水肥一体化管理对设施番茄产量和经济效益的影响

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　　摘要    通过温室番茄对比试验，研究了传统施肥灌溉模式和水肥一体化模式下设施番茄的产量、品质和经济效益。结果表明，在水肥一体化管理下，在施肥量节省55.1%、用水量节约23.4%的同时，番茄产量提升了12.7%，利润增收了15.9%，证明了水肥一体化管理用于设施番茄，能够减少水肥消耗，显著提升番茄的产量和品质，实现了降本增效的目的。
　　关键词    设施番茄;水肥一体化;品质;产量
　　中图分类号    S641.2        文献标识码    A
　　文章编号   1007-5739（2020）14-0058-02
　　Abstract    Through the greenhouse tomato contrast experiment， the effects of traditional planting mode and drip fertigation mode on the yield， quality and economic benefits of facility tomato were studied. The results showed that under the drip fertigation， the application amount of fertilizers was saved by 55.1%， the water consumption was saved by 23.4%， while the tomato yield increased by 12.7% and the profit increased by 15.9%. It proved that the drip fertigation mode could reduce the consumption of water and fertilizer， significantly improve the yield and quality of tomatoes， and achieve the purpose of reducing cost and increasing efficiency.
　　Key words    facility tomato; drip fertigation; quality; yield
　　番茄作为我国主要的设施蔬菜之一，2012年国内栽培面积已经达到45.33万hm2 [1]，居我国主要设施蔬菜栽培面积的首位。如何让番茄栽培获得更好的产量和经济效益，是相关人员长期工作的奋斗目标[2]。番茄种植过程具有一定的复杂性和特殊性，种植环节易受多种因素的影响而导致番茄种植效果不理想[3]。目前，设施蔬菜生产中盲目、过量施肥现象十分严重，导致蔬菜品质和产量下降[4]，盲目偏施氮、磷肥，不仅造成浪费，施肥效益下降，还污染生态环境，严重制约了设施蔬菜产业发展[5]。另外，农业生产中很少考虑水分和养分的相互配套，加上我国北方水资源缺乏及用水不合理，更加剧了化肥浪费。化肥用量大的根源在于使用效率低，水肥一体化管理是基于作物需求而对农田水分和养分进行综合调控，以水促肥、以肥调水，实现水肥耦合的一体化管理模式，可全面提升水肥利用率。自动化、智能化、精准水肥一体化管理可以有效提高水肥利用率，是未来的发展趋势[6]。目前，我国番茄水肥管理多采用传统管理模式，大多数农户仍存在大水漫灌、肥料施用量不合理等现象[7]。
　　本试验以传统施肥灌溉模式为对照，借助微灌和施肥结合[8]，以山东水发集团示范园的设施番茄为研究对象，探索水肥一体化条件下节水减肥管理对番茄生长特性、产量和品质的影响，以期为高产、优质的现代番茄生产提供技术支撑。
　　1    材料与方法
　　1.1    试验地概况
　　试验于2019年1—7月在山东水发集团德州农业科技示范园日光温室内进行，试验地地处北纬37°38′09″、东经116°46′44″，土壤为壤土，有灌溉条件。试验开始前测得0～30 cm土壤理化性质为有机质23.8 g/kg、碱解氮66.9 mg/kg、速效磷110 mg/kg、速效钾133 mg/kg，pH值8.12。
　　1.2    试验材料
　　供试作物为番茄，品种为普罗旺斯。该品种番茄生长速度快、成活率高、结果数量多、栽培方便、抗逆性强，在很多区域都可栽种，近几年得到广泛栽种，定植时间为1月5日。
　　1.3    试验设计
　　试验设置传统施肥灌溉模式（CK）和水肥一体化模式（DF）2个处理。3次重复，随机区組排列。CK小区面积为200 m2，DF处理小区面积为667 m2，行株距55 cm×40 cm，种植密度为45 000株/hm2，其他田间虫害管理等与传统管理方式一致。
　　CK：底肥施用复合肥（16-16-16）750 kg/hm2、腐熟有机肥75 000 kg/hm2;开花到挂果期追施尿素750 kg/hm2，共2次;结果期追施尿素75 kg/hm2、复合肥（15-15-15）375 kg/hm2，共8次。追肥随灌溉水冲施，全生育期总灌水量为3 901 m3/hm2。
　　DF处理：底肥同CK。开花到挂果期追施水溶性肥料（19-9-28）85 kg/hm2，共3次;结果期追施水溶性肥料（19-9-28）120 kg/hm2，共15次。追肥采用水肥一体化滴灌设施进行，全生育期总灌水量为2 989 m3/hm2。
　　1.4    测定项目 　　测定项目包括植株生长指标、产量、品质等。每个小区选取5株测定不同生育期的株高（茎基部到生长点的长度）、茎粗（茎基部2～3节位的粗度）、叶片数;用直尺测量叶片的长度（叶柄基部到叶尖的距离）和宽度（叶片最宽处长度）;用叶绿素仪SPAD-502测定叶绿素相对含量SPAD值;按小区选出10个番茄，测定成熟番茄VC、番茄红素、可溶性固形物、可滴定酸等品质;收获按小区实收计产。
　　1.5    数据分析
　　采用Microsoft Excel 2007整理试验数据，采用SPSS 20.0进行方差分析，并在0.05显著水平上进行比较。
　　2    结果与分析
　　2.1    不同处理对番茄株高、茎粗的影响
　　2种处理下随着番茄生育期的推移，株高增长量呈递增趋势。苗期株高增长量较少，以扎根为主;花果期以后株高生长速率加快，株高增长量大;到了盛果期，CK番茄株高达到256.1 cm，DF处理番茄株高达到234.6 cm，CK显著高于DF处理，这是因为传统灌溉方式水肥量较大，导致植株徒长。从图2可以看出，茎粗呈现先下降后增加的趋势，整个生育期CK和DF处理茎粗差异较小。
　　2.2    不同处理对番茄SPAD值和叶片特性的影响
　　不同水肥供应水平主要影响番茄植株的株高、茎粗、叶绿素等生理指标[9]。由表1可以看出，番茄盛果期，DF处理的叶绿素SPAD值高于CK 8.3%，DF处理的叶片数也都有增加，叶片数增加了4.2%，叶长、叶宽也都有所增加，但差异不显著，说明DF处理能够促进叶片生长，推进番茄的生育进程。
　　2.3    不同处理对番茄品质的影响
　　VC含量是衡量番茄品质的重要指标之一[10]。从表2可以看出，与CK相比，DF处理番茄的VC含量提升了10.34%，番茄红素含量提升了11.83%，而可溶性固形物和可滴定酸含量都有明显降低，表明与传统的大水漫灌超量施肥相比，节水减肥滴灌模式下的水肥一体化管理能较好地提升番茄果实品质指标。
　　2.4    不同处理对番茄产量和经济效益的影响
　　从表3可以看出，与CK相比，DF处理总施肥量节省了55.1%，总用水节约了23.4%，番茄产量却提升了12.7%。DF处理的番茄产值显著高于CK 12.7%，利润增长了15.9%。由此可见，基于滴灌技术的水肥一体化管理可以达到番茄节水、节肥、提质、增产的效果。
　　3    结论与讨论
　　试验结果表明，相比于传统施肥灌溉模式，水肥一体化模式能够在节约灌水量和施肥量的条件下，促进番茄产量增加和品质改善。与传统施肥灌溉模式相比，水肥一体化模式在施肥量降低55.1%、灌溉用水节省23.4%的条件下，实现番茄产量增加12.7%的效果。刘兆辉等[11]认为，适当减量施氮既能保证作物产量、提高肥料利用率，又能减少对环境的危害，在常规施肥量的基础上，化肥施用量降低25%～40%并不会对番茄植株的生长发育产生影响[12]，本试验结论与其基本一致。水肥一体化模式下的温室设施番茄种植情况对比可以看出，不同灌溉施肥模式对番茄的生长特性、品质和产量均有不同程度的影响。于贤磊等[13]认为，水肥过量易造成番茄叶片过茂、花果脱落、坐果数降低，反而不利于番茄植株的正常生长，最终影响果实的产量及品质。本试验盛果期传统施肥灌溉模式番茄株高为256.1 cm，显著高于水肥一体化模式的234.6 cm，分析原因是传统施肥灌溉模式水肥量过大，造成了营养过剩和植株徒长，放缓了植株的生殖生长速度，进而影响总产量。水肥一体化模式番茄的VC含量提升了10.34%，番茄红素含量提升了11.83%，酸度有所下降，这与王冰清等[14]认为的化肥适度减量对蔬菜的产量和VC含量均无明显影响，并能显著提高蔬菜品质的观点一致。传统灌溉施肥模式下，蔬菜种植达到一定年限后，由于一味追求高产，盲目超施化肥和农药，土壤盐分逐步积累，严重影响蔬菜的产量和品质，制约了设施蔬菜产业可持续发展[15]。
　　水肥一体化模式施用水溶肥，对提高番茄的生物学性状、产量及经济效益具有积极作用[16]，在不减产的前提下，具有明显的节水、节肥、省工、增产的作用[17]。因此，设施蔬菜水肥一体化技术应用前景广阔，可加大应用范围[18]。
　　综上所述，滴灌减肥下的水肥一体化管理能促进番茄品质的改善和产量的提升，同时节水省肥，提高水肥利用率，降低了水肥过量可能导致的环境污染风险，有利于设施农业健康发展，可以在设施蔬菜农业中深入研究和推广。
　　4    参考文献
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