滴灌管不同布置方式對番茄—芹菜輪作適應性研究

吳興彪 齊春伶 朱 岳 戴宇婷

（1.北京市密云區農業技術推廣站 北京101500；2.北京市密云區種子執法監督站 北京101500）

水資源嚴重短缺已成為制約北京市都市型現代農業發展的“短板”，而滴灌施肥技術節水、節肥、省工、增收效果突出[1]，受到了人們更多的關注。但是，目前蔬菜生產中仍然普遍存在滴灌施肥技術應用問題，限制了其進一步推廣使用。為了避免重茬，蔬菜生產輪作倒茬頻繁，滴灌系統通常按成行栽培蔬菜（茄果類蔬菜、西甜瓜等）的行距一次性固定安裝，如果下一茬栽培密植蔬菜（芹菜、菠菜等）則無法適應，導致許多農戶棄用或閑置，或改滴灌為畦灌，造成水肥浪費，不利于設施農業的可持續發展。田間滴灌管布置方式不僅影響滴灌系統的投入，而且影響水肥在土壤中的分布和作物的吸收利用[2-3]，針對這一問題，在番茄—芹菜輪作的條件下，開展了滴灌管不同布置方式的適應性研究，以提供一套適用于成行栽培蔬菜和密植蔬菜倒茬栽培的通用滴灌管布置方式，為滴灌施肥技術的進一步推廣和應用提供技術支持。

1 材料、方法和試驗設計

1.1 試驗材料與方法

試驗在北京市密云區河南寨鎮平頭村本忠盛達農業園日光溫室內進行。供試番茄品種為‘漢姆9號’，于2019年1月28日定植，6月10日拉秧。大小行栽培，大行100 cm，小行40 cm，株距35 cm。供試芹菜品種為‘皇后’，平播密植，于9月28日定植，2020年1月3日收獲。番茄定植前每畝施有機肥2000 kg、復合肥（19∶18∶19）100 kg。

1.2 試驗設計

試驗在番茄大小行栽培、芹菜密植平播條件（番茄大行100 cm、小行40 cm，芹菜密植平播）下進行。設定4個滴灌管間距布置方式處理，滴灌管間距分別為100-40 cm（每1.4 m布置2根滴灌管，為對照）、70-70 cm（每1.4 m布置2根滴灌管）、50-40-50 cm（每1.4 m布置3根滴灌管）和35-35-35-35 cm（每1.4 m布置4根滴灌管）。圖1、圖2分別為各處理滴灌帶在番茄和芹菜茬口布置方式。

圖1 各處理滴灌管布置方式（番茄茬口）

圖2 各處理滴灌管布置方式（芹菜茬口）

灌溉制度：各處理灌水定額根據計劃濕潤層深度、土壤適宜含水量上下限和土壤濕潤比計算求得（表1～表3）。根據35-35-35-35 cm處理的土壤張力確定灌溉起點，在35-35-35-35 cm小區內埋設3根張力計，1根位于滴灌管正下方、1根位于間距較遠的2根滴灌管中央、第3根位于以上2根滴灌管中央，張力計陶土頭中部位于距土壤表面10 cm處。根據以上3根張力計的算術平均數確定灌溉起點。到達灌溉起點后，各處理統一按照計算出的灌溉量進行灌溉。

表1 番茄茬口灌溉方案

表2 芹菜茬口灌溉方案

表3 試驗地土壤相對含水量與土壤張力的關系

1.3 測試指標和方法

1.3.1 生長指標測量 每個區內選取有代表性的3株番茄掛牌標記，測量株高、莖粗、葉片數。每個區內選取有代表性的3株芹菜掛牌標記，測量株高、葉柄長、葉柄粗。

1.3.2 生理指標測量 在番茄開花期、第一穗果膨大期、第二穗果膨大期，測定每小區被標記的3株頂部第4片展開葉葉片中部的葉綠素含量。葉片的葉綠素含量采用CCM-200（opti-science公司，美國）葉綠素測定儀測定[4]。

1.3.3 產量測量 番茄每個小區選1壟，每壟番茄實收測果實個數和產量，折合畝產量。芹菜產量采用長寬各1 m的取樣方測產，折合畝產量。

1.3.4 果實營養品質 番茄測定第二穗果果實維生素C含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量。可溶性固形物采用折光計法測定；抗壞血酸（維生素C）采用2，6-二氯靛酚滴定法測定；硝酸鹽采用紫外吸收法測定。

2 結果和分析

2.1 滴灌管不同布置方式對番茄生長指標的影響

從圖3、圖4和表4可以看出，所有處理的番茄株高、莖粗和葉片數均隨生育進程增加而增加，不同處理之間相比差異較小，且變化趨勢一致，均沒有達到顯著性差異，表明滴灌管不同布置方式對番茄的植株生長指標影響很小。

圖3 滴灌管不同布置方式對番茄株高的影響

圖4 滴灌管不同布置方式對番茄莖粗的影響

表4 滴灌管不同布置方式對番茄葉片數的影響

2.2 滴灌管不同布置方式對番茄葉片葉綠素含量的影響

分別在定植后40 d、63 d和98 d測定番茄葉片葉綠素含量，定植40 d后50-40-50 cm處理大于其他3個處理，與70-70 cm和35-35-35-35 cm處理相比，分別提高17.1%和17.4%，且處理間達到了顯著性差異；定植后63 d各處理無顯著性差異；定植后98 d 100-40 cm和35-35-35-35 cm處理的番茄葉片葉綠素含量顯著高于50-40-50 cm和70-70 cm處理（表5）。

表5 滴灌管不同布置方式對番茄葉綠素含量（CCI）的影響

2.3 滴灌管不同布置方式對番茄產量和單方水產出的影響

滴灌管不同布置方式下，100-40 cm處理單果重最大，較50-40-50 cm處理和35-35-35-35 cm處理分別提高10.4%和9.2%，處理間達到了顯著性差異；50-40-50 cm處理單株結果數最多，與其他處理相比，處理間沒有達到顯著性差異；100-40 cm處理畝產量最高，其次是50-40-50 cm處理，35-35-35-35 cm處理最低，但處理間均沒達到顯著性差異。由于各處理番茄用水量相同，100-40 cm處理產量最高，單方水產出最高，達到46.8 kg/m3，較其他3個處理分別提高2.0 kg/m3、0.8 kg/m3和2.3 kg/m3（表6）。

表6 滴灌管不同布置方式對番茄產量和單方水產出的影響

2.4 滴灌管不同布置方式對番茄品質的影響

從表7可以看出，滴灌管不同布置方式下，番茄果實中的維生素C、可溶性糖和可滴定酸含量差異較小，沒到達到顯著性差異。

表7 滴灌管不同布置方式對番茄品質的影響

2.5 滴灌管不同布置方式對土壤張力的影響

在芹菜密植平播試驗中，張力計分別位于滴灌管正下方（0）、間距較遠的2根滴灌管中央（1/2）、以上2根滴灌管中央（1/4），分別記錄相應位置的土壤張力。由圖5可知，100-40處理中，距離左右2根滴灌管各50 cm（1/2）的張力計讀數明顯低于滴灌管正下方（0）和距離滴灌管25 cm（1/4）處的張力計讀數，分別低12.8 KP a和11.7 KP a。50-40-50 cm處理和70-70 cm處理不同位置土壤張力差異不大，說明其土壤水分分布的均勻度相對較好。35-35-35-35 cm處理中，土壤張力明顯較高，各位置的全生育期平均土壤張力分別較50-40-50 cm、70-70 cm和100-40 cm處理高出1.6 KP a、2.1 KP a和8.7 KP a。

2.6 滴灌管不同布置方式對芹菜生長指標的影響

在100-40 cm處理中，位于間距較遠的2根滴灌管中央（1/2）的芹菜株高和葉柄長要低于滴灌管正下方（0）和1/4處，通過對圖5進行分析可知，間距較遠的2根滴灌管中央（1/2）土壤張力明顯較低，是導致相應位置芹菜株高和葉柄長較低的主要原因。50-50-50 cm處理和35-35-35-35 cm處理中，不同位置芹菜的株高和葉柄長差異不大，與圖5中其不同位置土壤張力差異不大的情況一致。70-70 cm處理中，不同位置的芹菜株高差異不大，但距離滴灌管35 cm處（1/2）的芹菜葉柄長略低于滴灌管正下方（0）和距離滴灌管17.5 cm處（1/4），說明距離滴灌管35 cm處的芹菜生長也受到一定影響。芹菜的莖粗也呈現相同的趨勢，100-40 cm處理中，距離滴灌管50 cm處（1/2）的芹菜莖粗要低于滴灌管正下方（0）和距離滴灌管25 cm處（1/4），50-40-50 cm處理和35-35-35-35 cm處理不同位置芹菜的莖粗差異不大。70-70 cm處理中，生長后期距離滴灌管35 cm處（1/2）芹菜莖粗要略低于其他2個位置的處理芹菜的葉柄粗在處理中差異不明顯，平均粗度都在2 cm左右（圖6～圖8）。

圖5 滴灌管不同布置方式對土壤張力的影響（芹菜茬口）

圖6 滴灌管不同布置方式對芹菜株高的影響

圖7 滴灌管不同布置方式對芹菜葉柄長的影響

圖8 不同滴灌布置方式對芹菜葉柄粗的影響

2.7 滴灌管不同布置方式對芹菜產量的影響

芹菜的產量以50-40-50 cm處理最高，達7937 kg/畝，但其產量與70-70 cm處理和35-35-35-35 cm處理差異不顯著（表8）。100-40 cm處理的芹菜顯著減產，分別較50-40-50 cm、70-70 cm和35-35-35-35-35 cm處理減少1067 kg/畝、734 kg/畝和700 kg/畝。由于各處理的灌溉量均為90 m3/畝，單方水產出的變化趨勢與產量一致，50-40-50 cm處理最高，達到88 kg/m3。

表8 滴灌管不同布置方式對芹菜產量的影響

2.8 滴灌管不同布置方式的投入成本分析

滴灌管不同布置方式的材料用量和造價見表9，滴灌管35-35-35-35 cm處理造價最高為953元/畝，滴灌管70-70 cm、滴灌管100-40 cm處理的造價最低，僅為477元/畝。根據番茄、芹菜兩個茬口的產量情況及投入產出分析，滴灌設施按照使用3年進行折舊，采用滴灌管50-40-50 cm處理能夠顯著提高番茄—芹菜周年栽培的生產效益，畝效益可較100-40 cm（對照）處理增加1808元。

表9 不同布置模式的投入產出分析

3 討論

當前滴灌施肥技術在蔬菜種植中應用較廣，但通常只有一種滴灌管的布置方式，在輪作過程中由于不適用，一般是果菜種植用滴灌、葉菜種植大水漫灌，嚴重浪費了水肥資源。在滴灌管不同布置方式的番茄種植試驗中，番茄葉片的葉綠素含量在不同時間的差異可能是番茄在不同的生長期內所需水肥量不同導致。一般來說，番茄在移植60 d左右，葉綠素含量達到最大值，從結果期開始葉綠素含量呈下降趨勢[5]。但是100-40 cm處理中葉綠素含量在定植98 d時葉綠素含量達到最高值，且產量也是最大值，不同的滴灌管布置方式對番茄的品質沒有明顯影響。綜合整體情況來說，100-40 cm處理對種植番茄最為合適，其次是50-40-50 cm處理。在滴灌管不同布置方式芹菜種植試驗中，50-40-50 cm處理和70-70 cm處理土壤張力差異不大，土壤水分分布均勻；70-70 cm處理中不同植株的株高和莖粗差異較大，而50-40-50 cm處理的莖粗和產量都相對較高，100-40 cm處理產量最低，說明這個布置方式不適于芹菜種植生產。此研究僅為番茄—芹菜輪作的種植試驗，對其他葉菜和果菜的輪作種植滴灌管布置方式提供了新的思路，但需要根據種植品種選擇最恰當的方式。

4 結論

4種滴灌管布置方式對番茄植株生長指標、葉片葉綠素含量、單果重、結果數和產量等均沒有顯著性影響，滴灌管不同布置方式下番茄果實的維生素C、可溶性糖和可滴定酸含量差異也不顯著；芹菜的產量50-40-50 cm處理最高，達7937 kg/畝，在番茄—芹菜輪作的情況下每畝增收1808元。綜合番茄、芹菜生長指標、產量和收入等指標，在番茄—芹菜輪作模式下采用50-40-50 cm的滴灌管布置方式較適宜。