閔文江 張貫生 孫志云 閔 根 李志宏 楊 慧 張光耀 賈沛雯

(河北省農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息與經(jīng)濟(jì)研究所 河北 石家莊 050051)

針對(duì)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中的灌溉現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題，河北省農(nóng)林科學(xué)院的專家們以節(jié)水、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效為目標(biāo)，以根、土、水系統(tǒng)為核心，進(jìn)行了以番茄為代表的設(shè)施蔬菜節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)研究，經(jīng)過(guò)多年研究示范，總結(jié)提出了“根水肥同位管理”的理念和采取“依根定水”的管理策略，并結(jié)合現(xiàn)有的減蒸技術(shù)，形成了設(shè)施蔬菜減蒸控漏節(jié)水栽培技術(shù)。

該技術(shù)根據(jù)蔬菜自身生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)土壤水分環(huán)境的要求以及不同生育期根系分布動(dòng)態(tài)特征，采用地膜覆蓋、適宜的灌溉方式、灌水量和灌溉次數(shù)，減少設(shè)施蔬菜地面蒸發(fā)和根層外滲漏的耗水量，并通過(guò)整枝打杈等農(nóng)藝措施降低植株無(wú)效蒸騰，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、節(jié)本增效目的的栽培技術(shù)。

1 設(shè)施番茄減蒸控漏節(jié)水栽培技術(shù)的科學(xué)原理

河北省農(nóng)林科學(xué)院的專家們，研究了不同灌溉方式下，設(shè)施番茄不同生育期根系的分布特征和根系對(duì)灌溉方式的響應(yīng)。研究結(jié)果表明：灌溉方式對(duì)設(shè)施番茄根系最大垂直分布深度影響不明顯。花果期和采收期根系的最大分布深度分別為50 cm和60 cm，主要根系層分布具有相對(duì)穩(wěn)定性，根系密集層主要分布在0～40 cm土層。其中，92%以上的根系重量分布在0～30 cm土層，也就是說(shuō)在0～30 cm土層是水肥的有效吸收層。側(cè)根橫向分布可達(dá)0.25 m。因此，面對(duì)主要根系層的“依淺根管理”對(duì)設(shè)施番茄水肥管理，尤其是控制灌溉水根層滲漏非常重要。

番茄是連續(xù)開花坐果的植物。開花坐果期是指從第一花序顯蕾到坐住果這段時(shí)間。這個(gè)時(shí)期需水量也不大，土壤水分也不宜過(guò)多，若土壤水分過(guò)多，會(huì)阻礙根系的正常呼吸，造成根系發(fā)育不良，容易引起植株徒長(zhǎng)和花器發(fā)育不好，導(dǎo)致落花落果，影響產(chǎn)量。

番茄第一穗果坐住后，就進(jìn)入了陸續(xù)開花、結(jié)果、果實(shí)膨大和成熟階段，也就是我們說(shuō)的結(jié)果期。結(jié)果期是番茄一生中需水最多的時(shí)期，需要及時(shí)補(bǔ)充水分，保持土壤濕潤(rùn)，避免土壤過(guò)干過(guò)濕。如果結(jié)果期土壤干旱，會(huì)影響果實(shí)的正常膨大。相反，如果土壤濕度過(guò)大，就會(huì)引起根系生長(zhǎng)不正?；驙€根死秧，也會(huì)引起果實(shí)臍腐等病害發(fā)生。

專家們?cè)谕寥浪置{迫對(duì)番茄產(chǎn)量的影響研究中發(fā)現(xiàn)，苗期到第一穗果膨大期出現(xiàn)土壤水分脅迫對(duì)產(chǎn)量的形成影響不大。這也與番茄自身的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律相吻合，這個(gè)時(shí)期正是植株根系形成及開花初期，對(duì)土壤水分脅迫反應(yīng)不敏感。我們可以稱之為水分不敏感期。如果土壤水分過(guò)多，并不利于產(chǎn)量的形成。也就是說(shuō)，番茄節(jié)水灌溉的有效時(shí)期應(yīng)該在苗期到第一穗果膨大期。結(jié)果盛期是土壤水分的敏感期，這個(gè)時(shí)期如果出現(xiàn)干旱，對(duì)產(chǎn)量的影響較大。

2 設(shè)施蔬菜減蒸控漏節(jié)水栽培技術(shù)要點(diǎn)

針對(duì)設(shè)施番茄灌溉水肥滲漏問(wèn)題，專家們?cè)诿鞔_番茄不同生育期根系發(fā)育與垂直分布特征的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了不同灌水量番茄田土壤水分的垂直分布特征及灌水量與土壤水在根層外滲漏的關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)：無(wú)論何種灌溉方式，番茄田各生育期的土壤水分活躍層均在0～30 cm的土層，土壤水分穩(wěn)定層在30～60 cm或40～60 cm土層。番茄田的主要耗水層次均在0～40 cm土層，該層次耗水量占番茄根層耗水的85%～90%以上；耗水強(qiáng)度最大層除采收期在0～10 cm土層外，其它時(shí)期均在10～20cm土層。所以，0～40cm土層是設(shè)施番茄田控漏灌溉的關(guān)鍵“根土層”。

灌溉水在土壤中流向監(jiān)測(cè)研究表明，當(dāng)每次灌水量大于20 m3時(shí)，水分入滲深度可達(dá)120 cm土層，當(dāng)灌水量小于10m3時(shí)，水分入滲深度最深至60cm，當(dāng)每次灌水量為5m3時(shí)，水分最大入滲深度僅為40cm，并且部分土層田間持水量小于85%，也就是說(shuō)40 cm的土層水分不均勻了。因此，如果以主要根系層40 cm為界，灌水定額大于20 m3會(huì)造成59%以上的灌溉水量滲漏；如果以根系最深根層60 cm為界，則花果期和盛果期分別會(huì)造成48%和36%以上的灌溉水滲漏，而灌水量小于10 m3時(shí)，不會(huì)造成灌溉水的滲漏。也就是說(shuō)，在灌水量小于5 m3，會(huì)導(dǎo)致設(shè)施番茄生育缺水，而灌水量大于20 m3，會(huì)造成灌溉水資源的浪費(fèi)。所以，綜合考慮設(shè)施番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量、水分生產(chǎn)效率等指標(biāo)，專家們提出了以根—水—土耦合為核心的設(shè)施番茄不同生育期的控漏經(jīng)濟(jì)灌水定額為每次每畝10～15 m3。番茄花果期與采收期控制根層外滲漏的最大灌溉定額為每次每畝15 m3。

針對(duì)控制地面蒸發(fā)的減蒸技術(shù)，首先是采用滴灌等微灌技術(shù)，通過(guò)精確控制灌溉位置和灌水量，使灌溉水僅濕潤(rùn)分布區(qū)，減少地表土壤濕潤(rùn)面積，實(shí)現(xiàn)減少地面蒸發(fā)。其次是用黑色園藝地布或地膜覆蓋裸露的地面，利用地膜和地布阻隔土壤水分的垂直蒸發(fā)，使地面蒸發(fā)得到了有效控制。

植株蒸騰是指作物根系從土壤中吸入體內(nèi)的水分，通過(guò)葉片的氣孔擴(kuò)散到大氣中去的現(xiàn)象。植株蒸騰是作物的正?；顒?dòng)，這部分水分消耗是必需的和有益的，但過(guò)多的冗余枝葉也會(huì)增加水資源的無(wú)效消耗。因此，及時(shí)進(jìn)行打杈和去除無(wú)效老葉，減少無(wú)效莖葉的蒸騰耗水，也是設(shè)施番茄節(jié)水的一個(gè)重要手段。