設(shè)施番茄節(jié)水模式對(duì)產(chǎn)量結(jié)構(gòu)和品質(zhì)因素的影響

孫振榮，王興田，唐培園，劉 凱

(1. 甘肅省蘭州市農(nóng)業(yè)科技研究推廣中心，蘭州 730000；2. 甘肅省蘭州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督管理中心，蘭州 730000)

蘭州地處西北高原干旱農(nóng)業(yè)區(qū)，年均降雨量只有310 mm，采用設(shè)施節(jié)水灌溉是本地區(qū)蔬菜種植的主要模式。設(shè)施番茄栽培是其蔬菜主要的種植方式，傳統(tǒng)的設(shè)施番茄節(jié)水灌溉方式是壟作溝灌，灌溉成本高生產(chǎn)效率低。目前，本地區(qū)設(shè)施番茄栽培節(jié)水模式研究和推廣的重點(diǎn)方向?yàn)閴拍瞎嗪湍は碌喂?，較傳統(tǒng)灌溉方式節(jié)水1 800 m3/hm2。不同設(shè)施番茄節(jié)水模式對(duì)其產(chǎn)量和品質(zhì)均有直接的影響，其相關(guān)性研究也是國(guó)內(nèi)番茄栽培主要研究方向。安順偉等番茄灌水量對(duì)其生長(zhǎng)產(chǎn)量品質(zhì)影響研究結(jié)果表明，適量減少灌水量不會(huì)引起番茄產(chǎn)量降低，而且還可以在一定程度上提高番茄品質(zhì)，提高水分利用效率[1]。高方勝等土壤水分對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育及其產(chǎn)量品質(zhì)的影響研究結(jié)果表明，水分對(duì)番茄營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)存在正效應(yīng)，特別是對(duì)株高、莖粗更為明顯，葉片數(shù)次之，而對(duì)生殖生長(zhǎng)效應(yīng)不明顯，處理間花蕾和花的數(shù)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(diào)控對(duì)日光溫室番茄產(chǎn)量及其土壤氮素的影響結(jié)果表明，膜下溝灌成本低，節(jié)水節(jié)肥效果很好[3]。王克武等滴灌施肥強(qiáng)度對(duì)日光溫室蔬菜產(chǎn)量品質(zhì)和水分利用的研究結(jié)果表明，番茄全生育期滴灌灌水量為2 160 m3/hm2時(shí)產(chǎn)量最高，滴灌施肥強(qiáng)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(shè)施番茄某種特定節(jié)水模式下得出與產(chǎn)量、品質(zhì)等影響性因素。傳統(tǒng)的設(shè)施番茄節(jié)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(chǎn)量及品質(zhì)，專門針對(duì)設(shè)施番茄不同節(jié)水模式以及其與產(chǎn)量和品質(zhì)相關(guān)性研究國(guó)內(nèi)鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)在設(shè)施番茄同等種植條件下，以當(dāng)?shù)剞r(nóng)民傳統(tǒng)壟作溝灌模式為對(duì)照，設(shè)壟膜溝灌和膜下滴灌2種節(jié)水模式處理，重點(diǎn)研究方向是采用不同節(jié)水模式處理對(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量及其品質(zhì)的相關(guān)性，探討設(shè)施番茄最適合的節(jié)水模式、最適合的灌水量以及最高效的水分生產(chǎn)效率，為指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民設(shè)施番茄種植提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2013-2014年在蘭州市榆中縣三角城設(shè)施蔬菜基地內(nèi)進(jìn)行，在處理相同條件下各試驗(yàn)?zāi)甓确謩e選用不同的番茄品種進(jìn)行，以檢驗(yàn)不同品種在相同處理下試驗(yàn)效果。其中2013年供試品種選擇早熟有限生長(zhǎng)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(zhǎng)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(yàn)選擇當(dāng)?shù)胤阎饕耘嘣绱翰缂竟?jié)進(jìn)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(jù)本地設(shè)施番茄不同模式灌溉量多點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)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(yàn)設(shè)以下3個(gè)不同節(jié)水模式處理：T1(CK)處理：當(dāng)?shù)剞r(nóng)民傳統(tǒng)壟作溝灌，露地起壟，全生育期最佳灌水量340 mm，節(jié)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(jié)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(jié)水182.5 mm。試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積30 m2，每小區(qū)3壟6行120株，種植密度40 020 株/hm2，澆水時(shí)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(jìn)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(cè)定項(xiàng)目與方法

(1)植株生長(zhǎng)勢(shì)與產(chǎn)量。每處理選取20株番茄植株，各種測(cè)量結(jié)果取其平均值，番茄摘心前測(cè)定株高，用游標(biāo)卡尺測(cè)定莖粗，記錄葉片數(shù)，收獲期測(cè)定記錄各試驗(yàn)小區(qū)的產(chǎn)量、單果重、單株結(jié)果數(shù)。

(2)番茄果實(shí)品質(zhì)。選擇番茄具有代表性的維生素C、有機(jī)酸、可溶性固形物和干物質(zhì)含量等4種生理營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)作為研究重點(diǎn)。其中維生素C采用2，6-二氯靛酚滴定法[5]測(cè)定；有機(jī)酸含量采用NaOH滴定法[6]測(cè)定；可溶性固性物采用手持測(cè)糖儀測(cè)定；干物質(zhì)含量測(cè)定采用烘干穩(wěn)重法測(cè)定。數(shù)據(jù)全部采用SPASS數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行方差處理分析。

表1 供試設(shè)施溫室耕層土壤基礎(chǔ)理化性狀

表2 灌水時(shí)期及每次灌水量 mm

2 結(jié)果與分析

2.1 不同節(jié)水模式處理對(duì)番茄生長(zhǎng)量的影響

(1)各節(jié)水模式對(duì)株高的影響。經(jīng)過對(duì)各處理生育時(shí)期株高記載結(jié)果分析，隨著生育時(shí)期的后移，壟作溝灌(T1)、壟膜溝灌(T2)和膜下滴灌(T3)3種節(jié)水模式處理的株高增長(zhǎng)趨勢(shì)表現(xiàn)基本趨于一致。在結(jié)果后期株高基本穩(wěn)定后測(cè)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(gè)品種表現(xiàn)的基本特征是：從T1、T2到T3，各生育期株高呈現(xiàn)依次增長(zhǎng)規(guī)律，各品種不同處理各生育時(shí)期株高測(cè)量結(jié)果見表3，其趨勢(shì)分別見圖1和圖2。

表3 各處理生育時(shí)期與株高測(cè)量結(jié)果 cm

注：表中數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jié)水模式對(duì)莖粗的影響。經(jīng)過對(duì)各處理各生育時(shí)期莖粗測(cè)量，隨著生育時(shí)期的后移，壟作溝灌(T1)、壟膜溝灌(T2)和膜下滴灌(T3)3種節(jié)水模式處理的莖粗增長(zhǎng)趨勢(shì)表現(xiàn)基本一致。在結(jié)果后期莖粗基本穩(wěn)定后測(cè)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(gè)品種表現(xiàn)的基本特征是：從T1、T2到T3，莖粗呈依次增長(zhǎng)規(guī)律，各品種各生育時(shí)期莖粗測(cè)量結(jié)果見表4，其趨勢(shì)見圖3和圖4。

圖1 2013(奧斯頓F1)各處理對(duì)株高的影響

圖2 2014(福特F1)各處理對(duì)株高的影響

表4 各處理生育時(shí)期與莖粗測(cè)量結(jié)果 cm

圖3 2013(奧斯頓F1)各處理對(duì)莖粗的影響

圖4 2014(福特F1)各處理對(duì)莖粗的影響

(3)各節(jié)水模式對(duì)葉片數(shù)的影響。對(duì)葉片數(shù)結(jié)果進(jìn)行方差分析(見表5、圖5、圖6)，奧斯頓F1在現(xiàn)蕾期，T1、T2分別與T3葉片數(shù)差異顯著，在開花期T1與T2和T3葉片數(shù)差異顯著，座果期T1、T2、T3相互差異不明顯，結(jié)果早期T1、T2分別與T3葉片數(shù)差異顯著，結(jié)果后期T1、T2、T3相互差異不明顯。福特F1現(xiàn)蕾期T1、T2、T3相互差異不明顯，開花期T1與T3葉片數(shù)差異顯著，座果期T1、T2、T3相互差異不明顯，結(jié)果早期T1、T2分別與T3葉片數(shù)差異顯著，結(jié)果后期T1與T3葉片數(shù)差異顯著。

2.2 不同節(jié)水模式處理對(duì)番茄產(chǎn)量品質(zhì)的影響

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

表5 各節(jié)水模式對(duì)各品種生育時(shí)期葉片數(shù)的影響 片

圖5 2013(奧斯頓F1)各處理對(duì)葉片數(shù)影響

圖6 2014(福特F1)各處理對(duì)葉片數(shù)影響

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

通過對(duì)“奧斯頓F1”和“福特F1”各處理節(jié)水量與其產(chǎn)量回歸分析，顯示各處理不同節(jié)水量與其產(chǎn)量呈正比相關(guān)關(guān)系，隨著節(jié)水量的增加，其產(chǎn)量也呈增加趨勢(shì)，回歸系數(shù)均為1，顯示其相關(guān)性非常高。

(2)各節(jié)水模式對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響。方差分析結(jié)果(見表7)：奧斯頓F1維生素C含量、干物質(zhì)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(xiàn)顯著；有機(jī)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(zhì)含量、可溶性固形物和有機(jī)酸，T1、T2、T3各處理之間差異均表現(xiàn)顯著。

表7 不同節(jié)水模式處理對(duì)番茄品質(zhì)的影響

2.3 不同節(jié)水模式處理對(duì)水分生產(chǎn)效率的影響

由表8可知：奧斯頓F1的T1、T2、T3產(chǎn)量分別為90 379.6、103 315.6和118 652.9 kg/hm2，水分生產(chǎn)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(chǎn)量分別為85 773.3、97 889.7和114 868.6 kg/hm2，水分生產(chǎn)效率分別為2 522.7、3 375.5和4 786.2 kg/m3。2個(gè)品種從T1到T3其產(chǎn)量結(jié)果和水分利用效率均呈上升規(guī)律。

表8 不同節(jié)水模式對(duì)水分生產(chǎn)效率的影響

3 討論與結(jié)論

設(shè)施番茄采取壟作溝灌(T1)、壟膜溝灌(T2)和膜下滴灌(T3)不同節(jié)水模式處理，隨著灌水量的減少，其株高、莖粗、葉片數(shù)均呈上升趨勢(shì)，在現(xiàn)蕾期、開花期、座果期、結(jié)果早期、結(jié)果后期各生育時(shí)期在株高、莖粗和葉片數(shù)等生理指標(biāo)上，T3 和T2與對(duì)照T1相比差異均呈顯著性，這是由于采取精量節(jié)水灌溉措施，減少了土壤中有益礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的淋洗損失，延長(zhǎng)了營(yíng)養(yǎng)元素在土壤耕層作物根系附近的滯留時(shí)間，加速了作物對(duì)肥料養(yǎng)分的吸收利用，提高了肥料利用率，促進(jìn)了作物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)。番茄株高、莖粗、單株結(jié)果數(shù)、單果重、維生素C、干物質(zhì)含量、可溶性固形物、有機(jī)酸、產(chǎn)量和水分生產(chǎn)效率等均隨著灌水量的減少而增加，果實(shí)品質(zhì)得到改善，產(chǎn)量和水分生產(chǎn)效率均得到了提高。通過對(duì)各處理節(jié)水量與產(chǎn)量回歸分析，證明了隨著設(shè)施番茄節(jié)水量的增加，其產(chǎn)量呈正比增長(zhǎng)趨勢(shì)，進(jìn)一步論證了番茄節(jié)水量的多少與其產(chǎn)量存在很大的正比相關(guān)關(guān)系。陳秀香等人認(rèn)為過量灌溉和虧缺灌溉都能造成一定程度減產(chǎn)[7]，這與本試驗(yàn)結(jié)論相似，T3處理與農(nóng)民傳統(tǒng)壟作溝灌相比，其灌水量大幅減少，而其品質(zhì)、產(chǎn)量和水分生產(chǎn)效率均達(dá)到了最高，證明了設(shè)施番茄在同等條件下，采取不同的節(jié)水模式處理，減少灌水量不會(huì)造成減產(chǎn)，相反還可以提高果實(shí)品質(zhì)和水分生產(chǎn)效率，可以達(dá)到節(jié)水節(jié)肥和增產(chǎn)增效目的。

□

[1] 安順偉，王永泉，李紅嶺，等.灌水量對(duì)日光溫室番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，19(3)：188-192.

[2] 高方勝，徐 坤. 土壤水分對(duì)番茄生長(zhǎng)發(fā)育及其產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005，14(4)：69-72.

[3] 姜春光，王克武，黃以華，等.水肥調(diào)控對(duì)日光溫室番茄產(chǎn)量及其土壤氮素的影響[M]∥ 蔬菜水肥一體化節(jié)水技術(shù)研究與應(yīng)用. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2010:281-293.

[4] 王克武，程 明，朱鵬浩，等.滴灌施肥強(qiáng)度對(duì)日光溫室蔬菜產(chǎn)量品質(zhì)和水分利用的影響[J]. 北京農(nóng)業(yè)，2009，(9)：186-190.

[5] 李合生. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[6] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1999.

[7] 陳秀香，馬富裕.土壤含水量對(duì)加工番茄產(chǎn)量和品質(zhì)影響研究[J]. 節(jié)水灌溉，2006,(4)：1-4.