温室能充分调节利用光、热、水、土资源,为作物的生长发育提供适宜的环境。随着社会经济的快速发展和生活水平的日益改善,人们更加重视蔬菜产品品质的提高和无公害生产。在水资源日益紧缺的大背景下,以滴灌为主的节水灌溉技术被越来越多的应用于温室蔬菜的生产中,并突显出其优越性和重要性。基于目前的社会经济形势,研究滴灌条件下温室蔬菜的需水特性及优质高效灌溉指标,可以促进日光温室蔬菜节水灌溉的发展,提高水分利用效率,实现日光温室蔬菜的优质高产、以水调质的功效,对日光温室水肥资源高效利用及生产效益的提高具有重要意义。本项研究以种植区域十分广泛、种植面积非常大的番茄为主要研究对象。试验于2008年和2009年在中国农业科学院农田灌溉研究所作物需水量试验场内的日光温室中进行,采用常见的宽窄行方式种植。根据番茄的生长发育特性,将番茄的整个生育期划分为苗期、开花坐果期和成熟采摘期3个阶段,在苗期设计3个土壤水分控制下限(占田间持水量的百分比)处理,在开花坐果期和成熟采摘期都设置4个土壤水分控制下限处理,另外设置一个全生育期都充分供水的处理作为对照,共计10个试验处理。试验采用随机布设,重复3次。通过两年较为系统的田间试验和实验室分析,对不同土壤水分状况下温室番茄植株生长发育状况、生理生态特性、棵间土壤蒸发和植株蒸腾规律、最终产量和产品品质及水分利用效率进行了系统的观察研究,取得的主要研究结果如下:(1)任何生育阶段发生水分亏缺均会降低番茄叶片光合速率及气孔开度,进而影响干物质的累积和运转,但不同时期水分亏缺的影响形式及程度有所不同。苗期水分亏缺会抑制番茄植株的正常生长,但水分过高会使植株营养生长过大,不利于光合产物向果实的运移;开花坐果期水分亏缺不仅抑制了番茄植株的生长发育,而且会降低干物质的累积速率,并最终影响到果实产量;成熟采摘期水分亏缺会加速番茄植株的衰老,降低植株干物质总量,对番茄果实产量的影响最为明显。试验表明,只有在适宜的阶段合理的控制土壤水分下限,才能既不影响番茄植株正常生长发育及生理需水,又能有效地抑制番茄的冗余生长,使光合产物向有利产量形成的方向运转,为产量形成提供良好的基础。(2)番茄苗期适度水分亏缺(土壤水分保持在田间持水量的50%~55%)可提高坐果率,降低畸形果比率,但果实总体偏小,果实成熟主要集中到采摘后期;开花坐果期过度水分亏缺(土壤水分降到田间持水量的65%以下)虽可促进果实成熟,但降低了成果数,且易形成小果和畸形果;成熟采摘期水分过高(田间持水量的80%以上)或过低(田间持水量的65%以下)均会降低番茄产量,水分亏缺(田间持水量的65%以下)使成果数降低、畸形果比率增加。(3)滴灌条件下,温室番茄的耗水量与土壤水分状况(处理)有着密切的关系。不论是总耗水量还是阶段耗水量,均随着土壤水分的降低而减小。番茄产量与全生育期灌水量及耗水量之间均呈现良好的二次函数关系,相关系数均达到0.90以上。温室番茄的经济耗水量在311.83~348.18mm之间。(4)在番茄整个采摘过程中,同一水分处理不同时间采摘的果实,品质具有较大差异。因此,某一次采摘果实的品质测定值,均无法很好地代表整个采摘期的品质性状。这一现象在所有水分处理中都存在。因此,取若干次采摘果实品质测定值的平均值,可以在一定程度上消除采摘时间不同所产生的差异。不同生育阶段土壤水分调控对番茄果实储运品质(硬度)和营养品质(糖酸比、VC含量、可溶性蛋白含量、硝酸盐含量等)的影响程度不同,其中苗期影响较小,开花坐果期和成熟采摘期影响较大。总体上看,果实硬度和VC含量随水分胁迫程度的增加而提高,与耗水量呈线性负相关关系;硝酸盐含量与耗水量呈下凸型二次抛物线关系,糖酸比与耗水量呈上凸型二次抛物线关系,而可溶性蛋白质含量对水分调控的敏感性较小。水分调控可在一定程度上改善果实的某些品质特性。(5)番茄棵间土壤蒸发和植株蒸腾速率受气象条件、土壤水分状况及作物自身生长状况等因素的影响。棵间土壤蒸发与总辐射、气温、饱和水汽压差等气象因子呈指数正相关关系,而植株日茎流量与日总辐射呈线性正相关,与空气饱和水汽压差呈对数正相关关系。相对土壤蒸发强度与番茄叶面积指数呈指数负相关关系,而茎流速率与叶面积指数呈线性正相关关系,二者呈现明显的此消彼长变化。研究结果表明,番茄植株茎流速率经标准化处理后可以很好地表示植株的蒸腾速率。以Penman-Monteith方程为基础,针对温室特定的小气候环境,对番茄冠层整体气孔阻力、空气动力学阻力等参数进行了修正,建立了以气象数据、叶面积指数和冠层高度为主要参数的温室番茄蒸腾量估算模型。分别采用2009年5月2日~13日(处于开花坐果期内)和2009年6月9日~20日(处于成熟采摘期内)两个时段内的茎流速率与茎流量实测值对建立的蒸腾量估算模型进行验证,模拟结果的平均相对误差分别为8.48%和9.20%,表明所建模型可以较好地的计算温室番茄的蒸腾量。通过对温室番茄需水规律及其影响因素的分析,首次提出了基于常规气象数据的温室番茄需水量估算模型,分别采用2009年5月2日~13日(处于开花坐果期内)和2009年6月9日~20日(处于成熟采摘期内)两个时段的实测蒸腾量和实测棵间土壤蒸发量对模型进行验证,模型模拟值的平均相对误差小于10%。在建立的需水量估算模型基础上,引入土壤水分修正系数K(θ),建立了适用于水分胁迫条件下估算温室番茄蒸发蒸腾量的模型。(6)以产量、水分利用效率、单果重、果实硬度、糖酸比和VC含量为主要评价指标,采用主成份分析法,确定了能够实现温室番茄优质、高产、高效三者相统一的土壤水分适宜控制下限指标,即苗期为田间持水量的60%~65%,开花坐果期和成熟采摘期均为田间持水量的70%-75%。