何秉青,韩立红,祝 宁,于静湜,齐长红,蔡连卫,谷星宇
(北京市昌平区农业技术推广站,北京 102200)
我国是农业大国,但与发达国家相比较,水肥利用率偏低。调整灌溉策略是发展绿色农业和生态可持续农业,保障农产品供应的重要手段之一。国内已有关于不同灌溉策略的研究,例如李晨等研究表明,少量多次节水灌溉策略对番茄长势、产量和效益都有不同程度的提高。张坤的研究表明,1周3次高频灌溉处理的0~40、40~80 cm土层平均含水率波动幅度较小,土壤体积含水量基本保持稳定,番茄叶面积、干物质积累量和产量均有所增加。刘坤等试验表明,扬花后少量多次灌溉不仅可以促进冬小麦灌浆,提高千粒质量,而且能增加养分吸收率。目前,对只设置灌溉频率单变量和不同灌溉策略对樱桃番茄影响的研究较少。笔者创新性地设置总灌溉量不变、灌溉频率改变的试验处理,即多量少次和少量多次灌溉模式,分析其对樱桃番茄植株长势、品质和产量的影响,旨在总结出科学的灌溉策略,改变传统大水大肥的灌溉模式,为今后指导北京市樱桃番茄种植提供参考依据。
供试樱桃番茄品种为“凤珠”,种子由厦门华泰五谷种苗有限公司提供。肥料均为市场购买。
试验于2021年早春在昌平区北京金六环农业园日光温室内开展,采用土壤栽培模式。按照浇水施肥策略的不同,设置2个处理,分别是多量少次灌溉策略(CK)和少量多次灌溉策略。每处理设置3次重复,小区面积为58.3 m。整棚底肥施用商品有机羊粪300 kg和商品有机鸡粪500 kg。采用单畦双行定植,畦宽50 cm,行距140 cm。每畦定植24株,整棚共定植864株。
采用膜下滴灌技术,在开花坐果前试验小区均采用相同灌溉策略,即每周浇1次水。4月3日(开花坐果之后),对照区保持每周浇1次水肥,而少量多次灌溉试验区每周浇3次水肥,2个处理每周总灌溉量和总施肥量均一致。具体水肥种类和用量安排见表1。其他田间管理同常规。
表1 不同处理的水肥管理安排
每个处理随机选取10株生长健壮、长势一致的植株,在打顶之前使用直尺测量株高、叶长和叶宽,使用游标卡尺测量茎粗,使用SPAD-502 Plus叶绿素计测量第12片叶的叶绿素相对含量。在果实成熟后,每个处理选取10株调查每穗樱桃番茄果实数量和总质量,计算平均单果质量,测定可溶性固形物含量。选择成熟度和大小一致的20个果实,测定维生素C含量和番茄红素含量。可溶性固形物含量采用Atago(爱宕)PAL-1便携式数显折射计测定,维生素C和番茄红素含量均采用高效液相色谱法(HPLC)测定。记录小区实收产量。
利用Excel 2013和IBM SPSS Statistics 19软件进行数据整理和分析,采用单因素ANOVA法分析差异显著性。
如表2所示,与对照相比,少量多次灌溉策略的樱桃番茄长势明显提高,其中株高、叶片数和叶长均有所增加,但二者间差异均不显著;茎粗、叶宽和叶绿素SPAD值均显著增长,分别增加了16.4%、13.1%和8.4%。
表2 不同灌溉策略对樱桃番茄长势的影响
如图1所示,随着采收时间的推移,樱桃番茄单果质量逐渐增大,即果穗节位越高,单果质量越大,并且在同一穗位上少量多次灌溉策略的单果质量均大于对照。对照的单果质量为14.89~18.18 g,少量多次灌溉策略为18.21~21.04 g;与对照相比较,少量多次灌溉策略的平均单果质量增加了13.3%,其中第1穗果和第5果穗果均显著增加。
图1 不同灌溉策略对不同穗位樱桃番茄单果质量的影响
2.3.1 不同灌溉策略对可溶性固形物含量的影响
从图2可以看出,在早春茬土壤栽培条件下,樱桃番茄果实可溶性固形物含量随着采收果穗节位的升高而逐渐升高,且在同一穗位上少量多次灌溉策略的可溶性固形物含量均大于对照。对照果实的可溶性固形物含量介于9.00%~9.91%,少量多次灌溉策略则介于9.21%~10.87%,少量多次灌溉策略的第2穗、第3穗和第5穗果实可溶性固形物含量均显著高于对照。
图2 不同灌溉策略对不同穗位樱桃番茄可溶性固形物含量的影响
2.3.2 不同灌溉策略对番茄红素和维生素C含量的影响
表3结果表明,与对照相比较,少量多次灌溉策略可显著提高樱桃番茄的维生素C含量和番茄红素含量,其中维生素C含量提高了7.0%,番茄红素含量提高了20.6%。
如表3所示,对照樱桃番茄折合每棚产量为1 059.84 kg,折合667 m产量为1 766.4 kg;在少量多次灌溉策略下,折合每棚产量为1 209.02 kg,折合667 m产量为2 015.04 kg。与对照相比较,少量多次灌溉策略每667 m增产14.08%。如果按照樱桃番茄价格10元/kg计算,667 m可增加收入2 486.4元。
表3 不同灌溉策略对樱桃番茄营养品质和产量的影响
本试验结果表明,少量多次灌溉策略能促进樱桃番茄植株生长,尤其是茎粗、叶宽和叶绿素相对含量等指标分别较对照处理显著增加16.4%、13.1%和8.4%,平均单果质量增加13.3%,667 m产量增加14.08%,667 m种植收入增加2 486.4元。在樱桃番茄开花坐果后,植株生长需要大量的水分和养分,多量少次灌溉策略是1周浇1次大水大肥,有部分水肥在重力作用下会淋溶到深层土壤中,不能被植株及时吸收利用;而少量多次灌溉策略在灌溉水量和施肥量相同的情况下,分3次将水肥供应到植株根部,可减少水肥淋溶,提高水肥利用率。因此,在少量多次灌溉策略下,植株吸收的水肥较多,进而光合作用得到提高,且长势旺,产量高。
在早春茬土壤栽培条件下,少量多次灌溉策略的樱桃番茄可溶性固形物含量较高,最高为10.87%,其第2穗、第3穗和第5穗果实均较对照显著增加;少量多次灌溉策略还能显著增加樱桃番茄果实维生素C和番茄红素含量,分别较对照增加了7.0%和20.6%。在少量多次灌溉模式下,由于植株吸收的水肥较多,植株长势强,叶片光合面积大,叶片叶绿素相对含量较多,植株的光合产物较多,干物质积累量较高。番茄果实的可溶性固形物含量和种类与风味品质密切相关。叶片制造的光合产物越多,越有利于番茄叶片和果实的构建,以及果实口感和营养品质的提高。
本试验结果有助于改变种植户大水大肥的传统灌溉模式,通过在番茄开花坐果期采用少量多次灌溉模式,有助于促进植株生长,提高果实产量和品质,同时也提高了水肥利用率,降低了肥水淋溶风险,有助于防止地下水污染。