日光溫室番茄對水分虧缺的響應研究

王 歡

（甘肅省慶陽市水利工作總站，甘肅慶陽745000）

1 研究背景與意義

水是生命之源、生產之要、生態之基。興水利、除水害，事關人類生存、經濟發展和社會進步，歷來是治國興邦的大事。我國水資源總量少，且時空分布不均，人均占有量較低。2018年全國水資源總量為27 462.5億m3，全國用水總量6 015.5億m3，其中農業用水3 693.1億m3，占用水總量的61.4%，耕地實際灌溉用水量5 475 m3/hm2，農田灌溉水有效利用系數0.554。降水多集中在夏秋季節，冬春季節較少。這種水資源總量偏低，且南方水多、北方水少，夏秋季水多、冬春季水少的水資源特點，直接導致我國干旱與洪澇災害頻發，嚴重威脅著農業生產和糧食安全。一方面，凸顯出我國農村基礎水利設施還相當薄弱，保障功能不健全；另一方面，提醒廣大水利工作者要加強農村水利建設，保障農業水資源供給能力，合理管理和使用水資源。解決水資源短缺問題，不但要依靠跨流域調水和集雨技術，即開源，還要注重節流，即考慮節水，尤其是農業節水。但農業節水不只是簡單意義上的改變灌水方式，也不是為節水而節水，而是一個綜合技術體系。實現節水與增產共贏就必須創新，既要創新節水理念和制度，又要創新節水理論和技術。可以因地制宜的調整種植結構，壓縮高耗水作物的種植面積，發展節水型特色瓜果和蔬菜產業。

2 研究目標與內容

針對西北旱區特色設施農業發展中出現的問題，選擇溫室番茄作為試驗對象，研究不同階段水分虧缺對番茄生理、生長、產量和品質的影響。通過構建番茄綜合品質評價體系，建立番茄綜合品質指標與階段耗水量的定量關系，初步確定適合當地長季節溫室番茄的優質高效灌溉指標與模式，為提高溫室番茄的種植管理水平，求解基于產量和品質雙重水分響應關系的高效節水灌溉制度。

研究內容：不同灌水處理對番茄生理和生長的影響、溫室番茄的耗水規律及對番茄產量和水分利用效率的影響、不同灌水處理對番茄單一品質的影響及綜合品質指標的構建、溫室番茄節水調質灌溉指標。

3 試驗方案與技術路線

以日光溫室番茄為研究對象，研究不同生育階段水分虧缺對番茄耗水、生理、生長、產量及品質的影響，圍繞節水調質機理、效果和應用模式，在測定溫室環境、土壤水分、作物生理和生長、果實產量及品質等參數的基礎上，分析不同灌水處理對番茄生長、產量與品質的影響，依照按質定價理論確定番茄綜合效益，并確定番茄節水調質灌溉指標。

3.1 研究方法與技術路線

根據研究目的和內容，采用試驗測定和理論分析相結合的研究方法。通過在番茄不同生育階段設置不同程度水分虧缺，研究溫室番茄耗水過程、植物生理和生長、作物產量及品質對水分虧缺的響應規律，運用方差分析、一元及多元線性回歸、聚類分析、多準則決策、主成分分析等方法，對番茄作物的耗水規律、耗水影響因子、生理水分響應、產量水分生產函數、綜合品質指標構建、綜合品質水分生產函數、番茄效益、水分效益函數、節水調質灌溉指標等內容進行研究。通過測定和分析，力求對節水調質機理、綜合品質評價與指標構建方法、作物節水優質高效灌溉指標和模式進行全面探討，為提高溫室番茄水分管理水平提供一定的理論支持和技術支撐。

3.2 試驗設計

試驗采用不同生育階段的灌水定額作處理因子，隨機區組方式布置小區，共設7個處理，3次重復，21個小區。從移栽后3～4 d開始，當充分灌水處理（CK）計劃濕潤層（0～50 cm）內的平均土壤含水量達到田間持水量的75%時，開始灌水。灌水上限為田間持水量的90%，灌水方式為膜下溝灌，灌水量用水表控制。為防止水分側滲，小區間用深度1 m的防滲膜進行隔離。一次灌水量用下式計算：

式中，Q為一次灌水量（m3）；θ1為灌水上限土壤含水量，即90%田間持水量；θ2為灌水前的實測土壤含水量；H為計劃濕潤層深度，取0.5 m；S為小區面積。

虧水處理分別在苗期（移栽至第一花序坐果）、開花和果實膨大期（第一花序坐果至第一次采摘）、果實成熟與采摘期（第一次采摘至拉秧），采用1/3或2/3充分灌水量（CK）處理，灌水時間與CK相同。拉秧前20 d對所有處理停止灌水。

3.3 數據處理方法

采用Excel、SAS 8.2、Statistic 8.0進行數據分析。相關分析采用CORR過程，方差和回歸分析分別采用GLM和REG過程進行處理。

4 結論與展望

結果表明：隨著耗水量的增加，番茄果實均勻度增加，但果實紅度降低；番茄口感、品質指標均隨耗水量的增加而降低；減少灌水量有利于提高番茄的營養品質，但提高程度與水分虧缺時期有很大關系；水分處理對番茄果實形狀影響不顯著。采用相同水分處理對番茄單一品質的影響程度不同。在冬春茬試驗條件下，水分虧缺對番茄口感、品質的影響最明顯，而在越冬茬，外觀品質是對水分影響最敏感的指標。番茄苗期水分虧缺對產量的影響程度最低，而在果實成熟與采摘期進行水分虧缺，對產量的影響最大。苗期適當虧水可以提高作物產量，果實成熟與采摘期是番茄產量形成的關鍵時期，此時植株的全部（冬春茬）或大部分（越冬茬）果實均已形成，且處在快速膨大和成熟階段，外部氣溫較高，植株蒸騰和蒸發劇烈，需水量較大，此時進行水分虧缺將嚴重影響果實的膨大，降低單果質量，造成減產。

隨著特色蔬菜產業的發展和人們對蔬菜品質的關注，通過對生產環節中某些關鍵環節實施精良控制，實現高產和優質種植，已成為提高作物水肥利用效率與經濟效益的關鍵。節水調質作為一種新的灌溉理論和模式，旨在通過對作物實施精良灌溉，實現產量和品質的協調，進而提高水分利用效率和效益，對其進行深入研究可以提高番茄的水分管理水平，達到科學種植的目的。