水分传感器埋设位置对温室基质栽培番茄生长特性的影响

曹少娜，李建设，2，*，高艳明，2，吴素萍，刘梦锦，李 娟

(1.宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021； 2.宁夏现代设施园艺工程技术研究中心，宁夏 银川 750021)； 3.宁夏大学 信息工程学院，宁夏 银川 750021

水分传感器埋设位置对温室基质栽培番茄生长特性的影响

曹少娜1，李建设1，2，*，高艳明1，2，吴素萍3，刘梦锦1，李 娟1

(1.宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021； 2.宁夏现代设施园艺工程技术研究中心，宁夏 银川 750021)； 3.宁夏大学 信息工程学院，宁夏 银川 750021

为研究实时控制灌溉系统下水分传感器埋设位置对温室基质栽培番茄生长特性的影响，提高温室基质栽培水分管理的精准化、智能化。以京番301为试验材料，采用单因素随机区组试验设计，共设6个处理，每处理重复3次，共需18个水分传感器。采用相同的水分上下限指导灌溉，分析不同处理对番茄的生长指标、光合指标、品质、产量、干物质、灌溉指标及植株养分的影响。结果表明，T3(距滴头水平距离10 cm，距滴头垂直距离10 cm)处理生长指标较好，根系发达，净光合速率和蒸腾速率累计值均最大，植株鲜质量最大，干物质积累最多，根冠比也最大。T1(距滴头水平距离5 cm，距滴头垂直距离10 cm)处理植株养分积累最多，T4(距滴头水平距离10 cm，距滴头垂直距离15 cm)处理光能捕获效率最高。但T3处理番茄果实口感较好，Vc含量最高，产量最大为59 749.21 kg·hm-2，显著高于其他处理；水分生产效率也最高为9.58 kg·m-3，并显著优于T2(距滴头水平距离5 cm，距滴头垂直距离15 cm)处理。综上，对于基质槽栽培番茄来说，在采用1个水分传感器监测水分的条件下，将其埋设在距滴头水平距离10 cm，距滴头垂直距离10 cm位置更合理。

番茄；基质；传感器；埋设位置

近年来，使用传感器技术监测土壤含水率指导灌溉，在现代农业精准化智能化灌溉中被广泛应用[1]。其中，水分传感器的合理布设和埋设数量对监测结果尤为关键[2-3]，埋设数量越多，成本越高，不易推广，而埋设位置主要受根系深度和土壤质地的影响[4]。因此，研究并确定一个水分传感器埋设位置，对节约水资源，实现温室基质栽培灌溉的低成本智能化推广有重要意义。

相比于传统的水分监测，传感器技术应用更能实现对水分的实时动态监测。但传感器技术在研究和应用方面仍存在问题，一是传感器的应用主要集中在传统的土壤栽培和大田作物上，而对于设施园艺植物基质栽培方面研究较少[5-11]。然而，截至2014年，全国设施蔬菜栽培面积达到386.2万hm2[12]，其中，设施基质栽培在85%以上[13]，现在仍以非常迅猛的势头发展。二是传感器在埋设深度上研究较多，而对埋设水平距离和埋设深度相结合的研究则较少[14-16]。为此，本试验以京番301为试验材料，研究实时控制灌溉系统下的水分传感器埋设位置对温室基质栽培番茄生长特性的影响，以期筛选出宁夏日光温室基质栽培番茄水分传感器最佳的埋设位置，为宁夏日光温室基质栽培番茄水分管理的精确化、智能化提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 水分传感器标定

传感器埋设前采用烘干法测定基质含水率对传感器进行标定，得到的拟合二次曲线为y=0.0009x2-0.2773x+48.7539，利用SPSS分析得出拟合值与烘干水分后得到的实测值在0.05水平显著相关，说明可以利用拟合后的传感器测量值代表真实水分值。埋设时，先挖1个垂直剖面，量取并确定具体位置后，水平插入传感器。

1.3 试验设计

试验于2016年2月—7月在宁夏大学农科实训基地5号日光温室进行，2月23 日定植于栽培槽中，栽培槽长7.5 m，宽60 cm，深20 cm，为防止土传病害，在槽底部铺设了土工布。种植行距为70 cm，株距为50 cm，种植密度为1 900株·667m-2。

试验结合番茄的根系和基质湿润体分布状况，采用随机区组实验设计，共设6个处理，分别记为T1(距滴头水平距离5 cm，距滴头垂直距离10 cm)、T2(距滴头水平距离5 cm，距滴头垂直距离15 cm)、T3(距滴头水平距离10 cm，距滴头垂直距离10 cm)、T4(距滴头水平距离10 cm，距滴头垂直距离15 cm)、T5(距滴头水平距离15 cm，距滴头垂直距离10 cm)和T6(距滴头水平距离15 cm，距滴头垂直距离15cm)。每处理重复3次。每沟为1小区，每小区面积为10.5 m2。每沟铺设两条滴灌带，采用滴灌方式浇灌番茄营养液肥。根据前人研究确定番茄整个生育期的水分上限(体积含水率)为田间持水率的90%，水分下限(体积含水率)为田间持水率的60%～70%[17]。其他管理与常规管理一致。

1.4 实时控制灌溉系统设计

该系统总共由6部分组成，分别是MP406水分传感器(澳大利亚)、主数据采集器、扩展数据采集器、GPRS无线传输模块、PC端和手机端。将18个水分传感器分为两组，分别通过有线方式连接到主数据采集器和扩展数据采集器上，再将扩展数据采集器和主数据采集器通过RS232串口线连接，最后将主数据采集器通过RS232串口线与GPRS无线传输模块连接。手机端通过基站短信命令连接GPRS无线传输模块，PC端再通过网络在主采集器中下载实时数据，用户利用手机端上已安装的远程连接软件(RD Client)实时监控数据，当传感器测定值小于设定下限时，打开阀门灌水，当传感器测定值达到设定上限时，关闭阀门停止灌水。其结构如图1所示。

1.5 测定指标和方法

番茄生长指标的测定。每处理选取6株代表性植物挂牌标记，自番茄定植后每15 d测定番茄的株高、茎粗、最大叶片长和叶片宽，叶面积参照文献[18]计算并进行方差分析，共取样5次。并于拉秧前采用Epson expression 1680型扫描仪对根样进行扫描，扫描出的图像利用Win-RHIZO根系分析软件分析得到根长等指标。

番茄光合指标的测定。在番茄盛果期，选择无风、晴朗天，利用德国WALZ GFS3000光合仪测定光合指标，每处理选3株番茄，每株测3片功能叶，在9：00、11：00、13：00、15：00、17：00测定叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度指标，分析番茄光合指标的日变化。

番茄叶片叶绿素荧光参数的测定。番茄定植后第55天的上午10：00每株选定同一部位叶片使用OS5P便携式脉冲调制叶绿素荧光仪(美国 Opti-Sciences系列)测定初始荧光(Fo)、最大荧光产量(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm) 、实际光化学量子产量(Yield) 、光化学淬灭系数(qP)，每处理测定6株。

番茄品质指标的测定。在番茄果实采收中期，每小区随机采样10个鲜果进行测定：用钼蓝比色法测定抗坏血酸(Vc)含量；用蒽酮比色法测定可溶性糖；用酸碱滴定法测定有机酸；用酚二磺酸法测定硝酸盐[19]；用手持式数显糖度计测定可溶性固形物，并根据可溶性总糖和有机酸计算糖酸比。

番茄产量的测定。采收时按每小区称量，以3次重复产量的平均值代表该处理的平均产量，并折算。

番茄干物质的测定。拉秧期测定植株的地上部和地下部鲜干质量，计算其根冠比。地上部鲜质量：剪取植株地上部，用精度为0.01 g的电子天平称重。地下部鲜质量：将根部完整挖出，洗净并用滤纸擦干后用精度为0.01 g电子天平称重。干质量：鲜质量称完后，将其装入已称重的牛皮纸袋中 105 ℃下杀青30 min，80 ℃下烘至恒重。用百分之一天平称重。

图1 实时控制灌溉系统设计结构图Fig.1 Structure design of real-time control irrigation systems

番茄灌水量、灌水次数的记载。每次灌水时记录灌水量，拉秧后统计灌水次数。

番茄植株养分的测定。拉秧期，每小区随机选取 3 株，将根、茎、叶分开，105～110 ℃杀青30 min后，于70～80 ℃烘至恒重，粉碎，称取0.5 g用H2SO4-H2O2消煮法制备待测液，将待测液过滤或放置澄清后对其中的氮磷钾进行测定：用蒸馏法测定全氮；用钒钼黄比色法测定全磷；用火焰光度法测定全钾[20]。

2 结果与分析

2.1 不同处理对番茄生长发育指标的影响

2.1.1 不同处理对番茄不同时期株高和茎粗的影响

株高和茎粗是番茄生长的重要指标，代表植株的长势，影响作物的品质和产量。由图2 可知，随着生育期的不断延长，番茄的株高呈现明显增长趋势。各时期的方差分析表明，3月8日，T6处理株高显著高于T1处理，但与其他处理间无显著差异。3月23日，T6处理株高显著高于T1处理、T2处理和T3处理。后面各时期各处理间均无显著性差异，但从4月6日至5月7日，T1～T6处理株高分别增加了52.32%、36.08%、41.04%、38.84%、39.57%、29.77%，其中T1处理增幅最大，其次是T3处理，增幅最小的是T6处理。由图3可知，4月6日至4月21日，T1处理茎粗显著高于T6处理，但与其他处理间无显著性差异。从4月6日至5月7日，T1～T6处理茎粗分别增加了19.59%、15.23%、30.26%、22.30%、16.80%、32.83%，其中增幅最大的是T6处理，其次是T3处理，最小的是T2处理。说明T3处理控制的灌溉量更能促进番茄株高和茎粗的生长。

同一时间不同处理间无相同小写字母表示显著性差异(P<0.05)，下同The bars with different lowercase letters among different treatments on the same day showed the significant difference at the level of 0.05， and the same as below.图2 不同处理对番茄不同时期株高的影响Fig.2 Effects of different treatments on plant height of tomato in different periods

2.1.2 不同处理对番茄不同时期叶面积的影响

叶片是植物进行光合作用的重要器官，对植株的生长发育至关重要。由图4可知，不同时期方差分析表明，不同处理在不同时期叶面积均具有显著性差异。在4月6日时，T5处理显著高于其他处理，4月21日至5月7日，T5处理显著高于T4和T6处理，但与其他处理无显著性差异。

2.2 不同处理对番茄根系的影响

图3 不同处理对番茄不同时期茎粗的影响Fig.3 Effects of different treatments on stem diameter of tomato in different periods

图4 不同处理对番茄不同时期叶面积的影响Fig.4 Effects of different treatments on leaf area of tomato in different periods

根系是植物吸收无机离子、水分及贮存合成有机物的重要器官，根的发育状况和分布情况直接影响植株的生长、果实的品质及产量。不同处理下番茄根系特征值如表3所示。由表3可得，各处理间根平均直径无显著性差异；T3处理根总长显著高于T2处理、T4处理，极显著高于T6处理；T3处理根总面积比T5和T6处理分别高了32.44%和25.24%；T1处理根总体积显著高于T2处理和T5处理，但与其他处理无显著性差异。综上，T3处理控制的灌溉量更能促进番茄根系发育。

2.3 不同处理对番茄光合指标的影响

由图5可知，各处理间净光合速率呈先增大后减小的趋势，11：00时各处理出现峰值。但15：00时T3处理和T2处理再出现峰值，且15：00出现的峰值远低于11：00出现的峰值。在11：00时不同处理净光合速率呈现为：T3处理>T5处理>T2处理>T1处理>T6处理>T4处理。可见，随着温度升高、光照增强，净光合速率逐渐增大。总体而言，9：00～17：00 T3处理的净光合速率累计值最大(37.70 μmol·m-2·s-1)，其次是T1处理(34.90 μmol·m-2·s-1)，最小的是T6处理(26.06 μmol·m-2·s-1)。但是各处理随着中午温度升高，蒸腾速率逐渐增大，在13：00时达到了峰值，其中T6处理和T5处理由于基质水分较多，番茄所含水量较多，蒸腾较大，均高于其他处理，这与前人的研究结果也相一致[21]，T3处理番茄叶片蒸腾速率相对较小，但9：00～17：00 T3处理蒸腾速率累计值最大(18.79 mmol·m-2·s-1)，与净光合速率是一致的。

表3 不同处理对番茄根系的影响

Table 3 Effects of different treatments on root growth of tomato

处理Treatment根平均直径Averagerootdiameter/mm根总长Totalrootlength/cm根总面积Totalrootarea/m2根总体积Totalrootvolumn/m3T12.03aA1124.13abA587.49abA36.76aAT22.19aA974.85bAB637.80aA24.70bABT31.81aA1190.68aA642.39aA25.63abAT42.13aA980.16bAB551.13abA29.33abABT51.65aA995.26abAB485.03bA20.34bBT62.19aA757.71cB512.93abA27.95abAB

同列数据后无相同小写字母表示显著性差异(P<0.05)，同列数据后无相同大写字母表示极显著性差异(P<0.01)，下同。

Values within a column followed by different lowercase letters indicate the significant difference (P<0.05). Values within a column followed by different capital letters indicate the significant difference (P<0.01). The same as below.

图5 不同处理番茄盛果期光合指标的日变化Fig.5 Effects of different treatments on photosynthesis diurnal variation of tomato

各处理对番茄叶片胞间CO2浓度日变化的影响总体呈现出先降低后升高的趋势，并且在13：00时各处理均达到了最小值，且T3处理胞间CO2浓度较小。9：00～11：00番茄叶片净光合速率和胞间CO2浓度呈相反趋势，说明9：00～11：00番茄叶片净光合速率的变化是由非气孔因素引起的。气孔导度的日变化呈现单峰曲线，在11：00时达到最大，之后迅速减小，17：00时达到最小。其中，T5处理气孔导度最大，可能是由于T5处理基质水分较多，番茄有效含水量也较多的缘故。

2.4 不同处理对番茄叶片叶绿素荧光参数的影响

由表4可看出，T1处理初始荧光极显著高于T6处理，但与其他处理间无显著性差异，说明T1处理在光系统(PSⅡ)反应中心处于完全开放时的荧光产量远大于T6处理；T1处理最大荧光产量显著高于其他处理，但与T2处理间无显著性差异，说明T1处理经过PSⅡ的电子传递情况要优于其他处理；Fv/Fm反映了PSⅡ反应中的光能转化率，T1处理的番茄叶片的光能转化效率显著高于T6处理，但与其他处理间无显著性差异，说明T1处理的番茄叶片光合作用受到抑制的程度小于其他处理；Yield代表PSⅡ实际光化学量子产量，反映了PSⅡ反应中心在部分关闭情况下的实际原初光能捕获效率，各处理间Yield无显著性差异，均值表现为T4处理>T5处理>T3处理>T2、T6处理>T1处理，说明在逆境时T4处理的光能捕获效率相对更高；qP是光化学淬灭系数，各处理间无显著性差异。综上，T1处理控制的灌溉量可以促进光能转化率的提高，T4处理控制的灌溉量可提高光能捕获效率。

2.5 不同处理对番茄果实品质的影响

由表5可知，不同处理对番茄果实品质影响不同。其中，T2处理的可溶性固形物显著高于T1处理、T3处理和T6处理，并与其他两个处理无显著性差异；T3处理Vc量显著高于T2处理和T6处理，但与其他处理间无显著性差异；T5处理的有机酸和硝酸盐含量均显著高于其他处理，但与T6处理的硝酸盐则无显著性差异，说明T5处理果实硝酸盐积累最多；各处理间可溶性糖和糖酸比均无显著性差异，但T3处理糖酸比最大为20.03，且比T1和T5处理分别高出12.28%和24.64%。果实的糖酸比反映果实的口感。可见，T3处理番茄果实口感较好，Vc含量最高。综上，T3处理控制的灌溉量更有利于番茄果实品质的提高。

表4 不同处理对番茄叶绿素荧光参数的影响

Table 4 Effects of different treatments on chlorophyll fluorescence parameters of tomato

处理TreatmentFoFmFv/FmYieldqPT1118.67aA721.50aA0.84aA0.23aA0.50aAT2116.00aAB672.67abAB0.83abA0.24aA0.50aAT3109.83abAB607.17bcB0.82abA0.25aA0.52aAT4112.67abAB635.50bcAB0.82abA0.28aA0.59aAT5112.50abAB625.00bcAB0.82abA0.27aA0.62aAT6104.83bB568.50cB0.81bA0.24aA0.63aA

表5 不同处理对番茄的品质的影响

Table 5 Effects of different treatments on fruit quality of tomato

处理Treatment可溶性固形物含量Solublesolidcontent/%可溶性总糖含量Solublesugarcontent/%有机酸含量Organicacidcontent/%Vc含量Vccontent/(mg·kg-1)硝酸盐含量Nitratecontent/(μg·g-1)糖酸比Sugar-acidratioT15.57bcAB3.83aA0.21bAB4.54abA0.30cA17.84aAT26.47aA4.00aA0.21bB3.73bA0.29cA19.58aAT35.33cB4.20aA0.21bB8.59aA0.32bcA20.03aAT46.17abAB3.89aA0.20bB4.87abA0.31bcA19.40aAT56.17abAB3.88aA0.24aA5.57abA0.41aA16.07aAT65.53bcAB3.98aA0.21bAB3.68bA0.40abA18.61aA

2.6 不同处理对番茄干、鲜质量及根冠比的影响

由表6可知，T3处理地上部鲜质量显著高于T5处理、T6处理和T1处理，但与T2处理和T4处理均无显著性差异；T3处理地下部鲜质量比T4、T5、T6处理分别增加28.50%、38.73%和25.42%；T3处理地上部干质量显著高于其他处理，但与T4处理无显著性差异。不同处理对番茄地下部干质量影响表现为T1处理>T3处理>T2处理>T4处理>T6处理>T5处理；T3处理根冠比最大，其次是T1处理，T5处理根冠比最小。综上，T3处理控制的灌溉量更能促进番茄植株干物质积累，以及根冠比、地上部分与地下部分相关性的提高。

2.7 不同处理对番茄灌水量、灌水次数、产量及水分生产效率的影响

由表7可知，各处理间灌水量无显著性差异，其均值表现为T4处理>T5处理>T6处理>T2处理>T3处理>T1处理。灌水次数最多的是T2处理，且极显著高于T3处理、T5处理和T6处理。T3处理产量为59 749.21 kg·hm-2，显著高于其他处理，其次是T5处理，产量最小的是T2处理；T3处理的水分生产效率比T2、T4、T5处理分别增加25.89%、22.35%和22.51%。说明产量与灌水量、灌水次数并非线性相关。因此，灌水量和灌水次数较少且产量和水分生产效率最高的T3处理更为适宜。

2.8 不同处理对番茄不同器官氮、磷、钾吸收的影响

收获时不同处理番茄氮磷钾吸收量结果见表8，可看出K含量在茎中最高，即茎在同其他器官竞争吸收K方面具有较强的竞争力，其次是根，叶的竞争力最小。其中，T1处理根中的K含量显著高于其他处理，茎和叶中的K含量均显著高于T2处理、T4处理和T6处理，但与T3处理无显著性差异。N含量在叶中分布较多，其次是根和茎，T1处理根中N含量显著高于T4处理，但T1

表6 不同处理对番茄干、鲜质量及根冠比的影响

Table 6 Effects of different treatments on dry weight and fresh weight of tomato

处理Treatment地上部鲜质量Shootfreshweight/g地下部鲜质量Rootfreshweight/g地上部干质量Shootdryweight/g地下部干质量Rootdryweight/g根冠比RootshootratioT11051.48cB61.85bA167.69bAB10.40aA0.059aAT21209.27abAB67.40bA164.82bB9.68aA0.055aAT31279.26aA77.41aA210.68aA10.12aA0.061aAT41189.76abAB60.24bA185.12abAB9.30aA0.051aAT51137.54bcAB55.80bA171.48bAB8.00aA0.049aAT61098.28bcAB61.72bA160.43bB8.86aA0.057aA

表7 不同处理对灌水量、灌水次数、产量及水分生产效率的影响

Table 7 Effects of different treatments on irrigation amount， frequency， yield and water use efficiency of tomato

处理Treatment灌水量Irrigationamount/(m3·hm-2)灌水次数Irrigationfrequency/次产量Yield/(kg·hm-2)水分生产效率Wateruseefficiency/(kg·m-3)T16221.90aA36aAB49746.03bcBC8.03abAT26260.70aA38aA46860.32cC7.61bAT36251.75aA28bB59749.21aA9.58aAT47023.64aA36aAB54269.84bAB7.83abAT57022.65aA27bB54273.02bAB7.82abAT66445.71aA28bB50292.06bcBC7.83abA

表8 不同处理对番茄不同器官氮、磷、钾吸收的影响

Table 8 Effects of different treatments on total nitrogen， total phosphorus， total magnesium content in different organs of tomato

处理Treatment全氮Totalnitrogen/%根Root茎Stem叶Leaf全磷Totalphosphorus/%根Root茎Stem叶Leaf全钾Totalpotassium/%根Root茎Stem叶LeafT15.99aA5.08aA5.29bA2.34aA3.56aA2.01aA80.34aA82.69aA59.48abAT25.16abAB4.69aA5.65abA0.84bB3.27aA1.87aA64.91bAB65.11bA46.57bAT34.87abAB3.68aA6.15abA0.81bB3.48aA2.39aA56.08bcB67.72abA49.15abAT44.31bB3.91aA5.55abA0.65bB3.18aA1.98aA53.88bcB61.86bA45.28bAT55.07abAB4.14aA6.26abA0.82bB3.81aA1.41aA61.60bB75.53abA64.00aAT65.34abAB3.98aA6.90aA0.48bB3.12aA2.35aA47.26cB63.81bA45.93bA

处理叶中N含量显著低于T6处理，而各处理间的茎中N含量则无显著性差异。P含量主要分布在茎和叶中，根中很少，且各处理间无显著性差异。总体而言，收获时，番茄植株中钾含量最多，其次是氮含量，最少的是磷含量。T1处理灌水量较少，灌水次数较多，但植株养分积累较多，可见，少量多次更有利于植株养分的积累，这与前人研究也相吻合[22]。

2.9 不同处理传感器值的统计分析

某位点监测的基质含水率变异系数越大，说明该位点基质含水率变化幅度越大，是水分监测的重要位点。反之，变异系数越小就可以适当地减少水分的监测位点。通过计算得到不同埋设位置传感器监测的基质含水率的均值、标准差和变异系数，如表9所示。当水平距离一定，垂直距离不同的处理相互比较时(即T1和T2处理、T3和T4处理、T5和T6处理间作比较)，可得出T2>T1处理、T4>T3处理、T5>T6处理，综合这三者得出，T4处理变异系数最大，说明水分传感器埋设在垂直距离15 cm处效果最好；当垂直距离一定，水平距离不同的处理间相互比较时(即T1、T3和T5处理、T2、T4和T6处理)，可得出T3、T4处理的变异系数均大于其他处理，说明水分传感器埋设在水平距离10 cm处效果最好。综上，将传感器埋设在T4位点监测效果更好。但是考虑到实际的灌水量、灌水次数、水分生产效率及果实的品质和产量，将传感器埋设在T3(距滴头水平距离10 cm，距滴头垂直距离10 cm)处更节水高效。

表9 不同处理传感器值的统计分析

Table 9 Statistic analysis of sensor values in different treatments

处理Treatment均值Averagevalue标准差Standarddeviation差异系数DifferencecoefficientT133.1080.4680.014T234.0851.5340.045T334.8261.6050.046T433.1122.0940.063T533.9680.9060.027T635.4450.5180.015

3 结论与讨论

本试验结果表明，T3处理株高和茎粗增幅均较大，而其他处理均表现出徒长趋势，说明水肥过多会导致植株徒长，而生长过旺则会抑制茎粗的增长，这与武慧平等[23]研究结果一致。T3处理番茄植株干鲜质量最大，干物质积累最多，根冠比最大，说明适当灌溉有利于干物质积累。前人研究[22]得出，“少量多次”更利于植株养分的积累，T1处理灌水量较少，灌水次数较多，但植株养分积累较多，也与之相一致。灌水量可以增加产量的同时，会减少可溶性糖和有机酸含量[24]。T3处理灌水量较少，果实品质相对较好，与之相吻合。T3处理的水分生产效率最高为9.58 kg·m-3，比T4和T5分别提高了22.35%和22.51%。T3处理的产量为59 749.21 kg·hm-2，且显著高于其他处理，这与袁丽萍等[25]研究的滴灌施肥的番茄产量与施肥量呈正相关并不相符，说明产量还可能与番茄品种、栽培环境、栽培密度等有关。在后续的试验中还应该更细化传感器的埋设位置，增加不同作物种类、基质类型、种植密度的研究。综上，对于本试验基质槽培番茄来说，在采用1个传感器监测水分条件下，将传感器埋设在距滴头水平距离10 cm的位置，距滴头垂直距离10 cm更合理。

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(责任编辑 张 韵)

Effects of embedding position of moisture sensors on growth characteristics of tomato in substrate culture in greenhouse

CAO Shaona1， LI Jianshe1，2，*， GAO Yanming1，2， WU Suping3， LIU Mengjin1， LI Juan1

(1.SchoolofAgriculture，NingxiaUniversity，Yinchuan750021，China; 2.NingxiaModernFacilitiesHorticulturalEngineeringTechnologyResearchCenter，Yinchuan750021，China; 3.CollegeofInformationEngineering,NingxiaUniversity,Yinchuan750021,China)

In order to study the effects of moisture sensor embedded position of real-time control irrigation system on growth characteristics of tomato in greenhouse， and to improve the precision and intelligence of water management in greenhouse substrate culture， the variety of Jingfan 301 was selected as the tested tomato， and single factor randomized block design of experiment was carried out with a total of 6 treatments and 3 replicates in each treatment. Using the same water upper and lower control irrigation， the effect of different treatments on growth indicators， photosynthetic indexes， quality， yield， dry matter， irrigation indicators and plant nutrients of tomato were analyzed. The results showed that T3 treatment (horizontal distance of 10 cm， vertical distance of 10 cm) had stronger root system， higher root to shoot ratio; and the accumulated values of net photosynthetic rate and transpiration rate were the highest， as well as the biggest plant fresh weight. T1 treatment (horizontal distance of 5 cm， vertical distance of 10 cm) had biggest plant nutrient accumulation. T4 treatment (horizontal distance of 10 cm， vertical distance of 15 cm) had highest light energy conversion. But， T3 treatment (horizontal distance of 10 cm， vertical distance of 10 cm) showed the highest ratio of sugar to acid and Vc content， and the production was up to 59 749.21 kg·hm-2， significantly higher than other treatments. Water production efficiency in T3 treatment (horizontal distance of 10 cm， vertical distance of 10 cm) was the highest， which was up to 9.58 kg·m-3and better than that of T2 treatment (horizontal distance of 5 cm， vertical distance of 15 cm). According to the comprehensive analysis， for greenhouse tomatoes， the matrix moisture sensor at 10 cm from horizontal distance and 10 cm below the dripper was the suggested treatment.

tomato; matrix; sensor; position

10.3969/j.issn.1004-1524.2017.06.11

2016-11-23

国家科技支撑计划项目(2014BAD05B02)；宁夏科技支撑计划项目(2015BN03)

曹少娜(1989—)，女，宁夏固原人，硕士研究生，研究方向为蔬菜栽培生理与生态。E-mail: 1099034545@qq.com

*通信作者，李建设，E-mail: jslinxcn@163.com

S626.5

A

1004-1524(2017)06-0933-10