設施番茄節水模式對產量結構和品質因素的影響

孫振榮，王興田，唐培園，劉 凱

(1. 甘肅省蘭州市農業科技研究推廣中心，蘭州 730000；2. 甘肅省蘭州市農產品質量監督管理中心，蘭州 730000)

蘭州地處西北高原干旱農業區，年均降雨量只有310 mm，采用設施節水灌溉是本地區蔬菜種植的主要模式。設施番茄栽培是其蔬菜主要的種植方式，傳統的設施番茄節水灌溉方式是壟作溝灌，灌溉成本高生產效率低。目前，本地區設施番茄栽培節水模式研究和推廣的重點方向為壟膜溝灌和膜下滴灌，較傳統灌溉方式節水1 800 m3/hm2。不同設施番茄節水模式對其產量和品質均有直接的影響，其相關性研究也是國內番茄栽培主要研究方向。安順偉等番茄灌水量對其生長產量品質影響研究結果表明，適量減少灌水量不會引起番茄產量降低，而且還可以在一定程度上提高番茄品質，提高水分利用效率[1]。高方勝等土壤水分對番茄生長發育及其產量品質的影響研究結果表明，水分對番茄營養生長存在正效應，特別是對株高、莖粗更為明顯，葉片數次之，而對生殖生長效應不明顯，處理間花蕾和花的數量差異不大，而脅迫處理的座果率比高水分處理要提高約35%[2]。姜春光等水肥調控對日光溫室番茄產量及其土壤氮素的影響結果表明，膜下溝灌成本低，節水節肥效果很好[3]。王克武等滴灌施肥強度對日光溫室蔬菜產量品質和水分利用的研究結果表明，番茄全生育期滴灌灌水量為2 160 m3/hm2時產量最高，滴灌施肥強度的提高可以提高番茄的可溶性固形物含量[4]。上述研究均是在設施番茄某種特定節水模式下得出與產量、品質等影響性因素。傳統的設施番茄節水模式采用壟作溝灌等漫灌形式，灌水量大，直接影響番茄產量及品質，專門針對設施番茄不同節水模式以及其與產量和品質相關性研究國內鮮有報道。本試驗在設施番茄同等種植條件下，以當地農民傳統壟作溝灌模式為對照，設壟膜溝灌和膜下滴灌2種節水模式處理，重點研究方向是采用不同節水模式處理對設施番茄產量及其品質的相關性，探討設施番茄最適合的節水模式、最適合的灌水量以及最高效的水分生產效率，為指導當地農民設施番茄種植提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

本試驗于2013-2014年在蘭州市榆中縣三角城設施蔬菜基地內進行，在處理相同條件下各試驗年度分別選用不同的番茄品種進行，以檢驗不同品種在相同處理下試驗效果。其中2013年供試品種選擇早熟有限生長型番茄品種奧斯頓F1，2014年供試品種為早熟番茄品種福特F1。供試溫室長60 m，跨度10 m，脊高3.6 m，溫室土壤為黃綿土，基本理化性狀見表1。試驗選擇當地番茄主要栽培早春茬季節進行，于12月下旬開始育苗，1月上旬定植，4月底開始上市，7月下旬拉秧。根據本地設施番茄不同模式灌溉量多點試驗結論(大水漫灌方式最佳灌水量422.5～450 mm，壟作溝灌方式最佳灌水量340～350 mm，壟膜溝灌方式最佳灌水量290～300 mm，膜下滴灌最佳灌水量240～250 mm)，本試驗設以下3個不同節水模式處理：T1(CK)處理：當地農民傳統壟作溝灌，露地起壟，全生育期最佳灌水量340 mm，節水82.5 mm；T2處理：壟膜溝灌，壟上覆膜，壟溝溝灌，全生育期最佳灌水量290 mm，節水132.5 mm；T3處理：膜下滴灌，壟上覆膜，膜下滴灌，全生育期最佳灌水量240 mm，節水182.5 mm。試驗采取隨機區組排列，3次重復，小區面積30 m2，每小區3壟6行120株，種植密度40 020 株/hm2，澆水時間一致，各處理全生育期灌水量見表2，每次灌水用精確度為0.001 m3水表進行精確控制，各處理間地下60 cm高度用防滲膜處理隔開，以防止水分相互滲漏影響。

1.2 測定項目與方法

(1)植株生長勢與產量。每處理選取20株番茄植株，各種測量結果取其平均值，番茄摘心前測定株高，用游標卡尺測定莖粗，記錄葉片數，收獲期測定記錄各試驗小區的產量、單果重、單株結果數。

(2)番茄果實品質。選擇番茄具有代表性的維生素C、有機酸、可溶性固形物和干物質含量等4種生理營養指標作為研究重點。其中維生素C采用2，6-二氯靛酚滴定法[5]測定；有機酸含量采用NaOH滴定法[6]測定；可溶性固性物采用手持測糖儀測定；干物質含量測定采用烘干穩重法測定。數據全部采用SPASS數據分析軟件進行方差處理分析。

表1 供試設施溫室耕層土壤基礎理化性狀

表2 灌水時期及每次灌水量 mm

2 結果與分析

2.1 不同節水模式處理對番茄生長量的影響

(1)各節水模式對株高的影響。經過對各處理生育時期株高記載結果分析，隨著生育時期的后移，壟作溝灌(T1)、壟膜溝灌(T2)和膜下滴灌(T3)3種節水模式處理的株高增長趨勢表現基本趨于一致。在結果后期株高基本穩定后測定，奧斯頓F1品種株高T1為152 cm，T2為157 cm，T3為161 cm，福特F1品種株高T1為155 cm，T2為160 cm，T3為164 cm。2個品種表現的基本特征是：從T1、T2到T3，各生育期株高呈現依次增長規律，各品種不同處理各生育時期株高測量結果見表3，其趨勢分別見圖1和圖2。

表3 各處理生育時期與株高測量結果 cm

注：表中數據采用LSD方差分析法，小寫字母表示不同處理間的差異顯著性(P<0.05)，同一列各處理數據含相同字母表示差異不顯著，含不同字母表示差異顯著，下列各表分析方法相同。

(2)各節水模式對莖粗的影響。經過對各處理各生育時期莖粗測量，隨著生育時期的后移，壟作溝灌(T1)、壟膜溝灌(T2)和膜下滴灌(T3)3種節水模式處理的莖粗增長趨勢表現基本一致。在結果后期莖粗基本穩定后測定，奧斯頓F1品種莖粗T1 為1.23 cm，T2為1.26 cm，T3為1.29 cm，福特F1品種莖粗T1為1.24 cm，T2為1.27 cm，T3為1.29 cm。2個品種表現的基本特征是：從T1、T2到T3，莖粗呈依次增長規律，各品種各生育時期莖粗測量結果見表4，其趨勢見圖3和圖4。

圖1 2013(奧斯頓F1)各處理對株高的影響

圖2 2014(福特F1)各處理對株高的影響

表4 各處理生育時期與莖粗測量結果 cm

圖3 2013(奧斯頓F1)各處理對莖粗的影響

圖4 2014(福特F1)各處理對莖粗的影響

(3)各節水模式對葉片數的影響。對葉片數結果進行方差分析(見表5、圖5、圖6)，奧斯頓F1在現蕾期，T1、T2分別與T3葉片數差異顯著，在開花期T1與T2和T3葉片數差異顯著，座果期T1、T2、T3相互差異不明顯，結果早期T1、T2分別與T3葉片數差異顯著，結果后期T1、T2、T3相互差異不明顯。福特F1現蕾期T1、T2、T3相互差異不明顯，開花期T1與T3葉片數差異顯著，座果期T1、T2、T3相互差異不明顯，結果早期T1、T2分別與T3葉片數差異顯著，結果后期T1與T3葉片數差異顯著。

2.2 不同節水模式處理對番茄產量品質的影響

(1)各節水模式對番茄產量及產量構成因素的影響。方差分析結果(見表6)：奧斯頓F1單株結果數T1、T2、T3各處理之間差異顯著；單果重T1與T2和T3差異顯著，T2與T3差異不顯著；產量結果T1、T2、T3各處理之間差異均表現顯著。福特F1單株結果數T1和T2分別與T3差異顯著，T1與T2差異不顯著；單果重和產量結果T1、T2、T3各處理之間差異均表現顯著。

表5 各節水模式對各品種生育時期葉片數的影響 片

圖5 2013(奧斯頓F1)各處理對葉片數影響

圖6 2014(福特F1)各處理對葉片數影響

項 目2013(奧斯頓F1)T1T2T32014(福特F1)T1T2T3項目結果數/個10.1c11.2b12.4a9.8b10.7b11.9a單果重/g223.6b230.5a239.1a218.7c228.6b241.2a產量/(kg·hm2)90379.6c103315.6b118652.9a85773.3c97889.7b114868.6a

通過對“奧斯頓F1”和“福特F1”各處理節水量與其產量回歸分析，顯示各處理不同節水量與其產量呈正比相關關系，隨著節水量的增加，其產量也呈增加趨勢，回歸系數均為1，顯示其相關性非常高。

(2)各節水模式對番茄果實品質的影響。方差分析結果(見表7)：奧斯頓F1維生素C含量、干物質含量和可溶性固形物T1、T2、T3各處理各品種之間差異均表現顯著；有機酸T1和T2分別與T3差異顯著，T1與T2差異不顯著。福特F1維生素C含量、干物質含量、可溶性固形物和有機酸，T1、T2、T3各處理之間差異均表現顯著。

表7 不同節水模式處理對番茄品質的影響

2.3 不同節水模式處理對水分生產效率的影響

由表8可知：奧斯頓F1的T1、T2、T3產量分別為90 379.6、103 315.6和118 652.9 kg/hm2，水分生產效率分別為2 658.2、3 562.6和4 943.9 kg/m3。福特F1的 T1、T2、T3產量分別為85 773.3、97 889.7和114 868.6 kg/hm2，水分生產效率分別為2 522.7、3 375.5和4 786.2 kg/m3。2個品種從T1到T3其產量結果和水分利用效率均呈上升規律。

表8 不同節水模式對水分生產效率的影響

3 討論與結論

設施番茄采取壟作溝灌(T1)、壟膜溝灌(T2)和膜下滴灌(T3)不同節水模式處理，隨著灌水量的減少，其株高、莖粗、葉片數均呈上升趨勢，在現蕾期、開花期、座果期、結果早期、結果后期各生育時期在株高、莖粗和葉片數等生理指標上，T3 和T2與對照T1相比差異均呈顯著性，這是由于采取精量節水灌溉措施，減少了土壤中有益礦質營養元素的淋洗損失，延長了營養元素在土壤耕層作物根系附近的滯留時間，加速了作物對肥料養分的吸收利用，提高了肥料利用率，促進了作物營養生長和生殖生長。番茄株高、莖粗、單株結果數、單果重、維生素C、干物質含量、可溶性固形物、有機酸、產量和水分生產效率等均隨著灌水量的減少而增加，果實品質得到改善，產量和水分生產效率均得到了提高。通過對各處理節水量與產量回歸分析，證明了隨著設施番茄節水量的增加，其產量呈正比增長趨勢，進一步論證了番茄節水量的多少與其產量存在很大的正比相關關系。陳秀香等人認為過量灌溉和虧缺灌溉都能造成一定程度減產[7]，這與本試驗結論相似，T3處理與農民傳統壟作溝灌相比，其灌水量大幅減少，而其品質、產量和水分生產效率均達到了最高，證明了設施番茄在同等條件下，采取不同的節水模式處理，減少灌水量不會造成減產，相反還可以提高果實品質和水分生產效率，可以達到節水節肥和增產增效目的。

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[1] 安順偉，王永泉，李紅嶺，等.灌水量對日光溫室番茄生長、產量和品質的影響[J]. 西北農業學報，2010，19(3)：188-192.

[2] 高方勝，徐 坤. 土壤水分對番茄生長發育及其產量品質的影響[J]. 西北農業學報，2005，14(4)：69-72.

[3] 姜春光，王克武，黃以華，等.水肥調控對日光溫室番茄產量及其土壤氮素的影響[M]∥ 蔬菜水肥一體化節水技術研究與應用. 北京：中國農業出版社，2010:281-293.

[4] 王克武，程 明，朱鵬浩，等.滴灌施肥強度對日光溫室蔬菜產量品質和水分利用的影響[J]. 北京農業，2009，(9)：186-190.

[5] 李合生. 植物生理生化實驗原理與技術[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[6] 鮑士旦. 土壤農化分析[M].北京:中國農業出版社，1999.

[7] 陳秀香，馬富裕.土壤含水量對加工番茄產量和品質影響研究[J]. 節水灌溉，2006,(4)：1-4.