日光温室番茄对水分亏缺的响应研究

王 欢

（甘肃省庆阳市水利工作总站，甘肃庆阳745000）

1 研究背景与意义

水是生命之源、生产之要、生态之基。兴水利、除水害，事关人类生存、经济发展和社会进步，历来是治国兴邦的大事。我国水资源总量少，且时空分布不均，人均占有量较低。2018年全国水资源总量为27 462.5亿m3，全国用水总量6 015.5亿m3，其中农业用水3 693.1亿m3，占用水总量的61.4%，耕地实际灌溉用水量5 475 m3/hm2，农田灌溉水有效利用系数0.554。降水多集中在夏秋季节，冬春季节较少。这种水资源总量偏低，且南方水多、北方水少，夏秋季水多、冬春季水少的水资源特点，直接导致我国干旱与洪涝灾害频发，严重威胁着农业生产和粮食安全。一方面，凸显出我国农村基础水利设施还相当薄弱，保障功能不健全；另一方面，提醒广大水利工作者要加强农村水利建设，保障农业水资源供给能力，合理管理和使用水资源。解决水资源短缺问题，不但要依靠跨流域调水和集雨技术，即开源，还要注重节流，即考虑节水，尤其是农业节水。但农业节水不只是简单意义上的改变灌水方式，也不是为节水而节水，而是一个综合技术体系。实现节水与增产共赢就必须创新，既要创新节水理念和制度，又要创新节水理论和技术。可以因地制宜的调整种植结构，压缩高耗水作物的种植面积，发展节水型特色瓜果和蔬菜产业。

2 研究目标与内容

针对西北旱区特色设施农业发展中出现的问题，选择温室番茄作为试验对象，研究不同阶段水分亏缺对番茄生理、生长、产量和品质的影响。通过构建番茄综合品质评价体系，建立番茄综合品质指标与阶段耗水量的定量关系，初步确定适合当地长季节温室番茄的优质高效灌溉指标与模式，为提高温室番茄的种植管理水平，求解基于产量和品质双重水分响应关系的高效节水灌溉制度。

研究内容：不同灌水处理对番茄生理和生长的影响、温室番茄的耗水规律及对番茄产量和水分利用效率的影响、不同灌水处理对番茄单一品质的影响及综合品质指标的构建、温室番茄节水调质灌溉指标。

3 试验方案与技术路线

以日光温室番茄为研究对象，研究不同生育阶段水分亏缺对番茄耗水、生理、生长、产量及品质的影响，围绕节水调质机理、效果和应用模式，在测定温室环境、土壤水分、作物生理和生长、果实产量及品质等参数的基础上，分析不同灌水处理对番茄生长、产量与品质的影响，依照按质定价理论确定番茄综合效益，并确定番茄节水调质灌溉指标。

3.1 研究方法与技术路线

根据研究目的和内容，采用试验测定和理论分析相结合的研究方法。通过在番茄不同生育阶段设置不同程度水分亏缺，研究温室番茄耗水过程、植物生理和生长、作物产量及品质对水分亏缺的响应规律，运用方差分析、一元及多元线性回归、聚类分析、多准则决策、主成分分析等方法，对番茄作物的耗水规律、耗水影响因子、生理水分响应、产量水分生产函数、综合品质指标构建、综合品质水分生产函数、番茄效益、水分效益函数、节水调质灌溉指标等内容进行研究。通过测定和分析，力求对节水调质机理、综合品质评价与指标构建方法、作物节水优质高效灌溉指标和模式进行全面探讨，为提高温室番茄水分管理水平提供一定的理论支持和技术支撑。

3.2 试验设计

试验采用不同生育阶段的灌水定额作处理因子，随机区组方式布置小区，共设7个处理，3次重复，21个小区。从移栽后3～4 d开始，当充分灌水处理（CK）计划湿润层（0～50 cm）内的平均土壤含水量达到田间持水量的75%时，开始灌水。灌水上限为田间持水量的90%，灌水方式为膜下沟灌，灌水量用水表控制。为防止水分侧渗，小区间用深度1 m的防渗膜进行隔离。一次灌水量用下式计算：

式中，Q为一次灌水量（m3）；θ1为灌水上限土壤含水量，即90%田间持水量；θ2为灌水前的实测土壤含水量；H为计划湿润层深度，取0.5 m；S为小区面积。

亏水处理分别在苗期（移栽至第一花序坐果）、开花和果实膨大期（第一花序坐果至第一次采摘）、果实成熟与采摘期（第一次采摘至拉秧），采用1/3或2/3充分灌水量（CK）处理，灌水时间与CK相同。拉秧前20 d对所有处理停止灌水。

3.3 数据处理方法

采用Excel、SAS 8.2、Statistic 8.0进行数据分析。相关分析采用CORR过程，方差和回归分析分别采用GLM和REG过程进行处理。

4 结论与展望

结果表明：随着耗水量的增加，番茄果实均匀度增加，但果实红度降低；番茄口感、品质指标均随耗水量的增加而降低；减少灌水量有利于提高番茄的营养品质，但提高程度与水分亏缺时期有很大关系；水分处理对番茄果实形状影响不显著。采用相同水分处理对番茄单一品质的影响程度不同。在冬春茬试验条件下，水分亏缺对番茄口感、品质的影响最明显，而在越冬茬，外观品质是对水分影响最敏感的指标。番茄苗期水分亏缺对产量的影响程度最低，而在果实成熟与采摘期进行水分亏缺，对产量的影响最大。苗期适当亏水可以提高作物产量，果实成熟与采摘期是番茄产量形成的关键时期，此时植株的全部（冬春茬）或大部分（越冬茬）果实均已形成，且处在快速膨大和成熟阶段，外部气温较高，植株蒸腾和蒸发剧烈，需水量较大，此时进行水分亏缺将严重影响果实的膨大，降低单果质量，造成减产。

随着特色蔬菜产业的发展和人们对蔬菜品质的关注，通过对生产环节中某些关键环节实施精良控制，实现高产和优质种植，已成为提高作物水肥利用效率与经济效益的关键。节水调质作为一种新的灌溉理论和模式，旨在通过对作物实施精良灌溉，实现产量和品质的协调，进而提高水分利用效率和效益，对其进行深入研究可以提高番茄的水分管理水平，达到科学种植的目的。