可降解地膜与调控亏缺灌溉联用提升加工番茄产量、水分利用效率及果实品质的研究

为应对气候变化下干旱地区番茄生产的水资源短缺问题，研究人员通过两年田间试验，比较了全灌溉(T1)、调控亏缺灌溉(RDI, T2)及RDI结合可降解地膜(T3)的效果。结果表明，T3在节水31%的同时显著提升可溶性固形物含量(+4%)、灌溉水分利用效率(WPI +71%)及关键应激代谢物（如脯氨酸+44%），为干旱区番茄可持续生产提供了创新方案。

　　

论文解读

在地中海炙热的阳光下，意大利南部的番茄田正面临严峻挑战。作为全球第三大加工番茄（Solanum lycopersicum L.）生产国，意大利每年产出510万吨番茄，但气候变化导致的干旱频发正威胁这一产业。研究预测，到2050年，意大利南部福贾地区的番茄产量将因水资源短缺和气温上升而锐减。更棘手的是，加工番茄对水分需求极高，而传统灌溉方式在干旱条件下难以为继——这就像要求运动员在沙漠马拉松中保持巅峰状态。

面对这一困境，由Italia Ortofrutta资助的研究团队开展了一项创新研究。他们在意大利南部的福贾和那不勒斯两地，进行了为期两年（2021-2022）的田间试验，比较三种灌溉策略：传统全灌溉（T1）、单纯调控亏缺灌溉（RDI, T2）以及RDI结合可生物降解地膜（T3）。研究目标直指农业生产的"不可能三角"——如何在节水的同时保障产量和果实品质？

关键技术方法
研究采用表型-代谢组学联用策略：1) 基于BBCH 702物候期（果实膨大期）的RDI调控，在非敏感生长阶段减少50%蒸散发量(ET_C)补给；2) 土壤可降解地膜覆盖处理；3) 通过HPLC测定番茄红素等品质指标；4) GC-MS代谢组学分析应激代谢物；5) 计算灌溉水分生产率(WP_I)和经济水分生产率(EWP)。

研究结果

Trial sites
两地土壤质地差异显著：福贾以粘壤土为主，那不勒斯则为砂质壤土。这种地理多样性增强了研究结论的普适性。

Irrigation, SWC, and soil temperature
T2策略平均节水31%（那不勒斯达37%），但加速了生育期进程，导致果实遮荫不足，日灼果增加23%。而T3通过地膜稳定土壤含水量(SWC)，使灌溉间隔延长至7天。

Discussion
代谢组学揭示T3的独特优势：应激相关代谢物丙氨酸(+50%)、甘氨酸(+31%)和脯氨酸(+44%)显著积累。其中脯氨酸作为渗透调节剂和抗氧化剂，暗示T3处理增强了氮素利用效率。地膜还缓解了RDI导致的番茄红素下降（T2降低15%，T3仅降5%）。

Conclusion
T3实现了"节水-增产-优质"三重突破：相比T1，市场级果实产量提升23%，可溶性固形物(Brix)增加28%，EWP提高78%。这种组合策略如同给番茄植株配备了"智能水囊"——地膜保墒缓冲了RDI的胁迫冲击，而精准灌溉则优化了水分分配。

该研究发表于《European Journal of Agronomy》，其意义远超技术层面：1) 为地中海气候区提供即用型抗旱方案；2) 首次阐明RDI与生物地膜协同作用的代谢基础；3) 提出的EWP指标为农业政策制定提供量化工具。正如第一作者Campi Pasquale强调的："这不是简单的技术叠加，而是重新定义了干旱区番茄生产的水资源管理范式。"随着全球干旱带扩张，这种"地膜护驾、精准灌溉"的模式或将成为可持续农业的新标配。