灌溉方式對冀西北棚室結球萵苣生長的影響研究

史偉杰，張博超，王曼，左利兵，常磊，高華山*

（1.張家口市農業技術推廣站，河北張家口 075000；2.張家口市種子管理站，河北張家口 075000）

結球萵苣（Lactuca sativavar.Capitata L.）屬于菊科萵苣屬，是萵苣種中重要的葉用類型，俗稱結球生菜。結球萵苣是1 年或2 年生半耐寒草本植物，生長期短[1]。近年來，隨著蔬菜飲食結構的變化，萵苣的需求量逐漸增大，栽培面積也隨之擴大，逐漸成為我國重要的綠色蔬菜之一[2]。冀西北地區地處我國黃土高原夏秋蔬菜優勢產區，氣候冷涼，光照充足，蔬菜產區遠離工業污染，所生產的結球萵苣爽口脆嫩、營養價值高，且具有一定的藥用價值[3]，備受國內外消費者青睞。近年來葉用萵苣已經成為冀西北地區栽培的主要蔬菜，其中結球萵苣數量最多[4]。據統計，張家口地區2018 年葉用萵苣栽培面積3 900 hm2，其中90%以上為結球萵苣，總產量達到14.08 萬t，總產值達到32 735.34 萬元[5]，主要分布在冀西北地區尚義縣、沽源縣、張北縣和壩中地區赤城縣[6]，種植結球萵苣已成為冀西北地區農民增收和精準脫貧的重要措施。

然而，城鎮化進度的加快和經濟水平的快速發展使各個行業的用水量激增，冀西北地區水資源短缺現象越來越嚴重，近年來逐漸成為冀西北地區蔬菜產業發展的最大限制因素[7]。為了使結球萵苣能夠提早上市，有些菜農用大棚進行結球萵苣栽培，并采用先進的節水灌溉技術，起到了明顯的節水和提質增產效果[8]。普及先進的節水灌溉技術、開展結球萵苣節水灌溉研究對于提高冀西北蔬菜灌溉水分利用效率，節約灌溉用水具有重要的現實指導意義[9]，也為緩解我國水資源供需矛盾提供了新思路[10]。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019 年4～6 月在張家口市沽源縣小河子鄉進行，該區域位于內蒙古高原南部邊緣，氣候屬溫帶大陸性草原氣候，試驗區土壤類型為砂壤土，0～30 cm 土層土壤容重為1.25 g/cm3，田間持水量為16.8%。試驗地土壤理化性質見表1，與全國第二次土壤普查推薦的土壤養分分級標準表比對發現，試驗地土壤屬于3 級土，肥力中等，pH 為弱堿性。

表1 土壤理化性質Table 1 Physicochemical property of soil

1.2 試驗材料

供試結球萵苣品種為射手101，多年在冀西北地區栽培，該品種適合本地氣候特點、抗逆性強、適應性廣、耐抽薹、耐干燒心、商品性好。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計

試驗以常規管灌（T0）為對照，采用膜下微噴（T1）、膜下地表滴灌（T2）、膜下地下滴灌（T3）、膜下加氣地下滴灌（T4）這4 種不同的節水灌溉方式，開展了不同灌溉方式對冀西北早春棚室結球萵苣生長和產量的影響研究。

試驗地塊冬前深耕20～25 cm，耕后曬垡，整平，耙細。結合整地每667 m2底施充分腐熟的優質農家肥3 000 kg、過磷酸鈣50 kg、微生物復合肥料60 kg。各處理在緩苗后結合澆水追施一次高氮型水溶肥150 kg/hm2，蓮座期結合澆水追施平衡型水溶肥225 kg/hm2，包心期結合澆水每667 m2追施平衡型水溶肥225 kg/hm2，結合病蟲害防治分別在蓮座后期和包心期各葉面噴施一次1%硝酸鈣溶液，所用肥料符合NY/T 394 的規定。

1.3.2 田間管理

試驗結球萵苣于2019 年4 月16 日定植，6 月17 日采收，所有處理均采用單畦雙行定植，畦內行距35 cm、株距35 cm，定植密度67 500 株/hm2。共設5 個小區，每個小區3 次重復，各小區隨機排列，小區之間至少留有1 m 的安全距離。各處理栽培措施一致。

1.4 測定指標與方法

不同生育期日均耗水量通過植物莖流計測得；每個小區中選3 株長勢基本一致的結球萵苣植株，測定植株株高、株幅、葉片數（≥2 cm2的葉片）和最大葉質量[6]；在結球萵苣收獲后，測定不同處理可溶性蛋白含量、維生素C 含量、可溶性糖含量、單株質量、單球質量等品質指標。各處理抽樣100 個結球萵苣，計算一級品占樣本的百分比，計算一級品率和一級品產量（一級品標準為沒有蟲眼和病斑，結球狀態好、緊湊結實，無抽薹，刀口平整，質量大于500 g，球身外2～3 片葉子）。其中可溶性蛋白含量使用考馬斯亮藍G-250 染色法測定[11]，維生素C 含量使用鉬藍比色法測定[11]，可溶性糖含量用蒽酮比色法測定[11]。

1.5 數據分析

利用Excel 和SPSS 軟件進行數據統計和分析；采用Duncan 新復極差法進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 各處理耗水規律研究

通過植物莖流計測得結球萵苣在不同生育期的日均耗水量[12]，綜合考慮氣象、土壤灌溉和作物自身等因素，得到結球萵苣的田間日均耗水量隨生育期的變化情況，如表2 所示。由表可知，5 個處理的日均耗水量都呈現出先減小后增大的規律，并且均在結球期達到日均耗水量最大。通過分析發現，結球萵苣在苗期時，因根系還不夠發達，且葉片較小，所以植株日均耗水量是1.65～1.80 mm/d，主要以棵間蒸發為主，沒有顯著差異；在蓮座期，對照組T0 日均耗水量顯著增加，達到3.21 mm/d，而各處理在蓮座期日均耗水量沒有顯著性差異，均在1.72～1.78 mm/d。隨著結球萵苣進入結球期，棚室溫度逐漸升高，植株根系發達，促使植株蒸騰作用加劇，植株耗水量達到頂峰，對照組T0 日均耗水量達到5.97 mm/d，顯著高于各處理組。而在各處理中，T4 處理的日均耗水量顯著增加，可能與其根部發達、葉片數量較多有關[13]，日均耗水量達到2.91 mm/d。

表2 日均耗水量隨生育期的變化（mm/d）Table 2 Changes of daily average water consumption with different growth stages（mm/d）

2.2 不同灌溉方式對結球萵苣生長的影響

在結球萵苣定植60 d 進入采收期后，對不同處理的株高、株幅、葉片數和最大葉質量等生物學指標進行了測定，結果如表3 所示。

表3 不同灌溉方式對植株生物學性狀的影響Table 3 Effect of different irrigation methods on plant biological charactors

由表3 知，在株高方面T1 與T0 無顯著性差異，但T2、T3 都與T0 有顯著性差異，T4 處理與其他處理也有顯著性差異。在株幅和最大葉質量方面，各處理無顯著性差異。在葉片數方面T0 與T1、T2 無顯著性差異，T3 與T0 有顯著差異，而T4 與其他處理都有顯著性差異。試驗還發現，T4 處理在株高和最大葉質量方面與其他處理都有明顯差異，可能是因為加氣地下滴灌方式促進了結球萵苣根系的呼吸，使植株生長量增大[14]。

2.3 不同灌溉方式對結球萵苣營養品質的影響

不同灌溉方式對萵苣營養品質的影響如表4 所示。由表可知，與T0 相比，各處理組的可溶性蛋白和可溶性糖含量都有小幅增加；維生素C 含量變化明顯，其中T0為1.48 mg/g，而處理組T1、T2、T3 相比T0 有顯著增加，分別達到1.89、1.84、2.31 mg/g，處理組T4 最高，為2.43 mg/g，相比對照增加了64.2%，說明節水灌溉可在一定程度上提高結球萵苣的品質。有研究發現，相對于傳統的大水漫灌，采用膜下節水灌溉方式的用水量大幅減少，但蔬菜的可溶性糖和總酸含量增加，水分脅迫可提高蔬菜內糖、有機酸、維生素C 等可溶物的含量以及干物質含量[15]，本試驗中處理組使用多種膜下滴灌技術所得到的結果也符合這個規律。

表4 不同灌溉方式對萵苣營養品質的影響Table 4 Effect of different irrigation methods on plant nutritional quality

2.4 不同節水灌溉方式對結球萵苣產量的影響

表5 不同灌溉方式對植株產量的影響Table 5 Effect of different irrigation methods on yield

不同灌溉方式對萵苣產量的影響如表5 所示。由表5 可知，與T0 相比，T1、T2、T3 的單株質量變化不明顯，T4 單株質量顯著增加，達到1 720 g。各處理的單球質量相比T0 均有增加，且T4 處理在單株質量上出現明顯的增加，達到1 203 g，造成這一現象的原因可能是加氣滴灌方式促進了結球萵苣的根系生長，增加了單株質量，同時促進了地上部分的生長[14]。使用節水灌溉方式處理的一級品率都有所提高，這也直接導致各處理的一級品產量提高，尤其是T4 處理增加明顯，達到73894kg/hm2。

2.5 不同灌溉方式用水情況

表6 不同灌溉方式用水情況Table 6 Water usage of different irrigation methods

不同灌溉方式用水情況如表6 所示。由表可知，與T0 每1 hm2灌水量1 380 m3相比，各處理組都有顯著的節水效果，T1、T2、T3、T4 處理分別為646、525、495、510 m3，節水比例分別為53.3%、61.9%、64.1%和63%，平均為60.6%。分析結球萵苣的一級品產量得出，與T0 相比，采用節水灌溉技術的4 個處理組都表現出一級品產量較高、同時用水量大幅降低的趨勢，所以每1 m3灌溉水生產結球萵苣的產出率遠高于傳統灌溉模式，T1、T2、T3、T4 處理組分別達到107.1、135.6、143.1、144.9 kg/m3。

3 結論

本試驗通過分析不同灌溉方式對冀西北早春棚室結球萵苣生長、產量和節水情況的影響，得出采用傳統灌溉方式的結球萵苣在株高、葉片數和最大質量方面都低于采用節水灌溉技術處理的，同時采用節水灌溉處理在產品品質、產量和節水率方面都有優勢，特別是加氣滴灌能顯著提高結球萵苣的品質和一級品率。采用節水灌溉技術的處理的平均節水率達到60.6%，單方水產出率高于傳統灌溉一倍以上。綜合考慮結球萵苣品質、產量的提升和水資源合理利用，以及冀西北地區不斷提高的人力、土地成本，推廣新型節水灌溉技術是冀西北地區農業生產未來的發展方向。