栽培方式與土壤水分對黃瓜產量、品質及水分利用效率的影響

張朝文，梁銀麗，，王科鋒，穆 蘭，石國華

（1.西北農林科技大學 林學院，陜西 楊凌712100；2.中國科學院 水利部 水土保持研究所，陜西 楊凌712100）

黃瓜（Cucumis sativus L.）是我國廣大地區農業生產中的主要蔬菜作物之一。由于種植黃瓜效益高以及日光溫室、塑料大棚等各種栽培方式的廣泛應用，其栽培面積也不斷擴大，并且在周年蔬菜供應中占有重要的地位［1］。隨著經濟的快速發展，人們的蔬菜消費水平也不斷提高，已經由單求簡單的數量，發展到越來越重視蔬菜的營養品質。

提高黃瓜生產的經濟效益，要從增加產量入手。黃瓜是對水分敏感且耗水量較多的蔬菜，在生長發育期間需多次灌水，其水分的供應狀況對其生長發育、產量和生產效益有很大影響，成為黃瓜優質、高效和高產的關鍵因素。目前，有關不同水分條件對黃瓜產量、品質和水分利用效率的影響已有部分研究，郭生虎等［2］研究得出在滴灌條件下灌水量達到563mm時完全能滿足黃瓜水分需求。翟勝等［3］的研究表明，在溫室盆栽條件下不同生育時期不同土壤水分條件對黃瓜蒸騰量和產量有明顯影響，并提出黃瓜耗水規律、產量與水分之間的函數關系。李清明等［4］提出了溫室黃瓜初花期較適宜的節水灌溉上限指標；毛學森［5］等研究了日光溫室黃瓜虧缺灌溉對黃瓜產量和水分利用效率的影響，并提出相應的灌溉方案。何華［6］等提出了在日光溫室條件下黃瓜在初瓜期、盛瓜期和生長后期應保持的土壤水分含量，實現了水分利用與產量的高效統一。黃瓜的栽培方式呈現多樣化，在溫室栽培條件下采用不同栽培措施，其品質有一定的差異性［7］。用有機土基質栽培，能有效增加黃瓜產量并提高黃瓜品質［8］。大田栽培條件下有機栽培的黃瓜產量較低，但其品質卻最好［9］。而在遮雨棚條件下對黃瓜的研究多以盆栽為主［10］。不同栽培方式對黃瓜生長發育及產量影響的研究居多，但對其品質深入研究的較少。由于黃瓜種植的利潤較高，價格相對穩定，黃瓜的栽培面積，尤其是溫室黃瓜的栽培面積會進一步增加。有關不同水分條件對黃瓜產量、品質和水分利用效率的研究已有了大量報道，而不同栽培方式及土壤水分處理對其影響的研究還較少。本文通過研究不同栽培方式與土壤水分條件對黃瓜產量、品質和水分利用效率的影響，以期為黃瓜優質高產高效生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗研究于2012年4—8月在陜西省楊凌示范區西北農林科技大學水土保持研究所試驗場日光溫室及其遮雨棚內進行。試驗小區長3.0m，寬2.4 m。相鄰小區間用深埋60cm的隔水膜隔開，防止水分側滲。試驗地土質為黑壚土，田間持水率為24%，密度為1.26g／cm3，有機質為18.2g／kg，堿解氮為85mg／kg，速效磷為25.0mg／kg，速效鉀為216mg／kg，pH值為7.9。采用日產小型氣象自動記錄儀HOBO對1.5m高度處大氣溫度和大氣相對濕度進行動態監測。黃瓜整個生育期日光溫室和遮雨棚內的溫濕度如圖1所示。

1.2 試驗設計

供試品種為津春4號，栽培方式為日光溫室（G）和遮雨棚（S）。采用營養缽育苗，4月15日定植，5月3日進行水分處理。小區內株距為30cm，行距為60 cm。每小區分別施入尿素（含N量≥46.4%），磷酸二銨（N≥15.0%，P2O5≥42.0%），農用硫酸鉀（K2O≥50.0%）各54g作基肥，分別于5月18日和6月27日按此量追施化肥。試驗設2個水分水平，土壤含水率分別為田間持水率的60%～70%（W1）和90%～100%（W2），試驗共計4個處理（GW1，GW2，SW1，SW2），每個處理重復3次。控水前各處理灌水量保持一致。

圖1 黃瓜生育期日光溫室／遮雨棚的溫濕度

1.3 測試項目及方法

1.3.1 補水量的確定 生長期內每7d左右，采用TDR（time domain reflectometer）測定一次0—40cm土壤水分，并每15d用土壤烘干法校對土壤含水率。當土壤含水率低于設定的土壤含水率下限時按照上限補灌，用水表控制灌水量。分別統計各小區耗水量。計算補水量，公式為：

式中：M——灌溉量（m3）；S——小區面積；H——灌溉計劃濕潤層深度，H＝40cm；R——土壤密度（g／cm3）；Wa——田間持水率的60%～70%和90%～100%；Wb——實際測得含水率（%）［11］。

1.3.2 產量及生物量的測定 對每個小區做動態記錄，最后求出黃瓜總產量。依據產量和耗水量，計算水分利用效率（水分利用效率＝產量／耗水量）；取植株地上部和根系，挖取根系時，取長、寬和深均為40 cm的土塊，置于網袋中，用去離子水沖洗干凈。采用烘干稱重法測定地上莖葉部干重和地下根部干重。并計算根冠比，根冠比＝地下根部干重／地上莖葉部干重。

1.3.3 品質的測定 黃瓜果實各項營養品質指標分別于6月9日和7月6日測定，每次測定重復3次。每小區分別選取長勢均勻、生理成熟度相一致的成熟黃瓜果實，用榨汁機榨成勻漿，測定果實品質。采用鉬藍比色法［12］測定維生素C（Vc）含量，采用蒽銅比色法［12］測定可溶性糖含量，采用紫外吸收法［12］測定可溶性蛋白質含量，可溶性固形物含量采用PRO－101型糖度計測定。用Excel軟件進行數據整理，用DPS 7.05軟件進行數據方差分析，用LSD法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 產量與水分利用效率

生育期黃瓜產量、耗水量及水分利用效率計算結果詳見表1。由表1可以看出，在相同栽培方式下，土壤水分較高的處理產量和耗水量高于低水處理，表現為GW2＞GW1，SW2＞SW1，但是其水分利用效率卻隨著灌水量的增加而降低；在相同水分條件下，日光溫室的產量和水分利用效率比遮雨棚的高，表現為GW1＞SW1，GW2＞SW2，但其耗水量卻呈相反趨勢。

表1 各處理整個生育期的產量、耗水量及水分利用效率

2.2 栽培方式和水分處理對黃瓜根冠比的影響

黃瓜莖稈和葉片生長發育所需營養物質由根系來提供，而根系的發育與土壤水分密切相關。由表2可知，在相同栽培方式下，土壤水分較高的處理莖葉部干重、根部干重要高于低水處理，差異顯著，表現為GW2＞GW1，SW2＞SW1，其根冠比卻隨著灌水量的增加而降低；在相同水分條件下，日光溫室的莖葉部和根部干重要比遮雨棚的高，差異顯著，表現為GW1＞SW1，GW2＞SW2，其根冠比卻呈相反趨勢。

表2 栽培方式及水分處理對黃瓜根冠比的影響

2.3 栽培方式及水分處理對黃瓜品質的影響

2.3.1 相同栽培方式下水分處理對黃瓜品質的影響

由表3可看出，在相同栽培方式的不同水分處理下可溶性糖、蛋白質、Vc含量、可溶性固形物隨著土壤含水率的增加而降低。不同處理間差異顯著，表現為GW1＞GW2和SW1＞SW2的趨勢。兩次測定結果表明不同土壤水分處理對果實品質的影響基本相同，在趨勢上表現一致性。水分虧缺使果實水分含量降低，可溶性糖含量增加，而充分灌溉使果實水分含量較高，可溶性糖含量減少，即低水灌溉提高了果實的品質。

表3 栽培方式及水分處理對黃瓜品質的影響

2.3.2 相同水分條件下栽培方式對黃瓜品質的影響

由表3可以看出，在相同水分條件下，不同栽培方式對蔬菜品質的影響達到顯著差異。遮雨棚條件下的可溶性糖、蛋白質、Vc含量、可溶性固形物與溫室相比呈現顯著性，處理間差異顯著，表現為SW1＞GW1，SW2＞GW2的趨勢。兩次測定結果表明不同栽培方式對果實品質的影響基本相同，在趨勢上表現一致性，遮雨棚內栽培比溫室栽培的品質要好。

3 結論

黃瓜需水量較大，在相同栽培方式下，土壤含水率的增加有利于產量的提高，耗水量隨土壤含水率上升而增加。黃瓜生物量（地上、地下部干重）也隨著土壤含水率增加而增加，說明較高的土壤含水率對其產量形成和生物量的累積具有明顯的促進作用，但是其根冠比卻隨著土壤含水率的增加而降低［13］。因而土壤水分不足對地上部分的影響比對根系的影響大，使根冠比增大。較低的土壤含水率利于水分利用效率和果實品質提高，Vc、可溶性糖、可溶性蛋白質含量和可溶性固形物較高。可見不同的灌水量對黃瓜產量和品質有顯著影響［14］。隨著灌水量的增加，黃瓜產量有所提高，但水分利用效率則隨之下降，黃瓜品質亦有下降的趨勢，這與王新元等人［15］的結論一致。在相同水分條件下，日光溫室黃瓜的產量和生物量高于遮雨棚，可能是由于溫室條件下生長環境相對穩定，生物量和產量明顯升高。但是從營養品質上比較，遮雨棚內黃瓜的品質優于日光溫室，由于溫室的密閉效應，溫室內的空氣相對濕度比較高，溫室內光合有效輻射PAR為700～850μmol／（m－2·s），較遮雨棚降低了7.8%～12.4%，弱光逆境是導致溫室黃瓜品質下降的一個主要因素，可經常清潔棚膜保持表面清潔，采取輔助光源以及更新透光性良好的新型薄膜等有效措施改良其品質。

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