不同生育期水分供應對設施甜瓜產量和品質的影響

蘭 璞， 錢春陽， 王建春， 張若緯

(1.天津市農業科學院， 天津 300192； 2.天津市農業科學院 信息研究所， 天津 300192； 3.天津科潤農業科技股份有限公司 蔬菜研究所， 天津 300381)

甜瓜是我國具有重要價值的水果之一，由于其栽種周期短、管理方式簡單、分布廣泛、經濟價值高，我國的種植面積及產量均居世界第一[1-4]。據國家統計局統計，2018年我國甜瓜種植面積約3.76萬hm2，產量達1 315.93萬t，而天津市甜瓜栽培總面積超過1 333.3 hm2[5]，產量達2.77萬t[6]。天津市設施溫室主要包括越冬日光溫室、早春日光溫室和春季塑料大棚[5]。甜瓜屬喜溫耐熱作物，生長過程中需要較高的溫度，其根系發達，莖葉被有絨毛，可減少水分蒸騰，因此甜瓜具有耐旱能力，但同時甜瓜也是需水量較多的作物，生長階段要求土壤水分的含量較高，以獲得更高的產量；如果同期耕層土壤水分含量過低，植株受旱生長受阻，而土壤過濕則會發生漚根現象。當前多數甜瓜種植戶對于灌溉用水仍沿用大水漫灌的灌溉方式，根據經驗完成操作。根據設施甜瓜需水特點，其灌溉過程中存在灌水次數少，每次灌水量大的特點?；诖?，溫室大棚滴灌栽培條件下，進行了不同灌水制度對甜瓜產量、品質及水分利用效率的影響研究，改善和優化設施甜瓜栽培管理技術，以提高甜瓜的產量和品質，并達到節水增效的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗基本情況

1.1.1 試驗地概況 試驗在天津市北辰區試驗基地日光溫室進行，日光溫室長度70 m，室內跨度9.8 m，后墻高2.2 m，脊高3.6 m?；A土樣含速效氮92.53 mg/kg，速效磷12.09 mg/kg，速效鉀240.2 mg/kg，有機質1.794%，全鹽2.32%，pH 7.94，容重1.2 g/cm3，田間持水量30.8%。定植前撒施商品有機肥300 t/hm2，高鉀復合肥450 kg/hm2，用旋耕機翻耕。

1.1.2 甜瓜品種及移栽 供試品種為薄皮甜瓜品種“花蕾”,由天津市農業科學院蔬菜研究所提供，開花至成熟約35 d，膨瓜期后約15 d左右成熟。甜瓜幼苗2葉一心移栽，采用傳統的平畦，畦寬1.4 m，長8 m，單畦2行，行距60 cm，株距為40 cm，每行18株，種植密度為3 3945株/hm2。定植前將有機肥、高鉀復合肥施用充足，混勻旋耕。各畦間用塑料膜隔開，防止水分、肥料側滲。

1.1.3 生育期及灌溉節點劃分 根據甜瓜生長特點生育期劃分為苗期、伸蔓期、開花期、膨瓜期和成熟期5個階段(表1)。根據全生育期需水特點劃分4個灌溉節點，即定植水、緩苗水、膨瓜水和成熟水，定植水于甜瓜定植時進行澆水；緩苗水于定植1周左右在甜瓜苗4葉一心時進行澆水；膨瓜水于定瓜后果實雞蛋大小時進行澆水[7]；成熟水于膨瓜期15 d左右果實停止膨大進入成熟期時進行澆水。

表1 供試甜瓜的生育期Table 1 Growth stages of tested melon

1.2 試驗設計

在4個灌溉節點設置充分灌溉(0.9EP)、輕度虧缺(0.6EP)、中度虧缺(0.3EP)共6個處理(表2)，2畦(畦面積11.2 m2)為1個小區，每個處理3次重復，隨機區組排列。由于農戶灌溉過程中缺少水量計量裝置，無法獲取常規使用水量值，因此EP值的確定通過跟蹤常年栽種甜瓜的農戶，在實施灌溉操作過程中安裝電子液體渦輪計量表(精度為0.000 1 m3)連續記錄工人漫灌10畦澆水前、澆水后的水表讀數變化(畦面積為11.2 m2),計算人工操作平均灌水量為1.547 4 m3/畦，因此EP值取1.5 m3/畦，折合1 381.61 m3/hm2。

表2 甜瓜灌溉節點及灌水量設計Table 2 Melon irrigation nodes and irrigation volume design

1.3 調查項目及方法

1.3.1 經濟產量 分別于甜瓜成熟期統計每小區甜瓜的產量，折算成單位面積產量；并且記錄每小區瓜數，折算成單瓜重；最后統計各小區甜瓜產量和總數[8]。

1.3.2 水分利用率 分別記錄各處理甜瓜整個生長期的灌水總量，結合產量計算水分利用率。

水分利用率=單位面積甜瓜產量/灌水總量[8]。

1.3.3 品質指標 每小區選3株摘取大小一致的果實測定果實中的可溶性固形物及VC含量。

1.4 數據處理與分析

采用Microsoft Excel 2010、SPSS 20.0、Matlab 2012對數據進行相關分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 甜瓜產量

從表3看出，甜瓜數量以T5最多，平均為174個；T3、T4、T6居中，平均165～167個，3個處理間相差不大；T1、T2處理較少；說明在充分灌溉條件下減少緩苗水有利于提高甜瓜數量。平均單果重T1最重，為516 g；T2最輕，為410 g；T5、T4相差不大；說明各生育期灌水關鍵節點供給充足水量能夠提高果實的單果重。各處理的產量依次為T5>T3>T4>T1>T6>T2，對比T5與T6、T3與T4、T1與T2，這幾組處理均具有相同的定植期澆水量和緩苗期澆水量，減少膨瓜期澆水量和成熟期澆水量后，后者產量明顯降低，說明提高膨瓜水和成熟期水量能在一定程度上提高甜瓜產量。對比T2、T4、T6以及T1、T3、T5，在定植期、膨瓜期、成熟期澆水量相同的條件下，緩苗期水量過多不利于果實產量的提高。采用T5灌溉制度能夠獲得最高產量。

表3 不同處理甜瓜的產量及產量構成Table 3 Yield and yield composition of different treatments of melon

2.2 灌溉水利用率

從表4看出，各處理水分利用率依次為T6>T4>T5>T3>T2>T1，產量從高到底依次為T5>T3>T4>T1>T6>T2，各處理耗水量依次為T1>T3>T5>T2>T4>T6；T6水分利用效率高，產量和耗水量低；T3水分利用率較低，但產量和耗水量高，說明提高灌水量不一定能夠獲取最高產量，提高作物產量和減少灌溉量在某些條件下相互制約。T5處理雖然水分利用率不高，但耗水量適中，產量最高，平均單果重也處于較高水平。因此，整個甜瓜生長過程中適當減少緩苗水，膨瓜期后及時補充水分，能夠獲得較好的產量。

表4 不同處理甜瓜的水分利用率Table 4 Water use efficiency of different treatments of melon

2.3 甜瓜品質

從表5看出，不同處理可溶性固形物含量相差不大，以T5的最高，為11.98%；T1最低，為11.35。VC含量以T4最高，為23.99 mg/100g；其次是T6，為23.25 mg/100g；T3與T5相差不大；T1最低。對比T6與T5、T4與T3表明，在相同定植水和緩苗水條件下，相對降低膨瓜水和成熟期水量能提升VC含量。

表5 不同處理甜瓜的VC和可溶性固形物含量 Table 5 VC and soluble solid content of different treatments of melon

3 結論與討論

合理的灌水制度對于設施甜瓜生長，尤其是果實膨大及營養物質富集具有關鍵作用，根據植株生理特點合理劃分生長發育時期，明確灌水關鍵節點，能夠有效提高作物對于水肥的利用效率。研究表明， T5灌溉制度,即定植期、膨瓜期、成熟期灌水量均為0.9EP(EP=1 3381.61 m3/hm2),緩苗期灌水量0.3EP能夠合理地平衡節水與最終產量，說明苗期較低的土壤含水量有利于甜瓜根系的發育與分生，進一步提高植株對于水肥的吸收能力，進而促進葉片、莖等器官的生長發育；在定植期和緩苗期提供相同水量條件下，調理膨瓜期水量能有效提高甜瓜最終產量，也證明甜瓜植株在進入膨瓜期后，葉蔓生長逐漸衰退，果實膨大迅速，無果側蔓的光合作用產物更多地輸入有果側蔓，其果實作為全株生長的中心，及時的灌溉施肥有助于果實膨大。綜合比較，在試驗設計的范圍內，定植期、膨瓜期、成熟期灌水量均為0.9EP,緩苗水為0.3EP條件下，能較好地平衡節水與甜瓜產量關系，甜瓜產量達35 586.09 kg/hm2，水分利用率8.85%，VC含量22.09 mg/100g，可溶性固形物含量11.98/%。

甜瓜在我國果蔬生產、消費中占據重要地位，是我國重要的水果之一，其栽培周期較短、栽培管理較簡單、分布十分廣泛，具有很高的經濟價值。不同地域和栽培方式和水熱條件對于甜瓜生長具有顯著差異，尤其天津地區水資源緊缺，合理的灌溉制度一方面能有效緩解農業用水的困境，另一方面對于植株生長發育、減少病害能夠起到有效的作用。下一步研究需進一步細化膨瓜期內的水分處理，構建完整的設施甜瓜生長發育模型，提高產量和品質，為進一步擴大種植推廣面積提供依據。