯，不同灌水量對(duì)番茄葉片蒸騰速率的影響也較為明顯，隨著番茄生育期的推進(jìn)，番茄葉片蒸騰速率差異性有所減緩。在番茄的果實(shí)膨大期，番茄的果徑、單果質(zhì)量、硬度、含糖量和維生素C含量表現(xiàn)為，不同水質(zhì)和不同灌水量在一定程度上對(duì)番茄的品質(zhì)均有促進(jìn)作用。相同水質(zhì)條件下，番茄根、莖、葉的干物質(zhì)累積和產(chǎn)量表現(xiàn)為，磁化水下番茄的干物質(zhì)累積和產(chǎn)量最高，說(shuō)明磁化水和一定量的灌水量能促進(jìn)番茄的干物質(zhì)累積和產(chǎn)量提高。水質(zhì)和灌水量均能使本試驗(yàn)的綜合適用性指數(shù)提高，且磁化水條件下灌水量為200 mL為最優(yōu)。

3 結(jié)論與建議

本文將磁化水與不同灌水量結(jié)合起來(lái)，并采取大棚膜下滴灌種植模式開(kāi)展了一系列試驗(yàn)，雖取得了一些成果，但受限于現(xiàn)場(chǎng)條件、試驗(yàn)時(shí)間及其他不可受控原因的影響，整個(gè)過(guò)程及其結(jié)果并未完全達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，需其他研究人員進(jìn)一步改進(jìn)完善。本次試驗(yàn)得出，后續(xù)研究人員在開(kāi)展相關(guān)工作時(shí)，要綜合考慮、研究其他因素的影響，如土壤理化特性、生物群落、水熱鹽平衡等因素及他們之間的相互關(guān)系，再探尋更優(yōu)的種植模式；要通過(guò)要素組合、措施綜合等集成若干種方式進(jìn)行對(duì)比分析、研究，并擇取更好的研究結(jié)果、種植模式予以推廣應(yīng)用，從而找到能適用于不同環(huán)境、不同生態(tài)系統(tǒng)，能取得更好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社會(huì)效益的大棚膜下滴灌種植系統(tǒng)。