不同灌水量对设施番茄产量和耗水规律的影响

孔德杰，郑国宝，张源沛，郭生虎，朱金霞

（宁夏农业生物技术重点实验室，宁夏银川，75002）

番茄是餐桌上常见美味佳肴的原料，也是宁夏温室大棚栽培常见的果菜类蔬菜，具有产量高，采收期和供应期长的特点[1]。水资源缺乏已经严重阻碍我国农业生产，因此在农业生产中如何科学用水，提高水分利用效率，使有限的水资源发挥更大的经济效益，成为当前迫切需要解决的一个重大课题[2，3]。膜下滴灌能改变农田生态环境，使作物根系层的水分条件始终处在最优状态，能调节土壤水、气、热，有利于作物生长发育，使作物缓苗快，上市早、品质高[4，5]，并且可减轻番茄病毒病为害，是增产、增值的有效途径，具有显著的经济效益[6，7]。常英祖等[8]研究表明，番茄盛果期日光温室膜下滴灌比沟灌室内空气相对湿度降低了18%；杨丽娟等[9]发现在番茄全生育期膜下滴灌比沟灌耗水量减少了13.6%。

通过田间试验，从不同灌水量入手，根据土壤水分平衡原理，研究不同灌水条件对大棚番茄生长发育的影响，以期为番茄生产种植选择出最佳灌溉量，制订合理节水灌溉方案，达到设施番茄高产、高效、节水的目标。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2009年1月在宁夏盐池设施农业示范园日光温室中进行，盐池县位于宁夏回族自治区东部，北纬 37°04′～38°10′，东经 106°30′～107°41′。 该县属于典型的中温带大陆性气候，年均气温8.1℃，最高温为34.9℃，最低温-24.2℃，年均无霜期65 d；年均降水仅250～350 mm。温室东西长90 m，南北宽7 m，钢架无柱结构，供试土壤为沙壤土，前茬作物为花菜。

供试作物为科瑞斯番茄，定植时间 2009年1月10日。采用田间试验，小区面积14.8 m2（2.8 m×6 m）。每小区之间用油毡隔断，深60 cm，以防止水分侧渗，其他管理措施同大田生产。

1.2 试验处理

试验设6个处理，3次重复，各处理总的灌水量分别为：75 mm，150 mm，225 mm，375 mm，450 mm，525 mm，分10次进行。灌水时间分别为：2009年2月3日，2月19日，3月5日，3月19日，4月1日，4月 16日，5月 7日，5月 21日，6月 4日，6月 20日。水源是经过沉淀净化处理的黄河水，利用微型潜水泵加压，通过滴管灌溉番茄根部，用水表记录各小区灌水量。

1.3 测定内容与方法

每小区选10株定点测定番茄形态指标、产量及土壤含水量。

①形态指标的测定 每14 d左右用钢尺和游标卡尺分别测定株高、茎粗。

②产量的测定 番茄采收期，测定番茄单株产量，番茄个数以及小区产量。

③土壤含水量测定 利用时域反射仪（TDR）对不同灌溉条件下的土壤含水量进行监测。每个处理的3次重复都装有TDR管。测定时每10 cm为一个测定段，最后用加权平均法计算整个土壤的含水量，每旬测定1次，分别在各旬的第1天测定。用水量平衡法计算，用水表记录各小区灌水量。

2 结果与分析

2.1 不同灌水量对番茄株高的影响

株高是反映植株生长势强弱的重要指标之一，由图1可知，随着时间的推移，各处理下番茄株高均增加，各处理间差异不大。

图3 不同灌水条件下番茄各生长发育阶段的耗水量

图4 不同灌水条件下各生长发育阶段的耗水量占总耗水量的比例

2.2 不同灌水量下番茄不同生育期的日耗水强度

由图2得知，在不同灌溉条件下，设施番茄各阶段的日耗水量表现为随着灌溉量的增加而增加，其中结果前期（开花坐果期）日平均耗水量最大，当灌溉量为450 mm时，日耗水量高达7.31 mm。设施番茄结果盛期和结果后期的日耗水量，随灌溉量的增加而增加。75 mm处理下，番茄日耗水量随着植株生长发育先降后升再升再降，其他处理下，日耗水量均表现为先升后降。

图3显示，各处理下，均表现为营养生长阶段的耗水量最大，显著高于结果期。在结果盛期和结果后期，番茄耗水量随着灌水量的增加而增加。

由图4可以看出，各阶段耗水量占总生育期耗水量的比例变化趋势也是随着灌溉量的增加而增加，其中以营养生长阶段所占比例最大，各处理在营养生长阶段、结果前期、结果盛期、结果末期阶段耗水量占生育期总耗水量的比例分别为：35.5%～56.1%，6.9%～21.6%，18.4%～24.2%，13.1%～21.7%。

表1 不同灌水量对番茄产量和水分利用效率的影响

2.3 不同灌水量对设施番茄产量和水分利用效率的影响

比较不同处理下土壤水分消耗量、设施番茄产量、番茄生长期间的蒸腾量以及水分利用率，发现不同处理间产量存在显著差异，随着灌水量的增加，土壤蒸腾量和干物质质量逐渐上升，而土壤水分消耗量、番茄产量和水分利用率呈先增加后减少的趋势。当灌水量为375mm时，番茄产量最高达到138 108 kg/hm2，水 分 利用 率 1.60 kg/m3；150 mm 灌水处理下，水分利用效率最高为2.15 kg/m3。此外225，375，450，525 mm 灌水处理下的番茄的产量均显著高于75 mm处理（表1）。

3 结论

在宁夏中东部风沙干旱带，通过建造温室，并发展节水灌溉，协调土壤“水、肥、气、热”矛盾，是设施蔬菜栽培节水、增产、高效的理想途径，是宁夏干旱地区设施蔬菜栽培的主攻方向。随着灌水量的增加，蒸腾蒸发量增加，株高、茎粗、生物量和产量均呈先增加后降低的趋势；其中以375 mm的灌水量增幅最大，增产效果最明显，虽然水分利用率仅为1.60 kg/m3，但番茄品质好，且经济效益明显高于其他处理，与虞娜等[10]的结论相符。

不同处理下日耗水强度和阶段耗水量存在不同变化，分析其原因，苗期植株叶片少，叶面积小，导致该时期的需水量较小，但从移栽到开花结果的营养生长期较长，所以该阶段耗水量较大，占生育期总耗水量的比例也较大；结果前期（开花结果期）日耗水量急速增加，主要因为该时期植株生长最茂盛，随着植株体的增大，蒸腾力增强，从土壤中吸收水分的动力也随着增大，并且处于营养生长和生殖生长齐头并进的阶段，所以对水分的需求量较大；结果盛期，植株的生长状况逐渐由营养生长、生殖生长并进转变为生殖生长为主，日耗水量相对开花坐果期减弱，但大量的果实在此时期趋向成熟，故需水量也最大；到结果后期，随着果实的不断采摘，植株体逐渐转向衰老，内部生理活动亦在减缓，需水强度开始下降，日需水量也随之降低。不同灌水处理下日耗水强度和阶段耗水量都随着灌水量的增加而增加。主要因为随着灌水量的增加，土壤水分含量也随着增加，植株从土壤吸收水分所需的动力也较少，并且随着灌水量增加，植株个体、株高和茎粗也增加，对水分的的需求量也增多。

根据本试验研究结果，在宁夏中东部设施番茄栽培过程中，最佳的灌溉制度应该为：每10 d左右灌1次，在营养生长阶段每次灌水15～30 mm，开花坐果期每次灌水45～60 mm，结果盛期每次灌水25～40 mm，结果后期每次灌水15～30 mm。在宁夏中东部地区，特殊的气候和土壤生态环境下，水和肥具体以何种方式耦合，水分和肥料的利用效率最高，有待下一步研究。

[1]王翰霖，李建设.平衡施肥对宁夏银川日光温室番茄产量的影响[J].长江蔬菜，2009，8（4）：62-66.

[2]陈红翔.宁夏水资源存在问题及对策研究[J].水资源研究，2006，27（1）：1-2.

[3]孙景生，康绍忠.我国水资源利用现状与节水灌溉发展对策[J].农业工程学报，2000，16（2）：1-5.

[4]郭金强，王肖娟，彭擎宇，等.膜下滴灌加工番茄田间小气候的特征 [J].石河子大学学报：自然科学版，2009，27（3）：295-297.

[5]Salokhe V M,Babel M S,Tantau H J.Water requirement of drip irrigated tomatoes grown in greenhouse in tropical en vironment[J].Agricultural Water Management,2005(71)：225-242.

[6]郭文忠，陈青云，高丽红，等.设施蔬菜生产节水灌溉制度研究现状及发展趋势[J].农业工程学报，2005，21（z2）：24-27.

[7]Topcu S,Kirda C,Dasgan Y,et al.Yield response and N-fertiliser recovery of tomato grown under deficit irrigation[J].European journal of agronomy,2007,26(1):64-70.

[8]常英祖，赵元忠，孔令峰，等.日光温室番茄膜下滴灌节水试验研究 [J].甘肃农业大学学报，2007，42（3）：119-121.

[9]杨丽娟，张玉龙，须晖，等.灌溉方法对保护地土壤耗水量与番茄水分利用效率的影响 [J].灌溉排水学报，2004，23（3）：49-51.

[10]虞娜，张玉龙，邹洪涛，等.温室内膜下滴灌不同水肥处理对番茄产量和品质的影响 [J].干旱地区农业研究，2006，24，（1）：60-64.