滴灌管不同布置方式对番茄—芹菜轮作适应性研究

吴兴彪 齐春伶 朱 岳 戴宇婷

（1.北京市密云区农业技术推广站 北京101500；2.北京市密云区种子执法监督站 北京101500）

水资源严重短缺已成为制约北京市都市型现代农业发展的“短板”，而滴灌施肥技术节水、节肥、省工、增收效果突出[1]，受到了人们更多的关注。但是，目前蔬菜生产中仍然普遍存在滴灌施肥技术应用问题，限制了其进一步推广使用。为了避免重茬，蔬菜生产轮作倒茬频繁，滴灌系统通常按成行栽培蔬菜（茄果类蔬菜、西甜瓜等）的行距一次性固定安装，如果下一茬栽培密植蔬菜（芹菜、菠菜等）则无法适应，导致许多农户弃用或闲置，或改滴灌为畦灌，造成水肥浪费，不利于设施农业的可持续发展。田间滴灌管布置方式不仅影响滴灌系统的投入，而且影响水肥在土壤中的分布和作物的吸收利用[2-3]，针对这一问题，在番茄—芹菜轮作的条件下，开展了滴灌管不同布置方式的适应性研究，以提供一套适用于成行栽培蔬菜和密植蔬菜倒茬栽培的通用滴灌管布置方式，为滴灌施肥技术的进一步推广和应用提供技术支持。

1 材料、方法和试验设计

1.1 试验材料与方法

试验在北京市密云区河南寨镇平头村本忠盛达农业园日光温室内进行。供试番茄品种为‘汉姆9号’，于2019年1月28日定植，6月10日拉秧。大小行栽培，大行100 cm，小行40 cm，株距35 cm。供试芹菜品种为‘皇后’，平播密植，于9月28日定植，2020年1月3日收获。番茄定植前每亩施有机肥2000 kg、复合肥（19∶18∶19）100 kg。

1.2 试验设计

试验在番茄大小行栽培、芹菜密植平播条件（番茄大行100 cm、小行40 cm，芹菜密植平播）下进行。设定4个滴灌管间距布置方式处理，滴灌管间距分别为100-40 cm（每1.4 m布置2根滴灌管，为对照）、70-70 cm（每1.4 m布置2根滴灌管）、50-40-50 cm（每1.4 m布置3根滴灌管）和35-35-35-35 cm（每1.4 m布置4根滴灌管）。图1、图2分别为各处理滴灌带在番茄和芹菜茬口布置方式。

图1 各处理滴灌管布置方式（番茄茬口）

图2 各处理滴灌管布置方式（芹菜茬口）

灌溉制度：各处理灌水定额根据计划湿润层深度、土壤适宜含水量上下限和土壤湿润比计算求得（表1～表3）。根据35-35-35-35 cm处理的土壤张力确定灌溉起点，在35-35-35-35 cm小区内埋设3根张力计，1根位于滴灌管正下方、1根位于间距较远的2根滴灌管中央、第3根位于以上2根滴灌管中央，张力计陶土头中部位于距土壤表面10 cm处。根据以上3根张力计的算术平均数确定灌溉起点。到达灌溉起点后，各处理统一按照计算出的灌溉量进行灌溉。

表1 番茄茬口灌溉方案

表2 芹菜茬口灌溉方案

表3 试验地土壤相对含水量与土壤张力的关系

1.3 测试指标和方法

1.3.1 生长指标测量 每个区内选取有代表性的3株番茄挂牌标记，测量株高、茎粗、叶片数。每个区内选取有代表性的3株芹菜挂牌标记，测量株高、叶柄长、叶柄粗。

1.3.2 生理指标测量 在番茄开花期、第一穗果膨大期、第二穗果膨大期，测定每小区被标记的3株顶部第4片展开叶叶片中部的叶绿素含量。叶片的叶绿素含量采用CCM-200（opti-science公司，美国）叶绿素测定仪测定[4]。

1.3.3 产量测量 番茄每个小区选1垄，每垄番茄实收测果实个数和产量，折合亩产量。芹菜产量采用长宽各1 m的取样方测产，折合亩产量。

1.3.4 果实营养品质 番茄测定第二穗果果实维生素C含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量。可溶性固形物采用折光计法测定；抗坏血酸（维生素C）采用2，6-二氯靛酚滴定法测定；硝酸盐采用紫外吸收法测定。

2 结果和分析

2.1 滴灌管不同布置方式对番茄生长指标的影响

从图3、图4和表4可以看出，所有处理的番茄株高、茎粗和叶片数均随生育进程增加而增加，不同处理之间相比差异较小，且变化趋势一致，均没有达到显著性差异，表明滴灌管不同布置方式对番茄的植株生长指标影响很小。

图3 滴灌管不同布置方式对番茄株高的影响

图4 滴灌管不同布置方式对番茄茎粗的影响

表4 滴灌管不同布置方式对番茄叶片数的影响

2.2 滴灌管不同布置方式对番茄叶片叶绿素含量的影响

分别在定植后40 d、63 d和98 d测定番茄叶片叶绿素含量，定植40 d后50-40-50 cm处理大于其他3个处理，与70-70 cm和35-35-35-35 cm处理相比，分别提高17.1%和17.4%，且处理间达到了显著性差异；定植后63 d各处理无显著性差异；定植后98 d 100-40 cm和35-35-35-35 cm处理的番茄叶片叶绿素含量显著高于50-40-50 cm和70-70 cm处理（表5）。

表5 滴灌管不同布置方式对番茄叶绿素含量（CCI）的影响

2.3 滴灌管不同布置方式对番茄产量和单方水产出的影响

滴灌管不同布置方式下，100-40 cm处理单果重最大，较50-40-50 cm处理和35-35-35-35 cm处理分别提高10.4%和9.2%，处理间达到了显著性差异；50-40-50 cm处理单株结果数最多，与其他处理相比，处理间没有达到显著性差异；100-40 cm处理亩产量最高，其次是50-40-50 cm处理，35-35-35-35 cm处理最低，但处理间均没达到显著性差异。由于各处理番茄用水量相同，100-40 cm处理产量最高，单方水产出最高，达到46.8 kg/m3，较其他3个处理分别提高2.0 kg/m3、0.8 kg/m3和2.3 kg/m3（表6）。

表6 滴灌管不同布置方式对番茄产量和单方水产出的影响

2.4 滴灌管不同布置方式对番茄品质的影响

从表7可以看出，滴灌管不同布置方式下，番茄果实中的维生素C、可溶性糖和可滴定酸含量差异较小，没到达到显著性差异。

表7 滴灌管不同布置方式对番茄品质的影响

2.5 滴灌管不同布置方式对土壤张力的影响

在芹菜密植平播试验中，张力计分别位于滴灌管正下方（0）、间距较远的2根滴灌管中央（1/2）、以上2根滴灌管中央（1/4），分别记录相应位置的土壤张力。由图5可知，100-40处理中，距离左右2根滴灌管各50 cm（1/2）的张力计读数明显低于滴灌管正下方（0）和距离滴灌管25 cm（1/4）处的张力计读数，分别低12.8 KP a和11.7 KP a。50-40-50 cm处理和70-70 cm处理不同位置土壤张力差异不大，说明其土壤水分分布的均匀度相对较好。35-35-35-35 cm处理中，土壤张力明显较高，各位置的全生育期平均土壤张力分别较50-40-50 cm、70-70 cm和100-40 cm处理高出1.6 KP a、2.1 KP a和8.7 KP a。

2.6 滴灌管不同布置方式对芹菜生长指标的影响

在100-40 cm处理中，位于间距较远的2根滴灌管中央（1/2）的芹菜株高和叶柄长要低于滴灌管正下方（0）和1/4处，通过对图5进行分析可知，间距较远的2根滴灌管中央（1/2）土壤张力明显较低，是导致相应位置芹菜株高和叶柄长较低的主要原因。50-50-50 cm处理和35-35-35-35 cm处理中，不同位置芹菜的株高和叶柄长差异不大，与图5中其不同位置土壤张力差异不大的情况一致。70-70 cm处理中，不同位置的芹菜株高差异不大，但距离滴灌管35 cm处（1/2）的芹菜叶柄长略低于滴灌管正下方（0）和距离滴灌管17.5 cm处（1/4），说明距离滴灌管35 cm处的芹菜生长也受到一定影响。芹菜的茎粗也呈现相同的趋势，100-40 cm处理中，距离滴灌管50 cm处（1/2）的芹菜茎粗要低于滴灌管正下方（0）和距离滴灌管25 cm处（1/4），50-40-50 cm处理和35-35-35-35 cm处理不同位置芹菜的茎粗差异不大。70-70 cm处理中，生长后期距离滴灌管35 cm处（1/2）芹菜茎粗要略低于其他2个位置的处理芹菜的叶柄粗在处理中差异不明显，平均粗度都在2 cm左右（图6～图8）。

图5 滴灌管不同布置方式对土壤张力的影响（芹菜茬口）

图6 滴灌管不同布置方式对芹菜株高的影响

图7 滴灌管不同布置方式对芹菜叶柄长的影响

图8 不同滴灌布置方式对芹菜叶柄粗的影响

2.7 滴灌管不同布置方式对芹菜产量的影响

芹菜的产量以50-40-50 cm处理最高，达7937 kg/亩，但其产量与70-70 cm处理和35-35-35-35 cm处理差异不显著（表8）。100-40 cm处理的芹菜显著减产，分别较50-40-50 cm、70-70 cm和35-35-35-35-35 cm处理减少1067 kg/亩、734 kg/亩和700 kg/亩。由于各处理的灌溉量均为90 m3/亩，单方水产出的变化趋势与产量一致，50-40-50 cm处理最高，达到88 kg/m3。

表8 滴灌管不同布置方式对芹菜产量的影响

2.8 滴灌管不同布置方式的投入成本分析

滴灌管不同布置方式的材料用量和造价见表9，滴灌管35-35-35-35 cm处理造价最高为953元/亩，滴灌管70-70 cm、滴灌管100-40 cm处理的造价最低，仅为477元/亩。根据番茄、芹菜两个茬口的产量情况及投入产出分析，滴灌设施按照使用3年进行折旧，采用滴灌管50-40-50 cm处理能够显著提高番茄—芹菜周年栽培的生产效益，亩效益可较100-40 cm（对照）处理增加1808元。

表9 不同布置模式的投入产出分析

3 讨论

当前滴灌施肥技术在蔬菜种植中应用较广，但通常只有一种滴灌管的布置方式，在轮作过程中由于不适用，一般是果菜种植用滴灌、叶菜种植大水漫灌，严重浪费了水肥资源。在滴灌管不同布置方式的番茄种植试验中，番茄叶片的叶绿素含量在不同时间的差异可能是番茄在不同的生长期内所需水肥量不同导致。一般来说，番茄在移植60 d左右，叶绿素含量达到最大值，从结果期开始叶绿素含量呈下降趋势[5]。但是100-40 cm处理中叶绿素含量在定植98 d时叶绿素含量达到最高值，且产量也是最大值，不同的滴灌管布置方式对番茄的品质没有明显影响。综合整体情况来说，100-40 cm处理对种植番茄最为合适，其次是50-40-50 cm处理。在滴灌管不同布置方式芹菜种植试验中，50-40-50 cm处理和70-70 cm处理土壤张力差异不大，土壤水分分布均匀；70-70 cm处理中不同植株的株高和茎粗差异较大，而50-40-50 cm处理的茎粗和产量都相对较高，100-40 cm处理产量最低，说明这个布置方式不适于芹菜种植生产。此研究仅为番茄—芹菜轮作的种植试验，对其他叶菜和果菜的轮作种植滴灌管布置方式提供了新的思路，但需要根据种植品种选择最恰当的方式。

4 结论

4种滴灌管布置方式对番茄植株生长指标、叶片叶绿素含量、单果重、结果数和产量等均没有显著性影响，滴灌管不同布置方式下番茄果实的维生素C、可溶性糖和可滴定酸含量差异也不显著；芹菜的产量50-40-50 cm处理最高，达7937 kg/亩，在番茄—芹菜轮作的情况下每亩增收1808元。综合番茄、芹菜生长指标、产量和收入等指标，在番茄—芹菜轮作模式下采用50-40-50 cm的滴灌管布置方式较适宜。