痕量灌溉技術在日光溫室西葫蘆栽培上的應用研究

摘要：以西葫蘆（Cucurbita pepo L.）為材料，微噴灌溉為對照，研究痕量灌溉管不同埋深對日光溫室春季西葫蘆生長、產量和水分生產效率的影響，結果表明，痕量灌溉管不同埋深處理后對西葫蘆的生長影響無差異性；與對照相比，埋深6、12 cm 2個處理的西葫蘆葉片蒸騰速率分別降低了1.26、1.72 mmol （H2O）/（m2·s），葉片凈光合速率分別提高了1.40、1.09 μmol （CO2）/（m2·s），果實有機酸含量分別降低了17.2%、6.9%；微噴灌溉的果實VC含量分別比2個處理降低了32.7%、30.5%。在0～6 cm深基質里含水量高低表現為微噴灌溉>痕量灌溉管埋深6 cm>痕量灌溉管埋深12 cm，在6～12 cm深基質里含水量高低表現為微噴灌溉>痕量灌溉管埋深12 cm>痕量灌溉管埋深6 cm；痕量灌溉管埋深6、12 cm的處理其667 m2的耗水量分別比微噴灌溉下降了65.7%、61.7%，水分生產效率分別增加了102.4%、88.1%。綜合產量、耗水量等經濟因素，西葫蘆基質栽培的痕量管埋深以6 cm為宜。

關鍵詞：痕量灌溉；西葫蘆（Cucurbita pepo L.）；灌溉管；埋深；產量；水分生產效率

中圖分類號：S275.9 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）02-0381-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.02.029

水資源短缺和浪費已經成為限制農業發展的瓶頸，提高水分生產效率，發展節水農業是實現農業可持續發展的關鍵。節水灌溉發展到今天形成了多種模式，如微灌、滴灌、滲灌[1]等，這些灌溉模式需要人們根據植物的生長狀況和土壤含水量的高低來確定是否需要實施，并且使用的灌水管道很容易堵塞，是一種傳統的、間斷式的灌水技術。痕量灌溉是一種新型的節水灌溉技術[2]，其是將植物-土壤毛細管-灌水系統組合成一個水勢平衡環境，利用膜過濾技術實現植物主動吸水，是在滲灌技術基礎上形成的一種高效的節水灌溉技術。痕量灌溉通過特制的控水頭和輸水管道，將水、營養液緩慢、適量、持續地輸送至植物根系周圍土壤里，以滿足植物對水分的需求[3，4]。痕量灌溉相比滲灌具有很強的抗堵塞能力，目前痕量灌溉在生菜[5]、番茄[6，7]、溫室桃[8]、茄子[9]、茴香[10]、甜椒[11]、越橘[12]、葡萄[13]等作物上已經有研究報道。為此，試驗以微噴灌溉為對照，設計了痕量管埋深6、12 cm 2個處理，初步探索了在基質栽培條件下，日光溫室西葫蘆（Cucurbita pepo L.）栽培中痕量灌溉管的適宜埋設深度對植株光合生理和生長、產量與品質及栽培基質含水量、水分生產效率等方面的影響，現將結果報告如下。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2014年3月11日開始，在寧夏回族自治區賀蘭園藝產業園科研開發區智能玻璃溫室中進行，供試西葫蘆品種為新瑞8號，整個生育期使用寧夏大學研發的營養液，營養液配方見表1，栽培基質為蛭石∶珍珠巖=1∶1，其基本理化性質是pH 7.65、EC 1.4 ms/cm、容重0.15 g/cm3、銨態氮含量1.21 mg/kg、速效磷9.44 mg/kg、速效鉀859.50 mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗采用完全隨機區組設計，設3個處理，分別是痕量灌溉管道埋深6 cm（A1）、管道埋深12 cm（A2）、微噴（CK），各處理都重復3次，小區面積10 m2。3月11日定植，6月10日收獲，雙行定植，株行距45 cm×115 cm，每677 m2定植2 400株。

1.3 測定項目與方法

栽培基質含水量采用烘干法在花期采樣測定；西葫蘆植株的形態生長指標株高、莖粗在移栽成活后按常規方法測定。光合參數用便攜式光合-熒光測量系統GFS-3000（德國WALZ公司）測定，包括葉片凈光合速率（Net photosynthetic rate，Pn）、蒸騰速率（Transpiration rate，Tr）、葉片氣孔導度（Stomatal conductance，Gs）、胞間CO2濃度（Intercellular CO2 concentration，Ci）和水分飽和虧缺（Wter saturation deficit，WSD）等光合參數。果實品質在盛果期測定，維生素C含量采用鉬藍比色法[14]測定，有機酸含量采用NaOH滴定法[14]測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[14]，可溶性固形物含量采用TD-45數字折光儀測定，計算糖酸比。采收期記錄不同小區的產量，依據小區面積折算成667 m2的產量，記錄整個生育期的耗水總量，通過產量計算水分生產效率。

1.4 數據處理

試驗所得數據均采用Microsoft Office Excel 2003軟件處理并作圖，應用SAS 8.2統計軟件進行最小顯著差數法（LSD）多重比較分析。

2 結果與分析

2.1 痕量灌溉管不同埋深對西葫蘆生長的影響

蔬菜的生長與水分的關系密切，對水分的依賴非常明顯，但是過多的水分會造成水資源的浪費，試驗里痕量灌溉管不同埋深對西葫蘆生長的影響情況見圖1。從圖1可以看出，西葫蘆的生長隨時間的延續而增加，其中株高的生長呈現“S”型曲線變化，到4月25日，A1、A2、對照3個處理的株高分別為70.1、72.9、75.6 cm，相互間的差異不明顯；莖粗的生長在4月16號之前其變化呈現出近似一元函數的關系，并且在前期（4月7日前）A1、A2處理的莖粗大于對照，到4月25日，A1、A2、對照的莖粗分別為13.5、14.3、15.0 cm，3個處理間的差異不明顯。

2.2 痕量灌溉管不同埋深對西葫蘆光合生理指標的影響

試驗測定的痕量灌溉管不同埋深對西葫蘆光合生理指標的影響情況見表2。由表2可知，對照葉片的蒸騰速率高于A1、A2處理；而水分飽和虧缺的高低是A1>A2>對照，且A1處理與對照相比差異顯著（P<0.05），水分飽和虧缺指標能夠反映植物抗脫水能力的強弱，說明痕量灌溉管埋深6、12 cm處理提高了西葫蘆植株抗干旱脅迫的能力。另外，對照的氣孔導度高于A1、A2處理，A1、A2處理的凈光合速率高于對照，且A1大于A2，說明水分供應過多后，葉片的蒸騰速率加大，反而降低了葉片的凈光合速率，不過3個處理間的差異不顯著（P>0.05）。胞間CO2濃度的高低為A2>A1>對照，3個處理間也是差異不顯著（P>0.05）。

2.3 痕量灌溉管不同埋深對西葫蘆品質的影響

蔬菜品質的優劣決定其市場價格和消費需求強弱，試驗測定的痕量灌溉管不同埋深對西葫蘆果實品質指標的影響情況見表3。由表3可知，A1處理的西葫蘆果實中可溶性固形物的含量顯著高于A2、對照（P<0.05）；可溶性總糖、VC的含量表現為A1>A2>對照，但3個處理間差異不顯著（P>0.05）。有機酸的含量對照最高，為0.29%，與A1處理間差異顯著（P<0.05），與A2處理間差異不顯著（P>0.05）。糖酸比是最能直接反映果實品質的一個品質指標，其大小順序為A1>A2>對照。

2.4 痕量灌溉管不同埋深對西葫蘆開花期栽培基質含水量的影響

試驗測定的痕量灌溉管不同埋深對西葫蘆開花期栽培基質含水量的影響情況見圖2。由圖2可知，無論是痕量灌溉還是微噴灌溉，基質含水量都呈現出動態變化的曲線，但是痕量灌溉基質含水量動態變化曲線比較平緩，微噴灌溉基質含水量動態變化曲線起伏較大。從圖2還可知，A1、A2處理在0～6 cm土層里基質含水量最大值分別為1.78%、1.68%，在6～12 cm土層里基質含水量最大值分別為1.74%、1.78%，而對照在0～6 cm土層里基質含水量最大值為2.26%，在6～12 cm土層里基質含水量最大值為2.63%，對照在0～6 cm土層的基質含水量最大值小于在6 ～12 cm土層的基質含水量，同時由圖2還可以看出，痕量灌溉處理后不同土層的基質含水量均低于微噴灌溉，這能夠有效減少蒸發、降低小環境空氣的相對濕度，對西葫蘆植株的生長有利。

2.5 痕量灌溉管不同埋深對西葫蘆產量及水分生產效率的影響

提高蔬菜作物水分生產效率，是實現節水灌溉最有效的途徑，試驗測定的痕量灌溉管不同埋深對西葫蘆產量及水分生產效率的影響情況見表4。由表4可知，痕量灌溉處理后西葫蘆單株結果數、單果重都受到了影響，與對照相比差異顯著（P<0.05），單純從追求產量的角度來講，痕量灌溉處理后產量顯著低于對照（P<0.05），但從節水角度來講，痕量灌溉能有效減少水資源的消耗，如A1、A2處理的667 m2產量相對于對照分別下降了30.5%、27.9%；但耗水量比對照分別下降了65.7%、61.7%，水分生產效率分別增加了102.4%、88.1%。

3 小結

痕量灌溉管埋深6、12 cm的處理可使西葫蘆的株高、生長呈S形曲線變化，同時與對照微噴灌溉相比，西葫蘆的生長差異不明顯；埋深6、12 cm 2個痕量灌溉管處理的西葫蘆葉片蒸騰速率與微噴灌溉相比分別降低了1.26、1.72 mmol （H2O）/（m2·s），葉片凈光合速率分別提高了1.40、1.09 μmol （CO2）/（m2·s），果實有機酸含量分別降低了17.2%、6.9%；微噴灌溉的果實VC含量分別比2個痕量灌溉處理降低了32.7%、30.5%。在栽培基質含水量方面，痕量灌溉基質含水量動態曲線隨時間變化比較平緩，而微噴灌溉基質含水量動態曲線則隨時間變化起伏較大，在0～6 cm深基質里含水量高低表現為微噴灌溉>痕量灌溉管埋深6 cm>痕量灌溉管埋深12 cm，在6～12 cm深基質里含水量高低表現為微噴灌溉>痕量灌溉管埋深12 cm>痕量灌溉管埋深6 cm；痕量灌溉管埋深6、12 cm的處理其西葫蘆單株結果數、單果重與微噴灌溉相比受到一定的影響，差異顯著，并且2個處理667 m2的產量相對微噴灌溉分別下降了30.5%、27.9%，不過667 m2的耗水量分別下降了65.7%、61.7%，水分生產效率分別增加了102.4%、88.1%。

綜合試驗結果來看，痕量灌溉管埋深6 cm處理的西葫蘆生長不受影響，果實品質有明顯的提高，基質含水量降低的同時也降低了溫度、濕度，同時耗水量顯著降低，水分生產效率明顯提高，因此，在基質栽培條件下痕量灌溉管埋深6 cm為西葫蘆栽培適宜的埋設深度。針對本試驗的結果，提出影響痕量灌溉管道適宜埋深的2個主要因素，一個是要針對栽培作物根系的特點來處理埋深，如對于瓜類等淺根性作物，生產中節水管道應該適當的淺埋；另一個是針對基質的理化特性考慮，因為基質孔隙度及基質容重對節水灌溉管埋深有著重要的影響，如在沙培中，由于沙子透氣性好、保水能力差、容重大，節水管道應該適當的淺埋。

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