全 文 ：　2006年 10月 灌溉排水学报
Journal of Irrig ation and Drainage
　第 25卷第 5期　
文章编号:1000 646X(2006)05 0068 04
不同灌溉方式对大棚西红柿生长发育的影响*
向 东1 , 孙志强2 , 段广洪1 , 吕飞2 , 刘兆民1
(1.清华大学 精仪系清华至卓绿色制造研发中心 , 北京 100084;
2.河南农业大学 , 河南 郑州 450002)
摘　要:为了分析不同灌溉方式的节水效果和对植物生长发育的影响 , 通过对大棚西红柿进行沟灌 、滴灌和地下灌
溉 3种灌溉方式的试验 ,分析不同灌溉方式 、灌水量 、注射深度对大棚西红柿茎粗 、根系活力 、产量和西红柿品质的
影响。试验结果表明:地下灌溉的节水效果显著高于沟灌和滴灌;而在地下灌溉试验的比较中 , 当每次注射水量为
0. 75 L时 , 西红柿的总产量和根系活力最高;试验同时表明距离地表约 30 cm 的注射深度时 , 西红柿的根系活力
强 ,有利于西红柿生长。
关　键　词:地下灌溉;滴灌;沟灌;西红柿;节水
中图分类号:S274. 1　　文献标识码:A
1　试验材料与方法
试验以红优 2001 ,无限生长型西红柿为供试材料。于 2004年 6月 ～ 11月在河南农业大学试验地塑料
大棚中进行 ,大棚宽 7 m ,长 13 m 。
试验设置沟灌 CK1和滴灌 CK2二个对照 , 3种灌溉方式的灌水量分为 3个水平:水平 A 为 0. 5 L ,水平
B为 0. 75 L ,水平 C 为1 L 。地下灌溉的注射深度根据西红柿根系的特点也分为 3个水平:水平 a为 10 cm 、
水平 b为 20 cm 、水平 c为 30 cm 。
西红柿茎粗测定:分别在不同时间用精度为 0. 1 mm 的游标卡尺对西红柿第一结果枝下最粗的地方进
行测量。西红柿产量测定:测量西红柿的总产量 ,单位为 kg 。西红柿单果重量:统计西红柿单果重量 ,取平均
值 ,单位为 kg 。西红柿根系活力测定:在给定时间间隔 ,用 TTC 法测定西红柿根系活力。可溶性糖:利用苯
酚法 ,于西红柿果实有 60%着色时测定。Vc含量:利用酸滴定法 ,于西红柿果实有 60%着色时测定 。
土壤体积含水量 、土壤温度:在给定时间 ,用 Hydra 土壤水分 、温度 、盐分测量仪对不同土壤深度(依次
为 5 ,10 ,15 , 20 ,25 cm)的土壤体积含水量和土壤温度进行测量 。
试验过程分为 2个阶段:第一阶段是田间管理 ,即试验准备阶段;第二阶段为灌溉试验阶段。
2004年 6月 27日采用营养钵育苗。共育苗 1000多株 。采用遮阳网覆盖避免病虫害的侵袭和降低夏
日高温的影响。
2004年 7月 10日至 11日在大棚四周做高垄 ,同时在垄上铺塑料薄膜防止雨水漫入大棚。7月 12日整
地 ,晒垡 。7月 13日施鸡粪 240 kg 。7月 14日喷洒土霸 ,对土壤进行消毒 ,然后用塑料薄膜盖地 ,历时 10 d ,
利用高温杀灭土壤中的病虫害 。7月 25日作垄 ,每垄分 11个小区 ,小区长为 1. 1 m 。垄宽 1. 5 m ,其中沟宽
0. 8 m 垄宽 0. 7 m ,垄高 0. 25 m 。
2004年 7月 28日苗子四叶一心时定植。主要试验区内各小区栽种西红柿 14株 ,二面的重复每个小区
栽种西红柿 10株。共计 374株。8月 5日在各小区中间埋塑料薄膜 ,膜深 60 cm 。以防止各小区之间灌水
时产生相互影响 。
68
* 收稿日期:2005 11 29
基金项目:国家教育部科学技术重点研究项目(104011);清华大学校基础研究基金重点项目(JC 2003068)
定植后沟灌大水 。
灌溉试验在 2004年 9月 ～ 11月份进行 ,即在西红柿结果初期到完全收获时进行。
为了防止土壤掉入灌溉孔中 ,我们采用去底后的口杯盖于每个孔的上面 ,这样灌溉时可以避免土壤垒入
孔中 。在 2004年 9月 23日和 10月 6日对西红柿分别进行灌溉 ,各种灌水方式的耗水量通过烧杯或带刻度
的量筒记载。灌溉后用口杯盖上 ,防止水分蒸发。
2　结果与分析
2. 1　不同处理对茎粗的影响
表 1为不同灌溉处理和灌溉量下 ,西红柿在 9月 11日和 10月 14日的茎粗及其增长量。由表 1可知不
同地下灌溉处理对番茄茎粗的影响差异显著 。针对不同地下灌溉处理的实验结果 ,进行方差分析 ,可以发现
灌水量(分析中为主因素)在水平 B(灌水量为 0. 75 L)、水平 C(灌水量为 1 L)与水平 A(灌水量为 0. 5 L)有
显著差异 ,且水平 B 、C>水平 A ,而水平 B 、C 之间差异不显著。注射深度(分析中为副因素)对茎粗的影响
有显著差异 ,水平 b(注射深度为 20 cm)的显著高于水平 a(注射深度为 10 cm)和水平 c(注射深度为 30 cm)
的。
　　　　　　　　　　　　　　　表 1　不同灌溉处理和灌溉量对茎粗的影响 cm
重复一
2004 09 11 2004 10 14 增长量
重复二
2004 09 11 2004 10 14 增长量
重复三
2004 09 11 2004 10 14 增长量
平　均
增长量
CK1 1. 448 1. 666 0. 218 1. 797 1. 943 0. 146 1. 805 1. 958 0. 153 0. 172
CK2 1. 804 1. 808 0. 004 1. 663 1. 822 0. 159 1. 665 1. 699 0. 034 0. 066
Aa 1. 55 1. 653 0. 103 1. 712 1. 831 0. 119 1. 984 2. 139 0. 155 0. 126
Ab 1. 622 1. 732 0. 11 1. 84 1. 991 0. 151 1. 756 1. 904 0. 148 0. 136
Ac 1. 653 1. 74 0. 087 1. 732 1. 782 0. 05 1. 81 2. 088 0. 278 0. 138
Ba 1. 784 1. 934 0. 15 1. 911 1. 974 0. 063 1. 703 1. 847 0. 144 0. 119
Bb 1. 592 1. 705 0. 113 1. 704 1. 689 - 0. 015 1. 658 1. 823 0. 165 0. 088
Bc 1. 872 2. 044 0. 172 1. 822 1. 952 0. 13 1. 769 1. 851 0. 082 0. 128
Ca 1. 687 1. 788 0. 101 1. 711 1. 778 0. 067 1. 709 1. 813 0. 104 0. 091
Cb 1. 698 1. 704 0. 006 1. 895 2. 052 0. 157 1. 825 1. 877 0. 052 0. 072
Cc 1. 576 1. 662 0. 086 1. 721 1. 886 0. 165 1. 873 1. 997 0. 124 0. 125
2. 2　不同处理对西红柿生理指标根系活力的影响
由图 1可以看出 ,不同处理对西红柿根系活力有显著影响 ,其中沟灌处理的西红柿的根系活力最差 ,滴
灌处理的西红柿的根系活力较好 ,灌水量(分析中为主因素)在水平 B 处理(即灌水量为 0. 75 L)时 ,西红柿
的根系活力高 ,其中注射深度为 30 cm 时西红柿的根系活力最高。
图 1　不同处理对西红柿根系活力的影响
2. 3　不同灌溉方式对番茄单果重 、产量 、水分生产率的
影响
不同灌溉方式对番茄单果重 、产量 、水分生产率的
影响以及不同灌溉方式所用灌水量 、灌水次数的统计结
果 ,如表 2所示 。
　　根据表 2所示的试验结果可知 ,灌水量对产量的
影响差异显著 。当采用沟灌和滴灌时 ,由于灌水量充
分 ,所以对产量的影响不大 ,不过 ,由于地表的蒸腾作
用 ,水分生产率较地下灌溉低了许多。但对于地下灌
溉 ,不同的灌溉量对产量有明显影响 ,且处理 B(即灌水
量为 0. 75 L)>处理C(即灌水量为 1 L)>处理A(即灌
水量为 0. 5 L)的产量 ,可见地下灌溉量应适度 ,灌水量过大 ,造成不必要的水资源浪费 ,过小 ,不能满足植株
的需要 ,不利于植株生长 。
从水分生产率的角度来看 ,地下灌溉各处理的水分生产率都显著高于 CK1和 CK2 ,其中灌水量为水平
A的处理的水分生产率最高 ,水平 B次之 ,水平 C 处理的水分生产率最低。由此可以得出地下灌溉是非常
节水的灌溉方式 。不过 ,虽然水平 A 处理的水分生产率最高 ,但是 A 的总产量在各地下灌溉处理中是最低
69
的 ,因此应该在保证产量的前提下 ,来提高水分的生产率。根据本试验的结果可以将每次灌水量为 0. 75 L
作为西红柿的最佳灌水量 。
表 2　不同处理之间耗水量 、单果重 、总产量 、水分生产率之间的比较
处理 总共耗水量 /L 单果重 /kg 总产量 /kg 水分生产率 /(kg L - 1)
CK1 160 0. 237 58. 41 0. 3651
CK2 98 0. 263 59. 16 0. 6037
Aa 34 0. 246 45. 91 1. 3503
Ab 34 0. 223 48. 63 1. 4302
Ac 34 0. 240 57. 67 1. 6962
Ba 47. 6 0. 270 50. 59 1. 0628
Bb 47. 6 0. 270 51. 72 1. 0864
Bc 47. 6 0. 253 63. 23 1. 3283
C a 68 0. 225 52. 40 0. 7705
Cb 68 0. 228 53. 93 0. 7931
Cc 68 0. 229 54. 90 0. 8073
　注　各处理均同时灌溉。水分生产率=各处理果实鲜重 /灌水量
2. 4　不同处理对番茄品质指标的影响
由图 2和图 3可以看出 ,不同处理对番
茄果实的可溶性糖含量和 Vc含量的影响不
明显 。
3　分析讨论
从前面的试验结果可知 ,灌溉方式 、灌水
量和注射深度对西红柿的产量 、茎粗以及根
系活力都有明显影响 ,而对西红柿品质
可溶性糖含量和 Vc 含量影响不大 。分析原
因主要在于不同的灌溉方式 、灌水量和注射
深度对土壤含水量影响不一 ,从而造成西红
柿形态 、产量不一。
第 1次灌溉后连续 5 d内不同处理均使 10 cm 处土壤体积含水量呈现先升后降的趋势。其中:
采用沟灌方式 ,在10 cm 处的土壤含水量的变化幅度较大。而土壤水分变化幅度过大 ,易降低土壤通气
性 ,造成植株根系缺氧 ,对植株生长不利 。而且沟灌后土壤的含水量降低的较快 ,地表有相当一部分水分被
蒸发 ,水分没有被充分利用。
采用地下灌溉方式 ,在 10 cm 处土壤水分含量的变化平稳 ,因而土壤可以保持较好的土壤通气性 ,土壤
不易板结 ,植株根系活力旺盛 ,对植株的生长有利 。而且由于地下灌溉将水注入到地表下方根系周围 ,水分
生产效率明显高于沟灌和滴灌 。
　　采用滴灌方式 ,在 10 cm 处土壤水分含量的变化平稳 ,因而土壤也保持较好的土壤通气性 ,植株根系活
力旺盛。但水分生产效率介于沟灌和地下灌溉之间。
不同处理对不同土层深度土壤体积含水量的变化趋势也是各不相同的 。由于地表的蒸发作用 ,沟灌和
滴灌处理的土壤的水分含量的变化趋势为随着土壤深度的增加都是先升高然后有下降;当深度在 25 cm 左
右(西红柿根系主要吸收水分的区域)时 ,土壤的体积含水量降到了 25%左右。而由于地下灌溉处理直接将
灌溉水注入指定深度 ,因此土壤含水量在5 ～ 25 cm 范围内一直有增加趋势 。这说明地下灌溉可以使水分达
到较深的土层内 ,而这个土层正是西红柿根系主要吸收水分的区域 ,因此有利于西红柿根系对水分的吸收 ,
促进西红柿的生长发育。
由于夏季气温变化比较大 ,对土壤温度的影响远远大于地下灌溉造成的影响 ,所以试验中不能测得地温
变化趋势 。
4　结　论
地下灌溉可以有效地控制灌溉的深度 ,使根系更好的利用水分 ,因此是一种非常节水的灌溉方式。
由于地下灌溉有助于土壤水分含量的变化平稳 ,使土壤有良好的通气性 ,不易造成土壤板结 ,使西红柿
的根系活力要比沟灌 、滴灌的要高 。
地下灌溉的灌水量不同对西红柿的产量 、茎粗有较大的影响 。对于西红柿来说 ,试验表明:当每次灌水
70
量为 0. 75 L 时最经济 。当地下灌溉的深度为 30 cm 时西红柿产量 、水分生产率和根系活力都是最高 ,所以
将 30 cm 作为西红柿地下灌溉的深度为最好。
另外 ,试验得出地下灌溉不会降低西红柿的品质指标。
参考文献:
[ 1] 　赵亚惠 ,等. 不同灌溉方式对大棚二年生西洋参生长发育的影响[ J] . 特产研究 , 1994 ,(3).
[ 2] 　石岩 ,等. 不同灌水处理冬小麦耗水规律与节水灌溉方案确立[ J] . 干旱地区农业研究 , 1996 , 14(4).
[ 3] 　康定明. 不同灌溉量对小麦生长的影响[ J] . 石河子农学院学报 , 1996 , 34(2).
[ 4] 　何华 ,等. 灌溉施肥深度对玉米同化物分配和水分利用效率的影响[ J] . 植物生态学报 , 2002 , 26(4).
Effect of Different Irrigation on Crops’ Growth
XIANG Dong1 , SUN Zhi-qiang2 , DUAN Guang-hong1 , LV Fei2 , LIU Zhao-min1
(1. Tsinghua Unive rsity , Beijing 100084 , China;
2. Henan Agricul tural Universi ty , Zhengzhou 450002 , China)
Abstract:The different ir rig ation can make the different w ate r-saving ef fect and impact on crops’ g row th.
In the paper , the furrow irrig ation , drop irrigat ion and subsurface irrig ation is adopted to test the relat ion-
ship betw een the di fferent irrig ation treatments , water consumption and crops’ grow th. The result test i-
f ies that the w ater-saving effect o f the subsurface irrigat ion is much better than that of the furrow irrig a-
tion and drop irrigat ion. The compa rison of subsurface irriga tion also show s that the product ion and the
roo t sy stem’ s vigo r of toma to are st rongest w hen the irrigat ion w ater is 0. 75 liter and the i rrigation depth
is 30 cent imete r.
Key words:subsurface irriga tion;drop ir rig ation;furrow irrigation;tomato;water-saving
(上接第 49页)
Effects of Controlled Traffic Tillage with Ridge Irrigation on
Spring Wheat Yield and Soil Water Dynamics
DENG Zhong1 , HUANG G ao-bao2 , WU Feng1
(1. Farm land Irrig ation Resea rch Insti tute , Minist ry o f Water Resources , Xinx iang 453003 , China;
2. Co llege of A gronomy ,Gansu Ag ricul tural Univer sity , Lanzhou 730070 , China)
Abstract:Conventional f lat irrigat ion is widely used in i rrig ated area , which led to the w aste of w ater re-
sources. Therefore , the contro lled traf fic t illage w ith st raw cover w as adopted based on the ridge culture
techniques , by changing flo od i rrigation to furrow irrig ation to study the effect of soil w ater under con-
t ro lled t raf fic t illage irriga tion. The ration o f ridge and ditch is 2. 23 to 1. The results indicate that the
width of w ater side infi lt ration of CTS treatment (controlled t raffic tillage wi th st raw cover)is w ider than
CT treatment (contro lled t raff ic tillage)15 centimeters approximately , there are bet te r wa ter sur roundings
under straw cover in w hole phenological stages , height and g rain w eight are higher than CT treatment ob-
viously and WUE and y ield is increased by 3. 4% and 11. 1% respect ively.
Key words:contro lled t raf fic t illage;st raw cover;WUE ;yield
71