不同灌水量對設施番茄產量和耗水規律的影響

孔德杰，鄭國寶，張源沛，郭生虎，朱金霞

（寧夏農業生物技術重點實驗室，寧夏銀川，75002）

番茄是餐桌上常見美味佳肴的原料，也是寧夏溫室大棚栽培常見的果菜類蔬菜，具有產量高，采收期和供應期長的特點[1]。水資源缺乏已經嚴重阻礙我國農業生產，因此在農業生產中如何科學用水，提高水分利用效率，使有限的水資源發揮更大的經濟效益，成為當前迫切需要解決的一個重大課題[2，3]。膜下滴灌能改變農田生態環境，使作物根系層的水分條件始終處在最優狀態，能調節土壤水、氣、熱，有利于作物生長發育，使作物緩苗快，上市早、品質高[4，5]，并且可減輕番茄病毒病為害，是增產、增值的有效途徑，具有顯著的經濟效益[6，7]。常英祖等[8]研究表明，番茄盛果期日光溫室膜下滴灌比溝灌室內空氣相對濕度降低了18%；楊麗娟等[9]發現在番茄全生育期膜下滴灌比溝灌耗水量減少了13.6%。

通過田間試驗，從不同灌水量入手，根據土壤水分平衡原理，研究不同灌水條件對大棚番茄生長發育的影響，以期為番茄生產種植選擇出最佳灌溉量，制訂合理節水灌溉方案，達到設施番茄高產、高效、節水的目標。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2009年1月在寧夏鹽池設施農業示范園日光溫室中進行，鹽池縣位于寧夏回族自治區東部，北緯 37°04′～38°10′，東經 106°30′～107°41′。 該縣屬于典型的中溫帶大陸性氣候，年均氣溫8.1℃，最高溫為34.9℃，最低溫-24.2℃，年均無霜期65 d；年均降水僅250～350 mm。溫室東西長90 m，南北寬7 m，鋼架無柱結構，供試土壤為沙壤土，前茬作物為花菜。

供試作物為科瑞斯番茄，定植時間 2009年1月10日。采用田間試驗，小區面積14.8 m2（2.8 m×6 m）。每小區之間用油氈隔斷，深60 cm，以防止水分側滲，其他管理措施同大田生產。

1.2 試驗處理

試驗設6個處理，3次重復，各處理總的灌水量分別為：75 mm，150 mm，225 mm，375 mm，450 mm，525 mm，分10次進行。灌水時間分別為：2009年2月3日，2月19日，3月5日，3月19日，4月1日，4月 16日，5月 7日，5月 21日，6月 4日，6月 20日。水源是經過沉淀凈化處理的黃河水，利用微型潛水泵加壓，通過滴管灌溉番茄根部，用水表記錄各小區灌水量。

1.3 測定內容與方法

每小區選10株定點測定番茄形態指標、產量及土壤含水量。

①形態指標的測定 每14 d左右用鋼尺和游標卡尺分別測定株高、莖粗。

②產量的測定 番茄采收期，測定番茄單株產量，番茄個數以及小區產量。

③土壤含水量測定 利用時域反射儀（TDR）對不同灌溉條件下的土壤含水量進行監測。每個處理的3次重復都裝有TDR管。測定時每10 cm為一個測定段，最后用加權平均法計算整個土壤的含水量，每旬測定1次，分別在各旬的第1天測定。用水量平衡法計算，用水表記錄各小區灌水量。

2 結果與分析

2.1 不同灌水量對番茄株高的影響

株高是反映植株生長勢強弱的重要指標之一，由圖1可知，隨著時間的推移，各處理下番茄株高均增加，各處理間差異不大。

圖3 不同灌水條件下番茄各生長發育階段的耗水量

圖4 不同灌水條件下各生長發育階段的耗水量占總耗水量的比例

2.2 不同灌水量下番茄不同生育期的日耗水強度

由圖2得知，在不同灌溉條件下，設施番茄各階段的日耗水量表現為隨著灌溉量的增加而增加，其中結果前期（開花坐果期）日平均耗水量最大，當灌溉量為450 mm時，日耗水量高達7.31 mm。設施番茄結果盛期和結果后期的日耗水量，隨灌溉量的增加而增加。75 mm處理下，番茄日耗水量隨著植株生長發育先降后升再升再降，其他處理下，日耗水量均表現為先升后降。

圖3顯示，各處理下，均表現為營養生長階段的耗水量最大，顯著高于結果期。在結果盛期和結果后期，番茄耗水量隨著灌水量的增加而增加。

由圖4可以看出，各階段耗水量占總生育期耗水量的比例變化趨勢也是隨著灌溉量的增加而增加，其中以營養生長階段所占比例最大，各處理在營養生長階段、結果前期、結果盛期、結果末期階段耗水量占生育期總耗水量的比例分別為：35.5%～56.1%，6.9%～21.6%，18.4%～24.2%，13.1%～21.7%。

表1 不同灌水量對番茄產量和水分利用效率的影響

2.3 不同灌水量對設施番茄產量和水分利用效率的影響

比較不同處理下土壤水分消耗量、設施番茄產量、番茄生長期間的蒸騰量以及水分利用率，發現不同處理間產量存在顯著差異，隨著灌水量的增加，土壤蒸騰量和干物質質量逐漸上升，而土壤水分消耗量、番茄產量和水分利用率呈先增加后減少的趨勢。當灌水量為375mm時，番茄產量最高達到138 108 kg/hm2，水 分 利用 率 1.60 kg/m3；150 mm 灌水處理下，水分利用效率最高為2.15 kg/m3。此外225，375，450，525 mm 灌水處理下的番茄的產量均顯著高于75 mm處理（表1）。

3 結論

在寧夏中東部風沙干旱帶，通過建造溫室，并發展節水灌溉，協調土壤“水、肥、氣、熱”矛盾，是設施蔬菜栽培節水、增產、高效的理想途徑，是寧夏干旱地區設施蔬菜栽培的主攻方向。隨著灌水量的增加，蒸騰蒸發量增加，株高、莖粗、生物量和產量均呈先增加后降低的趨勢；其中以375 mm的灌水量增幅最大，增產效果最明顯，雖然水分利用率僅為1.60 kg/m3，但番茄品質好，且經濟效益明顯高于其他處理，與虞娜等[10]的結論相符。

不同處理下日耗水強度和階段耗水量存在不同變化，分析其原因，苗期植株葉片少，葉面積小，導致該時期的需水量較小，但從移栽到開花結果的營養生長期較長，所以該階段耗水量較大，占生育期總耗水量的比例也較大；結果前期（開花結果期）日耗水量急速增加，主要因為該時期植株生長最茂盛，隨著植株體的增大，蒸騰力增強，從土壤中吸收水分的動力也隨著增大，并且處于營養生長和生殖生長齊頭并進的階段，所以對水分的需求量較大；結果盛期，植株的生長狀況逐漸由營養生長、生殖生長并進轉變為生殖生長為主，日耗水量相對開花坐果期減弱，但大量的果實在此時期趨向成熟，故需水量也最大；到結果后期，隨著果實的不斷采摘，植株體逐漸轉向衰老，內部生理活動亦在減緩，需水強度開始下降，日需水量也隨之降低。不同灌水處理下日耗水強度和階段耗水量都隨著灌水量的增加而增加。主要因為隨著灌水量的增加，土壤水分含量也隨著增加，植株從土壤吸收水分所需的動力也較少，并且隨著灌水量增加，植株個體、株高和莖粗也增加，對水分的的需求量也增多。

根據本試驗研究結果，在寧夏中東部設施番茄栽培過程中，最佳的灌溉制度應該為：每10 d左右灌1次，在營養生長階段每次灌水15～30 mm，開花坐果期每次灌水45～60 mm，結果盛期每次灌水25～40 mm，結果后期每次灌水15～30 mm。在寧夏中東部地區，特殊的氣候和土壤生態環境下，水和肥具體以何種方式耦合，水分和肥料的利用效率最高，有待下一步研究。

[1]王翰霖，李建設.平衡施肥對寧夏銀川日光溫室番茄產量的影響[J].長江蔬菜，2009，8（4）：62-66.

[2]陳紅翔.寧夏水資源存在問題及對策研究[J].水資源研究，2006，27（1）：1-2.

[3]孫景生，康紹忠.我國水資源利用現狀與節水灌溉發展對策[J].農業工程學報，2000，16（2）：1-5.

[4]郭金強，王肖娟，彭擎宇，等.膜下滴灌加工番茄田間小氣候的特征 [J].石河子大學學報：自然科學版，2009，27（3）：295-297.

[5]Salokhe V M,Babel M S,Tantau H J.Water requirement of drip irrigated tomatoes grown in greenhouse in tropical en vironment[J].Agricultural Water Management,2005(71)：225-242.

[6]郭文忠，陳青云，高麗紅，等.設施蔬菜生產節水灌溉制度研究現狀及發展趨勢[J].農業工程學報，2005，21（z2）：24-27.

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[8]常英祖，趙元忠，孔令峰，等.日光溫室番茄膜下滴灌節水試驗研究 [J].甘肅農業大學學報，2007，42（3）：119-121.

[9]楊麗娟，張玉龍，須暉，等.灌溉方法對保護地土壤耗水量與番茄水分利用效率的影響 [J].灌溉排水學報，2004，23（3）：49-51.

[10]虞娜，張玉龍，鄒洪濤，等.溫室內膜下滴灌不同水肥處理對番茄產量和品質的影響 [J].干旱地區農業研究，2006，24，（1）：60-64.