日光溫室茄子膜下滴灌耗水規律研究

賈永國，王淑貞，王璐，王淑芬

（1.河北省水資源研究與水利技術試驗推廣中心，河北 石家莊 050061；2.河北地質大學，河北 石家莊 050011）

茄子種植廣泛，在河北省設施蔬菜栽培中種植面積和產量均居第3位。前人對蔬菜的研究大多集中在黃瓜和番茄上[3～11]，而對設施茄子節水灌溉方面的研究較少。鄒吉余等[12]對滴灌條件下茄子的節水效果進行研究，結果顯示，開花坐果期、結果期灌水下限分別控制在田間持水量的55%～65%和65%～75%時，茄子需水量最小且水分利用效率最高。孫俊等[13]對大棚茄子滴灌需水量進行研究后認為，棚外日均氣溫累計值與茄子需水量之間存在一定的關系，可以作為指導棚內滴灌的依據。李桓等[14]研究了各生育期不同灌水下限對茄子生長、產量和水分利用效率的影響，發現在茄子苗期和開花結果期適當減少灌水量對茄子產量以及水分利用效率影響不明顯，在成熟期茄子對水分最敏感。仝國棟等[15]認為，日光溫室茄子在滴灌條件下，其株高、莖粗和地上干物質重等均隨土壤含水量下限的降低呈先增大后減小的趨勢。葉瀾濤等[16]對溫室茄子的灌溉制度進行了初步研究，發現在天津市北辰區日光溫室茄子土壤含水量下限適宜控制在田間持水量的70%。何寶銀等[17]認為，日光溫室秋冬茬茄子適宜的灌水次數為28～38次，每次灌水量為280 m3/hm2，茄子產量可以達到195～210 t/hm2。梁媛媛[18]對日光溫室滴灌茄子優質高效灌溉控制指標進行了研究，認為在生長前期和后期茄子耗水量均相對較少，計劃濕潤層深度可分別控制在20和40 cm，土壤含水量控制在田間持水量的60%～70%；生長中期茄子耗水量不斷增大，計劃濕潤層可控制在40 cm，土壤含水量控制在田間持水量的70%～80%。劉根紅等[19]對寧夏南部山區溫室冬茬茄子產量的水肥耦合模式進行了研究，結果顯示，水分和鉀肥對茄子產量表現為負效應，氮肥表現為正效應。趙瑩[20]對小管出流條件下日光溫室茄子的耗水規律進行了研究，發現苗期、開花坐果期、結果期的日耗水強度分別為0.9、1.1和2.8 mm/d。但截至目前，有關日光溫室膜下滴灌條件下早春茬茄子的耗水規律研究尚未見報道。揭示日光溫室膜下滴灌條件下茄子的耗水規律，旨為華北地區日光溫室早春茬茄子膜下滴灌制度的制定提供理論依據，實現蔬菜節水增產的目標。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗點位于石家莊市西北郊區（東經114°26′、北緯38°06′，海拔72 m），具有太行山山前沖積扇中部平原區的代表性。試驗區年平均氣溫12.8℃，多年平均降水量534.4 mm，日照時數2 758 h，無霜期194 d；地下水埋深26 m以下；土壤質地為粉質壤土，0~1 m土層平均干容重為1.66 g/cm3，田間持水量為22.58%；0～40 cm耕層土壤基礎養分含量為有機質1.36%、速效氮184.2 mg/kg、速效磷92.6 mg/kg、速效鉀120 mg/kg。

1.2 試驗材料

試驗茄子品種為圓雜5號。2015年1月下旬采用穴盤容器育苗；4～5片真葉時采用寬窄行定植于日光溫室內，寬行行距70 cm，窄行行距50 cm，株距40 cm，栽植密度28 570株/hm2。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 茄子灌水方式為膜下滴灌。試驗設5個灌水模式處理（表1），每次灌水定額均為22.5 mm。小區面積4.5 m×8.0 m，隨機區組排列，3次重復。為了避免小區與小區之間水分的相互影響，每個小區的邊緣均設保護行。其他管理同常規。

表1 茄子灌水模式處理的試驗設計Table 1 The design test for irrigation of eggplant

1.3.2 測定項目與方法

1.3.2.1 土壤指標。試驗開始前和周期結束后，嚴格按照《灌溉試驗規范》（SL 13—2015），測定土壤的有機質、速效氮、速效磷和速效鉀含量，以及土壤容重和田間持水量。

采用取土烘干法測定土壤含水量。取土深度為0～100 cm，每20 cm為一個層次，每7 d取土1次，灌水前后及生育期始末加密觀測。每小區重復3次。土樣用烘箱105℃烘干至恒重，測定土壤含水率。

可是劉佳很快就要走了，我哪里等得走樓梯，直接從窗戶上跳下去，撲通一聲把劉佳壓在身下，他嚎叫了一聲，接著就看到地上出了血。

根據土壤含水量實際觀測數據，利用《灌溉試驗規范》中的蒸發蒸騰量（耗水量）計算公式，計算日光溫室茄子各生育階段的耗水量。具體的計算公式如下：

式中，ET1-2為階段蒸發蒸騰量（mm）；H為土壤厚度（cm）；W1為時段始的土壤容積含水率；W2為時段末的土壤容積含水率；M為時段內的灌水量（mm）；P為時段內的降水量（mm）。

1.3.2.2 茄子產量。茄子收獲時，各小區均單獨采摘并稱重。待茄子完全收獲后，再將各小區的所有產量進行累加計算，最后折算成單位面積產量。

1.3.3 數據統計分析 利用Excel軟件進行數據分析與做圖。

2 結果與分析

2.1 日光溫室膜下滴灌條件下不同水分處理茄子的總耗水量及產量

茄子總耗水量隨著生育期灌水定額的增大而逐漸增大（表2）。

茄子產量隨著生育期總耗水量的增大呈先增加后降低的變化，其中，T4處理產量最高，顯著＞其他處理。表明日光溫室膜下滴灌條件下茄子高產的適宜總耗水量為177.19 mm，即生育期灌水定額為225 mm。

茄子生育期總灌水量≤225 mm時，產量隨著總灌水量的減少而明顯降低，可能是因為灌水較少影響了茄子植株的正常發育，從而導致明顯減產。當總灌水量＞225 mm（T5處理） 時，茄子產量并不是最高，原因可能是灌水量太大造成茄子營養生長過旺而對生殖生長產生了一定的負面效應，最終也表現為減產。

表2 日光溫室膜下滴灌條件下不同水分處理茄子的耗水量與產量Table 2 Water consumption and yield of eggplant with drip irrigation under film in greenhouse

2.2 日光溫室膜下滴灌條件下不同水分處理茄子的耗水規律

茄子定植后經過7 d左右的緩苗期，植株生長逐漸加快，耗水量也隨之增大；之后，隨著春季外界氣溫的升高，溫室內的氣溫也逐漸升高，茄子由營養生長開始向生殖生長轉變，植株耗水量逐漸加大。當生長至果實發育階段，外界氣溫升高使得溫室內的氣溫達到了20～35℃，茄子處于營養生長與生殖生長并進的階段，此時除T5處理外，其他4個處理的耗水量均達到了最高值。5月下旬之后，植株由營養生長與生殖生長并進逐漸轉變為以生殖生長為主的階段，耗水量有所降低。結果后期至拉秧期，T5處理（最大灌水量處理）的枝葉生長仍很旺盛，蒸騰作用強烈，耗水量繼續增加；其他4個處理的耗水量均呈減少趨勢，其中T4處理降幅較大。

圖1 日光溫室茄子不同生育階段的耗水量Fig.1 The water consumption at different growing stage of eggplant in greenhouse

2.3 日光溫室膜下滴灌條件下不同水分處理茄子的日耗水強度

生育期內，不同水分處理的茄子日耗水強度變化趨勢不同，其中，苗期至結果前期茄子的日耗水強度均呈增大趨勢（表3）。

定植后，隨著植株的生長，茄子的日耗水強度逐漸增大；至結果前期，不同水分處理的增幅出現較大差異，增幅順序為 T4處理 （1.43 mm/d） ＞T5處理（1.27mm/d） ＞T3處理 （0.92mm/d） ＞T2處理（0.27mm/d）＞T1處理（0.07 mm/d）。結果前期，T4處理的茄子日耗水強度最大，除與T5處理差異不顯著外，與其他處理差異均達到了顯著水平；T1和T2處理的茄子日耗水強度較小且二者差異不顯著。可以看出，水分脅迫會導致結果前期茄子的日耗水強度降低。

結果后期，隨著水分脅迫程度的加重，茄子的日耗水強度顯著降低。T1處理水分脅迫嚴重，抑制了茄子的正常生長，致使生育后期日耗水強度最小。T2處理表現出與T1處理類似的情況。T3和T4處理植株生長發育正常，隨著生育期的推進，葉面積逐漸增大，致使所需水分增多，且果實發育生長也需要較多的水分，因此日耗水強度較大。T5處理灌水量較多，造成葉片旺長且葉面積過大，蒸騰作用很強，致使結果后期植株的日耗水強度仍然很大。

同一生育期，不同水分處理的茄子日耗水強度均存在顯著差異。其中，苗期日耗水強度均較大，極差僅0.13 mm/d，與茄子定植時灌水量較高，苗期植株耗水量相對較少，水分脅迫未對植株生長造成顯著影響有關；結果前期，不同水分處理的日耗水強度差異幅度增大，其中，T4處理的日耗水強度最大，水分脅迫（T1和T2）處理的日耗水強度明顯較小；結果后期，茄子的日耗水強度隨著灌水定額的增大而增大，不同水分處理的日耗水強度差異幅度繼續增大，其中水分脅迫處理的日耗水強度明顯較小。

表3 日光溫室茄子不同生育階段的日耗水強度Table 3 Daily water consumption intensity of eggplant in greenhouse （mm/d）

茄子適宜耗水量是指果實產量最高時植株的蒸發蒸騰量，亦即茄子的需水量。日光溫室茄子的耗水規律也可以通過整個生育期植株的日耗水強度變化進行分析。從日光溫室茄子不同生育階段的日耗水強度變化曲線（圖2） 可以看出，在適宜水分（T4處理） 條件下，茄子的日耗水強度呈前期小、中期大、后期較大的變化規律，耗水高峰出現在結果前期。T4處理茄子苗期、結果前期、結果后期的平均日耗水強度分別為0.98、2.41和2.32 mm/d，全生育期總耗水量為177.19 mm，該結果即為日光溫室膜下滴灌條件下茄子的需水量。

圖2 日光溫室茄子不同生育階段的日耗水強度Fig.2 The daily water consumption intensity of eggplant at different growth stages in greenhouse

2.4 日光溫室膜下滴灌條件下不同水分處理茄子的耗水量模比系數

耗水量模比系數是指作物各生育階段的耗水量占全生育期總耗水量的比例。除T5處理外，其他4個處理的耗水量模比系數均表現為結果前期最大、結果后期減小（表4）。茄子苗期植株較小，耗水量較少，因此耗水量模比系數也較小。灌水量較少的T1處理，由于后期水分脅迫抑制了茄子正常生長，致使結果后期的灌水量模比系數明顯小于苗期；而灌水量較多的T5處理，由于結果后期植株貪青旺長，造成后期植株耗水量模比系數最大。

表4 日光溫室茄子不同生育階段的耗水量模比系數Table 4 Modulus ratio coefficient of water consumption of eggplant at different growth stages in greenhouse （%）

2.5 日光溫室膜下滴灌條件下茄子產量與生育期總耗水量的關系

對不同土壤水分條件下膜下滴灌茄子產量（Y，kg/hm）2與生育期總耗水量（X，mm） 的關系進行回歸分析，結果顯示，茄子產量與總耗水量之間呈二次拋物線關系，回歸方程為：

Y＝-8.236 5X2+3 378.1X-249 765

回歸方程復相關系數R2=0.938 4，相關系數R （0.968 7） ＞R0.01（0.641 1），達極顯著相關水平。

隨著總耗水量的增大，茄子產量呈先增加后降低的變化（圖3）。其中，總耗水量為205.06 mm時，茄子產量最高，達到了346 700.6 kg/hm2。表明在日光溫室膜下滴灌條件下，茄子適宜的生育期總耗水量為205.06 mm。

3 結論與討論

3.1 日光溫室膜下滴灌條件下茄子的耗水規律

茄子定植后經過7 d左右的緩苗期，植株生長逐漸加速，耗水量隨之增大。除豐水處理（T5）的耗水量在結果后期達到最大值外，其他4個處理的耗水量均在結果前期達到最高值。

圖3 日光溫室膜下滴灌條件下茄子產量與總耗水量的關系Fig.3 The relationship between yield and water consumption of eggplant in greenhouse under drip irrigation

本研究條件下，茄子產量隨生育期總耗水量的增大呈先增加后降低的變化，其中T4處理（灌10水）產量最高。表明日光溫室膜下滴灌條件下，茄子高產的適宜生育期總耗水量為177.19 mm，即茄子高產的適宜生育期灌溉定額為225 mm。

3.2 日光溫室膜下滴灌條件下茄子的日耗水強度變化

生育期內，不同水分處理的茄子日耗水強度變化趨勢不同。其中，苗期至結果前期，茄子的日耗水強度均呈增大趨勢；拉秧前，除T1和T4處理外，其他3個處理均繼續增大。最佳水分處理（T）4苗期、結果前期、結果后期的日耗水強度分別為0.98、2.41和2.32mm/d，整個生育期的總耗水量為177.19mm。T1處理（灌2水）由于水分脅迫抑制了茄子的正常生長，致使結果后期日耗水強度明顯較小；而T5處理灌水量過多，造成植株旺長，蒸騰強烈，致使結果后期日耗水強度仍然很大。

3.3 日光溫室膜下滴灌條件下茄子產量與生育期總耗水量的關系

茄子產量與生育期總耗水量之間呈二次拋物線關系，回歸方程為Y=-8.236 5X2+3 378.1X-249 765（R2=0.938 4）。通過計算得到，總耗水量為205.06 mm時茄子產量最高，為346 700.6 kg/hm2。日光溫室膜下滴灌茄子全生育期的最佳耗水量為205.06 mm，多于或少于205.06 mm均不利于產量形成。