灌溉对番茄生长发育、产量和品质影响的研究进展

1、灌溉对番茄生长发育、产量和品质影响的研究进展灌溉对番茄生长发育、产量和品质影响的讨论进展2871202107-007-07Abstract： This paper summarized the most suitable growing conditions of tomato and its quality improvement. These conditions are concluded by examining the influences ranging from irrigation water quality and quantity， irrigation method， n

2、utrient solution， deficit regulation irrigation and water-fertilizer treatment. Furthermore， In the future， we should focus on the study of water and fertilizer regulation of root microenvironment， and pay attention to soil physical and chemical properties， soil parameters and soil respiration and a

3、nalysis of existing research problems will contribute to the viewpoint that selection of the most optimized irrigation water quantity， irrigation method， nutrient solution， deficit regulation degree and water-fertilizer treatment of tomato in different growth period are determined by water resources

4、 and market demand in different regions. This perspective aims to improve the current situation of nutrient loss and barren land in soil and provide valuable references for the potential development and improvement of tomato cultivation system and promoting the sustainable development of soil and ag

5、riculture.Key words： Tomato; Quality; Irrigation water quality; Irrigation method; Nutrient solution; Regulated deficit irrigation; Water and fertilizer treatment番茄是遍布全世界的重要茄果類蔬菜，在我国全年均有大量栽培，是我国设施栽培最重要的蔬菜品种，其在我国农业经济进展和城乡“菜篮子供给中占有十分重要的地位。番茄养分丰富，维生素C含量高，其品质是番茄关键的商品属性，受遗传、气候、水质、土壤环境等因素的影响，对番茄价格和农业经济效益起

6、到关键性作用1。目前，随着现代农业的快速进展，水资源短缺日益严峻。番茄种植者为了追求产量，不断增加灌溉量、肥料与农药使用量，会造成资源浪费，威逼农业环境的可持续进展与食品安全;随着番茄产量的增加和人们对食品品质要求的不断提高，评估、鉴别和评定番茄果实品质，选育优质番茄，以及番茄品质基因遗传的讨论渐渐成为群众关注的热点。如何协调水资源短缺和农业生产用水量大之间的冲突，如何在节省各项资源的状况下同时保障番茄品质与产量成为了目前亟待解决的问题。为满足人们对番茄增产提质的需求，提供适合的灌溉水量和矿质养分是重要措施，因此笔者分别从番茄灌溉水质水量、灌溉方式、养分液、调亏灌溉及水肥一体化处理对番茄生长发

7、育及品质、产量的影响等方面的讨论进展进行了归纳、总结、分析与商量，提出了栽培番茄中水分治理需解决的问题，并指出今后主要的讨论方向。1 灌溉水量灌溉水量对番茄生长发育及果实品质有着很大影响，如灌溉水量对番茄茎粗有较大影响，且茎粗是番茄增产的一项重要指标，茎秆的粗细确定了产量的高低，茎粗产量高，茎细则产量低2。灌溉水量也会对番茄根系的生长量造成影响，而番茄根系垂直分布与水平分布的生长量的比值会对根系发育造成影响。科学的灌水量是获得高产的关键，能够有效促进番茄生长、提高番茄品质和产量。目前很多番茄种植者受传统阅历影响，认为灌溉水量越多越好，但这种做法不仅不会提高经济效益还会造成水资源浪费、土壤板结、

8、番茄根系活力降低等现象3，若要节省水资源且保证番茄增产提质，必需要科学合理地操纵灌溉水量。灌水量对番茄生长及产量影响深远4，灌水量过多或过少都不利于番茄的生长发育以致产量降低5。 1.1 充分灌水量灌溉水量对土壤体积含水量有着直接影响，张坤等6用不同灌溉量对不同品种的番茄进行灌溉，发觉充分灌溉下100%作物蒸发蒸腾量为灌溉量PT-501Q亨氏H1015及农番3号叶绿素含量、叶面积、株高及产量均高于中水灌溉75%作物蒸发蒸腾量为灌溉量和低水灌溉50%作物蒸发蒸腾量为灌溉量。说明充分灌溉有助于作物的生长发育和提高产量，这与吴宣毅等7的讨论结果一致。冯腾腾等4通过对大棚春番茄设置不同的灌水量发觉，在

9、充分灌水量下番茄株高与单株总产量最高，过量灌溉下125%充分灌水量、150%充分灌水量番茄株高、叶绿素含量与产量渐渐降低，这说明过量灌溉并不利于番茄的生长发育及增产。讨论说明，灌溉水量过大会造成番茄根系气孔闭合，不利于根系吸水与发育，番茄叶片萎蔫，叶面积减小，不利于植株进行光合作用，降低番茄干物质量的积存，还阻碍植物体内赤霉素和细胞分裂素合成，乙烯含量增加，使酶爱护系统遭受破坏，不利于番茄生长发育，且灌溉水量过大时会将土壤表层植株根系汲取完剩余的硝态氮渗入土壤深层造成淋溶损失和地下水污染。果实硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、有机酸含量、维生素C含量和番茄红素含量与番茄的品质及口感息息相关

10、，吴泳辰等8通过设置充分灌溉、中度调亏及重度调亏3个处理發现，灌水量与番茄果实硬度、维生素C含量、可溶性固形物含量呈负相关。冯腾腾等4讨论发觉，充分灌水量下番茄红素含量、核糖比、有机酸含量、可溶性糖含量均低于非充分灌溉。这说明充分灌溉不利于番茄果实的养分品质与口感，这与龚雪文等9的讨论结果一致。综上，番茄的产量与品质无法同时到达最高，应依据市场不同需求进行选择;同一地区相同灌水量下的不同品种番茄生长指标、品质指标又不尽相同6，应依据不同品种的特点、不同地点的生态条件以及对品质、产量、水分利用率的要求，对不同品种实行不同的灌溉策略，确定合理的节水灌溉方案。1.2 调亏灌溉调亏灌溉RDI是指在作物

11、适合的生育阶段实施适度的水分亏缺来调控植物养分生长和生殖生长的速率，到达增产提质的目标10。土壤水分过多会降低水分利用效率，严峻的水分亏缺将抑制番茄体内蛋白合成11，造成根系活力下降，从而降低作物的生物量、产量及收获指数;灌溉水量过低也不利于番茄植株的光合作用，降低其净光合速率，而净光合速率对产量有极大的影响，与番茄产量呈正相关，所以灌溉量过低会对番茄产量造成不利影响7。适当的生长期内适度的水分亏缺可以节省灌溉用水并提高作物果实品质12，在肯定程度上提高果实商品价值，如周继莹13等讨论发觉，番茄硬度、可溶性糖含量、果形指数及可溶性固形物含量均与灌水量成反比，有机酸含量与灌水量成正比，所以降低灌

12、水量显著提升了番茄外观及口感。不同栽培方式、不同区域、不同土壤理化性质、不同水质下实施水分亏缺的生育期不同，灌溉水量也不同14。王峰等15讨论说明，在苗期适当进行水分亏缺处理可以操纵幼苗地上部徒长，促进根部生长，有利于作物之后的生长发育。如龚雪文等9讨论说明，在华北地区日光温室番茄开花坐果期削减水分供应量将会给植株后期的生长发育造成不利影响，但可溶性糖含量、糖酸比和硬度有所提高，在结果期适度水分亏缺，有利于植株生长发育，显著提高了番茄产量和水分利用效率;品质方面，除果实硬度，番茄在成熟采摘期亏水50%可显著提高果实养分品质，全生育期灌水量约为230 mm时到达节水高产和高效的统一，可作为华北地

13、区温室滴灌番茄的经济耗水指标。郑凤杰等16讨论说明，在河套灌区使用畦灌对加工番茄在全生育期均进行调亏处理时会限制番茄的茎粗茎长，不利于番茄的生长发育，但在坐果期适当进行调亏灌溉可以提高番茄产量，因为此时果实中细胞的数量已确定，所以对产量影响不大，调亏灌溉可以有效改善番茄品质，尤其是番茄硬度。吴泳辰等8讨论说明，在加工番茄苗期用充分灌溉、中度亏缺和重度亏缺3种灌溉水量处理对番茄产量影响不大，但在番茄开花坐果期、果实膨大期和成熟采收期进行调亏灌溉处理，仅中度亏缺处理对产量影响较大，能获得产量最大值，与各时期均充分灌溉相比，各时期中度调亏的番茄红素较高，番茄果实总酸度与亏水程度成反比，番茄果实中可溶

14、性固形物和维生素C含量均与亏水程度成正比。有讨论说明，番茄果实含水量与调亏灌溉程度成反比，与可溶性固形物含量成正比，可滴定酸含量在正常灌溉水量的50%时最高，糖酸比及维生素C含量在重度调亏灌溉的时候最多17。总之，种植者在生产时应考虑到不同品种的特点，然后依据其地理位置、品种特性、当地的生态环境以及市场对番茄产量、品质和水分利用率等不同需求实行不同的灌溉方式，确定最优灌溉水量，到达节水灌溉与番茄增产提质双丰收。综上，灌水量对番茄的生长发育、产量及品质均会造成影响，但是全国针对番茄的灌溉指标讨论分布并不全面，中西部居多，沿海地区较少，许多地区没有明确的灌水指标，而且目前讨论中未能考虑生理、生化指

15、标，一些影响产量的其他重要指标未能包括进去，还需进一步的讨论。2 灌溉方式我国是缺水国家，2021年农业用水占总用水量的63.4%18，其中作物生产用水约占农业用水的30% 19。水资源紧缺与农业生产的矛盾日益严峻，而传统的灌溉方式“大水漫灌和畦灌会导致土壤板结、土壤盐碱化、有害细菌传播等，这不仅浪费水资源，给作物的生长发育、产量带来不良影响，还降低了农业经济效益。因此，转变传统灌溉方式，建立科学合理的灌溉制度迫在眉睫。目前，我国常用的节水灌溉方式有滴灌、喷灌，不同的灌溉方式会对设施土壤理化性质及作物生理生长、产量造成不同影响，因为作物品质与灌水量相关，所以灌溉方式对作物品质影响不显著20-2

16、1。讨论说明，与漫灌和畦灌相比，滴灌和喷灌不仅提高了番茄水分利用率，还能较大程度提高番茄产量，但单果质量差异不大22-23，因为漫灌和畦灌会使土壤水很快饱和或者过饱和，进而使土体紧实，干密度、体积质量增大，土壤孔隙度减小24，不利于番茄根系生长及产量增加。从对番茄产量的影响来说，滴灌和喷灌的差异不显著，但从经济效益来看，在充分供水处理条件下接受滴灌的灌溉方式，番茄种植的产量、水分利用效率、经济效益较其他灌溉方式都高25。 番茄的主要根系分布在530 cm的土层，膜下暗灌和一般沟灌的方式使多余水分淋出根区，作物无法汲取，造成了水资源的浪费26，所以这2种灌溉方式下番茄根系汲取的水分无太大区分，其

17、对番茄的品质及产量造成的影响不显著。讨论说明，不同灌水方式对番茄土壤养分、电导率及地温造成显著影响，其中膜下滴灌和隔沟交替灌溉不仅保持了番茄品质与产量还降低了土壤硝态氮淋溶，可作为番茄适合的灌水方式20。杨洋等27讨论说明，滴灌处理之后土壤腐殖质含量高于沟灌、渗灌处理，最大程度提升了土壤肥力水平，有益于番茄养分供应，促进番茄的生长发育。3 水质量随着水资源枯竭和水质恶化问题日益严峻，淡水资源短缺已成为限制农业进展的主要因素。为解决我国农业水资源紧急的现状，一方面要大力进展节水灌溉技术，另一方面则应开发如再生水、微咸水等新的灌溉水源。因特别规水独特的特性必定使大家关注其在农业利用过程中对作物造成

18、不同程度的影响，笔者对再生水及微咸水对番茄生长发育及产量品质的影响做出了总结。3.1 再生水灌溉再生水是指污水或者雨水经适当处理后，到达水质指标要求并满足某种使用要求，能够利用的、有益的水28。再生水总量大、水质稳定、富含氮磷等养分，重金属污染物等毒理指标量低，利用其灌溉既能有效利用污水，还能利用土壤特性净化水质削减农业环境的污染29。栗岩峰等30分别使用再生水与混合水灌溉番茄，发觉再生水灌溉可以提高番茄产量及灌溉水分生产率，且再生水灌溉可提高果实的可溶性糖含量和可滴定酸度，有利于改善番茄口感，其对番茄维生素C含量和可溶性固形物含量等养分指标无明显不利影响。王伟娜等31通过讨论不同水质水量对设

19、施大棚番茄品质及产量的影响得出，使用再生水灌溉的番茄的可溶性蛋白含量大于清水灌溉，使用再生水灌溉未对番茄产量及品质造成不良影响。但也有讨论说明，再生水中过高的养分会导致作物减产或品质下降，再生水和自来水混合灌溉的方式更有利于作物的生长发育。如于辉等32通过设置再生水、自来水混合比例由10、11至13来灌溉饲用甜高粱，结果发觉，再生水所占灌水比例与饲用甜高粱干草产量、粗蛋白质含量呈反比，其对可溶性糖含量无明显影响。但目前再生水灌溉对番茄的生理特性、产量品质，及灌溉对土壤及环境的影响的讨论尚不充分，有待进一步的探究。3.2 微咸水灌溉微咸水矿化度在25 gL-1在我国华北、西北及沿海地区分布广泛，

20、且大部分资源尚未开发利用。目前，讨论微咸水灌溉对作物的影响越来越受到国内外学者的重视。前人讨论说明，干旱地区土壤溶液浓度大，渗透势高，微咸水灌溉可以有效缓解这种状况，而且微咸水灌溉不仅可以提供作物所需水分，还可以通过淋洗削减作物根系部分的盐分，有利于作物的生长发育33。微咸水的灌溉水量和灌溉次数均会对土壤积盐造成影响，适当增大灌溉量有利于土壤盐分的淋洗，缓解盐害，促进作物生长。如吴蕴玉等34设置不同的盐分浓度1.0、3.0、5.0 dSm-1和灌水量280、320、360 mm对番茄进行灌溉，发觉低水高盐降低了番茄最大叶面积指数，不利于番茄生长及产量，但提高了番茄果实密度、可溶性固形物含量、总

21、酸含量、维生素C含量及糖酸比，提高了番茄品质，且水盐浓度和灌水量对番茄品质均有显著影响，但其交互作用对番茄品质指标的影响不显著，并提出盐分3.0 dSm-1、灌水量360 mm为最正确微咸水灌溉方案。吴蕴玉等34也通过讨论证明微咸水直接灌溉番茄果实会增加果实各部位蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶的活性，促进蔗糖的合成积存;提高转化酶AI、NI活性，并促进蔗糖分解，有助于果实中糖分积存，但果实产量也显著降低。但是微咸水灌溉不当会造成土壤盐渍化或者灌溉和降雨淋洗将土壤中的盐分带入地下水，造成地下水污染，所以在使用微咸水灌溉时不仅要考虑到作物的耐盐性，还要考虑微咸水灌溉对土壤和环境造成的影响。目前利用微咸

22、水灌溉主要以直接灌溉、咸淡水混灌和咸淡水轮灌的方式为主35。已有的讨论结果说明，微咸水通过渗透、盐离子作用以及土壤理化性质的改变影响作物的生长、产量和果实品质，尤其是果实中的糖分含量36，微咸水中含有大量的盐离子，若灌溉方式不当会增加土壤中的盐分，造成土壤盐渍化，引起作物根区土壤溶液渗透势下降，造成植株吸水困难，严峻时可导致植株生理干旱而死亡37。讨论说明，同一种矿化度的灌溉用水使用不同的灌溉方式会造成不同的灌溉效果38。因此要对番茄进行微咸水灌溉讨论，到达既能有效利用微咸水，还能保证番茄正常生长，同时提高番茄品质与产量。郭梦吉39等试验结果说明，在结果期进行微咸水灌溉处理能促进番茄根部生长，

23、有利于番茄的生长发育;微咸水灌溉对根系的影响主要表如今直径2 mm的根系上，微咸水灌溉对番茄根系的空间分布基本没有影响。可以应用短期微咸水灌溉和降卑微咸水矿化度的灌溉方式，不仅能够节省淡水资源，幸免了微咸水直接灌溉对植株生长发育带来的危害，还补充了植物所需的养分元素35。总之，科学合理的灌溉方式在农业节水灌溉中起到特别重要的作用，应加大推广力度，加快进展科学灌溉体系。目前针对一种灌溉方式对番茄生长、产量和水分利用率影响的讨论比较多，但是针对多种灌溉方式对番茄影响的讨论较少，应进一步完善番茄生产治理指标。3.3 养分液适合的养分液供应量对果实产量和品质均有重要影响，如适合的养分液可以提高番茄产量

24、，改善果实养分品质，提高番茄果实硬度，有利于番茄果实的贮存和运输，还可改善果实的风味品质，如增加果实挥发性物质，提高特征香气物质含量等40。有讨论发觉，每株番茄在全生育期施加58.5 L养分液时，果实品质最正确41;番茄果实可溶性糖、番茄红素、维生素C含量随着养分液浓度的增加先增加后降低，当养分液含量为3.593 kgcm-2时，可有效提高番茄果实硬度、可溶性糖含量、番茄红素含量、维生素C含量、株高和生长速率42。讨论说明，科学使用配方养分液可促进番茄生长發育、增产提质、提高水肥利用率。番茄温室栽培前期宜接受园试配方养分液，后期宜使用山东番茄的养分配方，这2种养分液互相协作不仅促进番茄生长，还

25、可到达增产提质的效果43。在番茄不同生育期施加不同比例的养分液对番茄造成的影响又不尽相同，如坐果后施加合理比例的钾氮养分液可以促进番茄植株的生长，进而使番茄增产提质，促进植物汲取养分及合理安排养分物质。不同的栽培条件下最正确养分液的配比也不相同，如在沙培条件下，综合植株生长发育、果实品质、产量、养分等各项指标，认为mKmN=2.11为番茄第一穗果坐果后养分液最适合的钾氮比;在基质培条件下，养分液K/N比与果实硬度、可溶性固形物含量、可溶性总糖含量及有机酸含量呈现出正相关趋势，提高养分液钾氮比，果实硬度、可溶性固形物含量、可溶性总糖含量及有机酸含量都渐渐增加，当养分液中mKmN=2.91时番茄果

26、实品质最正确;当养分液中mKmN=2.11时，可在不降低番茄产量的基础上肯定程度改善果实品质44。 總之，养分液的添加量并不是越多越好，应针对番茄不同的生长期选择最适合的养分液及合适的供应量、供应浓度。不同的栽培条件下最适合的元素配比不同。3.4 水肥处理将灌溉与施肥结合起来的栽培治理技术称为“水肥一体化，该技术把施肥装置与微灌系统融为一体，将可溶性固体肥料或液体肥料融入灌溉水，随灌溉系统将肥料匀称、精确地输送到作物根部土壤，该灌溉模式具有高效的节水、节肥、增产等特点，显著提高综合经济效益45。相关讨论说明，水分利用效率和施肥程度相关，一般来说，合理施肥会促进植株水分利用效率的增加。已有讨论说

27、明，合理施肥有利于提高水分利用效率;中水中肥或者低水中肥条件下番茄的综合品质较好，高水高肥反而会造成番茄品质的下降46。目前，种植番茄面积特别大且灌水施肥时，大水大肥的现象特别普遍，这种做法超出了作物生长发育的需求，不仅会造成作物减产，而且长期以来会造成土壤盐分积存、酸化、地下水硝酸盐污染，严峻影响了土壤的可持续进展，所以完善水肥一体化灌溉施肥制度迫在眉睫47-49。已有讨论说明，不同水肥处理对番茄的生长发育有显著影响。王秀康等50讨论说明，灌水量与施肥量均对番茄株高产生影响，水肥交互作用对番茄株高可造成明显的影响，整个生育期内，番茄的茎粗与施肥量差异显著。张国红等51的讨论说明，日光温室种植

28、的番茄，其株高、茎粗、叶片数、叶面积随施肥量的提高渐渐增加。邢英英等52的讨论说明，番茄产量与根长、根质量、根体积及根外表积均呈现显著的线性正相关关系。因此，适度提高施肥量的确能够促进番茄的生长发育，在肯定程度上提高作物产量。不同的水肥处理对番茄的品质和风味影响显著，有讨论说明，番茄干物质积存量受施加肥量影响显著50。维生素C和番茄红素含量随施肥量的增加而先增加后降低，可溶性糖含量与施肥量呈负相关52。周继莹等13的讨论结果说明，番茄的颜色指数Color index与硬度都与灌水量呈负相关，削减灌水量可提高可溶性糖含量、降低有机酸含量。水肥过高并不能到达增产提质的效果，只有施加适合的水肥量才能提高番茄品质。在日光温室种植番茄模式下，施肥量与维生素C、有机酸、