CN101554117A

CN101554117A - 一种盐水灌溉番茄的方法

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Publication number: CN101554117A
Application number: CNA2008101039234A
Authority: CN
Inventors: 李银心; 贺希格都愣
Original assignee: Institute of Botany of CAS
Current assignee: Institute of Botany of CAS
Priority date: 2008-04-11
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2028-04-11
Also published as: CN101554117B

Abstract

本发明公开了一种盐水灌溉番茄的方法。该方法是在开花坐果期或第一穗果实膨大期或第二穗果实膨大期或采收期中的任一时期对番茄进行盐水灌溉，其他时期用淡水进行灌溉；其中，所述开花坐果期为第一朵花开放至第一穗果实直径达2cm；所述第一穗果实膨大期为第一穗果实直径达2cm至第二穗果实直径达2cm；所述第二穗果实膨大期为第二穗果实直径达2cm至第一个果实采收；所述采收期为第一个果实采收至采收结束；所述盐水矿化度为2g/L－10g/L。本发明的节水灌溉方法在节水农业生产上有很大的实际意义。

Description

一种盐水灌溉番茄的方法

技术领域

本发明涉及一种盐水灌溉番茄的方法。

背景技术

中国年均水资源总量约28124×10⁸m³，其中河川径流总量27115×10⁸m³，地下水资源8288×10⁸m³，总量居世界第6位，而人均占有量仅2314m³，只相当世界水平的1/4，居第88位。水资源地域分配也极不均匀，80％以上集中在长江流域及其以南地区，占全国人口42％、耕地62％的北方干旱、半干旱地区，水资源总量仅占20％，使得北方地区严重缺水。缺水也是世界各国都在面临的问题。由于用水需求超过供水增长，改变目前的粗放灌溉情况，逐步向精确调控的节水灌溉方式发展已成为一种趋势。

随着人口的日益增加和经济的迅速发展，对水资源的需求日益增大，节水灌溉已不能满足生产需要，各国均把劣质水开发利用作为弥补淡水资源短缺的另一个途径。

微咸水/咸水、农业排出水、工业及生活废污水是灌溉常用的劣质水。2003年我国完成的地下水资源评价表明，全国地下水天然资源量多年平均为9235×10⁸m³，其中地下微咸水天然资源为277×10⁸m³，地下半咸水天然资源为121×10⁸m³，合理利用这些劣质水对缓解地区水资源紧缺、抑制环境恶化、支持农业发展，有重大的现实意义。劣质水越来越多地被应用在干旱、半干旱地区农业生产，美国、印度、以色列等国家在这方面积累了丰富的经验。我国利用微咸水进行灌溉从宁夏南部开始，已有40年的历史，但发展较为缓慢。海水是除了劣质水、雨水-径流之外的非常规农业水资源，由于其高盐浓度，动植物很难直接利用，需要脱盐或稀释后方可使用。近年来科学家出人意料地发现，在众多的植物种质资源中，竟存在着极少数耐海水的农作物，查明植物耐海水的分子基础并应用细胞工程和基因工程的方法可培育出耐盐、耐海水的作物新品种。除了这些高度耐盐、耐海水的农作物新品种以外，非盐生植物对盐胁迫也有一定的抗性。不同植物对盐胁迫的响应不同，并且同一种植物不同生育阶段对盐水的敏感性也有所不同。稀释的海水或海水淡水交替灌溉的情况下，非盐生植物也能正常的生长发育，开花结果。

前人关于番茄灌溉方面的研究主要偏重于灌溉方式和番茄的生理生态效应，且多是针对某个方面的单项机理研究，未能联系产量、品质进行分析，使研究结果具有一定的局限性。目前关于土壤水分对番茄光合生理的研究主要为苗期研究；对品质的影响偏重于盐水处理开始时期。灌溉指标的研究主要集中在灌溉临界点的选择上，并且胁迫处理没有分期进行，处理贯穿整个生育期，从而往往对植物产生太大的伤害。在当前耕地面积日趋减少、人口不断增加和淡水资源不足的情况下，通过节水灌溉及合理开发、利用微咸水/咸水资源，合理进行水土管理等途径来促进农业发展，已成为国内外生物科学界迫切需要解决的重大课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种盐水灌溉番茄的方法。

本发明提供的一种盐水灌溉番茄的方法，是在以下四种时期中的任一时期用番茄正常生长需水量的盐水对番茄进行灌溉，在除四种时期中的任一时期外的生育期用番茄正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉：

a)开花坐果期；

b)第一穗果实膨大期；

c)第二穗果实膨大期；

d)采收期；

所述开花坐果期为第一朵花开放至第一穗果实直径达2cm；所述第一穗果实膨大期为第一穗果实直径达2cm至第二穗果实直径达2cm；所述第二穗果实膨大期为第二穗果实直径达2cm至第一个果实采收；所述采收期为第一个果实采收至采收结束。所述盐水矿化度为2g/L-10g/L。

为了在节约淡水的同时不降低番茄的产量或提高番茄的产量，根据番茄种植季节的不同，可选择在不同的时期进行盐水灌溉。

其中，所述番茄在春季种植，优选在第一穗果实膨大期的全期或其任一阶段进行矿化度为2g/L或5g/L的盐水灌溉；也可优选在第二穗果实膨大期的全期或其任一阶段进行矿化度为2g/L或5g/L的盐水灌溉。所述番茄在夏季种植，优选在第一穗果实膨大期的全期或其任一阶段进行矿化度为2g/L或5g/L的盐水灌溉。也可优选在第二穗果实膨大期的全期或其任一阶段进行矿化度为2g/L的盐水灌溉。或可优选在采收期的全期或其任一阶段进行矿化度为2g/L或5g/L的盐水灌溉。

本发明的盐水灌溉方法，在节约淡水的同时对番茄产量的影响很小，甚至提高了番茄的产量，且番茄果实的品质有了不同程度的提高。本发明的盐水灌溉方法兼顾了淡水资源的节约、番茄的产量与品质，对节水农业生产有很大的实际意义，将在番茄的种植中得到广泛的应用，同时使咸水/微咸水资源得到了有效的利用。

具体实施方式

本发明将番茄的生长期划分为开花坐果期(第I阶段，第一朵花开放至第一穗果实直径达2cm)、第一穗果实膨大期(第II阶段，第一穗果实直径达2cm至第二穗果实直径达2cm)、第二穗果实膨大期(第III阶段，第二穗果实直径达2cm至第一个果实采收)、采收期(第IV阶段，第一个果实采收至采收结束)四个阶段。

实施例1、番茄的盐水灌溉

供试番茄品种商品名为“中杂9号”，分春季定植和夏季定植，春季定植于2007年2月1日播种，于2007年3月16日定植到直径20cm，高20cm的大花盆，生长在温室内。夏季定植于2007年4月1日播种，于2007年5月10日定植到直径20cm，高20cm的大花盆，生长在温室内。

温室日间温度在春季为22-30℃，夜间为15-20℃，相对湿度60％-80％，每天光照16h。夏季温室温度比春季高，日间为25-33℃，夜间为18-23℃，其余条件相同。基质为施过基肥的草炭土∶蛭石＝1∶1，基质的田间持水量大约为50％。苗期适当进行蹲苗，以免发生徒长。每个花盆定植一株番茄。

根据下述实验要求，在番茄缓苗后进行相应的盐水灌溉。本实验所用盐水用NaCl配制。盐水的矿化度为2g/L-10g/L，电导率为3.33-16.67 dS m^-1，水的矿化度通常以1升水中含有各种盐分的总克数来表示(克/升)。

2007年3月16日(春季)定植的番茄按照如下方法用番茄正常生长需水量的盐水灌溉：

(1)在第I生育阶段进行盐水灌溉，盐水的矿化度为2g/L，电导率为3.33dSm^-1，除第I生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用2-1表示)

(2)在第II生育阶段进行盐水灌溉，盐水的矿化度为2g/L，电导率为3.33dSm^-1，除第II生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用2-2表示)

(3)在第III生育阶段进行盐水灌溉。盐水的矿化度为2g/L，电导率为3.33dSm^-1，除第III生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用2-3表示)

(4)在第IV生育阶段进行盐水灌溉，盐水的矿化度为2g/L，电导率为3.33dSm^-1，除第IV生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用2-4表示)

(5)在第I生育阶段进行盐水灌溉，盐水的矿化度为5g/L，电导率为8.33dSm^-1，除第I生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用5-1表示)

(6)在第II生育阶段进行盐水灌溉，盐水的矿化度为5g/L，电导率为8.33dSm^-1，除第II生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用5-2表示)

(7)在第III生育阶段进行盐水灌溉。盐水的矿化度为5g/L，电导率为8.33dSm^-1，除第III生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用5-3表示)

(8)在第IV生育阶段进行盐水灌溉，盐水的矿化度为5g/L，电导率为8.33dSm^-1，除第IV生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用5-4表示)

(9)在第I生育阶段进行盐水灌溉，盐水的矿化度为10g/L，电导率为16.67dSm^-1，除第I生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用10-1表示)

(10)在第II生育阶段进行盐水灌溉，盐水的矿化度为10g/L，电导率为16.67dSm^-1，除第II生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用10-2表示)

(11)在第III生育阶段进行盐水灌溉。盐水的矿化度为10g/L，电导率为16.67dSm^-1，除第III生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用10-3表示)

(12)在第IV生育阶段进行盐水灌溉，盐水的矿化度为10g/L，电导率为16.67dSm^-1，除第IV生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用10-4表示)

对照全生育期进行正常生长需水量的淡水灌溉。

2007年5月10日(夏季)定植番茄的按照如下方法用番茄正常生长需水量的盐水灌溉：

(5)番茄在第I生育阶段进行盐水灌溉，盐水的矿化度为5g/L，电导率为8.33dS m^-1，除第I生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用5-1表示)

(7)在第III生育阶段进行盐水灌溉，盐水的矿化度为5g/L，电导率为8.33dSm^-1，除第III生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用5-3表示)

(8在第IV生育阶段进行盐水灌溉，盐水的矿化度为5g/L，电导率为8.33dSm^-1，除第IV生育阶段外的生育阶段用正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉。(用5-4表示)

对照全生育期进行正常生长需水量的淡水灌溉。

每个处理3盆，实验重复3次。除灌溉不同外，其它管理均相同。第一穗果实膨大期时每盆根施1g尿素，七天后又叶面喷施0.2g/100mL的磷酸二氢钾。番茄采收结束时，统计盐水灌溉对番茄产量、品质以及地上鲜重的影响。本实验还统计了不同生育阶段盐水灌溉对番茄光合作用的影响。

1.盐水灌溉对番茄产量的影响

采收结束时，统计每株番茄的单果实重量，计算果实产量。

所得数据用Excel和SPSS软件进行处理，采用ANOVA进行多重差异分析。盐水灌溉对番茄产量的影响结果见表1。

表1.番茄的产量

同一列不同字母表示与对照在0.05水平上差异显著。(CK均表示为a，从上到下每遇到一个显著性差异换一个字母)

2007年春季的实验结果表明，2g/L及5g/L盐水第II、III阶段灌溉时产量基本上不受影响，只有10g/L第I和II阶段处理(10-1、10-2)时产量下降才是统计学上显著的。

2007年夏季的番茄产量也基本上类似。不同的是：除5g/L盐水第I阶段(5-1)以及10g/L I和III阶段灌溉(10-1、10-3)以外，其他阶段用2g/L、5g/L及10g/L盐水灌溉时产量基本上不受影响，其中有些处理还有助于增产(如2-3)。

因此，在番茄的不同生育阶段用盐水进行灌溉是兼顾节水和不减产的较好途径。低浓度的盐水(2g/L及5g/L)在第II、III阶段灌溉对产量的影响最小，因此我们认为第II和第III阶段是达到不减产目的的最佳盐水灌溉时期。

2.盐水灌溉对番茄果实品质的影响

通过测定春季定植番茄果实的总酸度和可溶性糖、维生素C的含量来反应番茄果实的品质。总酸度的测定采用酸碱指示剂滴定法(GB/T 12293-90)。可溶性糖的测定采用蒽酮比色法。维生素C含量的测定采用2，4-二硝基苯肼法(GB/T5009.86-2003)。

所得数据用Excel和SPSS软件进行处理，采用ANOVA进行多重差异分析。

盐水灌溉对番茄果实品质的影响结果见表2。

果实品质在大多数盐水灌溉条件下得到了不同程度的提高。除了第II阶段以外的盐水灌溉都能提高果实的可滴定酸度，其中很多在统计学上是显著的(例如2-1、2-3等)。可溶性糖的变化趋势与可滴定酸度的基本类似。第II和III阶段10g/L盐处理(10-2、10-3)提高了Vc含量，其余处理未能提高果实的Vc含量。

由此看出，提高果实品质是盐水灌溉除了节约淡水资源以外的一个优点。此外，即使是同一种处理，对不同的品质指标产生的影响也未必是相同的。在决定究竟选择怎样的处理组合的过程中，应该综合考虑产量与品质及生产目的等诸多因素。

上述结果说明，番茄果实的品质在我们指定的盐水灌溉条件下得到了不同程度的提高。

表2.番茄果实的品质(2007年春季)

3.盐水灌溉对番茄光合作用及地上鲜重的影响

a)光合速率、蒸腾速率、气孔导度的测定

光和速率、蒸腾速率、气孔导度的测定采用如下方法：

用美国LI-Cor公司生产的LI-6400便携式光合仪测量，光强用6400-02B红蓝光源控制在500μmol.m-2.s-1水平，于盐水灌溉处理后的第6天上午9点到11点进行测定，测定部位为从上往下的第五个叶片。所得数据用Excel和SPSS软件进行处理，采用ANOVA进行多重差异分析。

盐水灌溉对番茄植株(2007年春季)光合速率、蒸腾速率、气孔导度的影响结果见表3。

表3.番茄植株光和速率、蒸腾速率、气孔导度(2007年春季)

同一列不同字母表示与对照在0.05水平上差异显著(CK均表示为a，从上到下每遇到一个显著性差异换一个字母)。

番茄光合速率的实验结果表明，盐水灌溉下，光合速率都呈下降趋势。分别在第I、II和III阶段，10g/L盐水灌溉下光合速率显著下降；5g/L盐水灌溉下光合速率下降后但有部分恢复现象(如5-2)；2g/L盐水灌溉下恢复的更明显(如2-1)。总的来说，盐浓度越高，光合速率的降低程度也越大，复水以后也最难提高至正常水平。至少在光合速率方面，第III阶段盐分灌溉的影响较其余两个阶段(I、II)小一些。

番茄蒸腾速率和气孔导度的实验结果表明，盐水灌溉对番茄蒸腾速率和气孔导度的影响与光合速率的几乎是一致的。

环境对作物的影响最终体现在作物的生长上，而作物同化物的积累有95％来自光合作用。盐胁迫能使作物的光合速率、蒸腾速率以及气孔行为等均发生不同程度的变化，进而影响到光合产物的积累、转运及分配，最终影响到产量水平。10g/L高浓度盐水灌溉对栽培番茄果实产量不利，这正好与该处理引起的光合速率下降相对应。我们通过分析发现，光合速率与番茄产量有正相关性。因此，光合速率可以作为衡量和预测番茄产量的一个指标。

b)地上鲜重的测定

采收结束时，统计地上部分鲜重。盐水灌溉对番茄根和地上鲜重的影响结果见表4。

表4.番茄地上鲜重

表中↑表示与对照相比较增加；↓表示与对照相比较减少；→表示与对照相比较相等。

番茄在不同时期进行盐水灌溉对地上部分生长更有利，并且随着盐浓度的提高，地上部分生物量也有增加的趋势。盐水灌溉对番茄地上部分重量和产量的影响基本相反，地上部分重量也不随着光合速率的减弱而减少。也就是说，在盐水灌溉下，当光合速率低的时候，地上部分的鲜重相对较高；光合速率高的时候，地上部分的鲜重反而下降，取而代之的是产量的增加，说明产量的增减是光合产物在作物体内的分配比例发生变化的结果。因此，如果按照实验中所描述的方法，选择适宜的生育阶段进行盐水灌溉来合理调节光合产物在植物体内的分配比例，能够达到节水而不大幅减产的效果。

Claims

1、一种盐水灌溉番茄的方法，是在以下四种时期中的任一时期用番茄正常生长需水量的盐水对番茄进行灌溉，在除四种时期中的任一时期外的生育期用番茄正常生长需水量的淡水对番茄进行灌溉：

a)开花坐果期；

b)第一穗果实膨大期；

c)第二穗果实膨大期；

d)采收期；

所述开花坐果期为第一朵花开放至第一穗果实直径达2cm；所述第一穗果实膨大期为第一穗果实直径达2cm至第二穗果实直径达2cm；所述第二穗果实膨大期为第二穗果实直径达2cm至第一个果实采收；所述采收期为第一个果实采收至采收结束；

所述盐水矿化度为2g/L-10g/L。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述番茄在春季种植，在第一穗果实膨大期的全期或其任一阶段进行矿化度为2g/L或5g/L的盐水灌溉。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述番茄在春季种植，在第二穗果实膨大期的全期或其任一阶段进行矿化度为2g/L或5g/L的盐水灌溉。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述番茄在夏季种植，在第一穗果实膨大期的全期或其任一阶段进行矿化度为2g/L或5g/L的盐水灌溉。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述番茄在夏季种植，在第二穗果实膨大期的全期或其任一阶段进行矿化度为2g/L的盐水灌溉。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述番茄在夏季种植，在采收期的全期或其任一阶段进行矿化度为2g/L或5g/L的盐水灌溉。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述盐水的电导率为3.33-16.67dS m^-1。

8、根据权利要求2至6中任一所述的方法，其特征在于：所述矿化度为2g/L的盐水的电导率为3.33dS m^-1；所述矿化度为5g/L的盐水的电导率为8.33dS m^-1。

9、权利要求1至8中任一所述灌溉番茄的方法在种植番茄中的应用。