叢麗君，汪生林，李建設，高艷明，陳書霞

(1. 西北農林科技大學 園藝學院，陜西楊凌 712100；2.寧夏大學 農學院，銀川 750021)

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痕量灌溉管不同埋深對日光溫室栽培番茄品質和產量的影響

叢麗君1，汪生林2，李建設2，高艷明2，陳書霞1

(1. 西北農林科技大學 園藝學院，陜西楊凌 712100；2.寧夏大學 農學院，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’番茄品種為試材，將痕量灌溉管分別設置0、15、30 cm不同埋深，以滴灌(CK)為對照。研究在不同埋深處理下痕量灌溉對番茄生長、產量及品質的影響。結果表明，灌溉管埋深15 cm長勢較好，地上部干、鮮質量分別較對照提高20.6%、33.3%；灌溉管埋深0、15、30 cm小區(qū)的產量分別比常規(guī)滴灌提高5.61%、73.1%、41.5%。綜合各項指標，痕量灌溉管道埋深15 cm是該試驗條件下日光溫室栽培番茄較適宜的埋設深度。

痕量灌溉；不同埋深；番茄；產量

干旱一直是制約農業(yè)發(fā)展的主要氣象災害[1]。近50 a來，中國北方一些地區(qū)降水量明顯減少[2]，對社會經(jīng)濟發(fā)展及人民生活造成嚴重影響。隨著人口增長、城鎮(zhèn)化和社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源利用矛盾日益尖銳[3]。因此，面對日趨加重的水資源短缺與用水矛盾。國內外相關產業(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)植物的生長狀況和土壤含水量來確定是否需要灌溉，且管道很容易堵塞，影響植物生長。為解決上述問題，中國科研工作者在滲灌的基礎上研發(fā)了一種新型的節(jié)水灌溉技術——痕量灌溉技術[5]。研究表明，與世界最先進的節(jié)水技術滴灌相比，在同等條件下痕量灌溉技術可節(jié)水 40%～70%[6]。目前，痕量灌溉技術在生菜[7]、番茄[8]、溫室大桃[9]、茄子[10]等植物的相關試驗中已得到應用，但痕量灌溉管不同埋深對日光溫室番茄產量和品質的影響還鮮有報道。本試驗以番茄為材料，以滴灌為對照，研究痕量灌溉管道不同埋深對日光溫室番茄產量與品質的影響，以期為痕量灌溉在農業(yè)生產中的應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗地點 試驗在寧夏賀蘭園藝產業(yè)園科研開發(fā)區(qū)11號日光溫室中進行。供試溫室長80 m，跨度 7 m。溫室內平均氣溫25.2 ℃，最高氣溫47.5 ℃，最低溫度9.5 ℃；相對濕度平均值為66.0%，最高濕度為96.7%，最低濕度為17.5%；露點溫度平均值為17.2 ℃，最高露點溫度為28.3 ℃，最低露點溫度為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’。采用育苗移栽。2015-05-31定植，2015-08-06開始采收，2015-10-08拉秧。栽植時挖長、寬、深分別為30、30、40 cm的溝進行限根栽培，溝內鋪無紡布，每溝施有機肥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研發(fā)的番茄配方肥。

1.2 試驗設計

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

1.3 測定指標及方法

每小區(qū)隨機選6株植株進行測量。株高、莖粗、葉片數(shù)等指標參照《番茄種質資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》[11]進行測定。葉綠素采用SPAD-502 葉綠素儀進行測定。產量統(tǒng)計按小區(qū)進行，記錄每次采收的果實數(shù)和單果質量。

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

1.4 數(shù)據(jù)處理

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

2 結果與分析

2.1 痕量灌溉管不同埋深對番茄生長特性的影響

2.1.1 對番茄地上、地下干鮮質量及根冠比的影響 表1結果表明，番茄地上、地下部干鮮質量對管道不同埋深的變化趨勢相一致，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量分別比CK提高20.6%和9.1%，但未與CK達到顯著差異。埋深15 cm與30 cm處理的地下鮮質量分別比CK降低17.5%和8.5%。地上、地下部干質量最大時的埋深均為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個埋深處理中，埋深0 cm處理地上、地下干鮮質量均最小，但根冠比最大，可能由于滴灌和痕量灌溉水分供應速率與供應時間不同，痕量灌溉水流速度慢，但能長時間供水。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較少，植株吸收水分不充足。植株根部與冠部對水分脅迫的反應程度不同，根生長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 對番茄株高、莖粗和葉片數(shù)的影響 番茄株高和葉片數(shù)對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，而莖粗隨著管道埋深的增加有增加的趨勢。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T2>T1>T3，而莖粗則表現(xiàn)較為復雜，前期為T2>T3>T1，后期(8月11日)則變?yōu)門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；番茄葉片內葉綠素SPAD值隨著管道埋深的增加有降低的趨勢。不同管道埋深處理下的番茄坐果率表現(xiàn)為T2>T3>T1，發(fā)病率為T2>T1>T3，而葉綠素SPAD值為T1>T2>T3。T2處理的坐果率最高，達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番茄產量的影響

合適的管道埋深能顯著提高番茄產量。定植后66 d，T1、T2、CK處理果實開始采收，T3處理于定植后76 d后開始采收。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產量為T1>T2>T3,其中T1處理最高；而T2處理與CK產量相當。隨著生育期的延長，番茄開始進入盛果期，各處理的果實產量都明顯增加。其中T2、T3處理增長速率較快，至9月20日，T1、T2、T3的果實產量分別達到41 411、64 430、47 342 kg/hm2，較滴灌處理分別增長 6.8%、66.1%、22.0%，T2處理最高。采收后期T2、T3處理繼續(xù)保持較強的結實能力，于10月2日產量分別達到 76 387.4和62 423.2 kg/hm2，比滴灌處理增長73.1%、41.5%；而T1處理的產量僅比對照增長5.61%。

圖1 不同處理累積產量Fig.1 Cumulative production of different treatment

2.3 痕量灌溉管不同埋深對番茄果實縱橫徑發(fā)育的影響

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

2.4 痕量灌溉管不同埋深對番茄果實品質的影響

從表4可以看出，在不同管道埋深處理下各指標的變化規(guī)律基本一致，即隨著管道埋深的增加有降低的趨勢。不同管道埋深處理下番茄果實維生素C質量分數(shù)表現(xiàn)為T1>T3>T2，其余各指標表現(xiàn)為T1>T2>T3。不同指標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15.8%、17.0%、1.7%。T3處理下的有機酸質量摩爾濃度最低，較CK降低17.2%。

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

圖3 不同處理果實橫徑發(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品質Table 4 Fruit quality under different treatments

3 討 論

關于節(jié)水灌溉，國內外已經(jīng)開展了大量的工作， 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，又由于誘導了植物補償吸水的特性，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)無明顯變化，同時埋深15 cm處理顯著提高葉片葉綠素SPAD值，較對照處理提高5.57%，增強番茄葉片的光合作用，進而提高番茄產量。根據(jù)灌溉對象生長發(fā)育規(guī)律及生產的實際需要，有目的地限制供水，使作物經(jīng)受輕度水分脅迫，在特定時期限制作物某些方面的生長發(fā)育，達到既節(jié)水又增產的目的[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%苜蓿產量[21]。最新型的節(jié)水灌溉技術——痕量灌溉[22]，具有抗堵塞能力及更節(jié)水的特點，同時實現(xiàn)了植物主動吸水，恰當?shù)貪M足植物的需水需求。本研究證明埋深15 cm處理地上部鮮質量較對照提高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處理在產量不受影響的條件下，灌水量分別減少 51.9%、52.8%；水分生產效率分別提高50.9%、60.0%。據(jù)報道[10]，痕量灌溉管埋深 10 cm、20 cm 和 30 cm 處理與對照表面覆土處理相比，茄子產量分別提高 14.7%、6.2%和 5.0%，與本研究結果基本一致。本試驗中15 cm埋深處理的產量最高，較滴灌處理提高73.1%。而埋深30 cm前期產量最低，但后期累積產量高于滴灌和埋深0 cm，比滴灌提高41.5%。痕量灌溉管不同埋深處理產量均高于滴灌處理，這與楊明宇等[10]的研究報道基本一致，但與周繼華等[8]研究結果有差異，可能是由于品種、土壤狀況等試驗條件不同所致。

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(責任編輯：潘學燕 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)科技支撐計劃項目(201322N05)。

叢麗君，女，在讀碩士，研究方向為蔬菜栽培。E-mail:clj-608@sohu.com 通信作者：陳書霞，女，教授，主要從事蔬菜生理與生物技術研究。E-mail:shuxiachen@nwsuaf.edu.cn

S626.9；S275.9

A

1004-1389(2017)07-1062-06