不同栽培與灌溉方式對設施芹菜生長及產量的影響

張曉娟，李玉蓮，王曉軍，王克雄，向國程

(寧夏農林科學院固原分院，寧夏 固原 756000)

眾所周知，水是農業的命脈，有收無收在于水，蔬菜的品質和產量與水的關系密切。與蔬菜作物的生長形態指標一樣，蔬菜的產量、品質也是要求適宜的土壤含水量，過多或過少都有負作用[1-3]。一般而言，芹菜體內含水量低時，纖維素就會增加，產品組織開始硬化，苦味產生，從而降低品質；體內含水量過多時，糖、鹽的相對濃度會降低，產品風味變淡，耐貯性、抗病性降低，產量和經濟效益也會隨之降低[4,5]。

蔬菜產品為鮮品，生產中耗水量大，特別是葉片多而大的蔬菜其蒸騰系數高，耗水量更大。在蔬菜生長發育過程中，一般苗期需水量較小，產品器官形成期需水量較大，是蔬菜需水的臨界期，此時缺水對產量和品質有較大的影響[6,7]。芹菜汁多、細嫩，是需水量較多的作物，其本身含水量也高，達79%～97%，水分在其整個生長動態和生理活動過程中起著重要的作用[8]。

然而，作為寧夏主要設施栽培產區——六盤山區設施栽培存在諸多瓶頸問題，如水資源短缺、栽培技術落后、水肥浪費嚴重、農藥殘留嚴重、芹菜硝酸鹽含量超標等，導致土壤鹽漬化和水肥利用率低等現象。因此，本試驗研究不同栽培與灌溉方式對設施芹菜生長及產量的影響，探討適宜設施芹菜節水節肥最佳栽培與灌溉方式，旨為設施芹菜安全生產和合理施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況及供試品種

試驗在寧夏固原國家農業科技園區進行，土壤類型為黃綿土，土質為輕壤土，土壤的理化性質見表1。試驗區地處黃土高原， 平均日溫度7.8 ℃，無霜期150 d，年日照時數2 622 h，光照充足，年降水量180～200 mm，且集中分布于6-9月，是固原市最適合開展設施栽培的地區之一。芹菜供試品種為美國西芹文圖拉。

表1 供試土壤基本理化性質

1.2 試驗設計

本試驗采用二因素二水平隨機區組設計：第1個因素為覆蓋方式，設置露地栽培和覆膜栽培2個水平；第2個因素為灌溉方式，設置溝灌和滴灌2個水平。2個因素完全組合，形成4個處理。處理1：露地溝灌(CK)，畦寬0.9 m，采用小畦明水灌溉；處理2：露地滴灌，在芹菜定植前鋪設滴灌設備，通過滴灌供水灌溉；處理3：覆膜溝灌，起壟覆膜，壟與壟之間設置0.6 m寬、0.45 m深的小溝用于灌水；處理4：覆膜滴灌，起壟鋪設滴灌設備后再覆膜。滴灌處理是在主管上打孔安裝旁通，再在旁通上連接滴灌管，滴灌管與芹菜的行向一致，南北向布置，與主管垂直，每壟2根滴灌管，間距為0.30 m。滴灌管上安裝穩流器滴頭，流量為4 L/h，滴頭間距為20 cm，與芹菜株距一致。小區之間埋設1 m深的塑料布隔離，防止不同小區之間水分相互影響。區級內各處理隨機排列，重復4次。

施肥方法：有機肥15 t/hm2，起壟前一次性基施，微量元素將10次的總需要量一次稱量，加到一起用熱水溶解，加25 mL濃硫酸，稀釋成25 L的溶液后裝入塑料桶備用，每次灌水時每小區量取500 mL，加入灌溉水中施用。滴灌將化肥放于施肥罐中溶化后隨滴灌同時施入土壤。露地溝灌施肥方法為撒施，覆膜溝灌為穴施。每次不同處理灌水量用水表記錄。其中，營養液配方見表2。

表2 Piper營養液配方

1.3 測定指標及方法

(1)土壤理化性質的測定。在定植前采取0～20 cm深度的土壤樣品(分析樣和環刀樣)，裝入塑料袋，標記密封，帶回實驗室自然風干，處理后測定其物理指標、化學指標。pH 通過水土比5∶1處理后用SH-3 精密酸度計測定；全鹽通過水土比為5∶1處理后用DDS-11 電導率儀測定；有機質用重鉻酸鉀氧化-硫酸亞鐵滴定法測定；堿解氮用堿解擴散法測；硝態氮采用1 mol/L KCL浸提，紫外比色法測定；速效磷用0.5 mol/L碳酸氫鈉溶液提取；硫酸鉬銻抗法測定；速效鉀用1 mol/L的乙酸銨溶液提取，火焰光度計法測定[9-11]。

(2)植株測定。株高采用卷尺測量；莖粗采用數顯游標卡尺測量(測距地表2 cm處莖干)，葉綠素含量采用手持502型SPAD計測量(測倒數第5片葉，測10株，求平均值)。

(3)產量測定。采收時分別記載各小區產量、單株產量。同時分別在每個小區內選取10株有代表性植物樣收獲稱鮮重，殺青、烘干、稱重，計算其含水量。

(4)數據統計。所有試驗數據采用Microsoft office Excel 2003計算處理，回歸分析、方差分析、LSD多重比較及主成分分析等都由DPS、SAS等軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同灌溉方式對芹菜生長發育的影響

芹菜是喜水作物，水是影響其生長發育的顯著因素。不同灌溉方式下，日光溫室芹菜的株高、莖粗、葉數動態變化見圖1、圖2、圖3。

圖1、圖2、圖3顯示芹菜定植以后，由于蹲苗緩苗，前20 d生長發育遲緩，株高、莖粗、葉片數均增加很小，處理間差異不顯著。隨著時間的推移株高、莖粗均在增加，但是增加的幅度不同，株高、莖粗在20～40 d最大，再以后增加幅度不及20～40 d這期間。在20～60 d，株高、莖粗總是覆膜滴灌>覆膜溝灌>露地滴灌>露地溝灌。到中后期覆膜溝灌與露地溝灌的株高增加較快，4種灌溉方式間的差距減小，但還是覆膜的高于露地，莖粗與株高相同的是露地溝灌增長率高于其他灌溉方式，不同的是到中后期覆膜滴灌與覆膜溝灌莖粗差異不大，但還是高于露地栽培。說明與露地栽培相比覆膜能顯著促進芹菜生長，后期露地溝灌增長較快，可能是因為此時芹菜生物量增加，露地比覆膜近地面通風好加之溝灌相對于滴灌灌水量大，更有利于喜冷涼喜水的芹菜生長發育。在圖2還可以看出，芹菜的莖粗在70～110 d，莖粗增長很慢。不同處理間葉數變化規律不明顯，但在整個生育期呈先增多后減少，說明在95 d以后芹菜開始衰老，葉片脫落。

圖1 不同灌溉方式對設施芹菜株高的影響

圖2 不同灌溉方式對設施芹菜莖粗的影響

圖3 不同灌溉方式對設施芹菜葉數的影響

2.2 不同灌溉方式對芹菜產量和水分生產效率的影響

圖4顯示，覆膜滴灌的產量最高，水分生產效率也最高，與露地溝灌相比增產25.1%，節水36%，是最佳的高效節水灌水方式。露地滴灌的產量、水分生產效益比露地溝灌高，覆膜溝灌產量最低，且用水量最高，水分生產效率最低。

圖4 不同灌溉方式對設施芹菜產量及水分生產效益的影響

2.3 不同灌溉方式的不同因素和交互作用對芹菜的影響

表3方差分析表明，p=0.023 9<0.05，A因素即露地處理和覆膜處理之間產量差異顯著；p=0.000 3<0.01，B因素即溝灌與滴灌處理之間產量差異極顯著；p=0.012<0.05，A、B 2因素之間互作效應顯著。

對A中各個組合間多重比較得出，露地滴灌與露地溝灌的產量差異顯著；對B中各個組合間多重比較得出，覆膜滴灌與覆膜溝灌之間差異極顯著；A、B各個組合間多重比較得出覆膜滴灌的產量與其他3處理間差異顯著。綜合可得芹菜栽培中覆膜栽培優于人們常用的露地栽培，以覆膜滴灌的灌水栽培方式最佳。

表3 不同灌溉方式下芹菜產量變異方差分析

3 結論與討論

蔬菜生產過程中，灌水是關鍵，灌水方式、灌水頻率、灌水量大小都會影響蔬菜的生長發育。Kadam J. R.[12]在1988-1990年調查了溝灌、噴灌、滴灌3種灌溉方法對番茄產量和生長的影響，結果表明，在滴灌條件下，番茄葉面積指數最大，且有50%的植株提早開花。杜社妮[13]等人研究了不同灌水方式對黃瓜生長的影響試驗，結果表明，不同灌水方式對黃瓜生長株高、葉數、莖粗和葉面積的影響不同。

不同栽培與灌溉方式不僅影響蔬菜的生長發育，還影響其產量和品質。毛學森[14]等對比分析了日光溫室滴灌、膜下溝灌和畦灌3種灌水方式對黃瓜產量和品質的影響，試驗顯示，滴灌比畦灌增產33%，粗蛋白含量和可溶性糖含量增加4%；與膜下溝灌相比，增產17.6%，粗蛋白含量增加24%，可溶性糖增加2.8%。周皓[15]對日光溫室甜椒3種灌水方式研究得出滲灌的產量最高，其次是滴灌，溝灌最低，各處理間產量差異顯著。

已有研究表明栽培與灌溉方式不同節水率就不同。王銳[16]采用內鑲式毛管滴灌和滴頭滴灌技術，比傳統溝灌分別節水71.2%和65.8%，節水效果極顯著；膜下溝灌和膜上溝灌較傳統溝灌節水50%左右，節約成本達850.5～1 227.0 元/hm2。徐貴民[17]對春西紅柿進行膜下多孔管噴灌和微噴灌方法，比溝灌節水40%～60%，而且實現增產7%～8%。由于每種灌溉方法水分濕潤的土體范圍不同，且水分進入土體后的運移方式不同，對植株根系附近土壤微環境造成不同程度的改變，進而對植株生長產生不同影響，導致不同灌溉方式下蔬菜產量上的差異。

本試驗研究結果表明：不同灌溉方式顯著影響芹菜的生長發育，覆膜滴灌在整個生育期內都比其他3種處理生長旺盛，且2因素之間互作效應顯著。芹菜硝酸鹽含量表現為滴灌﹥溝灌，覆膜﹥露地。芹菜產量表現為覆膜滴灌產量最高，水分生產效益也最高，與露地溝灌相比節水36%，是最佳的高效節水灌水栽培方式。覆膜溝灌產量最低，且用水量最高，水分生產效益最低。因為覆膜相對于露地來說能夠保墑，降低土壤中水的蒸發，故本試驗將覆膜處理與露地處理、溝灌與滴灌處理進行方差分析得出2者之間產量差異顯著，且2因素之間互作效應顯著。

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[1] 董險峰, 李宇兵. 可持續發展的節水戰略研究[J]. 水資源, 2000,8(1):36-38.

[2] Miller D G, Manning C E, Teare I D. Effects of soil water levels on components of growth and yield in peas[J]. J. Amer. Soc. Hort. Sci., 1977,102(3):349-351.

[3] Loomis EL, Crandall PC. Water consumption of cucumbers during vegetative and reproductive stages of growth[J]. J.Amer. Soc. Hort. Sci., 1977,102(2):124-127.

[4] 畢宏文. 水分對蔬菜產品質量影響[J]. 北方園藝,1997,(6):68-69.

[5] Harmanto, Salokhe V M, Babel M S, et al. Water requirement of drip irrigated tomatoes grown in greenhouse in tropical environment[J].Agricultural Water Management,2005,71:225-242.

[6] 王 芳,楊常新，韓繼山，等. 不同供鉀水平對芹菜產量和品質的影響[J].西北農學報,2009,18(5):258-261.

[7] D W Wolfe, D W Henderson, T C Hsiao, et al. Interactive water and Nitrogen effects on senescence of maize: I. leaf area duration, Nitrogen distribution, and yield [J]. American Society of Agronomy, 1988,80:859-864.

[8] 張振賢. 蔬菜栽培學——面向21世紀課程教材[M]. 北京:中國農業大學出版社,2003.

[9] 鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 北京:中國農業出版社,2000.

[10] 魯如坤. 土壤農業化學分析方法[M]. 北京:中國農業出版社,2000.

[11] 孫 權. 農業資源與環境質量分析方法[M]. 寧夏:寧夏人民出版社, 2004.

[12] Kadam J R. Evaluation of different irrigation methods for growth yield of tomato[J]. Annals of Plant Physiology, 1993,7(1):78-84.

[13] 杜社妮, 白崗栓, 梁銀麗. 灌溉方式對黃瓜生長、產量及水分利用效率的影響[J]. 浙江大學學報(農業與生命科學版),2010,36(4):433-439.

[14] 毛學森, 李登順. 日光溫室黃瓜節水灌溉研究[J]. 灌溉排水,2000,19(2):45-47.

[15] 周 皓. 日光溫室甜椒在不同灌溉方式下的水分效應研究[D]. 蘭州：甘肅農業大學,2008.

[16] 王 銳, 孫 權, 李建設,等. 不同灌溉方式對寧南黃土丘陵區設施辣椒生長發育及產量的影響[J]. 干旱地區農業研究，2010,28(5):171-175.

[17] 許貴民, 姜俊業, 姚芳杰.大棚春番茄節水灌溉的研究[J].吉林農業大學學報,1994,16(1):26-29.