设施番茄节水模式对产量结构和品质因素的影响

孙振荣，王兴田，唐培园，刘 凯

(1. 甘肃省兰州市农业科技研究推广中心，兰州 730000；2. 甘肃省兰州市农产品质量监督管理中心，兰州 730000)

兰州地处西北高原干旱农业区，年均降雨量只有310 mm，采用设施节水灌溉是本地区蔬菜种植的主要模式。设施番茄栽培是其蔬菜主要的种植方式，传统的设施番茄节水灌溉方式是垄作沟灌，灌溉成本高生产效率低。目前，本地区设施番茄栽培节水模式研究和推广的重点方向为垄膜沟灌和膜下滴灌，较传统灌溉方式节水1 800 m3/hm2。不同设施番茄节水模式对其产量和品质均有直接的影响，其相关性研究也是国内番茄栽培主要研究方向。安顺伟等番茄灌水量对其生长产量品质影响研究结果表明，适量减少灌水量不会引起番茄产量降低，而且还可以在一定程度上提高番茄品质，提高水分利用效率[1]。高方胜等土壤水分对番茄生长发育及其产量品质的影响研究结果表明，水分对番茄营养生长存在正效应，特别是对株高、茎粗更为明显，叶片数次之，而对生殖生长效应不明显，处理间花蕾和花的数量差异不大，而胁迫处理的座果率比高水分处理要提高约35%[2]。姜春光等水肥调控对日光温室番茄产量及其土壤氮素的影响结果表明，膜下沟灌成本低，节水节肥效果很好[3]。王克武等滴灌施肥强度对日光温室蔬菜产量品质和水分利用的研究结果表明，番茄全生育期滴灌灌水量为2 160 m3/hm2时产量最高，滴灌施肥强度的提高可以提高番茄的可溶性固形物含量[4]。上述研究均是在设施番茄某种特定节水模式下得出与产量、品质等影响性因素。传统的设施番茄节水模式采用垄作沟灌等漫灌形式，灌水量大，直接影响番茄产量及品质，专门针对设施番茄不同节水模式以及其与产量和品质相关性研究国内鲜有报道。本试验在设施番茄同等种植条件下，以当地农民传统垄作沟灌模式为对照，设垄膜沟灌和膜下滴灌2种节水模式处理，重点研究方向是采用不同节水模式处理对设施番茄产量及其品质的相关性，探讨设施番茄最适合的节水模式、最适合的灌水量以及最高效的水分生产效率，为指导当地农民设施番茄种植提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

本试验于2013-2014年在兰州市榆中县三角城设施蔬菜基地内进行，在处理相同条件下各试验年度分别选用不同的番茄品种进行，以检验不同品种在相同处理下试验效果。其中2013年供试品种选择早熟有限生长型番茄品种奥斯顿F1，2014年供试品种为早熟番茄品种福特F1。供试温室长60 m，跨度10 m，脊高3.6 m，温室土壤为黄绵土，基本理化性状见表1。试验选择当地番茄主要栽培早春茬季节进行，于12月下旬开始育苗，1月上旬定植，4月底开始上市，7月下旬拉秧。根据本地设施番茄不同模式灌溉量多点试验结论(大水漫灌方式最佳灌水量422.5～450 mm，垄作沟灌方式最佳灌水量340～350 mm，垄膜沟灌方式最佳灌水量290～300 mm，膜下滴灌最佳灌水量240～250 mm)，本试验设以下3个不同节水模式处理：T1(CK)处理：当地农民传统垄作沟灌，露地起垄，全生育期最佳灌水量340 mm，节水82.5 mm；T2处理：垄膜沟灌，垄上覆膜，垄沟沟灌，全生育期最佳灌水量290 mm，节水132.5 mm；T3处理：膜下滴灌，垄上覆膜，膜下滴灌，全生育期最佳灌水量240 mm，节水182.5 mm。试验采取随机区组排列，3次重复，小区面积30 m2，每小区3垄6行120株，种植密度40 020 株/hm2，浇水时间一致，各处理全生育期灌水量见表2，每次灌水用精确度为0.001 m3水表进行精确控制，各处理间地下60 cm高度用防渗膜处理隔开，以防止水分相互渗漏影响。

1.2 测定项目与方法

(1)植株生长势与产量。每处理选取20株番茄植株，各种测量结果取其平均值，番茄摘心前测定株高，用游标卡尺测定茎粗，记录叶片数，收获期测定记录各试验小区的产量、单果重、单株结果数。

(2)番茄果实品质。选择番茄具有代表性的维生素C、有机酸、可溶性固形物和干物质含量等4种生理营养指标作为研究重点。其中维生素C采用2，6-二氯靛酚滴定法[5]测定；有机酸含量采用NaOH滴定法[6]测定；可溶性固性物采用手持测糖仪测定；干物质含量测定采用烘干稳重法测定。数据全部采用SPASS数据分析软件进行方差处理分析。

表1 供试设施温室耕层土壤基础理化性状

表2 灌水时期及每次灌水量 mm

2 结果与分析

2.1 不同节水模式处理对番茄生长量的影响

(1)各节水模式对株高的影响。经过对各处理生育时期株高记载结果分析，随着生育时期的后移，垄作沟灌(T1)、垄膜沟灌(T2)和膜下滴灌(T3)3种节水模式处理的株高增长趋势表现基本趋于一致。在结果后期株高基本稳定后测定，奥斯顿F1品种株高T1为152 cm，T2为157 cm，T3为161 cm，福特F1品种株高T1为155 cm，T2为160 cm，T3为164 cm。2个品种表现的基本特征是：从T1、T2到T3，各生育期株高呈现依次增长规律，各品种不同处理各生育时期株高测量结果见表3，其趋势分别见图1和图2。

表3 各处理生育时期与株高测量结果 cm

注：表中数据采用LSD方差分析法，小写字母表示不同处理间的差异显著性(P<0.05)，同一列各处理数据含相同字母表示差异不显著，含不同字母表示差异显著，下列各表分析方法相同。

(2)各节水模式对茎粗的影响。经过对各处理各生育时期茎粗测量，随着生育时期的后移，垄作沟灌(T1)、垄膜沟灌(T2)和膜下滴灌(T3)3种节水模式处理的茎粗增长趋势表现基本一致。在结果后期茎粗基本稳定后测定，奥斯顿F1品种茎粗T1 为1.23 cm，T2为1.26 cm，T3为1.29 cm，福特F1品种茎粗T1为1.24 cm，T2为1.27 cm，T3为1.29 cm。2个品种表现的基本特征是：从T1、T2到T3，茎粗呈依次增长规律，各品种各生育时期茎粗测量结果见表4，其趋势见图3和图4。

图1 2013(奥斯顿F1)各处理对株高的影响

图2 2014(福特F1)各处理对株高的影响

表4 各处理生育时期与茎粗测量结果 cm

图3 2013(奥斯顿F1)各处理对茎粗的影响

图4 2014(福特F1)各处理对茎粗的影响

(3)各节水模式对叶片数的影响。对叶片数结果进行方差分析(见表5、图5、图6)，奥斯顿F1在现蕾期，T1、T2分别与T3叶片数差异显著，在开花期T1与T2和T3叶片数差异显著，座果期T1、T2、T3相互差异不明显，结果早期T1、T2分别与T3叶片数差异显著，结果后期T1、T2、T3相互差异不明显。福特F1现蕾期T1、T2、T3相互差异不明显，开花期T1与T3叶片数差异显著，座果期T1、T2、T3相互差异不明显，结果早期T1、T2分别与T3叶片数差异显著，结果后期T1与T3叶片数差异显著。

2.2 不同节水模式处理对番茄产量品质的影响

(1)各节水模式对番茄产量及产量构成因素的影响。方差分析结果(见表6)：奥斯顿F1单株结果数T1、T2、T3各处理之间差异显著；单果重T1与T2和T3差异显著，T2与T3差异不显著；产量结果T1、T2、T3各处理之间差异均表现显著。福特F1单株结果数T1和T2分别与T3差异显著，T1与T2差异不显著；单果重和产量结果T1、T2、T3各处理之间差异均表现显著。

表5 各节水模式对各品种生育时期叶片数的影响 片

图5 2013(奥斯顿F1)各处理对叶片数影响

图6 2014(福特F1)各处理对叶片数影响

项 目2013(奥斯顿F1)T1T2T32014(福特F1)T1T2T3项目结果数/个10.1c11.2b12.4a9.8b10.7b11.9a单果重/g223.6b230.5a239.1a218.7c228.6b241.2a产量/(kg·hm2)90379.6c103315.6b118652.9a85773.3c97889.7b114868.6a

通过对“奥斯顿F1”和“福特F1”各处理节水量与其产量回归分析，显示各处理不同节水量与其产量呈正比相关关系，随着节水量的增加，其产量也呈增加趋势，回归系数均为1，显示其相关性非常高。

(2)各节水模式对番茄果实品质的影响。方差分析结果(见表7)：奥斯顿F1维生素C含量、干物质含量和可溶性固形物T1、T2、T3各处理各品种之间差异均表现显著；有机酸T1和T2分别与T3差异显著，T1与T2差异不显著。福特F1维生素C含量、干物质含量、可溶性固形物和有机酸，T1、T2、T3各处理之间差异均表现显著。

表7 不同节水模式处理对番茄品质的影响

2.3 不同节水模式处理对水分生产效率的影响

由表8可知：奥斯顿F1的T1、T2、T3产量分别为90 379.6、103 315.6和118 652.9 kg/hm2，水分生产效率分别为2 658.2、3 562.6和4 943.9 kg/m3。福特F1的 T1、T2、T3产量分别为85 773.3、97 889.7和114 868.6 kg/hm2，水分生产效率分别为2 522.7、3 375.5和4 786.2 kg/m3。2个品种从T1到T3其产量结果和水分利用效率均呈上升规律。

表8 不同节水模式对水分生产效率的影响

3 讨论与结论

设施番茄采取垄作沟灌(T1)、垄膜沟灌(T2)和膜下滴灌(T3)不同节水模式处理，随着灌水量的减少，其株高、茎粗、叶片数均呈上升趋势，在现蕾期、开花期、座果期、结果早期、结果后期各生育时期在株高、茎粗和叶片数等生理指标上，T3 和T2与对照T1相比差异均呈显著性，这是由于采取精量节水灌溉措施，减少了土壤中有益矿质营养元素的淋洗损失，延长了营养元素在土壤耕层作物根系附近的滞留时间，加速了作物对肥料养分的吸收利用，提高了肥料利用率，促进了作物营养生长和生殖生长。番茄株高、茎粗、单株结果数、单果重、维生素C、干物质含量、可溶性固形物、有机酸、产量和水分生产效率等均随着灌水量的减少而增加，果实品质得到改善，产量和水分生产效率均得到了提高。通过对各处理节水量与产量回归分析，证明了随着设施番茄节水量的增加，其产量呈正比增长趋势，进一步论证了番茄节水量的多少与其产量存在很大的正比相关关系。陈秀香等人认为过量灌溉和亏缺灌溉都能造成一定程度减产[7]，这与本试验结论相似，T3处理与农民传统垄作沟灌相比，其灌水量大幅减少，而其品质、产量和水分生产效率均达到了最高，证明了设施番茄在同等条件下，采取不同的节水模式处理，减少灌水量不会造成减产，相反还可以提高果实品质和水分生产效率，可以达到节水节肥和增产增效目的。

□

[1] 安顺伟，王永泉，李红岭，等.灌水量对日光温室番茄生长、产量和品质的影响[J]. 西北农业学报，2010，19(3)：188-192.

[2] 高方胜，徐 坤. 土壤水分对番茄生长发育及其产量品质的影响[J]. 西北农业学报，2005，14(4)：69-72.

[3] 姜春光，王克武，黄以华，等.水肥调控对日光温室番茄产量及其土壤氮素的影响[M]∥ 蔬菜水肥一体化节水技术研究与应用. 北京：中国农业出版社，2010:281-293.

[4] 王克武，程 明，朱鹏浩，等.滴灌施肥强度对日光温室蔬菜产量品质和水分利用的影响[J]. 北京农业，2009，(9)：186-190.

[5] 李合生. 植物生理生化实验原理与技术[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[6] 鲍士旦. 土壤农化分析[M].北京:中国农业出版社，1999.

[7] 陈秀香，马富裕.土壤含水量对加工番茄产量和品质影响研究[J]. 节水灌溉，2006,(4)：1-4.