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        寧夏旱作區(qū)日光溫室秋冬茬櫻桃番茄灌溉制度研究

        2018-05-14 08:59:54王蓉馬玲黃靈丹楊常新馬麗楊冬艷
        安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2018年33期
        關(guān)鍵詞:日光溫室番茄

        王蓉 馬玲 黃靈丹 楊常新 馬麗 楊冬艷

        摘要?為了探索日光溫室秋冬茬番茄灌溉需水量,在前人研究的基礎(chǔ)上設(shè)置了試驗灌溉制度,通過測定櫻桃番茄生育期土壤含水量變化、果實產(chǎn)量及品質(zhì),來驗證此灌溉制度的合理性。試驗表明,整個生育期肥料隨水滴,番茄長勢良好,果實口感好,爛果率3.79%,產(chǎn)量高達43 995.90 kg/hm2,水分生產(chǎn)率為38.59 kg/m3,肥料生產(chǎn)率33.52 kg/m3,可達到高產(chǎn)高效、優(yōu)質(zhì)栽培的目的。因此,建議全生育期灌水總額1 140 m3/km2,苗期每次灌水定額為22.5 m3/hm2,施復(fù)合肥Ⅰ37.5 kg/hm2,灌溉周期為3~5 d;開花坐果期、采收初期、采收盛期每次灌水定額依次為30.0、37.5、45.0 m3/hm2,每次施復(fù)合肥Ⅱ 37.5 kg/hm2,灌溉周期均為3~5 d;生長末期灌水定額為22.5 m3/hm2,每次施復(fù)合肥Ⅱ 37.5 kg/hm2,灌溉周期20~22 d。

        關(guān)鍵詞?日光溫室;秋冬茬;番茄;灌溉制度

        中圖分類號?S274.1文獻標(biāo)識碼?A文章編號?0517-6611(2018)33-0172-03

        番茄為遍布世界的重要茄果類蔬菜,是溫室、大棚等設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培的主要蔬菜品種。番茄生長期間對水的要求較高,灌水是其獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)管理方式一般“大水大肥”,水和肥料的投入量是作物實際需求量的2~3倍甚至更高,盲目過量水肥投入不僅不會增加產(chǎn)量,還會降低作物品質(zhì)及水肥利用效率,且導(dǎo)致病害加劇、肥料深層淋失、產(chǎn)量品質(zhì)下降及環(huán)境污染等問題[1-3],尤其北方日光溫室冬春季節(jié)溫度低且封閉,易形成高濕生態(tài)環(huán)境,導(dǎo)致多種病害發(fā)生和蔓延[4-5]。國內(nèi)外學(xué)者針對水肥一體化技術(shù)對番茄的生長發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)、水肥利用效率等方面進行了大量研究[6-9],結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的灌水施肥方式相比,水肥一體化技術(shù)可以提高肥料利用率30%~40%,同時有助于櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。也有研究發(fā)現(xiàn)[10-12],通過適當(dāng)控制灌水上下限可以顯著提高番茄的干物質(zhì)量和產(chǎn)量,合適的土壤含水量是保障作物生長發(fā)育的重要條件,也是確定作物需水量和合理灌溉的重要依據(jù)。因此,筆者在前人對番茄灌水量及施肥量研究基礎(chǔ)上總結(jié)經(jīng)驗,如許金香等[13]得出秋冬茬番茄灌水量2 098.95 m3/hm2;王文娟[14]指出,日光溫室番茄產(chǎn)量50 t/hm2條件下,灌水定額為200 mm;張?zhí)m勤等[15]研究日光溫室番茄在開花坐果期的灌溉上限為田間持水量的85%;曾向輝等[16]試驗研究認(rèn)為,日光溫室番茄苗期的灌溉上限55%~70%,開花坐果期為65%~85%,結(jié)果期70%~90%。根據(jù)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)環(huán)境條件,制定日光溫室秋冬茬櫻桃番茄水肥灌溉制度,通過采用紫藤連線智能灌溉控制系統(tǒng),監(jiān)測控制櫻桃番茄不同生育期土壤含水量變化,驗證此方案下的水肥一體化灌溉制度是否合理。

        1?材料與方法

        1.1?試驗基地概況

        試驗設(shè)置在寧夏吳忠(孫家灘)國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)的日光溫室(106°6′26″E,37°57′10″N),孫家灘屬大陸性干旱、半干旱氣候,海拔高度1 130 m,全年光照時間達3 000 h,全年太陽輻射高達700 kJ/m2,年平均氣溫8.8 ℃。年平均降水量193 mm,年蒸發(fā)量2 013 mm,氣候干燥。無霜期170 d左右,冬季寒冷多風(fēng)。試驗溫室寬12 m,長72 m,鋼架結(jié)構(gòu),凈栽培面積1.166 7 m2,溫室后墻底寬3 m,脊高5 m,棚膜種類是明凈華涂層膜(日本住友化學(xué)公司生產(chǎn)),外覆蓋保溫材料保溫被,保溫采光效果良好。供試土壤容重為1.38 g/cm3,田間持水量為25.68%,0~30 cm土層具體理化性質(zhì)如下:全磷1.66 g/kg,全鉀14.80 g/kg,堿解氮142 mg/kg,有效磷245 mg/kg,速效鉀345 mg/kg,有機質(zhì)14 g/kg,全鹽0.65 g/kg,質(zhì)地砂壤土。

        1.2?試驗材料

        供試原料:小番茄品種麗妃2號。

        供試肥料:海法魔力豐12-5-40+2MgO(N-P2O5-K2O),海法魔力豐(N:18;P2O5:27;K2O:27)。

        供試水肥設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測設(shè)備:

        以色列進口MixRite2.5自動比例泵,采用壓力補償?shù)晤^,滴頭距離10 cm,滴頭流速1.15 m3/h,系統(tǒng)走水5.7 m3/h。

        北京紫藤連線智能灌溉控制系統(tǒng):無線智能采集器,多種環(huán)境傳感器以及無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺,試驗人員手機下載大棚云管家APP安裝登陸,無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)有參數(shù)傳感器,如溫度、相對濕度、土壤溫度、土壤水分、營養(yǎng)液EC、pH、光照度、二氧化碳濃度。

        1.3?試驗設(shè)計

        在統(tǒng)一施用有機肥(牛糞)30 t/hm2,磷酸二銨675 kg/km2基礎(chǔ)上,后期水肥量按需供給。溫室栽培株行距壟寬80 cm,走道60 cm,株距22 cm,采用單行種植。種植密度41 700株/hm2。定植于2016年9月19日,生育期結(jié)束于2017年3月15日。試驗設(shè)有2個處理:處理①為常規(guī)水肥管理;處理②為試驗制定制度。具體水肥灌溉制度設(shè)置見表1、2。

        1.4?測試項目與方法

        1.4.1?土壤水肥的跟蹤測定。

        利用北京紫藤連線智能灌溉控制系統(tǒng)監(jiān)測(0~20 cm),并記錄滴水肥時間、水肥量、水肥次數(shù)。

        1.4.2?番茄生長指標(biāo)的測定。

        株高測定:選擇生長大小基本一致植株5株進行標(biāo)記作為調(diào)查株,小區(qū)株高(地面到生長點)用鋼卷尺每10 d測量1次。

        莖粗測定:莖粗用游標(biāo)卡尺測量植株地面以上10 cm處植株直徑,每10 d測量1次。

        1.4.3?番茄產(chǎn)量的測定。

        用電子秤稱量小區(qū)產(chǎn)量(精確到0.01 g),根據(jù)小區(qū)面積換算成1 hm2產(chǎn)量。

        1.4.4?番茄果實品質(zhì)的測定。

        可溶性固形物:可溶性固形物含量使用TD-45數(shù)字折光儀測定;

        可溶性糖:采用蒽酮比色法測定;

        有機酸:酸堿滴定法測定;

        VC含量:采用鉬藍比色法測定;

        果形指數(shù):用游標(biāo)卡尺測量果實縱橫徑并計算(果實縱徑/橫徑);

        爛果、裂果率:采摘的爛果、裂果與總產(chǎn)量的百分比值。

        1.5?數(shù)據(jù)處理

        數(shù)據(jù)采用Excel 2007、DPS 7.05統(tǒng)計分析軟件。

        2?結(jié)果與分析

        2.1?櫻桃番茄整個生育期土壤含水量變化

        通過對櫻桃番茄不同生育期土壤含水量變化檢測得出(圖1),處理①整個生育期土壤含水量保持在22%~35%;處理②在不同生育期土壤含水量不同,在苗期時,土壤含水量達17.98%~20.54%,開花坐果期達15.41%~17.98%,采收期達20.54%~24.4%,生長末期達12.84%~15.41%。

        2.2?櫻桃番茄生長指標(biāo)的檢測

        2.2.1?櫻桃番茄株高的檢測。

        由表3看出,番茄株高的生長速率在各生育期不同,在開花坐果期最大,苗期次之,采收期的生長速率趨于平緩,生長末期幾乎停止生長。株高可以反映作物的生長趨勢,直接關(guān)系到產(chǎn)量。苗期,處理②的生長速率比處理①高出0.12 cm/d,但是均未達到顯著水平。由此可見,苗期需要較高的土壤水分來促進植株的生長,就可以滿足植株生長需求。開花坐果期,雖然2個處理株高生長速率差異不顯著,但是處理②比處理①高出4倍。適當(dāng)?shù)乃挚杖庇兄谥仓觊L勢。采收期的2個處理土壤水分含量范圍相似,株高生長速率差異不顯著,處理①略高于處理②,說明在此期間,充足水分可以促進植株生長。生長末期,植株生長趨于緩慢,不需要大量水分供應(yīng),2個處理株高生長速率均小于1 cm/d,且兩者株高差異顯著,處理②比處理①高出30.43%。

        2.2.2?不同土壤含水量對番茄莖粗的影響。

        由表4看出,番茄莖粗的生長速率在各生育期不同,在采收期最大,開花坐果期次之,生長末期趨于平緩,幾乎停止生長。苗期和開花坐果期,2個處理間莖粗生長速率均存在顯著差異,處理②比處理①高出58.33%~88.24%。由此可見,處理②的土壤水分在苗期和開花坐果期就可以滿足莖粗生長需求。采收期,2個處理株高生長速率幾乎相同。生長末期,莖粗生長幾乎停止,2個處理莖粗生長速率均小于0.1 mm/d,且兩者差異不顯著。

        2.3?不同土壤含水量處理對番茄品質(zhì)的影響

        可溶性糖、有機酸、糖酸比、維生素C、果形指數(shù)、爛果率均是衡量番茄果實品質(zhì)的重要指標(biāo),其含量高低與番茄的營養(yǎng)價值和口感有直接關(guān)系[12]。從表5看出,2個處理間的可溶性糖、有機酸、果形指數(shù)含量雖有所差異,但均未達到顯著水平。較高的可溶性糖含量和適當(dāng)?shù)挠袡C酸含量可以提高糖酸比,2個處理糖酸比差異顯著,處理②比處理①高出53.46%,表明番茄整個生育期尤其末期,適當(dāng)?shù)乜刂扑?,有利于糖分的積累。在爛果、裂果率上來看,2個處理存在差異顯著,處理①是處理②的2.6倍。由此可見,生長末期,過多的水分供應(yīng)會增加番茄爛果、裂果數(shù)量,而爛果、裂果率越低,番茄品質(zhì)越好,易于運輸和貯藏。

        2.4?不同土壤含水量處理對番茄產(chǎn)量及水肥生產(chǎn)率的影響

        在同等施肥量的條件下,2個處理的產(chǎn)量、耗水量、水分生產(chǎn)率均達到顯著差異。產(chǎn)量水平上,處理②比處理①增產(chǎn)3.32%;處理①的耗水量是處理②的1.59倍,且水分生產(chǎn)率比處理②顯著低38.95%。由此可見,處理②在節(jié)約水的同時,還達到了增產(chǎn)的目的。肥料生產(chǎn)率雖然2個處理沒有達到顯著差異水平,但是處理②略高于處理①。因此,番茄整個生育期合理的控制水分供應(yīng),更能達到高產(chǎn)高效優(yōu)質(zhì)、節(jié)水節(jié)肥的栽培目的。

        3?結(jié)論與討論

        該試驗將常規(guī)滴灌和試驗制定灌水制度進行對比,通過對土壤含水量的監(jiān)控,測定櫻桃番茄長勢、產(chǎn)量、果實品質(zhì)及水肥生產(chǎn)率等指標(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在該試驗的水肥制度條件下:

        溫室秋冬茬櫻桃番茄苗期、開花坐果期、采收期、生長末期的土壤含水量分別控制在17.98%~20.54%、15.41%~17.98%、20.54%~24.4%、12.84%~15.41%的范圍;番茄長

        勢良好,可溶性糖含量達2.68%,有機酸達0.08%,糖酸比33.5,維生素C達263.8 mg/kgFW,果型指數(shù)1.01,為橢圓形,爛果率3.79%;產(chǎn)量高達43 995.90 kg/hm2,水肥生產(chǎn)率為38.59 m3/m3,肥料生產(chǎn)率33.52 kg/m3。

        因此,在寧夏旱作區(qū)日光溫室種植櫻桃番茄,推薦此水肥制度:全生育期灌水總額為1 140 m3/hm2,苗期、開花坐果期、采收初期、采收盛期每次灌水定額分別依次為22.5、30.0、37.5、45.0 m3/hm2,灌溉周期均為3~5 d;采收末期灌水定額為22.5 m3/hm2,灌溉周期20~22 d;肥同灌水一起進行,苗期每次施用海法魔力豐(N:18;P2O5:27;K2O:27)22.5 kg/hm2,周期均為3~5 d;開花坐果期、采收初期、采收盛期每次施用海法魔力豐(N:12;P2O5:5;K2O:40)22.5 kg/hm2,周期均為3~5 d;采收末期每次施用海法魔力豐(N:12;P2O5:5;K2O:40)22.5 kg/hm2,周期均為20~22 d。此條件下番茄果實口感好,爛果、裂果率低,水肥生產(chǎn)率高,可達到高產(chǎn)高效、優(yōu)質(zhì)栽培目的。

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