膜下滴灌毛管布置方式和灌水量对温室番茄早期产量和品质的影响

郭莉杰，曹红霞，吴宣毅，李红峥

(1.西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室，陕西 杨凌 712100；2. 山西省水利水电科学研究院，太原 030002)

近些年，随着人们生活水平的提高，对食物品质的要求逐步提高，人们不再满足于“吃饱”还要“吃好”。番茄营养品质较高，既可作蔬菜又可兼做水果，深受广大消费者喜爱，在反季节蔬菜栽培中占很大比例[1,2]。在中国西北干旱半干旱地区，水资源是制约设施农业发展的重要因素，而番茄又属于对水分要求较高的作物，在番茄生产过程中，如何灌、何时灌、灌多少，才能达到产量和品质双赢，这是一个亟需解决的课题。与传统灌溉模式相比，膜下滴灌这种灌溉方式具有独特优势，在国内作物栽培中已经得到了推广[3,4]，但是在番茄大小行栽培中，滴灌毛管布置方式方面的研究鲜有报道。用蒸发皿累积蒸发量作为灌溉指导依据，在国内外已经进行了大量研究[5]。番茄经济效益主要由产量、产量分布以及采收期和高价位市场收购期的重合度等因素决定，番茄成熟期与市场高价位时期重合度对最终经济效益有着十分重要的影响[5]。本试验选用20 cm标准蒸发皿累积蒸发量作为灌水依据，设置1管1行和1管2行2种滴灌毛管布置方式，在蒸发皿系数选择方面，参考赵伟霞等[6]的研究结果，寻求滴灌毛管布置方式和灌水量的较优组合，以期在兼顾果实品质的同时，获得较高的早期产量，从而与市场高价位重合期尽可能延长，为指导番茄栽培实践提供一定的理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

本试验在陕西省杨凌农业高新技术产业示范区绿百合果蔬专业合作社171号日光温室内进行。试验地地处关中平原，北纬34°17′、东经108°01′，多年平均气温12.5 ℃，年均日照时数2 163.8 h，年均蒸发量1 500 mm，年平均降水量632 mm。试验区土壤质地为重壤土，60 cm土层内，黏粒(<2 μm)为21%，粉粒(2～20 μm)为58%，砂粒(≥20～2 000 μm)为21%，田间持水量(质量含水量)为23.6%，干密度为1.35 g/cm3，有机质质量分数为3.41%，全氮含量1.65 g/kg, 全磷含量0.40 g/kg，全钾含量1.79g/kg，土壤肥力较均一。温室配有保温草帘，通风口，遮阳网，可以及时调节温室内的太阳辐射强度、温度及湿度[7]。

1.2 试验材料

试验番茄于2015年9月中旬育苗，2015年10月19日定植，留4穗果后摘心打顶，第4穗果成熟后即拉秧。全生育期划分为3个阶段[8](第1阶段从定值至第1穗果坐果、第2阶段从第1穗果坐果至第1穗果成熟、第3阶段从第1穗果成熟至第4穗果成熟)，供试番茄品种为当地广泛栽植的HL-2109，采用当地典型的垄沟覆膜种植模式(垄宽80 cm，沟宽60 cm，沟深20 cm，番茄植株栽植在沟斜坡，行距45 cm)，株距35 cm。

试验小区包括2沟2垄(面积17.64 m2)，小区外2行作隔离行，内2行做试验行，小区与小区之间埋设60 cm深的聚乙烯膜，用于防止小区之间水分与养分相互渗透，小区首部装配水表和球阀，用于计量和控制灌水量。施肥按当地经验进行，整地后均匀撒施腐熟鸡粪作为基肥，追肥在每穗果食膨大前进行，基肥实用量和追肥量均按当地推荐水平进行。

1.3 试验设计

试验于温室内进行膜下滴灌，滴头间距为35 cm，滴头流量为2.1 L/h，一次灌水延续时间为2～4 h(因为不同处理毛管布置方式和灌水量有所差异)。设滴灌毛管布置方式和蒸发皿系数2个因素。其中滴灌毛管布置方式包括2种：1行滴灌管控制1行番茄(滴灌毛管与番茄植株平行，距番茄植株水平距离为5 cm,即1管1行，G1)和1行滴灌管控制2行番茄(滴灌毛管布置在沟中间位置，与番茄种植行平行，即1管2行，G2)；蒸发皿系数设0.6(K1)、0.8(K2)、1.0(K3)、1.2(K4)4个水平。试验采用完全随机区组设计，共8个处理，即G1K1、G1K2、G1K3、G1K4、G2K1、G2K2、G2K3、G2K4处理，3个重复，共计24个小区。番茄定植时不同处理灌水量一致，均把计划湿润层即0～50 cm土层[2]灌至田间持水量，滴灌湿润比取测定值0.8。浇完定植水后，于次日下午用土钻取土，通过烘干称重法测定土壤含水量。用放置在温室中部，高度与番茄冠层高度一致的20 cm标准蒸发皿记录每日的蒸发量[6]，用累积蒸发量作为灌水依据。当蒸发皿累积蒸发量达到21±2 mm时，土壤含水量达到田间持水量的75%±2%[2]，进行灌水处理。此后的生育期，当蒸发皿累积蒸发量达到21±2 mm时，进行灌水处理。灌水量计算如下：

I=(∑EP)AKiP

式中：∑EP为蒸发皿的累计蒸发量；A为小区面积17.64 m2；Ki为蒸发皿系数(i=1,2,3,4)；P为滴灌湿润比，测定值为0.8。

1.4 观测项目及方法

在番茄第1穗果实成熟期，记录各个采摘期及各处理的采摘量。采摘时，每个处理随机选取5株长势一致的植株，测定产量，算出平均单株产量，进而根据种植密度，估算每公顷产量；测产后，每个处理随机选取5个具有代表性的果实，先用蒸馏水清洗，然后打浆，测定其品质指标。维生素C采用钼蓝比色法[9]，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[9]，有机酸采用NaOH滴定法测定[9]。

1.5 数据分析

采用Excel和DPS数据处理软件分析数据(见表1)，用Duncan新复极差检验法进行统计分析，Excel 2007作图。

表1 不同处理的灌水时间和灌水量 mm

2 结果与分析

2.1 毛管布置方式和灌水量对番茄成熟时间的影响

图1列出了各处理1穗果在各个采摘日期的采摘量。从图1中可以看出，1管2行处理与1管1行处理相比，番茄成熟时间较早，最明显的是在2月16日采摘时，1管1行各个处理均没有成熟的番茄，而与之相对应的1管2行处理均有成熟的番茄可以采摘。从埋设于30 cm土层的土壤温度监测装置的监测数据(本文没有列出)可以看出，1管2行的平均土壤温度高于1管1行处理，而在低温季节茬口作物栽培中，土壤温度对作物的生长发育有显著影响，这与闫秋燕等[10]的研究结果一致。

图1 各处理采摘时间及产量统计Fig.1 The harvest date and yield of different treatments

2.2 毛管布置方式和灌水量对番茄早期产量的影响

从图2可以看出，除了G2K4外，1管2行其余处理的早期产量均显著高于1管1行相应处理，其中G2K1、G2K2、G2K3分别比G1K1、G1K2、G1K3高出31.54%、32.49%、37.34%，这说明，不同的滴灌毛管布置方式对冬春茬番茄早期产量有显著影响。在滴灌毛管布置方式相同情况下，随着灌水量增加，番茄产量都呈现出先增大后减少的趋势，这表明单纯增加灌溉水量并不能使番茄早期产量持续增高，适宜的灌水量是获得高产的保障。

图2 各处理早期产量Fig.2 The earlier yield of different treatments 注：同列不同小写字母表示不同处理间在α=0.05水平差异显著。

2.3 毛管布置方式和灌水量对番茄早期品质的影响

从表2可以看出，1管2行各处理的可溶性糖(除G2K1)、有机酸和VC值均显著高于1管1行各个相应处理，这说明1管2行这种毛管布置方式有利于形成高品质早期番茄。在1管1行各个处理中，可溶性糖含量随着灌水量增加呈现先增高后减少的趋势，其中G1K2处理可溶性糖含量最高；VC含量也表现出相似的趋势，但是最高的处理为G1K3；而有机酸含量是G1K1处理最高，G1K2、G1K3和G1K4之间没有显著差异，但3者均明显低于G1K1处理，出现这种情况可能的原因是在1管1行这种滴灌毛管布置方式下，过多的灌水量不利于番茄果食中VC的合成与储存。在1管2行的各个处理中，有机酸和VC均是G2K2最高，可溶性糖为G2K3较好。

表2 不同滴灌毛管布置方式和灌水量对番茄品质的影响Tab.2 The response of fruit quality to irrigation layout and irrigation amount

注：同列不同大写字母表示不同处理间在α=0.01水平差异显著，同列不同小写字母表示不同处理间在α=0.05水平差异显著。

3 结 语

(1) 不同滴灌毛管布置方式和灌水量对冬春茬番茄成熟时间有明显影响。当滴灌毛管布置方式相同时，随着灌水量递减，番茄成熟时间会有所提前；当灌水量相同时，1管2行处理番茄成熟时间早于1管1行处理。

(2)不同滴灌毛管布置方式和灌水量对番茄早期产量有显著影响。当灌水量相同时，除G2K4外，1管2行其余各处理的早期产量均显著高于1管1行各相应处理；滴灌毛管布置方式相同时，番茄早期产量随着灌水量增加呈现先增大后减少的趋势。

(3)不同滴灌毛管布置方式和灌水量对番茄品质也有显著影响。1管2行各处理番茄品质要显著好于1管1行相应处理；当灌水量相同时，除了1管1行处理的有机酸外，其余处理番茄的品质指标均随着灌水量的增加呈现先增大后减少的趋势。

(4)综上所述，1管2行既能减少滴灌毛管用量，减少成本投入，又可使冬春茬番茄成熟时间提前，使番茄收获时间和市场高价位时段更多重合，增加收入，是较为理想的滴灌毛管布置方式。在综合考虑早期产量和果实品质的情况下，蒸发皿系数为0.8时，既可获得高产又能兼顾品质，是较为理想的蒸发皿系数。

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