日光温室茄子膜下滴灌耗水规律研究

贾永国，王淑贞，王璐，王淑芬

（1.河北省水资源研究与水利技术试验推广中心，河北 石家庄 050061；2.河北地质大学，河北 石家庄 050011）

茄子种植广泛，在河北省设施蔬菜栽培中种植面积和产量均居第3位。前人对蔬菜的研究大多集中在黄瓜和番茄上[3～11]，而对设施茄子节水灌溉方面的研究较少。邹吉余等[12]对滴灌条件下茄子的节水效果进行研究，结果显示，开花坐果期、结果期灌水下限分别控制在田间持水量的55%～65%和65%～75%时，茄子需水量最小且水分利用效率最高。孙俊等[13]对大棚茄子滴灌需水量进行研究后认为，棚外日均气温累计值与茄子需水量之间存在一定的关系，可以作为指导棚内滴灌的依据。李桓等[14]研究了各生育期不同灌水下限对茄子生长、产量和水分利用效率的影响，发现在茄子苗期和开花结果期适当减少灌水量对茄子产量以及水分利用效率影响不明显，在成熟期茄子对水分最敏感。仝国栋等[15]认为，日光温室茄子在滴灌条件下，其株高、茎粗和地上干物质重等均随土壤含水量下限的降低呈先增大后减小的趋势。叶澜涛等[16]对温室茄子的灌溉制度进行了初步研究，发现在天津市北辰区日光温室茄子土壤含水量下限适宜控制在田间持水量的70%。何宝银等[17]认为，日光温室秋冬茬茄子适宜的灌水次数为28～38次，每次灌水量为280 m3/hm2，茄子产量可以达到195～210 t/hm2。梁媛媛[18]对日光温室滴灌茄子优质高效灌溉控制指标进行了研究，认为在生长前期和后期茄子耗水量均相对较少，计划湿润层深度可分别控制在20和40 cm，土壤含水量控制在田间持水量的60%～70%；生长中期茄子耗水量不断增大，计划湿润层可控制在40 cm，土壤含水量控制在田间持水量的70%～80%。刘根红等[19]对宁夏南部山区温室冬茬茄子产量的水肥耦合模式进行了研究，结果显示，水分和钾肥对茄子产量表现为负效应，氮肥表现为正效应。赵莹[20]对小管出流条件下日光温室茄子的耗水规律进行了研究，发现苗期、开花坐果期、结果期的日耗水强度分别为0.9、1.1和2.8 mm/d。但截至目前，有关日光温室膜下滴灌条件下早春茬茄子的耗水规律研究尚未见报道。揭示日光温室膜下滴灌条件下茄子的耗水规律，旨为华北地区日光温室早春茬茄子膜下滴灌制度的制定提供理论依据，实现蔬菜节水增产的目标。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验点位于石家庄市西北郊区（东经114°26′、北纬38°06′，海拔72 m），具有太行山山前冲积扇中部平原区的代表性。试验区年平均气温12.8℃，多年平均降水量534.4 mm，日照时数2 758 h，无霜期194 d；地下水埋深26 m以下；土壤质地为粉质壤土，0~1 m土层平均干容重为1.66 g/cm3，田间持水量为22.58%；0～40 cm耕层土壤基础养分含量为有机质1.36%、速效氮184.2 mg/kg、速效磷92.6 mg/kg、速效钾120 mg/kg。

1.2 试验材料

试验茄子品种为圆杂5号。2015年1月下旬采用穴盘容器育苗；4～5片真叶时采用宽窄行定植于日光温室内，宽行行距70 cm，窄行行距50 cm，株距40 cm，栽植密度28 570株/hm2。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 茄子灌水方式为膜下滴灌。试验设5个灌水模式处理（表1），每次灌水定额均为22.5 mm。小区面积4.5 m×8.0 m，随机区组排列，3次重复。为了避免小区与小区之间水分的相互影响，每个小区的边缘均设保护行。其他管理同常规。

表1 茄子灌水模式处理的试验设计Table 1 The design test for irrigation of eggplant

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 土壤指标。试验开始前和周期结束后，严格按照《灌溉试验规范》（SL 13—2015），测定土壤的有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量，以及土壤容重和田间持水量。

采用取土烘干法测定土壤含水量。取土深度为0～100 cm，每20 cm为一个层次，每7 d取土1次，灌水前后及生育期始末加密观测。每小区重复3次。土样用烘箱105℃烘干至恒重，测定土壤含水率。

可是刘佳很快就要走了，我哪里等得走楼梯，直接从窗户上跳下去，扑通一声把刘佳压在身下，他嚎叫了一声，接着就看到地上出了血。

根据土壤含水量实际观测数据，利用《灌溉试验规范》中的蒸发蒸腾量（耗水量）计算公式，计算日光温室茄子各生育阶段的耗水量。具体的计算公式如下：

式中，ET1-2为阶段蒸发蒸腾量（mm）；H为土壤厚度（cm）；W1为时段始的土壤容积含水率；W2为时段末的土壤容积含水率；M为时段内的灌水量（mm）；P为时段内的降水量（mm）。

1.3.2.2 茄子产量。茄子收获时，各小区均单独采摘并称重。待茄子完全收获后，再将各小区的所有产量进行累加计算，最后折算成单位面积产量。

1.3.3 数据统计分析 利用Excel软件进行数据分析与做图。

2 结果与分析

2.1 日光温室膜下滴灌条件下不同水分处理茄子的总耗水量及产量

茄子总耗水量随着生育期灌水定额的增大而逐渐增大（表2）。

茄子产量随着生育期总耗水量的增大呈先增加后降低的变化，其中，T4处理产量最高，显著＞其他处理。表明日光温室膜下滴灌条件下茄子高产的适宜总耗水量为177.19 mm，即生育期灌水定额为225 mm。

茄子生育期总灌水量≤225 mm时，产量随着总灌水量的减少而明显降低，可能是因为灌水较少影响了茄子植株的正常发育，从而导致明显减产。当总灌水量＞225 mm（T5处理） 时，茄子产量并不是最高，原因可能是灌水量太大造成茄子营养生长过旺而对生殖生长产生了一定的负面效应，最终也表现为减产。

表2 日光温室膜下滴灌条件下不同水分处理茄子的耗水量与产量Table 2 Water consumption and yield of eggplant with drip irrigation under film in greenhouse

2.2 日光温室膜下滴灌条件下不同水分处理茄子的耗水规律

茄子定植后经过7 d左右的缓苗期，植株生长逐渐加快，耗水量也随之增大；之后，随着春季外界气温的升高，温室内的气温也逐渐升高，茄子由营养生长开始向生殖生长转变，植株耗水量逐渐加大。当生长至果实发育阶段，外界气温升高使得温室内的气温达到了20～35℃，茄子处于营养生长与生殖生长并进的阶段，此时除T5处理外，其他4个处理的耗水量均达到了最高值。5月下旬之后，植株由营养生长与生殖生长并进逐渐转变为以生殖生长为主的阶段，耗水量有所降低。结果后期至拉秧期，T5处理（最大灌水量处理）的枝叶生长仍很旺盛，蒸腾作用强烈，耗水量继续增加；其他4个处理的耗水量均呈减少趋势，其中T4处理降幅较大。

图1 日光温室茄子不同生育阶段的耗水量Fig.1 The water consumption at different growing stage of eggplant in greenhouse

2.3 日光温室膜下滴灌条件下不同水分处理茄子的日耗水强度

生育期内，不同水分处理的茄子日耗水强度变化趋势不同，其中，苗期至结果前期茄子的日耗水强度均呈增大趋势（表3）。

定植后，随着植株的生长，茄子的日耗水强度逐渐增大；至结果前期，不同水分处理的增幅出现较大差异，增幅顺序为 T4处理 （1.43 mm/d） ＞T5处理（1.27mm/d） ＞T3处理 （0.92mm/d） ＞T2处理（0.27mm/d）＞T1处理（0.07 mm/d）。结果前期，T4处理的茄子日耗水强度最大，除与T5处理差异不显著外，与其他处理差异均达到了显著水平；T1和T2处理的茄子日耗水强度较小且二者差异不显著。可以看出，水分胁迫会导致结果前期茄子的日耗水强度降低。

结果后期，随着水分胁迫程度的加重，茄子的日耗水强度显著降低。T1处理水分胁迫严重，抑制了茄子的正常生长，致使生育后期日耗水强度最小。T2处理表现出与T1处理类似的情况。T3和T4处理植株生长发育正常，随着生育期的推进，叶面积逐渐增大，致使所需水分增多，且果实发育生长也需要较多的水分，因此日耗水强度较大。T5处理灌水量较多，造成叶片旺长且叶面积过大，蒸腾作用很强，致使结果后期植株的日耗水强度仍然很大。

同一生育期，不同水分处理的茄子日耗水强度均存在显著差异。其中，苗期日耗水强度均较大，极差仅0.13 mm/d，与茄子定植时灌水量较高，苗期植株耗水量相对较少，水分胁迫未对植株生长造成显著影响有关；结果前期，不同水分处理的日耗水强度差异幅度增大，其中，T4处理的日耗水强度最大，水分胁迫（T1和T2）处理的日耗水强度明显较小；结果后期，茄子的日耗水强度随着灌水定额的增大而增大，不同水分处理的日耗水强度差异幅度继续增大，其中水分胁迫处理的日耗水强度明显较小。

表3 日光温室茄子不同生育阶段的日耗水强度Table 3 Daily water consumption intensity of eggplant in greenhouse （mm/d）

茄子适宜耗水量是指果实产量最高时植株的蒸发蒸腾量，亦即茄子的需水量。日光温室茄子的耗水规律也可以通过整个生育期植株的日耗水强度变化进行分析。从日光温室茄子不同生育阶段的日耗水强度变化曲线（图2） 可以看出，在适宜水分（T4处理） 条件下，茄子的日耗水强度呈前期小、中期大、后期较大的变化规律，耗水高峰出现在结果前期。T4处理茄子苗期、结果前期、结果后期的平均日耗水强度分别为0.98、2.41和2.32 mm/d，全生育期总耗水量为177.19 mm，该结果即为日光温室膜下滴灌条件下茄子的需水量。

图2 日光温室茄子不同生育阶段的日耗水强度Fig.2 The daily water consumption intensity of eggplant at different growth stages in greenhouse

2.4 日光温室膜下滴灌条件下不同水分处理茄子的耗水量模比系数

耗水量模比系数是指作物各生育阶段的耗水量占全生育期总耗水量的比例。除T5处理外，其他4个处理的耗水量模比系数均表现为结果前期最大、结果后期减小（表4）。茄子苗期植株较小，耗水量较少，因此耗水量模比系数也较小。灌水量较少的T1处理，由于后期水分胁迫抑制了茄子正常生长，致使结果后期的灌水量模比系数明显小于苗期；而灌水量较多的T5处理，由于结果后期植株贪青旺长，造成后期植株耗水量模比系数最大。

表4 日光温室茄子不同生育阶段的耗水量模比系数Table 4 Modulus ratio coefficient of water consumption of eggplant at different growth stages in greenhouse （%）

2.5 日光温室膜下滴灌条件下茄子产量与生育期总耗水量的关系

对不同土壤水分条件下膜下滴灌茄子产量（Y，kg/hm）2与生育期总耗水量（X，mm） 的关系进行回归分析，结果显示，茄子产量与总耗水量之间呈二次抛物线关系，回归方程为：

Y＝-8.236 5X2+3 378.1X-249 765

回归方程复相关系数R2=0.938 4，相关系数R （0.968 7） ＞R0.01（0.641 1），达极显著相关水平。

随着总耗水量的增大，茄子产量呈先增加后降低的变化（图3）。其中，总耗水量为205.06 mm时，茄子产量最高，达到了346 700.6 kg/hm2。表明在日光温室膜下滴灌条件下，茄子适宜的生育期总耗水量为205.06 mm。

3 结论与讨论

3.1 日光温室膜下滴灌条件下茄子的耗水规律

茄子定植后经过7 d左右的缓苗期，植株生长逐渐加速，耗水量随之增大。除丰水处理（T5）的耗水量在结果后期达到最大值外，其他4个处理的耗水量均在结果前期达到最高值。

图3 日光温室膜下滴灌条件下茄子产量与总耗水量的关系Fig.3 The relationship between yield and water consumption of eggplant in greenhouse under drip irrigation

本研究条件下，茄子产量随生育期总耗水量的增大呈先增加后降低的变化，其中T4处理（灌10水）产量最高。表明日光温室膜下滴灌条件下，茄子高产的适宜生育期总耗水量为177.19 mm，即茄子高产的适宜生育期灌溉定额为225 mm。

3.2 日光温室膜下滴灌条件下茄子的日耗水强度变化

生育期内，不同水分处理的茄子日耗水强度变化趋势不同。其中，苗期至结果前期，茄子的日耗水强度均呈增大趋势；拉秧前，除T1和T4处理外，其他3个处理均继续增大。最佳水分处理（T）4苗期、结果前期、结果后期的日耗水强度分别为0.98、2.41和2.32mm/d，整个生育期的总耗水量为177.19mm。T1处理（灌2水）由于水分胁迫抑制了茄子的正常生长，致使结果后期日耗水强度明显较小；而T5处理灌水量过多，造成植株旺长，蒸腾强烈，致使结果后期日耗水强度仍然很大。

3.3 日光温室膜下滴灌条件下茄子产量与生育期总耗水量的关系

茄子产量与生育期总耗水量之间呈二次抛物线关系，回归方程为Y=-8.236 5X2+3 378.1X-249 765（R2=0.938 4）。通过计算得到，总耗水量为205.06 mm时茄子产量最高，为346 700.6 kg/hm2。日光温室膜下滴灌茄子全生育期的最佳耗水量为205.06 mm，多于或少于205.06 mm均不利于产量形成。