水分虧缺條件下毛管埋深對番茄生長、產量及品質的影響

牛文全 古 君 梁博惠 郭麗麗 呂 望 李 元

(1.西北農林科技大學水土保持研究所， 陜西楊凌 712100;2.西北農林科技大學水利與建筑工程學院， 陜西楊凌 712100)

水分虧缺條件下毛管埋深對番茄生長、產量及品質的影響

牛文全1,2古 君1梁博惠2郭麗麗2呂 望2李 元1

(1.西北農林科技大學水土保持研究所， 陜西楊凌 712100;2.西北農林科技大學水利與建筑工程學院， 陜西楊凌 712100)

通過番茄滴灌試驗，研究不同水分虧缺條件下毛管埋深對番茄植株生長、果實形態、產量與品質的影響。結果表明：毛管埋深對日光溫室番茄產量、灌水量有顯著影響(p<0.05)，對灌溉水利用效率和品質無顯著影響(p>0.05)；毛管埋深為20 cm時，番茄植株生長速度較快，果實橫莖較大。輕度與中輕度水分虧缺灌水條件下，毛管埋深為20 cm可顯著減小C級(番茄直徑D<6.5 cm)果實比例29.2%，分別提高A級(D≥7.5 cm)與B級(6.5 cm≤D<7.5 cm)果實比例16.6%、2.0%。番茄產量、灌水量隨毛管埋深增加呈先增后減趨勢，毛管埋深為20 cm時，番茄產量最高，達到66.44 t/hm2。番茄產量和灌溉水利用效率隨灌水下限增加而顯著降低(p<0.01)，可通過不同毛管埋深與灌水下限組合，顯著降低番茄灌水量，提高產量和水分利用效率。綜合考慮，毛管埋深20 cm，灌水下限為田間持水量的60%處理組合為關中地區日光溫室適宜的滴灌灌溉方式。

番茄； 毛管埋深； 灌水下限； 產量； 品質； 水分利用效率； 溫室

引言

番茄是一種富含碳水化合物、多種維生素及有機酸的蔬菜，在日光溫室種植發展迅速。然而，日光溫室長期處于半封閉狀態，超額灌溉現象普遍，不僅造成水資源浪費，還不利于蔬菜產量和品質的提高。滴灌作為一種精細灌溉技術，較傳統灌溉節水30%以上，表層土壤溫度提高1.5～2.0℃，空氣相對濕度降低10%～15%，還能改善土壤理化性質，減輕病害發生，促進蔬菜早熟和增產增收，利于蔬菜的穩產高產[1]，逐年被應用在溫室蔬菜種植中。灌溉水是日光溫室蔬菜所需水分的主要來源，合理的灌水技術與精確的技術參數能形成適宜的水、肥、氣、熱條件，增加蔬菜對土壤水分和養分的吸收能力，有效提高水分利用效率，進一步獲取更高的產量與經濟效益[2]。因此，進行精確灌溉技術參數的研究對設施蔬菜生產具有重要意義。

虧缺灌溉是根據作物對干旱產生適應性反應，通過人為施加一定程度的水分脅迫，影響作物的生理生化過程，提高作物的抗旱能力，是一種有效的節水方式[3]。適度水分虧缺能刺激作物根系生長，增加根系土壤分布層，加大對土壤水分、養分的吸收，促進作物地上部分生長，改善植株葉片特性[4-5]，同時利于植株生長與干物質的合理分配，促進光合產物向產量轉移[6]。前人對番茄、甜瓜等作物實施水分虧缺灌溉進行了研究，多數結果表明一定程度的水分虧缺能在提高產量或減產不顯著的前提下，明顯提高作物水分利用效率，改善果實品質[7-8]。番茄生長對水分調控十分敏感，不同的水分虧缺實施時間及程度都會影響地上部分與地下部分、營養生長與生殖生長平衡，最終對番茄產量與效益產生影響[9-10]。因此有必要研究日光溫室不同水分虧缺灌溉下對番茄生長、產量及水分利用效率的影響。

作物對水分的有效利用不僅取決于適時適量的供給，還在于有效的灌水深度。地下滴灌可以將適時適量的水分精準送至根區，具有提高水分利用效率的優點[11]。適宜的毛管埋深能形成較為理想的濕潤體，其合理有效的水分分布狀況匹配于根系的生長以及有利于根系對水分養分的吸收利用[12]。前人研究表明，不同毛管埋深影響水分分布會導致根系生長產生差異，適宜的埋深能優化根系分布，較地表滴灌能使同化物合理分配于根冠，促進地上部分生長[13]，同時能增加對土壤養分的吸收能力，提高作物產量[14]，而埋深過深與過淺均會造成作物減產，降低水分利用效率[15]。在農業生產中，毛管埋深往往取決于土壤類型與作物種類，而實際中土壤分布的復雜性與作物根系的多樣性難以給出統一的毛管埋深，故毛管埋深對作物生長發育、產量及水分利用效率的影響一直是研究的熱點問題[16-17]。因此有必要在不同埋深下對作物的水分利用效率進行研究。

目前已探明，水分虧缺能夠改善番茄口感風味，同時能顯著提高水分利用效率以取得更好的節水效益[18]。然而水分虧缺灌溉對番茄產量、水分利用效率的研究尚不夠深入，不同水分虧缺灌溉參數對番茄產量及水分利用效率的影響尚不完全明確。為此，本文通過日光溫室滴灌試驗，研究水分虧缺條件下毛管埋深對番茄生長、產量、品質以及水分利用效率的影響，探尋提高日光溫室番茄水分利用效率的有效管理途徑，提出適宜的水分虧缺處理與毛管埋深組合參數，為關中地區設施番茄種植生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

滴灌灌溉試驗于2014年10月18日—2015年5月20日和2015年10月8日—2016年4月19日在陜西楊凌大寨鄉日光溫室內進行，試驗地位于108°02′E、34°02′N，海拔高度506 m，年平均溫度約16.1℃，年日照時數2 164.8 h，無霜期210 d，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候。試驗溫室長108 m，寬8 m，覆蓋半無滴聚乙烯棚膜。試驗用土為塿土，土壤容重1.39 g/cm3，田間持水量為23.63%(質量含水率)，孔隙度為45.83%。土壤組成(質量分數)：砂礫(0.02～2.00 mm)占25.4%，粉粒(0.002～0.020 mm)占44.1%，黏粒(0～0.002 mm)占30.5%。

1.2 試驗設計

2014年試驗供試番茄品種為粉玉陽崗，2015年番茄品種為海地，2年幼苗分別于10月18日和10月8日定植，南北向種植。種植小區起雙壟，長5.5 m、壟面寬0.7 m、高20 cm，兩壟中心距1.5 m，相鄰小區被50 cm寬的操作行隔開，以保證小區之間無水分滲透。每小區定植28株，采用雙行種植，番茄株距0.4 m，行距0.5 m，試驗地兩端均設保護行。在試驗期間為保證番茄植株的正常生長，各小區鋪設一張白色地膜，地膜寬度為1.5 m。每個小區中間鋪設一條滴灌帶，滴頭間距為0.3 m，滴頭流量2.8 L/h，同時在小區中間距滴灌帶5 cm處安裝一根長度為100 cm的探管，采用Field TDR 200型探測儀測量小區的土壤含水率。為保證幼苗的成活率，2014年與2015年番茄定植后各小區灌水45 mm和30 mm。在番茄整個生育期內進行統一的農技管理措施。

2014年試驗設3個毛管埋深，分別為15 cm(D15)、20 cm(D20)和40 cm(D40)，全生育期區內各小區統一灌水165 mm，灌水時間與灌水次數均一致。試驗共3個處理，每個處理3個重復，共9個試驗小區。2015年試驗設3個灌水下限和4個毛管埋深，灌水下限分別設重度水分虧缺I50(田間持水率的50%)、中輕度水分虧缺I60(田間持水率的60%)、輕度水分虧缺灌溉I75(田間持水率的75%)，整個生育期番茄灌水上限統一設定為I90，毛管埋深分別設0 cm(D0)、10 cm(D10)、20 cm(D20)和30 cm(D30)。試驗采用完全組合設計，共12個處理，每個處理重復3次，共36個試驗小區。當土壤含水率達到灌水下限時，按照計劃濕潤層深度40 cm補充水分，灌水量計算公式為

M=sγhθf(q1-q2)/η

(1)

式中M——灌水量，m3s——計劃濕潤層面積，取5.5 m2γ——土壤容重，取1.39 g/cm3h——濕潤層深度，取0.4 mθf——田間持水率(質量含水率)，%q1、q2——灌水上限、土壤實測含水率，%η——水分利用效率，地下滴灌取0.95

1.3 測定指標與方法

1.3.1 生長指標、果實級別及水分利用效率

定植開始直至打頂期間，每隔10 d用米尺測量番茄株高，電子游標卡尺測量莖粗。成熟采摘期用電子游標卡尺測定果實形態指標(果實縱、橫徑)。每小區隨機選取30個果實，按果實直徑D將番茄果實分3個級別：D≥7.5 cm為大(A級)、6.5 cm≤D<7.5 cm為中(B級)、D<6.5 cm為小(C級)，并計算各級別果實的比例。

灌溉水利用效率(IWUE)計算公式為

IWUE=100Y/I

(2)

式中IWUE——灌溉水利用效率，kg/m3Y——番茄產量，t/hm2I——番茄灌水量，mm

1.3.2 番茄產量及品質

在成熟采摘期，每小區隨機選取6株番茄植株，用電子秤(精度0.01 g)測量1～3果的單果質量及單株產量，并換算成單位面積產量。分別在小區的前、中、后3處選取大小和色澤一致的果實進行品質測定，果實可溶性固形物用RHBO-90型手持折射儀測定(Link,Co.,Ltd.,Taiwan,China)；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[19]，有機酸含量用堿滴定法測定[19]，并計算糖酸比(可溶性糖含量與可滴定酸含量之比)[19]；維生素C含量利用鉬藍比色法測定[19]。

1.4 數據處理與分析

試驗數據用Excel軟件進行整理，用SPSS 22.0 Duncan新復極差法進行顯著性檢驗和交互作用方差分析，用Origin 9.0作圖。

2 結果與分析

2.1 水分虧缺條件下毛管埋深對番茄株高、莖粗的影響

圖1為2014年毛管埋深對番茄株高、莖粗的影響。由圖1可知，番茄株高和莖粗隨毛管埋深增加呈先增加后減小趨勢，20 cm埋深處理株高、莖粗最大，40 cm埋深處理株高、莖粗最小，20 cm埋深處理株高較15、40 cm埋深處理分別增加6.7%、7.9%，其莖粗較15、40 cm埋深處理顯著增加8.2%、12.0%。方差分析表明，毛管埋深對番茄定植24 d后株高影響顯著，對定植48、65 d后株高影響極顯著，20 cm埋深處理株高顯著高于15、40 cm埋深處理。毛管埋深對定植65、86 d后莖粗影響顯著，40 cm埋深處理莖粗顯著低于20 cm埋深處理。

圖1 2014年毛管埋深對番茄株高、莖粗的影響Fig.1 Effect of lateral depth on plant height and stem diameter in 2014

圖2 2015年水分虧缺條件下毛管埋深對番茄株高、莖粗的影響Fig.2 Effect of lateral depth on plant height and stem diameter under water deficit in 2015

2015年不同水分虧缺條件下毛管埋深對番茄株高、莖粗的影響見圖2。由圖2可知，番茄株高隨灌水下限增加而增加，毛管埋深為10、20 cm時灌水下限I60與I75處理株高顯著高于灌水下限I50處理，毛管埋深為0、30 cm時各水分處理間株高無顯著性差異。灌水下限I60與I75時，10、20 cm埋深處理番茄株高高于0、30 cm埋深處理，但各埋深處理株高無顯著性差異。10、30 cm埋深時番茄莖粗隨灌水下限增加而增加，20 cm埋深時灌水下限I60處理莖粗高于其余灌水處理。方差分析表明，毛管埋深對番茄定植58、78 d后株高有顯著影響，對定植58 d后莖粗影響顯著。18 d時0 cm埋深處理與埋深為30 cm處理莖粗與株高差異較小，埋深間無顯著性差異。38 d時毛管埋深在灌水下限I75處理對莖粗產生顯著性影響，20 cm埋深處理莖粗顯著高于其余埋深處理，而灌水下限I50、I60處理差異不明顯。灌水下限I75處理，58 d時30 cm埋深處理株高與0 cm埋深處理差異顯著，較0 cm埋深處理增加6.5%；78 d時各埋深處理株高差異進一步增加，達到極顯著水平，各埋深株高差異顯著，其中埋深為20 cm處理番茄株高較0、10、30 cm埋深處理顯著提高10.5%、4.5%和3.6%，埋深為10 cm與30 cm處理番茄株高也顯著高于埋深為0 cm處理。58 d時20 cm埋深處理莖粗在灌水下限I60與I75處理顯著高于30 cm埋深處理，分別增加5.5%與6.9%。88 d時，I75D20處理株高最高，I75D10下莖粗最大，毛管埋深對番茄株高、莖粗均無顯著性影響。由此可知，定植58～78 d(開花坐果末期至盛果初期)后毛管埋深對番茄生長影響最大，20 cm毛管埋深更有利于番茄株高與莖粗生長。

2.2 水分虧缺條件下毛管埋深對番茄產量與灌溉水利用效率的影響

水分虧缺下毛管埋深對番茄產量與灌溉水利用效率的影響見表1。由表1可知，番茄產量與2015年灌水量隨毛管埋深增加呈先增加后減小趨勢，毛管埋深為20 cm處理產量與灌水量最高。2014年毛管埋深對番茄產量和灌溉水利用效率有顯著影響，20 cm埋深處理產量較15、40 cm埋深處理增加11.5%、26.3%，灌溉水利用效率較15、40 cm埋深處理提高11.5%、26.7%。這表明埋深為20 cm有利于提高番茄產量與灌溉水利用效率。

灌水下限的上調有利于提高番茄產量和灌水量，但會降低番茄灌溉水利用效率。埋深為0 cm和10 cm時，灌水下限I75處理比灌水下限I50與I60處理時顯著提高番茄產量，20 cm埋深時灌水下限I75與I60處理產量與灌水下限I50處理差異顯著而灌水下限I75產量與I60處理無顯著性差異，30 cm埋深時灌水處理對番茄產量無顯著性影響；同一埋深下，灌水下限I75處理的灌水量比灌水下限I50和I60處理顯著增加，灌水下限I60處理灌水量與灌水下限I50處理達到顯著性差異；灌水下限I50處理較灌水下限I60與I75處理能顯著提高番茄灌溉水利用效率，10 cm與20 cm埋深時灌水下限I60處理灌溉水利用效率與灌水下限I75處理有顯著性差異。

方差分析表明，2015年毛管埋深對番茄產量、灌水量有顯著性影響，對灌溉水利用效率影響不顯著。灌水下限為I75時，20 cm埋深處理比0、30 cm埋深時產量顯著提高21.9%、18.9%，灌水量顯著增加5.8%、8.0%。灌水下限為I60時，20 cm埋深處理產量與埋深0 cm埋深處理差異顯著，毛管埋深對番茄灌水量、灌溉水利用效率的影響均不顯著，但10、20 cm埋深處理產量高于0、30 cm埋深處理。灌水下限I50時，番茄產量、灌水量隨毛管埋深增加呈先增加后減小趨勢，均在20 cm埋深處最大。綜合考慮，產量與灌溉水利用效率的最優組合為I60D20。

表1 水分虧缺條件下毛管埋深對番茄產量及灌溉水利用效率的影響Tab.1 Effects of lateral depth on fruit yield and IWUE of tomato under water deficit

注：同列數據后不同小寫字母表示差異達到顯著水平(p<0.05)，*和** 分別表示在p<0.05和p<0.01水平上差異顯著，NS表示無顯著性差異(p>0.05)，下同。

2.3 水分虧缺條件下毛管埋深對果實形態的影響

各水分處理下，毛管埋深對番茄果實形態的影響見表2。2014年毛管埋深為20 cm能顯著提高番茄單果質量，15、40 cm埋深處理單果質量比20 cm埋深處理減少4.3%、6.4%。毛管埋深對橫徑、縱莖均無顯著性影響，番茄果實橫徑隨毛管埋深增加呈先增加后減小趨勢，40 cm埋深處理果實縱徑最大。毛管埋深對B級果實比例的影響顯著，對A、C級果實比例的影響不顯著，20 cm埋深處理B級果實比例比15、40 cm埋深處理顯著提高19.0%、62.3%，C級果實比例比15、40 cm埋深處理降低20.4%、31.4%。由此可知，適宜的埋深可促進大、中果徑果實發育，減少果徑較小的果實比例。

2015年灌水下限對番茄單果質量、果實橫徑及A級果實比例的影響顯著。與灌水下限I50處理相比，灌水下限I60和I75處理能增加番茄單果質量與橫徑，埋深為10、20 cm時灌水下限I60處理單果質量最大但與灌水下限I75處理并無顯著性差異，20 cm時灌水下限I60和I75處理果實橫徑比灌水下限I50處理顯著增加5.6%、7.3%。灌水下限I75處理A級果實比例顯著增加，C級果實比例減小，灌水下限I60處理B級果實比例增加，而灌水下限I50處理C級果實比例增加，表明過度水分虧缺會導致小果實比例增加。

2014年與2015年試驗得出的毛管埋深對番茄單果質量、縱莖、橫徑及各級別果實比例的影響相同。除灌水下限I75處理外，灌水下限I50和I60處理的番茄單果質量隨毛管埋深增加呈先增加后減小趨勢，埋深為10、20 cm處理較0、30 cm埋深處理番茄單果質量增加。果實橫徑隨毛管埋深增加也呈先增加后減小趨勢，在埋深為20 cm時達到最大值。灌水下限I75和I60處理下，毛管埋深為20 cm處理的C級果實比例減小，A級與B級果實比例增加，而毛管埋深30 cm處理A級果實比例較小，B級與C級果實比例較大。綜合考慮，I60D20處理可提高單果質量，增大A、B級比例，為最優處理組合。

2.4 水分虧缺條件下毛管埋深對番茄品質的影響

表3為各處理的番茄品質。2014年20 cm埋深處理的可溶性固形物、維生素C、可溶性糖含量最低，40 cm埋深處理均為最高。番茄糖酸比隨毛管埋深增加而減小，15 cm埋深處理糖酸比最大，40 cm埋深糖酸比最小。毛管埋深對番茄中可溶性固形物、有機酸含量和糖酸比影響極顯著，毛管埋深為20 cm處理比埋深為15、40 cm時可溶性固形物含量降低，40 cm埋深處理較15、20 cm埋深時有機酸含量增加，而15 cm埋深處理的糖酸比顯著高于其余埋深處理。毛管埋深對番茄中維生素C、可溶性糖含量無顯著性影響。

表2 水分虧缺條件下毛管埋深對番茄果實形態的影響Tab.2 Effects of lateral depth on fruit shape of tomato under water deficit

表3 各處理的番茄品質Tab.3 Tomato quality for each treatment

2015年I50D0處理可溶性固形物、有機酸含量最高，I50D10處理維生素C、可溶性糖含量、糖酸比最大。灌水下限對果實中可溶性固形物、維生素C含量和糖酸比影響顯著，埋深為0 cm和10 cm時灌水下限I50處理可溶性固形物含量較灌水下限I60、I75處理下顯著提高，各灌水下限處理間維生素C含量差異顯著，埋深為10 cm時，灌水下限I50處理顯著增加果實中的糖酸比。埋深為20 cm時，灌水下限I75處理的可溶性固形物含量顯著降低，灌水下限I50處理的維生素C含量與灌水下限I60和I75處理形成顯著性差異，而糖酸比則無差異。30 cm埋深時，灌水下限I50處理顯著提高維生素C含量，灌水下限對可溶性固形物和糖酸比無顯著影響。灌水下限I50處理下毛管埋深對可溶性固形物、維生素C含量有顯著性影響，在灌水下限I75處理下毛管埋深對維生素C含量有顯著性差異，對可溶性糖、有機酸與糖酸比影響不顯著。灌水下限I50處理下，各埋深處理果實可溶性固形物含量與I75D20處理有顯著差異，當埋深超過20 cm時，除I75D20處理外，與灌水下限I60和I75處理各埋深下的可溶性固形物含量并無差異。在灌水下限I50與I75處理下，埋深為10 cm與20 cm處理間維生素C含量差異顯著，與0、30 cm埋深處理則無差異性。綜合考慮，選擇最優處理組合I60D10。

3 討論

圖3 灌水24 h后不同深度的土壤含水率Fig.3 Soil water content of different soil depths after 24 h of irrigation

埋深適宜的地下滴灌可以適時適量地將水分直接輸送至根區，滿足作物生長需求。本試驗發現，在輕度與中輕度水分虧缺灌溉時，毛管埋深為10～20 cm番茄植株生長較好。這是由于番茄根系多分布于地表以下20 cm范圍內。毛管埋深0 cm時，水分多集中在地表，根系呈“淺寬型”分布，不利于向下深扎，減弱抵抗干旱脅迫的能力。而30 cm埋深位于主根之下，水分運移至表層土壤較少，苗期根系發展淺，早期脅迫使根系生長受阻，從而在一定程度上影響后期番茄植株生長。雖然作物能根據土壤水分狀況及時做出適應性反應[20]，但這種適應能力在嚴重水分虧缺時非常有限，影響地上部分生長[21]。本試驗也發現重度水分虧缺條件下，所有毛管埋深處理的番茄株高均最低，與高方勝等[22]和李晶晶等[23]研究結論一致。番茄苗期主要以營養生長為主，需水量小，水分虧缺對番茄生長的影響較小，毛管埋深對番茄生長的影響也較小。隨著番茄逐漸生長，生殖生長比重增大，需水量也逐漸增加，不同毛管埋深處理將形成不同的土壤水分分布差異，進而造成番茄生長的差異。因此，本試驗毛管埋深對番茄定植58 d(開花坐果期)、78 d(果實膨大期)后株高有顯著影響，對定植58 d后莖粗影響顯著。

本研究發現輕度與中輕度水分虧缺下，適宜的埋深有利于果實橫向發育，可顯著減小C級果實比例，增加A級與B級果實比例，而在重度水分虧缺灌溉下，毛管埋深為10、20 cm處理增加B級果實比例，減小A級果實比例。這是由于適宜的埋深可以使番茄根系在較長的時間內處于含水率適宜的土壤中，保證番茄的水分供給，促進光合作用，增加植株干物質積累，增大干物質在果實中的分配，提高干物質向番茄果實的轉化率、轉化量和對番茄產量的貢獻率[22]，從而促進番茄單果發育并提高中大果徑的果實比例。而在重度水分虧缺灌溉時，各埋深處理土壤含水率長時間較低，難以滿足番茄生殖生長需求，干物質積累與分配主要消耗于根系生長，導致果實偏小比例增大。

根系受到水分脅迫時，將誘導細根由“寬淺型”向“深根型”分布狀況發展[24]，番茄根系向下深扎，表層土壤根系減少，深層土壤根系增加[25]，根系耗水深度增大。地表滴灌處理灌水24 h后，表層土壤含水率大，深層小，埋深30 cm時，恰好相反(圖3)。下一次灌水前，輕、中度水分虧缺灌溉時，毛管埋深為0 cm處理主要耗水深度分別在0～40 cm和0～50 cm范圍內，30 cm埋深處理分別在0～50 cm與0～60 cm，重度水分虧缺處理的0 cm和30 cm埋深耗水范圍均為0～60 cm(圖4)。不同水分虧缺處理下有利于增加根系耗水范圍，毛管埋深增加促使主要耗水深度向下移動，擴大水分吸收范圍以滿足果實生長。此時，不同毛管埋深主要影響番茄根系的生長，而對番茄品質影響不顯著。本試驗還發現，番茄可溶性固形物、可溶性糖、有機酸含量總體隨毛管埋深增加呈先減小后增加的趨勢。這可能是重度水分虧缺處理下共灌水2次，各埋深處理灌水量相同，但20 cm埋深耗水量最大，水分稀釋作用明顯。而在中輕度水分虧缺下，20 cm埋深處理灌水間隔為30 d，10 cm埋深處理為45 d，輕度水分虧缺下毛管埋深20 cm處理的灌水間隔為12 d，0 cm埋深處理灌水間隔為15 d，且20 cm埋深處理番茄耗水量與灌水量最大并顯著高于其他埋深處理(表2)，這時適當的毛管埋深能增加番茄耗水量，減少水分虧缺時間，從而導致番茄品質下降，這也與劉明池等[26]和CUI等[27]的研究結果類似。

圖4 灌水前不同深度的土壤含水率Fig.4 Soil water content of different soil depths before irrigation

埋深為20 cm時，水分運移至表層土壤較少而形成相對干燥的保護層，會減少土壤水分蒸發，增加了土壤通透性，從而提高根系活力，有利于作物增產及提高水分利用效率[18]。本試驗輕度、中輕度水分虧缺灌溉時，毛管埋深為20 cm處理產量最高，灌溉水利用效率較大。重度水分脅迫時，番茄產量顯著下降，毛管埋深對番茄產量無顯著性影響。這是因為番茄植株經受水分虧缺程度過大與虧缺時間過長，嚴重阻礙葉片光合作用[28]，加速葉片功能的衰老[29]，果實細胞壁變得比較堅固，復水無法擴張[3]，從而引起嚴重減產。

4 結論

(1)毛管埋深對開花坐果末期至盛果初期(定植后58～78 d)的番茄株高和莖粗有顯著性影響，20 cm毛管埋深更有利于番茄株高與莖粗的生長；毛管埋深對番茄產量影響顯著，適宜的埋深可以顯著提高番茄產量。

(2)輕度、中輕度水分虧缺灌溉條件下，毛管埋深20 cm可增加A級與B級果實比例。

(3)毛管埋深對番茄果實可溶性糖、維生素C含量無顯著性影響。

(4)番茄產量、灌水量隨毛管埋深增加呈先增加后減小趨勢，毛管埋深為20 cm時，番茄產量較高，灌水量也較大。番茄灌溉水利用效率隨灌水下限增加顯著降低，毛管埋深對灌溉水利用效率無顯著性影響。綜合考慮番茄株高、產量及灌溉水利用效率，可選擇毛管埋深20 cm，灌水下限為田間持水率的60%處理組合為關中地區日光溫室適宜的滴灌方式。

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Effects of Lateral Depths on Growth, Yield and Quality of Tomato under Water Deficit Condition

NIU Wenquan1,2GU Jun1LIANG Bohui2GUO Lili2Lü Wang2LI Yuan1

(1.InstituteofSoilandWaterConservation,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China2.CollegeofWaterResourcesandArchitecturalEngineering,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

In order to explore the effective way to improve the water use efficiency of tomato in the sunlight greenhouse, the effects of lateral depths on growth, fruit shape and quality of tomato under different water deficit were studied through drip irrigation experiment in 2014 and 2015. Results showed that lateral depth had a significant influence on yield, irrigation amount (p<0.05), and had no significant impact on irrigation water use efficiency and quality (p>0.05). The growth rate of tomato was faster and fruit diameter was bigger when lateral was buried at 20 cm depth. Under moderate and moderate-mild water deficit, lateral buried at 20 cm depth could significantly decrease the fruit ratio of C grade (fruit diameterD<6.5 cm) by 29.2%, and increase the fruit ratio of A grade (D≥7.5 cm) and B grade (6.5 cm≤D<7.5 cm) by 16.6% and 2.0%, respectively. The changing trend of yield and irrigation amount of tomato showed a first increase and then decrease trend with the increase of lateral depth, the value of yield for lateral depth buried at 20 cm was the highest (66.44 t/hm2). Yield and irrigation water use efficiency of tomato were decreased significantly with the increase of irrigation threshold (p<0.01), so irrigation amount can be reduced while the yield and water use efficiency of tomato can be increased by adopting different combinations of lateral depth and irrigation threshold. Therefore, lateral depth of 20 cm and irrigation threshold of 60% of field capacity would be the most appropriate treatment combination for tomato cultivation in the sunlight greenhouse in Guanzhong region of Shaanxi Province. For the observed responses, the information on how the tomato adapted to different lateral depths under water deficit condition would provide guidance for field production practices as well as indications of possible mechanisms.

tomato; lateral depth; irrigation threshold; yield; quality; water use efficiency; greenhouse

10.6041/j.issn.1000-1298.2017.03.035

2016-12-12

2017-01-09

國家自然科學基金項目(51679205)和國家重點研發計劃項目(2016YFC0400202)

牛文全(1972—)，男，教授，博士生導師，主要從事灌溉理論與節水技術研究，E-mail： nwq@nwafu.edu.cn

S275

A

1000-1298(2017)03-0279-09