痕量灌溉管不同埋深對(duì)日光溫室栽培番茄品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

叢麗君，汪生林，李建設(shè)，高艷明，陳書(shū)霞

(1. 西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院，陜西楊凌 712100；2.寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，銀川 750021)

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痕量灌溉管不同埋深對(duì)日光溫室栽培番茄品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

叢麗君1，汪生林2，李建設(shè)2，高艷明2，陳書(shū)霞1

(1. 西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院，陜西楊凌 712100；2.寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，銀川 750021)

為確定日光溫室栽培條件下，痕量灌溉管道的適宜埋深，以‘粉太郎1號(hào)’番茄品種為試材，將痕量灌溉管分別設(shè)置0、15、30 cm不同埋深，以滴灌(CK)為對(duì)照。研究在不同埋深處理下痕量灌溉對(duì)番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，灌溉管埋深15 cm長(zhǎng)勢(shì)較好，地上部干、鮮質(zhì)量分別較對(duì)照提高20.6%、33.3%；灌溉管埋深0、15、30 cm小區(qū)的產(chǎn)量分別比常規(guī)滴灌提高5.61%、73.1%、41.5%。綜合各項(xiàng)指標(biāo)，痕量灌溉管道埋深15 cm是該試驗(yàn)條件下日光溫室栽培番茄較適宜的埋設(shè)深度。

痕量灌溉；不同埋深；番茄；產(chǎn)量

干旱一直是制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要?dú)庀鬄?zāi)害[1]。近50 a來(lái)，中國(guó)北方一些地區(qū)降水量明顯減少[2]，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人民生活造成嚴(yán)重影響。隨著人口增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水資源利用矛盾日益尖銳[3]。因此，面對(duì)日趨加重的水資源短缺與用水矛盾。國(guó)內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)業(yè)逐步發(fā)展成微灌、滴灌、滲灌等節(jié)水灌溉種類[4]，但是這些灌溉方式需要人們根據(jù)植物的生長(zhǎng)狀況和土壤含水量來(lái)確定是否需要灌溉，且管道很容易堵塞，影響植物生長(zhǎng)。為解決上述問(wèn)題，中國(guó)科研工作者在滲灌的基礎(chǔ)上研發(fā)了一種新型的節(jié)水灌溉技術(shù)——痕量灌溉技術(shù)[5]。研究表明，與世界最先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)滴灌相比，在同等條件下痕量灌溉技術(shù)可節(jié)水 40%～70%[6]。目前，痕量灌溉技術(shù)在生菜[7]、番茄[8]、溫室大桃[9]、茄子[10]等植物的相關(guān)試驗(yàn)中已得到應(yīng)用，但痕量灌溉管不同埋深對(duì)日光溫室番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響還鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)以番茄為材料，以滴灌為對(duì)照，研究痕量灌溉管道不同埋深對(duì)日光溫室番茄產(chǎn)量與品質(zhì)的影響，以期為痕量灌溉在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)地點(diǎn) 試驗(yàn)在寧夏賀蘭園藝產(chǎn)業(yè)園科研開(kāi)發(fā)區(qū)11號(hào)日光溫室中進(jìn)行。供試溫室長(zhǎng)80 m，跨度 7 m。溫室內(nèi)平均氣溫25.2 ℃，最高氣溫47.5 ℃，最低溫度9.5 ℃；相對(duì)濕度平均值為66.0%，最高濕度為96.7%，最低濕度為17.5%；露點(diǎn)溫度平均值為17.2 ℃，最高露點(diǎn)溫度為28.3 ℃，最低露點(diǎn)溫度為20.9 ℃。

1.1.2 供試品種及栽培方式 供試番茄品種為‘粉太郎1號(hào)’。采用育苗移栽。2015-05-31定植，2015-08-06開(kāi)始采收，2015-10-08拉秧。栽植時(shí)挖長(zhǎng)、寬、深分別為30、30、40 cm的溝進(jìn)行限根栽培，溝內(nèi)鋪無(wú)紡布，每溝施有機(jī)肥40 kg、黃腐酸鉀1 kg、沃夫特0.5 kg、三環(huán)重鈣0.3 kg、磷酸二銨1 kg、帝益肥1 kg、硫酸鉀1 kg作為基肥。單行栽培，行距1.5 m，株距20 cm，每溝定植28株，定植密度為33 350株/hm2，生育期施用寧夏大學(xué)研發(fā)的番茄配方肥。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。設(shè)常規(guī)滴灌為對(duì)照組(CK)，痕灌管埋深設(shè)0 cm(T1)、15 cm(T2)、30 cm(T3)3個(gè)處理。每個(gè)處理重復(fù)3次，每個(gè)處理面積為80 m2。各處理單位面積灌溉用水量為0.391 3 m3/m2。每行設(shè)置2根痕量管，以滴灌為對(duì)照，滴灌管每行設(shè)置1根。管理方式與常規(guī)管理相同。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

每小區(qū)隨機(jī)選6株植株進(jìn)行測(cè)量。株高、莖粗、葉片數(shù)等指標(biāo)參照《番茄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[11]進(jìn)行測(cè)定。葉綠素采用SPAD-502 葉綠素儀進(jìn)行測(cè)定。產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)按小區(qū)進(jìn)行，記錄每次采收的果實(shí)數(shù)和單果質(zhì)量。

維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定采用鉬藍(lán)比色法[12]，可溶性固形物測(cè)定采用TD-45數(shù)顯糖度計(jì)，干物質(zhì)積累量測(cè)定采用烘干法[13]。果酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定采用酸堿滴定法[14]，可溶性總糖測(cè)定采用蒽酮比色法[12]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用IBM SPASS Statistics 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用Duncan’s(D)方法進(jìn)行多重比較，采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 痕量灌溉管不同埋深對(duì)番茄生長(zhǎng)特性的影響

2.1.1 對(duì)番茄地上、地下干鮮質(zhì)量及根冠比的影響 表1結(jié)果表明，番茄地上、地下部干鮮質(zhì)量對(duì)管道不同埋深的變化趨勢(shì)相一致，均是埋深15 cm處理最大，埋深30 cm處理次之，埋深0 cm 最小。埋深15 cm與30 cm處理的地上部分鮮質(zhì)量分別比CK提高20.6%和9.1%，但未與CK達(dá)到顯著差異。埋深15 cm與30 cm處理的地下鮮質(zhì)量分別比CK降低17.5%和8.5%。地上、地下部干質(zhì)量最大時(shí)的埋深均為15 cm，地上部較CK增加33.3%。地下部比最低的埋深0 cm高出78.7%。3個(gè)埋深處理中，埋深0 cm處理地上、地下干鮮質(zhì)量均最小，但根冠比最大，可能由于滴灌和痕量灌溉水分供應(yīng)速率與供應(yīng)時(shí)間不同，痕量灌溉水流速度慢，但能長(zhǎng)時(shí)間供水。埋深0 cm處理下由于地表蒸發(fā)而使較深層根系水分供應(yīng)較少，植株吸收水分不充足。植株根部與冠部對(duì)水分脅迫的反應(yīng)程度不同，根生長(zhǎng)速率的下降小于冠部，造成根冠比明顯增加。

表1 痕量灌溉管不同埋深處理的番茄地上、地下干鮮質(zhì)量及根冠比Table 1 Tomato dry and fresh mass of over ground,underground part and root cap ratio in pipe depth of trace irrigation

注：同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。
Note:Different letters in same column are significantly different (P<0.05). The same as below.

2.1.2 對(duì)番茄株高、莖粗和葉片數(shù)的影響 番茄株高和葉片數(shù)對(duì)管道不同埋深處理的規(guī)律一致，即隨著管道埋深的增加有降低趨勢(shì)，而莖粗隨著管道埋深的增加有增加的趨勢(shì)。如表2所示，番茄植株的株高、莖粗和葉片數(shù)均隨著植株的生長(zhǎng)發(fā)育不斷增加。不同管道埋深處理下番茄的株高和葉片數(shù)均表現(xiàn)為T(mén)2>T1>T3，而莖粗則表現(xiàn)較為復(fù)雜，前期為T(mén)2>T3>T1，后期(8月11日)則變?yōu)門(mén)3>T2>T1。在栽植后50 d(7月21日)，處理T3的株高和葉片數(shù)顯著降低，分別較CK降低39.3%和17.6%。T2處理的莖粗顯著升高，較CK升高14.1%。隨著生育期的增加，不同處理間的差異逐漸減小，至生長(zhǎng)末期(8月11日)，T1株高平均為150.75 cm，T2、T3分別為157.98 cm和137.63 cm，分別與CK相差26.65 cm、19.42 cm和39.63 cm。

2.1.3 對(duì)番茄葉綠素SPAD值、坐果率和發(fā)病率的影響 表3顯示，番茄坐果率與發(fā)病率對(duì)管道埋深的變化規(guī)律一致，即隨著管道埋深的增加有先增加后降低的趨勢(shì)；番茄葉片內(nèi)葉綠素SPAD值隨著管道埋深的增加有降低的趨勢(shì)。不同管道埋深處理下的番茄坐果率表現(xiàn)為T(mén)2>T3>T1，發(fā)病率為T(mén)2>T1>T3，而葉綠素SPAD值為T(mén)1>T2>T3。T2處理的坐果率最高，達(dá)86.29%。T1、T2、T3處理的發(fā)病率分別為16.83%、17.17%、14.17%，其中T3處理與CK相比差異顯著，比CK降低16.65%。T1、T2處理的番茄植株的葉綠素SPAD都比CK高，分別較CK增長(zhǎng)10.51%、5.57%。

表2 痕量灌溉管不同埋深處理的番茄株高、莖粗及葉片數(shù)Table 2 Tomato’s stem height, diameter of stem and number of leaves in pipe depth of trace irrigation

表3 不同處理番茄葉綠素SPAD值、發(fā)病率和坐果率Table 3 SPAD value of chlorophyll,morbidity rate and fruit setting rate under different treatments

2.2 痕量灌溉管不同埋深對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

合適的管道埋深能顯著提高番茄產(chǎn)量。定植后66 d，T1、T2、CK處理果實(shí)開(kāi)始采收，T3處理于定植后76 d后開(kāi)始采收。圖1顯示，采收期前期(8月6日-8月20日)，不同管道埋深處理的番茄的果實(shí)產(chǎn)量為T(mén)1>T2>T3,其中T1處理最高；而T2處理與CK產(chǎn)量相當(dāng)。隨著生育期的延長(zhǎng)，番茄開(kāi)始進(jìn)入盛果期，各處理的果實(shí)產(chǎn)量都明顯增加。其中T2、T3處理增長(zhǎng)速率較快，至9月20日，T1、T2、T3的果實(shí)產(chǎn)量分別達(dá)到41 411、64 430、47 342 kg/hm2，較滴灌處理分別增長(zhǎng) 6.8%、66.1%、22.0%，T2處理最高。采收后期T2、T3處理繼續(xù)保持較強(qiáng)的結(jié)實(shí)能力，于10月2日產(chǎn)量分別達(dá)到 76 387.4和62 423.2 kg/hm2，比滴灌處理增長(zhǎng)73.1%、41.5%；而T1處理的產(chǎn)量?jī)H比對(duì)照增長(zhǎng)5.61%。

圖1 不同處理累積產(chǎn)量Fig.1 Cumulative production of different treatment

2.3 痕量灌溉管不同埋深對(duì)番茄果實(shí)縱橫徑發(fā)育的影響

番茄果實(shí)縱橫徑的發(fā)育可以分為3個(gè)階段。前期果實(shí)大小生長(zhǎng)迅速，縱橫徑增長(zhǎng)速率較大；中期果實(shí)肥大速率緩慢，縱橫徑增長(zhǎng)較慢；后期果實(shí)大小基本不變，開(kāi)始由綠熟期向轉(zhuǎn)色期轉(zhuǎn)變。如圖2所示，各處理的果實(shí)橫徑在前期都保持較快的生長(zhǎng)速率，處理之間的橫徑差距較??；中期果實(shí)橫徑的肥大速率開(kāi)始產(chǎn)生變化，T3依然保持較高的增長(zhǎng)速率，T2與滴灌處理增長(zhǎng)較慢，T1最小；后期果實(shí)橫徑大小基本確定，增長(zhǎng)速率幾乎為零，不同管道埋深處理下果實(shí)橫徑各處理表現(xiàn)為T(mén)3>T2>CK>T1。如圖3所示，番茄果實(shí)縱徑的發(fā)育規(guī)律與橫徑基本一致，即前期保持較快生長(zhǎng)速率，差距小，中期增長(zhǎng)速度發(fā)生變化，后期變化均趨于穩(wěn)定。各處理下果實(shí)縱徑表現(xiàn)為T(mén)3>T2>CK>T1。但各處理果實(shí)縱徑間的差距較橫徑間的小。

2.4 痕量灌溉管不同埋深對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響

從表4可以看出，在不同管道埋深處理下各指標(biāo)的變化規(guī)律基本一致，即隨著管道埋深的增加有降低的趨勢(shì)。不同管道埋深處理下番茄果實(shí)維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)為T(mén)1>T3>T2，其余各指標(biāo)表現(xiàn)為T(mén)1>T2>T3。不同指標(biāo)在痕量灌溉管道埋深0 cm處理下的維生素C、可溶性糖、有機(jī)酸和可溶性固形物分別較滴灌處理升高28.9%、42.4%、25.0%和41.4%，其中可溶性糖、有機(jī)酸、可溶性固形物差異均顯著。T2處理下的維生素C、可溶性糖、可溶性固形物分別較CK增長(zhǎng)15.8%、17.0%、1.7%。T3處理下的有機(jī)酸質(zhì)量摩爾濃度最低，較CK降低17.2%。

圖2 不同處理果實(shí)縱徑發(fā)育情況 Fig.2 Fruit vertical diameter under different treatments

圖3 不同處理果實(shí)橫徑發(fā)育情況Fig.3 Transverse diameter of fruit of different treatments

表4 不同埋深處理的番茄果實(shí)品質(zhì)Table 4 Fruit quality under different treatments

3 討 論

關(guān)于節(jié)水灌溉，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)展了大量的工作， 并取得顯著效果[15-16]。研究表明節(jié)水灌溉條件下少量水既能滿足作物代謝需水，提高植物的抗逆性，又由于誘導(dǎo)了植物補(bǔ)償吸水的特性，使水分利用效率顯著提高[17-19]。本研究中，在痕量灌溉條件下，15 cm 埋深處理莖粗明顯增加，但葉片數(shù)無(wú)明顯變化，同時(shí)埋深15 cm處理顯著提高葉片葉綠素SPAD值，較對(duì)照處理提高5.57%，增強(qiáng)番茄葉片的光合作用，進(jìn)而提高番茄產(chǎn)量。根據(jù)灌溉對(duì)象生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律及生產(chǎn)的實(shí)際需要，有目的地限制供水，使作物經(jīng)受輕度水分脅迫，在特定時(shí)期限制作物某些方面的生長(zhǎng)發(fā)育，達(dá)到既節(jié)水又增產(chǎn)的目的[20]。研究表明，與溝灌相比，利用地下滴灌可使苜蓿的水分利用效率提高 20%；與大水漫灌相比，地下滴灌可以在少用40%灌溉水的情況下提高約 20%苜蓿產(chǎn)量[21]。最新型的節(jié)水灌溉技術(shù)——痕量灌溉[22]，具有抗堵塞能力及更節(jié)水的特點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了植物主動(dòng)吸水，恰當(dāng)?shù)貪M足植物的需水需求。本研究證明埋深15 cm處理地上部鮮質(zhì)量較對(duì)照提高20.6%，這與沈富等[23]的研究一致。沈富研究證明痕量灌溉管道埋深5 cm、15 cm處理在產(chǎn)量不受影響的條件下，灌水量分別減少 51.9%、52.8%；水分生產(chǎn)效率分別提高50.9%、60.0%。據(jù)報(bào)道[10]，痕量灌溉管埋深 10 cm、20 cm 和 30 cm 處理與對(duì)照表面覆土處理相比，茄子產(chǎn)量分別提高 14.7%、6.2%和 5.0%，與本研究結(jié)果基本一致。本試驗(yàn)中15 cm埋深處理的產(chǎn)量最高，較滴灌處理提高73.1%。而埋深30 cm前期產(chǎn)量最低，但后期累積產(chǎn)量高于滴灌和埋深0 cm，比滴灌提高41.5%。痕量灌溉管不同埋深處理產(chǎn)量均高于滴灌處理，這與楊明宇等[10]的研究報(bào)道基本一致，但與周繼華等[8]研究結(jié)果有差異，可能是由于品種、土壤狀況等試驗(yàn)條件不同所致。

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(責(zé)任編輯：潘學(xué)燕 Responsible editor:PAN Xueyan)

Effects of Pipe Depth of Trace Irrigation on Yield and Quality of Tomato in Solar Greenhouse.

CONG Lijun1, WANG Shenglin2,LI Jianshe2,GAO Yanming2and CHEN Shuxia1.

(1.College of Horticulture, Northwest A&F University, Yangling Shaanxi 712100,China;2.School of Agriculture, Ningxia University, Yinchuan 750021,China )

With drip irrigation (CK) as the control under the condition of solar greenhouse cultivation, we determined suitable depth of trace irrigation pipeline in tomato greenhouse, buried depths of trace irrigation pipeline were set to 0 cm (T1), 15 cm (T2) and 30 cm (T3) , and tomato variety ‘Powder No.1’ was used to study the effects of trace irrigation on growth, yield and quality of tomato at different buried depths. The results showed that, compared with CK, the dry and fresh mass of T1 treatment increased by 20.6% and 33.3% , while the yield increased by 5.61%, 73.1% and 41.5% respectively under the treatments of T1, T2 and T3. Based on each index of the experiment, the suitable buried depth of trace irrigation pipeline was 15 cm.

Trace irrigation pipe; Depth; Tomato;Yield

2016-03-28 Returned 2016-05-20

Science-technology Support Plan of the Ningxia Hui Autonomous Region(No.201322N05).

CONG Lijun，female，master student.Research area:vegetable cultivation.E-mail:clj-608@sohu.com

CHEN Shuxia,female,professor.Research area:vegetable cultivation and biological technology.E-mail:shuxiachen@nwsuaf.edu.cn

日期：2017-06-29

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20170629.1108.030.html

2016-03-28

2016-05-20

寧夏回族自治區(qū)科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(201322N05)。

叢麗君，女，在讀碩士，研究方向?yàn)槭卟嗽耘?。E-mail:clj-608@sohu.com 通信作者：陳書(shū)霞，女，教授，主要從事蔬菜生理與生物技術(shù)研究。E-mail:shuxiachen@nwsuaf.edu.cn

S626.9；S275.9

A

1004-1389(2017)07-1062-06