不同滴灌頻率對大田覆膜小西瓜生長特性及品質的影響

李 波，黃修橋，徐建新， 范永申，韓啟彪，李 文,3

(1. 華北水利水電大學，鄭州 450000；2. 中國農業科學院 農田灌溉研究所/河南省節水農業重點實驗室，河南 新鄉 453002； 3.中國農業科學院研究生院，北京 100081)

西瓜是豫北平原主要經濟作物之一，在河南新鄉等地廣泛種植，對提高農民收入有重要作用。西瓜耗水量大，隨著豫北平原區地下水資源日趨緊張，如何進一步提高西瓜灌溉水利用效率、保質保量的促進西瓜種植，這一問題亟待解決。膜下滴灌是一項新型的農業綜合節水技術，具有節水保墑等優勢[1]，其在大田棉花、溫室蔬菜等已有深入的研究和推廣應用，但在西瓜種植上目前應用仍較少，且西瓜膜下滴灌的研究多集中在溫室中, 張保東等研究了在日光溫室栽培條件下不同滴灌頻率對西瓜長勢、產量及品質的影響[2]，劉煉紅等在調虧灌溉條件下，研究了不同膜下滴灌頻率對早春大棚西瓜植株生長、果實產量、品質及水分利用效率的影響[3]。關于灌溉頻率的研究主要集中在蔬菜方面，萬書勤等研究了華北平原秋蘿卜在滴灌條件下，不同灌溉頻率處理對蘿卜有關特性的影響[4]，符崇梅等在膜下滴灌條件下，采用灌溉量、滴灌頻率、施肥量三水平三因素試驗設計，對地膜洋蔥產量和水分利用進行了研究[5]，目前豫北大田西瓜覆膜滴灌的研究報道較少。在此背景下，本文展開試驗研究，以灌水頻率為主要研究對象，研究覆膜滴灌灌水頻率對大田小西瓜生長特性的影響，以期為為豫北地區大田膜下滴灌小西瓜生長提供較好的灌溉頻率，從而提高農業生產中的經濟和生態效益。

1 材料和方法

1.1 供試材料

試驗于2015年4-6月在中國農業科學院新鄉綜合試驗基地進行。基地位于河南省新鄉縣七里營鎮，地理坐標北緯35°18′，東經113°54′，屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫14 ℃，年平均降雨656.3 mm，年蒸發量1 748.4 mm。6-9月份降水量最多，為409.7 mm占全年降水的72%。糧食作物種植模式以夏玉米(6 月中至 9 月底)和冬小麥(10 月初至次年 6 月中旬)連作為主。試驗田土壤機械組成見表1，在1 m內干密度平均值約為1.5 g/cm3，田間持水率為21.5%(質量含水率)。

表1 試驗田土壤機械組成

1.2 供試材料

試驗采用的小西瓜品種為“甜王”，該品種小西瓜皮薄，脆性大，成熟期短，單果重相對較小，甜度大。本試驗采用苗栽，提前在溫室里育苗，等到種植時候再移栽。試驗小區滴灌采用澳大利亞產托羅牌企業滴灌管，灌水器額定流量2.0 L/h，管外16 mm，灌水器間距0.5 m。在基地內選擇一塊土地進行試驗，其中試驗田地長200 m，寬為24 m。

1.3 試驗設計

試驗西瓜全生育期82 ，4月4日先進行整地和滴灌帶的鋪設，4月6日進行西瓜幼苗采購并覆膜栽種，4月27日開始進行人工授粉，留果部位為第二個雌花，試驗中采用水肥一體化模式，即西瓜所需要的肥料加入滴灌首部樞紐處的施肥罐中，經過溶化后和灌溉水一起被送到西瓜根部，供西瓜生長使用。本試驗采用肥料為納米紅鉀王，其中N≥12%，K20≥22,Ca≥28,不公開成分≥15%，該肥料能提高果實含糖量及維生素含量，迅速緩解土壤板結狀況，大大提高土壤保水增肥能力和西瓜根系的吸收能力，使果實膨大快。

本試驗以灌水頻率為變量，共設置了4個處理(T1，T3，T5，T7)，即在灌水量一定的情況下，T1為每天澆一次水，T3為每3 d澆一次，依次類推，共設置3個重復，采用4行種植，在每一行選擇3個小區，一共12個小區，分別為A1、A2、A3，B1、B2、B3，C1、C2、C3和D1、D2、D3，每個小區長7.5在m，寬2.1 m，小區之間行距 1.6 m，每個小區內瓜苗間距0.5 m，每個小區選擇長勢基本一致的10株瓜苗作為研究對象，并做上標記，12個小區內共選擇120株，具體如圖1所示。

圖1 試驗小區示意圖

具體的灌水時間及灌水量如表2所示。

表2 不同處理小西瓜灌溉時間

1.4 檢測指標與方法

1.4.1檢測指標

本試驗檢測指標包括根粗、莖粗、蔓長、果實的縱徑和橫徑、果實的重量以及果實的甜度。

1.4.2檢測方法

對于根粗和莖粗，分別在果實膨大期(5月 22日)和果實成熟期(6月7日)用電子游標卡尺對選定并作標記的植株進行測定，在6月9日用電子游標卡尺進行果實的測定(包括橫向和縱向幅度的測定)，果實縱徑和橫徑之比稱為果形指數，用L/D表示，其數值愈大，愈呈現高樁[6]。根據測定的縱徑和橫徑計算小西瓜的果形指數。在6月10日進行測產，用電子天平進行重量測量，每個小區隨機選取5個長勢較好果實測定單果質量，并用國產LB10T型甜度計進行測定相應果實的甜度。

對于根部的測定選取地面以上1 cm的部位進行測定并做上標記，對于莖部的測定選擇距離根部20 cm的部位進行測定并做上標記。

應用EXCEL軟件進行有關數據的處理，基于SAS軟件進行灌溉頻率和有關特性的顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同灌溉頻率對大田小西瓜莖部粗度的影響

在坐果期和果實膨大期分別用游標卡尺測定作有標記的植株莖部粗度(測量部位為植株與薄膜相交上部20 cm處)，不同灌溉頻率對根部粗度的影響如圖2(果實膨大期)和圖3(成熟期)所示。

圖2 果實膨大期不同灌溉頻率下莖粗

圖3 成熟期不同灌溉頻率下莖粗

從圖2和圖3可以看出，在果實膨大期不同滴灌頻率對小西瓜莖粗的影響不是特別顯著，總的來看不同滴灌頻率處理下莖粗T1>T5>T3>T7，雖然在整個生長發育過程中西瓜植株需水量較大，但對水分敏感時期有兩個：一是雌花開放前后，若水分不足，雌花子房小，發育不良；若水分過量，很旺長。二是西瓜膨大期缺水，影響膨大，果個小，畸形果發生率高。但并不是水量越大越好，如果水量過多或者排水不暢會影響西瓜植株的生長，而在成熟期，從圖3可以看出，不同灌溉頻率下莖粗長勢變化不大，各處理條件下，莖粗大小順序為T1>T3>T5>T7，從果實膨大期和成熟期莖部粗度差值來看(如圖4)，T3處理條件下，莖粗變化較大，此灌溉頻率下西瓜莖部長勢較好。

圖4 不同滴灌頻率下莖粗差值

2.2 不同灌溉頻率對大田小西瓜根部粗度的影響

從圖5和圖6總的來看，不同灌溉頻率對于根粗的影響并不是非常明顯，無論是果實膨大期還是成熟期，不同灌溉頻率處理下根粗相差不是很大。從圖5可以看出，在果實膨大期，不同處理下根粗大小順序為T3>T1>T5>T7，T3處理下根粗相對來說長勢較好。從圖6可以看出，在成熟期不同處理下根粗大小順序為T1>T5>T3>T7，在后期T1處理下根粗較大，長勢較好。

圖5 果實膨大期不同處理根粗

圖6 成熟期不同灌溉頻率下根粗

2.3 果實膨大期不同灌溉頻率對大田小西瓜蔓長的影響

在5月21日用卷尺測量各個小區內標記的植株的蔓長，從主莖靠近地表處起測量，具體測量結果如圖7所示，從圖7中可以看出與其他各個處理相比較T3處理較好，對蔓長的生長影響各個處理大小順序為T3>T1>T5>T7，在果實膨大期施肥量和灌水量作為主效應對西瓜株高(蔓長)影響顯著[7]，對于本試驗在施肥量一定的情況下，灌水量對蔓長影響較大，在西瓜膨大期需要較大的水量，水量過少會顯著影響主蔓的伸長，如T7處理所示，此處理下，由于灌水的時間間隔較長，影響了主蔓的生長，導致測出的結果明顯小于其他處理條件下主蔓的長度。但是在西瓜種植時，應當注重肥水管理，并不是水量越大就越好，如果管理不當容易出現主蔓旺長、落花落果現象，并且蔓葉生長過旺容易造成生長中心的轉移，從而使營養物質大部分集中到蔓葉生長方面，這其中一個主要的原因是水肥的使用過量，因此對于主蔓的生長灌溉頻率適度即可,注重田間水肥的管理。

圖7 不同灌溉頻率下莖長(05-21)

2.4 成熟期不同灌溉頻率對大田小西瓜縱向幅度(縱徑)和橫向幅度(橫徑)生長的影響

圖8和圖9分別為不同灌溉頻率處理下小西瓜果實的縱莖和橫莖圖，其中從圖8中可以看出T3處理下小西瓜的縱莖長勢與其他處理相比較好，T7處理下的縱莖長勢較差，從圖9中可以看出T1處理下小西瓜果實的橫莖長勢與其他處理相比較好，T7處理下小西瓜橫莖長勢較差，可見在果實膨大期到成熟期這一段時間小西瓜灌溉應該勤澆，保障其正常的需水量，T7處理下果實的長勢不是很理想，灌溉間隔時間長影響小西瓜的生長及對水分的充分利用，進而影響果實外在品質。表1為不同灌溉頻率處理對大田膜下小西瓜果實外觀品質影響的特征參數。從表中可以看出不同滴灌頻率處理對小西瓜的果實縱、橫徑的影響較為顯著，各處理之間的果形指數并沒有顯著差異。其中T1處理的果實總莖和橫徑最長，分別為150.03、150.73 mm，T7處理下的果實總莖和橫莖最短，分別為135.73、136.99 mm。

圖8 不同灌溉頻率下西瓜果實橫向幅度

圖9 不同灌溉頻率下西瓜果實縱向幅度

處理果實縱徑果實橫徑果形指數T1150．03150．730．99T3147．28146．741．00T5138．89142．780．97T7135．73136．990．99

2.5 不同灌溉頻率對大田小西瓜重量的影響

從圖10可以看出不同灌溉頻率處理下，T3處理的西瓜重量相對來說較大，長勢較好，T1處理下所測得小西瓜重量差值不是很大，相對來說較均勻。T5處理下小西瓜重量變化較大，各個小西瓜重量差距較大。其中T5和T7處理下個別果實重量小于2 000 g，總的來說T3處理較為理想，雖然所測小西瓜重量變化趨勢也較大，這可能與外界有關因素以及管理上存在的一些問題有關。

圖10 不同灌溉頻率下單株瓜重

2.6 不同灌溉頻率對大田小西瓜甜度的影響

從圖11可以看出，不同灌溉頻率處理下小西瓜的甜度大小為T7>T5>T3>T1，處理T7的果實甜度比其他處理明顯高，在小西瓜生長的后期，主要是糖分的積累，過頻的澆水會導致西瓜內部水分過多從而降低甜度。T5處理下小西瓜甜度較好，T3次之，T1處理下小西瓜甜度相對來說較差，說明在小西瓜成熟后期是糖分的累積，需要的水分不是太多，過多的水分導致小西瓜甜度下降。在管理上應當注重后期水肥的合理、準確的使用，從而提高果實的品質。

圖11 不同灌溉頻率下小西瓜甜度

2.7 不同灌溉頻率對大田小西瓜形態指標的影響

通過表4可以看出，在果實膨大期，對于莖粗，不同灌溉頻率處理下，TI、T3和T5之間顯著性不大，但是這幾個處理與T7處理相比顯著性明顯。對于根粗，T5與其他幾個處理相比顯著性明顯，并且根粗平均值達到最大。在成熟期，不同灌溉頻率處理下，對于蔓長，T7 處理下的蔓長與其他處理相比顯著性明顯，均值較小。對于縱向幅度，T1和T3以及T5和T7之間顯著性不明顯，其中T1處理均值達到最大。對于橫向幅度，T1處理和T7處理顯著性相對較為明顯，T1處理均值達到最大，T7處理均值最小。

表4 不同灌溉頻率對大田小西瓜形態指標的影響 mm

注：不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

3 結論及討論

通過不同灌溉頻率處理對大田膜下小西瓜生長后期有關特性的研究，可以得出以下有關結論。

(1)不同灌溉頻率處理對小西瓜莖粗、根粗、蔓長的影響不是特別明顯，其中對于莖粗以T1處理效果相對來說較好。對于蔓長來說以T3處理效果較好。對于根粗來說，以T3處理效果較好。

(2)在果實外觀方面，不同灌溉頻率處理對果實縱徑和橫徑的影響不大，但是可以看出隨著灌溉頻率的增加，小西瓜的縱徑和橫徑還是在逐漸增加，正如表一所表現出來的，不同處理之間果形指數相差不大，其中T3處理下縱徑長勢較好，T1處理下橫徑較好，T3處理下果形指數比較理想。

(3)T3處理下小西瓜重量長勢較好，但對于本試驗而言，在T3處理下出現波動性較大，與其他的因素(比如降雨等)有關。T7處理下小西瓜甜度最大。T5處理的小西瓜甜度與T1和T3處理相比較好，考慮到大田試驗影響因素較多以及保證植株生長必要的水分，綜合考慮，后期建議以灌溉頻率為T5較好。

本試驗是在大田內進行，在整個試驗過程中一共降雨4次(降雨對試驗結果有一定影響)。眾所周知，大田內影響試驗準確性的因素較多，比如氣象、人為因素以及病蟲害和鳥類干擾，總的來看本試驗在試驗處理上還有一些欠缺，應當將灌溉頻率進一步減小，設置更多的處理從中選擇更好的一個適合本地區的最優灌溉頻率。

[1] 林 萍. 膜下滴灌對石河子墾區綠洲農業發展影響的研究[D]. 陜西楊凌：西北農林科技大學，2008.

[2] 張保東，劉國棟，代艷俠，等.滴灌頻率對溫室小西瓜生長勢、產量及品質的影響[J]. 中國瓜菜,2009,(6)：7-9.

[3] 劉煉紅,莫言玲,楊小振,等. 調虧灌溉合理滴灌頻率提高大棚西瓜產量及品質[J].農業工程學報,2014,30(24):95-104.

[4] 萬書勤，康躍虎，劉士平. 華北平原滴灌灌溉頻率對蘿卜生長的影響[J].灌溉排水學報,2003，22(2)：26-30.

[5] 符崇梅，魏野疇，李 娟,等. 不同灌溉量、滴灌頻率及水肥耦合對洋蔥產量和水分利用率的影響[J]. 節水灌溉,2011,(8)：36-42.

[6] 耿玉韜. 提高果形指數的十項措施[J]. 山西果樹,1999,(1):10-11.

[7] 楊小振. 滴灌條件下大棚西瓜水肥耦合效應研究[D].陜西楊凌：西北農林科技大學.