廉曉娟 王 艷 李明悅 楊 軍 張金良 梁新書 張余良 王正祥

（天津市農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，天津300192）

不同水肥管理模式對日光溫室番茄產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的影響

廉曉娟 王 艷 李明悅 楊 軍 張金良 梁新書 張余良 王正祥*

（天津市農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，天津300192）

為探索設(shè)施蔬菜水肥高效利用模式，在日光溫室條件下研究了不同水肥管理方式對番茄生長、產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的影響。結(jié)果表明：推薦滴灌模式處理的番茄植株粗壯，莖粗比常規(guī)畦灌模式、常規(guī)滴灌模式分別增加14.71%、2.24%；果實(shí)品質(zhì)明顯改善，VC含量比常規(guī)畦灌模式、常規(guī)滴灌模式分別增加22.76%、13.60%，可溶性總糖含量分別增加7.29%、5.10%，糖酸比分別提高25.16%、20.03%；節(jié)水節(jié)肥效果顯著，比常規(guī)畦灌模式、常規(guī)滴灌模式分別節(jié)水52.38%、25.00%，節(jié)肥46.67%、31.03%；產(chǎn)量與常規(guī)滴灌模式相近，比常規(guī)畦灌模式增產(chǎn)5.38%；經(jīng)濟(jì)效益明顯，比常規(guī)畦灌模式、常規(guī)滴灌模式分別增收28.87%、9.98%。

日光溫室；番茄；滴灌模式；產(chǎn)量；品質(zhì)；經(jīng)濟(jì)效益

近年來我國設(shè)施蔬菜生產(chǎn)迅速發(fā)展，已成為世界上設(shè)施栽培面積最大的國家，2014年全國設(shè)施蔬菜面積超過380.0萬hm2，北方地區(qū)以溫室和大棚為主，南方地區(qū)以中小棚為主（王文橋，2016）。但我國日光溫室栽培普遍存在水肥管理不合理、種植結(jié)構(gòu)單一、多年連作等問題，從而導(dǎo)致土壤環(huán)境惡化、病蟲害嚴(yán)重、產(chǎn)量降低、品質(zhì)變劣等一系列不良現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展（吳鳳芝和趙鳳艷，2000；費(fèi)穎恒 等，2008）。

水分和養(yǎng)分是影響蔬菜作物生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的兩大生態(tài)因素，也是有效調(diào)控蔬菜作物產(chǎn)量和品質(zhì)的主要手段（劉小剛 等，2013）。目前我國日光溫室生產(chǎn)還基本沿用“糞大水勤，不用問人”的盲目水肥管理辦法，不僅造成水資源和肥料的浪費(fèi)，而且導(dǎo)致地下水污染等一系列新問題的產(chǎn)生（范雙喜 等，2001；陳碧華 等，2003，2008；劉祖貴 等，2003）。天津是資源型缺水城市，人均本地水資源僅為160 m3，為全國人均占有量的1/15（王宏江，2006）。天津農(nóng)業(yè)用水占全市總用水量的50%，年缺水近8億m3（劉偉，2008）；設(shè)施蔬菜用水量占農(nóng)業(yè)總用水量的50%以上。目前設(shè)施蔬菜灌溉以常規(guī)畦灌為主，年灌溉量600～800 m3·（667 m2）-1，4萬hm2（60萬畝）設(shè)施蔬菜年用水量達(dá)3.6億～4.8億m3，若不采用滴灌等節(jié)水新技術(shù)，天津設(shè)施農(nóng)業(yè)將難以為繼。滴灌具有節(jié)水、節(jié)肥、灌水均勻、增產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)（李道西和羅金耀，2003；安向東，2006）；但安順偉等（2013）的調(diào)查表明，采用滴灌施肥技術(shù)后，農(nóng)戶依然沿襲以前大水大肥的管理方式，滴灌條件下單次灌溉量在300 m3·hm-2左右，沒有達(dá)到應(yīng)有的節(jié)水節(jié)肥效果，這主要是由于缺乏技術(shù)指導(dǎo)，未能充分發(fā)揮滴灌技術(shù)優(yōu)勢。因此在設(shè)施栽培條件下如何實(shí)施有效的灌溉和施肥制度，提高水肥利用效率，對提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)以及改善土壤水肥環(huán)境有重要的意義（袁宇霞 等，2013）。本試驗(yàn)以日光溫室春茬番茄為試材，以農(nóng)戶常規(guī)畦灌模式和常規(guī)滴灌模式為對照，研究不同水肥管理方式對番茄生長、產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的影響，為日光溫室水肥最佳供給模式和高效利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2015年3～7月在天津市武清區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新基地69號日光溫室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)地為平地，土壤質(zhì)地為重粘土，中等肥力水平。土壤理化性質(zhì)：堿解氮含量162.5 mg·kg-1，速效磷140.4 mg·kg-1，速效鉀449.0 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)24.71 g·kg-1，全鹽0.172%，pH值8.26，EC值578 μS·cm-1。

供試番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）品種為天賦8號，種子由天津市農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心提供。2015年1月10日播種，3月6日、幼苗四葉一心時定植，株距45 cm，行距50 cm。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)3個處理：處理1，常規(guī)畦灌模式；處理2，常規(guī)滴灌模式；處理3，推薦滴灌模式。處理1和處理2參照農(nóng)戶常規(guī)灌水量、施肥量；處理3的灌水量、施肥量依據(jù)該地區(qū)春茬番茄需水需肥規(guī)律確定。大區(qū)試驗(yàn)，每處理15個畦，每5畦為1組，3次重復(fù)；不同處理間用防滲膜隔離，埋深1.0 m。各處理均施用商品有機(jī)肥（N 2.09%、P2O53.17%、K2O 2.67%）15 000 kg·hm-2、過磷酸鈣600 kg·hm-2作基肥；番茄植株留4穗果后摘心；追肥分別在每穗果實(shí)膨大期進(jìn)行，共追施4次。灌水、追肥方案詳見表1、2，畦灌模式番茄全生育期共灌水10次；滴灌模式共灌水14次。

1.3 項(xiàng)目測定

1.3.1 生長指標(biāo) 2015年5月6日、結(jié)果初期，每重復(fù)隨機(jī)選取6株植株。株高采用卷尺測定植株莖基部到生長點(diǎn)的長度；莖粗采用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測定莖基部直徑；葉綠素相對含量采用CCM-200型葉綠素測定儀測定植株最上部完全展開葉。

1.3.2 品質(zhì)指標(biāo) 2015年6月24日，每重復(fù)選取顏色、大小一致的果實(shí)10個。硝酸鹽含量采用紫外分光光度法測定，VC含量采用2，6二氯靛酚滴定法測定，可溶性總糖含量采用還原滴定法測定，可滴定酸含量采用NaOH滴定法測定（中國標(biāo)準(zhǔn)出版社第一編輯室，2002）。

1.3.3 產(chǎn)量 每次采收每畦單獨(dú)記產(chǎn)，折算各處理產(chǎn)量。

采用DPS 7.05軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

表1 不同水肥模式番茄各生育期單次灌水量 m3·hm-2

表2 不同水肥模式追肥方案

表3 不同水肥模式對番茄植株生長的影響

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水肥模式對番茄植株生長的影響

由表3可知，不同水肥管理模式對番茄植株生長有一定的影響，常規(guī)畦灌模式的株高顯著高于推薦滴灌模式；各處理間莖粗、葉綠素相對含量差異均不顯著，但推薦滴灌模式的莖粗略高于其他兩個處理，比常規(guī)畦灌模式和常規(guī)滴灌模式分別增加14.71%、2.24%。

2.2 不同水肥模式對番茄果實(shí)品質(zhì)的影響

由表4可知，不同水肥管理模式的番茄果實(shí)品質(zhì)有明顯差異，推薦滴灌模式的VC含量、可溶性總糖含量及糖酸比均高于其他兩個處理，VC含量比常規(guī)畦灌模式和常規(guī)滴灌模式分別增加22.76%、13.60%，可溶性總糖含量分別增加7.29%、5.10%，糖酸比分別提高25.16%、20.03%；推薦滴灌模式的可滴定酸含量顯著低于常規(guī)畦灌模式和常規(guī)滴灌模式；3個處理的果實(shí)硝酸鹽含量均遠(yuǎn)低于我國新鮮蔬菜中硝酸鹽限量標(biāo)準(zhǔn)432 mg·kg-1（尹凱丹，2008），滴灌處理的硝酸鹽含量有輕度積累，但番茄果實(shí)安全品質(zhì)沒有發(fā)生質(zhì)變。

表4 不同水肥模式對番茄果實(shí)品質(zhì)的影響

2.3 不同水肥模式對番茄產(chǎn)量和水肥效應(yīng)的影響

由表5可知，采用不同水肥管理模式的灌水、追肥總量差異較大，推薦滴灌模式追施純養(yǎng)分總量比常規(guī)畦灌模式、常規(guī)滴灌模式分別減少210、108 kg·hm-2，節(jié)肥46.67%、31.03%；推薦滴灌模式和常規(guī)滴灌模式的灌水量分別是常規(guī)畦灌模式的47.62%、63.49%，3個處理中推薦滴灌模式節(jié)水效果最為顯著，比常規(guī)畦灌模式和常規(guī)滴灌模式分別節(jié)水52.38%和25.00%，節(jié)水量分別為2 475、750 m3·hm-2，灌溉水利用效率分別提高了121.27%、32.64%。

從產(chǎn)量結(jié)果來看，常規(guī)畦灌模式的番茄產(chǎn)量最低，與其他兩種滴灌模式相比差異達(dá)極顯著水平；常規(guī)滴灌模式的產(chǎn)量最高，推薦滴灌模式的產(chǎn)量與其相近（表5）。

表5 不同水肥模式對番茄產(chǎn)量和水肥效應(yīng)的影響

2.4 不同水肥模式番茄生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益分析

不同水肥管理模式在肥料、水電、用工、設(shè)備等生產(chǎn)成本方面有很大差異，純收入亦差異明顯（表6）。推薦滴灌模式的純收入最高，比常規(guī)畦灌模式、常規(guī)滴灌模式分別增加2.05、0.83萬元· hm-2，增收28.87%、9.98%。

表6 不同水肥模式對番茄生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的影響

3 結(jié)論與討論

水肥的科學(xué)管理是日光溫室高效栽培的關(guān)鍵。本試驗(yàn)結(jié)果表明，推薦滴灌模式處理的番茄植株莖粗明顯高于常規(guī)畦灌模式和常規(guī)滴灌模式，這主要是由于畦灌水肥充足，植株?duì)I養(yǎng)生長旺盛，但不利于蹲苗；而推薦滴灌模式蹲苗期合理控水，故植株比較粗壯。葉綠素是與光合作用有關(guān)的重要色素，常作為評價植物光合作用能力、突變、環(huán)境脅迫和營養(yǎng)狀況的重要指標(biāo)（Ghasemi et al.，2011）。常規(guī)畦灌灌水量大，氮肥易被淋洗，氮素缺乏影響葉綠素的生物合成，從而使葉片葉綠素含量降低。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，推薦滴灌模式處理的番茄果實(shí)品質(zhì)明顯優(yōu)于常規(guī)畦灌模式和常規(guī)滴灌模式，VC含量比常規(guī)畦灌模式和常規(guī)滴灌模式分別增加22.76%、13.60%，可溶性總糖含量分別增加7.29%、5.10%，糖酸比分別提高25.16%、20.03%，可滴定酸含量分別顯著降低14.35%、12.50%。這主要是因?yàn)橥扑]滴灌模式采用少量多次的灌水方法，番茄整個生長過程供水均勻；且肥料配比和施用量合理，調(diào)節(jié)了植株根際營養(yǎng)狀況，促進(jìn)植株對有益元素的吸收，從而改善了果實(shí)品質(zhì)。

本試驗(yàn)中，推薦滴灌模式節(jié)水節(jié)肥效果明顯，比常規(guī)畦灌模式、常規(guī)滴灌模式分別節(jié)肥46.67%、31.03%，節(jié)水52.38%、25.00%，灌溉水利用效率分別提高121.27%、32.64%。這主要是由于滴灌能直接將水肥灌至作物根際，被根系有效地利用，大大提高了水肥利用率；同時降低空氣濕度，減少病蟲害的發(fā)生，避免因施肥過多造成土壤鹽分積累、酸化、土壤板結(jié)、蔬菜硝酸鹽富集等。從經(jīng)濟(jì)效益來看，推薦滴灌模式比常規(guī)畦灌模式和常規(guī)滴灌模式分別增收2.05、0.83萬元·hm-2。

綜上，推薦滴管模式節(jié)水節(jié)肥、省時省工，降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)番茄植株生長，提高果實(shí)品質(zhì)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，是天津地區(qū)日光溫室生產(chǎn)值得推廣的節(jié)水灌溉施肥技術(shù)。

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Ef f ects of Dif f erent Water and Fertilizer Management Patterns on Tomato Yield，Quality and Economic Benef i ts in Solar Greenhouse

LIAN Xiao-juan，WANG Yan，LI Ming-yue，YANG Jun，ZHANG Jin-liang，LIANG Xin-shu，ZHANG Yu-liang，WANG Zheng-xiang*
（Tianjin Agricultural Resources and Environmental Research Institute，Tianjin 300192，China）

In order to explore the model for effective water and fertilizer utilization in facility vegetable production，this paper studied the effects of different management patterns on tomato（Lycopersicon esculentum Mill.）growth，yield，quality and economic benefits．The results showed that the recommended drip irrigation pattern could make the plant grow robustly，the stem diameters were separately increased by 14.71% and 2.24% than that of the routine border irrigation and drop irrigation patterns．The recommended drip irrigation pattern could obviously improve tomato quality，comparing with routine border and drip irrigation patterns，the VC content was increased by 22.76% and 13.60%，soluble sugar content was increased by 7.29% and 5.10%，the sugar-acid ratio was increased by 25.16% and 20.03%．The water and fertilizer saving effects were even more obvious，52.38% and 25.00% water were saved，46.67% and 31.03% fertilizer were saved．The yield was the same for routine drip irrigation pattern，and increased by 5.38% with the border irrigation pattern．As for the economic benefits，the income increased by 28.87% and 9.98% than that of the routine border and drip irrigation patterns．

Solar greenhouse；Tomato；Drip irrigation pattern；Yield；Quality；Economic benefits

廉曉娟，女，助理研究員，專業(yè)方向：土壤改良和設(shè)施蔬菜節(jié)水灌溉，E-mail：xiaojuan_lian@163.com

*通訊作者（Corresponding author）：王正祥，男，研究員，專業(yè)方向：設(shè)施蔬菜水肥管理，E-mail：zx.wang@163.com

2016-06-15；接受日期：2016-09-15

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201303133-3），天津市科技計(jì)劃項(xiàng)目（14ZCDGNC00108，14RCGFNC00101）