不同栽培与灌溉方式对设施芹菜生长及产量的影响

张晓娟，李玉莲，王晓军，王克雄，向国程

(宁夏农林科学院固原分院，宁夏 固原 756000)

众所周知，水是农业的命脉，有收无收在于水，蔬菜的品质和产量与水的关系密切。与蔬菜作物的生长形态指标一样，蔬菜的产量、品质也是要求适宜的土壤含水量，过多或过少都有负作用[1-3]。一般而言，芹菜体内含水量低时，纤维素就会增加，产品组织开始硬化，苦味产生，从而降低品质；体内含水量过多时，糖、盐的相对浓度会降低，产品风味变淡，耐贮性、抗病性降低，产量和经济效益也会随之降低[4,5]。

蔬菜产品为鲜品，生产中耗水量大，特别是叶片多而大的蔬菜其蒸腾系数高，耗水量更大。在蔬菜生长发育过程中，一般苗期需水量较小，产品器官形成期需水量较大，是蔬菜需水的临界期，此时缺水对产量和品质有较大的影响[6,7]。芹菜汁多、细嫩，是需水量较多的作物，其本身含水量也高，达79%～97%，水分在其整个生长动态和生理活动过程中起着重要的作用[8]。

然而，作为宁夏主要设施栽培产区——六盘山区设施栽培存在诸多瓶颈问题，如水资源短缺、栽培技术落后、水肥浪费严重、农药残留严重、芹菜硝酸盐含量超标等，导致土壤盐渍化和水肥利用率低等现象。因此，本试验研究不同栽培与灌溉方式对设施芹菜生长及产量的影响，探讨适宜设施芹菜节水节肥最佳栽培与灌溉方式，旨为设施芹菜安全生产和合理施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况及供试品种

试验在宁夏固原国家农业科技园区进行，土壤类型为黄绵土，土质为轻壤土，土壤的理化性质见表1。试验区地处黄土高原， 平均日温度7.8 ℃，无霜期150 d，年日照时数2 622 h，光照充足，年降水量180～200 mm，且集中分布于6-9月，是固原市最适合开展设施栽培的地区之一。芹菜供试品种为美国西芹文图拉。

表1 供试土壤基本理化性质

1.2 试验设计

本试验采用二因素二水平随机区组设计：第1个因素为覆盖方式，设置露地栽培和覆膜栽培2个水平；第2个因素为灌溉方式，设置沟灌和滴灌2个水平。2个因素完全组合，形成4个处理。处理1：露地沟灌(CK)，畦宽0.9 m，采用小畦明水灌溉；处理2：露地滴灌，在芹菜定植前铺设滴灌设备，通过滴灌供水灌溉；处理3：覆膜沟灌，起垄覆膜，垄与垄之间设置0.6 m宽、0.45 m深的小沟用于灌水；处理4：覆膜滴灌，起垄铺设滴灌设备后再覆膜。滴灌处理是在主管上打孔安装旁通，再在旁通上连接滴灌管，滴灌管与芹菜的行向一致，南北向布置，与主管垂直，每垄2根滴灌管，间距为0.30 m。滴灌管上安装稳流器滴头，流量为4 L/h，滴头间距为20 cm，与芹菜株距一致。小区之间埋设1 m深的塑料布隔离，防止不同小区之间水分相互影响。区级内各处理随机排列，重复4次。

施肥方法：有机肥15 t/hm2，起垄前一次性基施，微量元素将10次的总需要量一次称量，加到一起用热水溶解，加25 mL浓硫酸，稀释成25 L的溶液后装入塑料桶备用，每次灌水时每小区量取500 mL，加入灌溉水中施用。滴灌将化肥放于施肥罐中溶化后随滴灌同时施入土壤。露地沟灌施肥方法为撒施，覆膜沟灌为穴施。每次不同处理灌水量用水表记录。其中，营养液配方见表2。

表2 Piper营养液配方

1.3 测定指标及方法

(1)土壤理化性质的测定。在定植前采取0～20 cm深度的土壤样品(分析样和环刀样)，装入塑料袋，标记密封，带回实验室自然风干，处理后测定其物理指标、化学指标。pH 通过水土比5∶1处理后用SH-3 精密酸度计测定；全盐通过水土比为5∶1处理后用DDS-11 电导率仪测定；有机质用重铬酸钾氧化-硫酸亚铁滴定法测定；碱解氮用碱解扩散法测；硝态氮采用1 mol/L KCL浸提，紫外比色法测定；速效磷用0.5 mol/L碳酸氢钠溶液提取；硫酸钼锑抗法测定；速效钾用1 mol/L的乙酸铵溶液提取，火焰光度计法测定[9-11]。

(2)植株测定。株高采用卷尺测量；茎粗采用数显游标卡尺测量(测距地表2 cm处茎干)，叶绿素含量采用手持502型SPAD计测量(测倒数第5片叶，测10株，求平均值)。

(3)产量测定。采收时分别记载各小区产量、单株产量。同时分别在每个小区内选取10株有代表性植物样收获称鲜重，杀青、烘干、称重，计算其含水量。

(4)数据统计。所有试验数据采用Microsoft office Excel 2003计算处理，回归分析、方差分析、LSD多重比较及主成分分析等都由DPS、SAS等软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同灌溉方式对芹菜生长发育的影响

芹菜是喜水作物，水是影响其生长发育的显著因素。不同灌溉方式下，日光温室芹菜的株高、茎粗、叶数动态变化见图1、图2、图3。

图1、图2、图3显示芹菜定植以后，由于蹲苗缓苗，前20 d生长发育迟缓，株高、茎粗、叶片数均增加很小，处理间差异不显著。随着时间的推移株高、茎粗均在增加，但是增加的幅度不同，株高、茎粗在20～40 d最大，再以后增加幅度不及20～40 d这期间。在20～60 d，株高、茎粗总是覆膜滴灌>覆膜沟灌>露地滴灌>露地沟灌。到中后期覆膜沟灌与露地沟灌的株高增加较快，4种灌溉方式间的差距减小，但还是覆膜的高于露地，茎粗与株高相同的是露地沟灌增长率高于其他灌溉方式，不同的是到中后期覆膜滴灌与覆膜沟灌茎粗差异不大，但还是高于露地栽培。说明与露地栽培相比覆膜能显著促进芹菜生长，后期露地沟灌增长较快，可能是因为此时芹菜生物量增加，露地比覆膜近地面通风好加之沟灌相对于滴灌灌水量大，更有利于喜冷凉喜水的芹菜生长发育。在图2还可以看出，芹菜的茎粗在70～110 d，茎粗增长很慢。不同处理间叶数变化规律不明显，但在整个生育期呈先增多后减少，说明在95 d以后芹菜开始衰老，叶片脱落。

图1 不同灌溉方式对设施芹菜株高的影响

图2 不同灌溉方式对设施芹菜茎粗的影响

图3 不同灌溉方式对设施芹菜叶数的影响

2.2 不同灌溉方式对芹菜产量和水分生产效率的影响

图4显示，覆膜滴灌的产量最高，水分生产效率也最高，与露地沟灌相比增产25.1%，节水36%，是最佳的高效节水灌水方式。露地滴灌的产量、水分生产效益比露地沟灌高，覆膜沟灌产量最低，且用水量最高，水分生产效率最低。

图4 不同灌溉方式对设施芹菜产量及水分生产效益的影响

2.3 不同灌溉方式的不同因素和交互作用对芹菜的影响

表3方差分析表明，p=0.023 9<0.05，A因素即露地处理和覆膜处理之间产量差异显著；p=0.000 3<0.01，B因素即沟灌与滴灌处理之间产量差异极显著；p=0.012<0.05，A、B 2因素之间互作效应显著。

对A中各个组合间多重比较得出，露地滴灌与露地沟灌的产量差异显著；对B中各个组合间多重比较得出，覆膜滴灌与覆膜沟灌之间差异极显著；A、B各个组合间多重比较得出覆膜滴灌的产量与其他3处理间差异显著。综合可得芹菜栽培中覆膜栽培优于人们常用的露地栽培，以覆膜滴灌的灌水栽培方式最佳。

表3 不同灌溉方式下芹菜产量变异方差分析

3 结论与讨论

蔬菜生产过程中，灌水是关键，灌水方式、灌水频率、灌水量大小都会影响蔬菜的生长发育。Kadam J. R.[12]在1988-1990年调查了沟灌、喷灌、滴灌3种灌溉方法对番茄产量和生长的影响，结果表明，在滴灌条件下，番茄叶面积指数最大，且有50%的植株提早开花。杜社妮[13]等人研究了不同灌水方式对黄瓜生长的影响试验，结果表明，不同灌水方式对黄瓜生长株高、叶数、茎粗和叶面积的影响不同。

不同栽培与灌溉方式不仅影响蔬菜的生长发育，还影响其产量和品质。毛学森[14]等对比分析了日光温室滴灌、膜下沟灌和畦灌3种灌水方式对黄瓜产量和品质的影响，试验显示，滴灌比畦灌增产33%，粗蛋白含量和可溶性糖含量增加4%；与膜下沟灌相比，增产17.6%，粗蛋白含量增加24%，可溶性糖增加2.8%。周皓[15]对日光温室甜椒3种灌水方式研究得出渗灌的产量最高，其次是滴灌，沟灌最低，各处理间产量差异显著。

已有研究表明栽培与灌溉方式不同节水率就不同。王锐[16]采用内镶式毛管滴灌和滴头滴灌技术，比传统沟灌分别节水71.2%和65.8%，节水效果极显著；膜下沟灌和膜上沟灌较传统沟灌节水50%左右，节约成本达850.5～1 227.0 元/hm2。徐贵民[17]对春西红柿进行膜下多孔管喷灌和微喷灌方法，比沟灌节水40%～60%，而且实现增产7%～8%。由于每种灌溉方法水分湿润的土体范围不同，且水分进入土体后的运移方式不同，对植株根系附近土壤微环境造成不同程度的改变，进而对植株生长产生不同影响，导致不同灌溉方式下蔬菜产量上的差异。

本试验研究结果表明：不同灌溉方式显著影响芹菜的生长发育，覆膜滴灌在整个生育期内都比其他3种处理生长旺盛，且2因素之间互作效应显著。芹菜硝酸盐含量表现为滴灌﹥沟灌，覆膜﹥露地。芹菜产量表现为覆膜滴灌产量最高，水分生产效益也最高，与露地沟灌相比节水36%，是最佳的高效节水灌水栽培方式。覆膜沟灌产量最低，且用水量最高，水分生产效益最低。因为覆膜相对于露地来说能够保墒，降低土壤中水的蒸发，故本试验将覆膜处理与露地处理、沟灌与滴灌处理进行方差分析得出2者之间产量差异显著，且2因素之间互作效应显著。

□

[1] 董险峰, 李宇兵. 可持续发展的节水战略研究[J]. 水资源, 2000,8(1):36-38.

[2] Miller D G, Manning C E, Teare I D. Effects of soil water levels on components of growth and yield in peas[J]. J. Amer. Soc. Hort. Sci., 1977,102(3):349-351.

[3] Loomis EL, Crandall PC. Water consumption of cucumbers during vegetative and reproductive stages of growth[J]. J.Amer. Soc. Hort. Sci., 1977,102(2):124-127.

[4] 毕宏文. 水分对蔬菜产品质量影响[J]. 北方园艺,1997,(6):68-69.

[5] Harmanto, Salokhe V M, Babel M S, et al. Water requirement of drip irrigated tomatoes grown in greenhouse in tropical environment[J].Agricultural Water Management,2005,71:225-242.

[6] 王 芳,杨常新，韩继山，等. 不同供钾水平对芹菜产量和品质的影响[J].西北农学报,2009,18(5):258-261.

[7] D W Wolfe, D W Henderson, T C Hsiao, et al. Interactive water and Nitrogen effects on senescence of maize: I. leaf area duration, Nitrogen distribution, and yield [J]. American Society of Agronomy, 1988,80:859-864.

[8] 张振贤. 蔬菜栽培学——面向21世纪课程教材[M]. 北京:中国农业大学出版社,2003.

[9] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京:中国农业出版社,2000.

[10] 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京:中国农业出版社,2000.

[11] 孙 权. 农业资源与环境质量分析方法[M]. 宁夏:宁夏人民出版社, 2004.

[12] Kadam J R. Evaluation of different irrigation methods for growth yield of tomato[J]. Annals of Plant Physiology, 1993,7(1):78-84.

[13] 杜社妮, 白岗栓, 梁银丽. 灌溉方式对黄瓜生长、产量及水分利用效率的影响[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版),2010,36(4):433-439.

[14] 毛学森, 李登顺. 日光温室黄瓜节水灌溉研究[J]. 灌溉排水,2000,19(2):45-47.

[15] 周 皓. 日光温室甜椒在不同灌溉方式下的水分效应研究[D]. 兰州：甘肃农业大学,2008.

[16] 王 锐, 孙 权, 李建设,等. 不同灌溉方式对宁南黄土丘陵区设施辣椒生长发育及产量的影响[J]. 干旱地区农业研究，2010,28(5):171-175.

[17] 许贵民, 姜俊业, 姚芳杰.大棚春番茄节水灌溉的研究[J].吉林农业大学学报,1994,16(1):26-29.