楊小鋒　曹明　楊光華　張雪彬

摘要：研究不同灌水量對甜瓜（Cucumis melo L.）產量、品質和水分利用效率的影響，為熱帶大棚甜瓜科學合理灌溉提供指導。以甜瓜品種南海蜜（C. melo cv. Nanhaimi）為材料，采用棚內20 cm蒸發(fā)皿水面蒸發(fā)量為參照估算灌水量方法，設置蒸發(fā)皿系數kcp分別為1.2（k1.2）、1.0（k1.0，CK）、0.8（k0.8）、0.6（k0.6） 4個處理，研究了不同灌水量對熱帶大棚甜瓜產量、品質及水分利用效率的影響。結果表明，灌溉水量較大的k1.2和k1.0處理其甜瓜地上部總干重顯著大于其他處理。滴灌水量越大，甜瓜的果實縱徑和橫徑以及單株產量則增加越明顯，但k1.0和k1.2處理之間甜瓜單株的產量差異不顯著。甜瓜果實可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C、中心可溶性固形物的含量以及水分利用效率隨著灌水量的增加呈下降趨勢，k0.6處理含量最高，k1.2處理最低。綜合考慮甜瓜的品質和產量，在熱帶設施條件下，利用蒸發(fā)皿系數1.0可以指導熱帶設施甜瓜的灌溉管理。

關鍵詞：甜瓜（Cucumis melo L.）；熱帶地區(qū)；灌水量；產量；品質；水分利用效率

中圖分類號：S652 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）24-6259-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.24.042

Abstract：To guide the（Cucumis melo L.） scientific and reasonable melon irrigation， the effects of different irrigation amount on yield， quality and water use efficiency of drip-irrigated melon in tropical greenhouse were studied. The cultivar used in the experiments was C. melo cv. Nanhaimi. Using water surface evaporation of 20 cm（relative diameter） of evaporation dish to calculate the amount of irrigation water， four treatments of evaporation dish coefficient （K0.6， K0.8， K1.0， K1.2） were used， the effects of different irrigation amount on yield， quality and water use efficiency of drip-irrigated melon in tropical greenhouse were studied. The results indicated that the aboveground total dry weight of melon in larger irrigation water treatment （K1.2 and K1.0） was significantly greater than the others. The larger the irrigation water volume， the greater the melon fruit longitudinal， transverse diameter and yield. While the yield of melon intreatment K1.0 and K1.2 was not significantly different. With the increase of irrigation water， soluble sugar content， soluble protein content， vitamin C content ，center soluble solids content of the fruit and the water use efficiency declined. The indicators of treatment K0.6 was the highest， while of treatment K1.2 was the lowest. Considering yield and quality， under the condition of tropical facilities， evaporating dish coefficient K 1.0 could be used to guide the management of tropical melon irrigation facilities.

Key words： melon（Cucumis melo L.）； tropical region； irrigation amount； yield； quality； water use efficiency

設施甜瓜（Cucumis melo L.）的生長對水分十分敏感，土壤水分過低容易造成減產；但灌水量過大，不僅浪費水資源，而且土壤積水過多，反而會使甜瓜根系受害，同時增加設施內濕度，導致病蟲害易發(fā)和甜瓜品質、產量的下降[1，2]。因此如何在保證產量和品質的同時，最大限度地提高水分利用效率是熱帶設施甜瓜生產面臨的一個重要的課題?？茖W合理的灌溉制度應當包含適宜甜瓜生長的灌溉時間、灌溉上下限、灌溉頻率及灌溉量等一系列灌溉控制參數，其中灌溉量可以通過影響土壤水分和養(yǎng)分分布、土壤溫度、土壤容重及孔隙度來影響甜瓜根系的生長環(huán)境，從而影響甜瓜地上部的生長發(fā)育。目前國內外廣泛應用以蒸發(fā)皿水面蒸發(fā)量（或蒸發(fā)皿系數）為參照來估算作物需水量的方法，并以此研究大田和溫室作物的最佳灌溉量。Ertek等[3]研究指出，在大田條件下蒸發(fā)皿系數為0.9時茄子既高產又節(jié)水；Ucan等[4]認為蒸發(fā)皿系數為1.0 時芝麻產量最高，0.6時最低；Sezen等[5]通過大田試驗，得出蒸發(fā)皿系數為1.0時青椒產量最高，系數為0.5時產量最低；錢衛(wèi)鵬等[6]研究了大棚內膜下根系分區(qū)交替滴灌不同灌溉下限對甜瓜生長及水分利用效率的影響；李百鳳等[7]總結了作物非充分灌溉適宜土壤水分下限指標研究的進展。關于作物灌水量研究，國內大多集中西北地區(qū)的干旱環(huán)境下，而對于熱帶設施滴灌方式甜瓜灌水量的研究還比較少。目前熱帶地區(qū)甜瓜灌水量完全憑經驗確定，缺乏科學指導。為此試驗在熱帶設施滴灌栽培模式下，探討不同滴灌水量對熱帶設施甜瓜產量、品質及水分利用效率的影響，以期為熱帶設施甜瓜栽培水分科學管理提供技術指導和理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2013年11月至2014年2月在海南省三亞市海棠灣鎮(zhèn)熱帶設施大棚內進行。供試甜瓜品種為南海蜜（Cucumis melo L. Nanhaimi），屬黃皮類中早熟品種，其生育期85 d左右。甜瓜幼苗1葉1心時移栽，單壟單行種植，行距1.1 m，株距0.4 m。土壤類型為沙土，試驗地基本理化性質為土壤容重1.202 g/cm3、速效氮含量 11.02 mg/kg、速效磷134.26 mg/kg、速效鉀388.25 mg/kg，pH 6.48。

1.2 設計與方法

試驗采用單因素隨機區(qū)組設計，各處理灌水量采用棚內20 cm蒸發(fā)皿水面蒸發(fā)量來控制，蒸發(fā)皿放于棚內中間位置，距離地面40 cm，在試驗開始后第三天的8：00定時觀測蒸發(fā)皿內液面的下降高度，并換水。試驗設蒸發(fā)皿系數kcp分別為1.2（k1.2）、1.0（k1.0，CK）、0.8（k0.8）、0.6（k0.6）作為4個處理，每個處理3次重復，每3 d滴灌一次營養(yǎng)液。實際灌水量是根據觀測的蒸發(fā)量，按照下述公式計算的結果減掉營養(yǎng)液中供給的水量得出，

灌水量計算公式[3]為：Ir=kcp×Ep，

式中，Ir為灌水量高度（mm），kcp為蒸發(fā)皿系數（1.2、1.0、0.8、0.6），Ep為蒸發(fā)量（mm）。

試驗從甜瓜緩苗后開始滴灌營養(yǎng)液，營養(yǎng)液大量元素采用山崎營養(yǎng)液標準配方，微量元素采用標準單位微量元素配方。苗期至結果期前，每天（8：00～11：00）滴灌0.5倍液1次，每株每天供液保持在0.5 L左右；在結果初期到結果中期，每天滴灌1.0倍液2次，每株每天滴灌量為1.0 L左右；結果后期至收獲期，恢復為每天滴灌0.5倍液1次，每株每天供液0.5 L左右。其他田間管理按常規(guī)栽培操作規(guī)程進行。

1.3 測定指標及方法

每個處理選取10株長勢一致的甜瓜幼苗，掛牌標記用于測定有關指標。測定指標包括同一授粉期甜瓜采收時果實的縱徑與橫徑、果實質量、果實（中心、邊緣）可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、維生素C含量、各個生育期植株干鮮重及含水率。

測定方法上，幼苗期、伸蔓期、結果前期、結果中期、結果后期植株鮮重和干重（分根、莖、葉、果實各部位）用感量0.01電子天平測定；可溶性固形物含量用手持測糖儀測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法[8]測定，可溶性蛋白含量用考馬斯亮藍G-250法[8]測定，維生素C含量采用2，6-二氯靛酚法[8]測定；植株莖粗及果實縱徑、橫徑用精度為0.02 mm的游標卡尺測量。試驗結束后計算水分利用效率，其計算公式為：

水分利用效率（WUE）=產量/灌水量[6]

1.4 數據處理

試驗數據均采用Microsoft Office Excel 2003軟件處理并作圖，方差分析通過SPSS 17.0軟件ANOVA過程完成，采用鄧肯氏新復極差檢驗法（Duncan′s new multiple range test，DMRT）進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 各處理滴灌水量確認

試驗從2013年11月27日開始，根據觀測的蒸發(fā)量計算各處理需要灌溉的水量，按照試驗設計，分別乘以灌溉系數0.6、0.8、1.0和1.2，即為每3 d通過滴灌系統(tǒng)澆灌的各處理水量，具體見圖1。根據圖1，在試驗中蒸發(fā)皿系數k0.6、k0.8、k1.0和k1.2（處理）對應的灌水總量分別為910.01 m3、1 213.35、1 516.68、1 820.02 m3。

2.2 不同滴灌水量對熱帶設施甜瓜干重的影響

不同滴灌水量對熱帶設施甜瓜干重的影響情況見表1。從表1可以看出，在熱帶設施條件下，滴灌水量顯著影響甜瓜的地上部和地下部生長。其中k1.2處理的甜瓜根部干物質量顯著大于其他3個處理（P<0.05），分別較k0.6、k0.8、k1.0處理增加了43.38%、50.96%和43.38%。果實干物質量大小依次為k1.2、k1.0、k0.8、k0.6；雖然各處理的莖和葉片干物質量差異不顯著，但從地上部干物質量來看，k1.2、k1.0處理比k0.6、k0.8處理仍然具有明顯優(yōu)勢，差異顯著（P<0.05）；果實占地上部的比例表現出同樣的規(guī)律。由此表明，k1.2處理顯著促進了甜瓜生長的原因在于其增加了果實的干物質量。

2.3 不同滴灌水量對熱帶設施甜瓜產量和果形指數的影響

不同滴灌水量對熱帶設施甜瓜產量和果形指數的影響情況見表2。從表2可見，滴灌水量的大小將直接影響甜瓜的產量和果形指數。滴灌水量大，則甜瓜的果實縱徑和橫徑以及單株產量就增加。其中甜瓜果實縱徑以k1.2處理的最大，比其他處理增加的幅度在5.96%～16.33%，橫徑也以k1.2處理的最大，增加幅度在6.44%～14.94%。k1.0和k1.2處理間的甜瓜單株產量差異不顯著（P>0.05），但顯著大于k0.6和k0.8處理的單株產量（P<0.05）。

2.4 不同滴灌水量對熱帶設施甜瓜果實品質的影響

不同滴灌水量對熱帶設施甜瓜果實品質的影響情況見表3。從表3可以看到，不同灌水處理顯著影響了熱帶設施甜瓜果實的可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C、中心可溶性固形物的含量。隨著灌水量的增加，各項指標均呈逐漸下降的變化趨勢，其中k0.6處理的甜瓜果實可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C、中心可溶性固形物含量均最高，而k1.2處理的最低。從單個指標來看，可溶性糖含量表現為k0.6處理顯著大于k0.8、k1.0、k1.2處理（P<0.05），而k1.0和k1.2處理間差異不顯著（P>0.05）；可溶性蛋白含量表現為k0.6處理顯著大于其他3個處理（P<0.05），k0.8和k1.0處理之間差異不顯著（P>0.05），但均顯著高于k1.2處理（P<0.05）；維生素C含量高低順序為k0.6、k0.8、k1.0、k1.2；中心可溶性固形物含量高低順序為k0.6、k0.8、k1.0、k1.2；邊緣可溶性固形物含量各處理間差異不顯著（P>0.05）。

2.5 不同滴灌水量對熱帶設施甜瓜水分利用效率的影響

不同滴灌水量對熱帶設施甜瓜水分利用效率的影響情況見表4。從表4可見，在甜瓜生育期內，不同灌水系數對應的灌水量差異較大，隨著灌水系數的增大，灌水量相應增加，水分利用效率卻是隨之變小的。其中，k0.6處理的水分利用效率最高，達到了53.45 kg/m3，較k0.8、k1.0、k1.2處理分別提高了33.19%、47.45%和65.84%。由此表明，甜瓜對水分的利用同樣遵循報酬遞減效應。因此，從節(jié)約水資源的角度來看，灌溉系數定為k0.6時，甜瓜種植的水分利用效率最大。

3 小結與討論

國內外應用蒸發(fā)皿水面蒸發(fā)量為參數估算作物需水量已有很多例證，不同的作物略有差別。Ertek等[9]研究表明，在蒸發(fā)皿系數為1.0條件下，大田黃瓜產量最大。Yuan等[10]對大田馬鈴薯研究表明，滴灌條件下，當蒸發(fā)皿系數小于0.75時，產生水分脅迫，蒸發(fā)皿系數為1.0和1.2時，馬鈴薯產量差異不明顯。Sensoy等[11]對大田甜瓜的研究表明，蒸發(fā)皿系數為0.9條件下產量最高。本試驗結果表明，滴灌水量對熱帶設施甜瓜地上部和地下部生長有顯著的影響，特別體現在地下部根系和地上部果實部分。從地上部干重總量來看，滴灌水量較大的處理具有明顯優(yōu)勢。隨著滴灌水量的加大，熱帶設施甜瓜果實縱徑、橫徑也隨之增加，從而直接促進單果質量的增加。

大量研究表明，虧缺灌溉可以通過適度控制土壤水分給作物一個適度的干旱逆境來提高果實的品質，雖然產量減少，但營養(yǎng)物質含量卻在增加[12，13]。試驗中增加灌溉水量卻降低了果實可溶性糖、可溶性蛋白、可溶性固形物和維生素C等營養(yǎng)成分的含量，與產量的提高形成了反差，得到高產不優(yōu)質、優(yōu)質不高產的結果，由此也證明了獲得增加產量與提高品質是一對不可調和的矛盾[14]。并且出現較小的灌溉水量有利于提高水分利用效率的現象，如試驗中灌溉水量最小的處理較其他3個水量大的處理在水分利用效率方面分別提高了33.19%、47.45%和65.84%。

由于設施大棚的環(huán)境相對封閉，棚內無降水，采用滴灌方式灌溉也不會發(fā)生徑流，如果不考慮試驗前后土壤的深層滲漏，可以認為蒸發(fā)量就約等于甜瓜的灌水量。在室內根據直徑為20 cm的蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量指導灌溉是一種方便、簡單、成本低的方法，這在其他保護地番茄[15]，馬鈴薯[11]，草毒[16]和黃瓜[17]栽培研究中均有廣泛的應用。

試驗結果表明，在熱帶設施條件下，滴灌水量顯著影響了甜瓜地上部和地下部的生長，灌溉水量較大的處理其甜瓜地上部干重總量明顯較大，尤其是果實部分表現最明顯。滴灌水量的大小將直接影響甜瓜的產量和果形指數。滴灌水量越大，甜瓜的果實縱徑、橫徑以及單株產量就越增加。甜瓜果實縱徑、橫徑以滴灌水量最多的處理最大。在品質方面，甜瓜果實的可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C、中心可溶性固形物含量都隨著灌水量的增加呈下降趨勢，以滴灌水量最少的處理其甜瓜果實可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C、中心可溶性固形物的含量均最高，而滴灌水量最多的處理最低。隨著滴灌水量的加大，水分利用效率逐漸降低。由此可知，在綜合考慮甜瓜的品質和產量前提下，結合降低成本、節(jié)約用水等因素，在本試驗條件下利用蒸發(fā)皿系數為1.0進行指導灌溉較適宜熱帶設施甜瓜生產。甜瓜整個生育期進行單一灌水方式不能達到產量和品質俱佳的效果，如何利用蒸發(fā)皿系數指導分段灌水是今后研究的方向。

參考文獻：

[1] 李毅杰，原保忠，別之龍，等.不同土壤水分下限對大棚滴灌甜瓜產量和品質的影響[J].農業(yè)工程學報，2012，28（6）：132-138.

[2] 周 浩，成自勇，王鐵良.我國溫室設施節(jié)水現狀及未來發(fā)展趨勢[J].安徽農業(yè)科學，2007，35（27）：8621-8622.

[3] ERTEK A，SENSOY S，KYUMUK C， et al. Determination of plant-pan coeffieients for field-grown eggplant （Solanum melongena L.） using class a pan evaporation values[J]. Agr Water Manage，2006，85：58-66.

[4] UCAN K， KILLI F， GENCOGLAN C， et al. Effeet of irrigation frequency and amount on water use efficiency and yield of sesame （Sesamum indicum L.） under field conditions[J]. Field Crops Researeh，2007，101：249-258.

[5] SEZEN S M， YAZAR A， EKER S. Effeet of drip irrigation regimes on yield and quality of field grown bell pepper[J]. Agr Water Manage，2006，81：115-131.

[6] 錢衛(wèi)鵬，鄒志榮，孟長軍.大棚內膜下根系分區(qū)交替滴灌不同灌溉下限對甜瓜生長及水分利用效率的影響[J].干旱地區(qū)農業(yè)研究，2007，25（3）：138-141.

[7] 李百鳳，馮 浩，吳普特.作物非充分灌溉適宜土壤水分下限指標研究進展[J].干旱地區(qū)農業(yè)研究，2007，25（3）：227-231.

[8] 李合生，陳翠蓮，洪玉枝，等.植物生理生化試驗原理和技術[M].北京：高等教育出版社，2002.

[9] ERTEK A，SENSOY S，IBRAHIM G，et al. Irrigation scheduling based on pan evaporation values for cucumber （Cucumis sativus L.） grown under field conditions[J]. Agr Water Manage， 2006，81：159-172.

[10] YUAN B Z， NISHIYAMA S， KANG Y H. Effeets of different irrigation regimes on the growth and yield of drip-irrigated Potato[J]. Agr Water Manage，2003，63：153-167.

[11] SENSOY S，ERTEK A，IBRAHIM G，et al. Irrigation frequency and amount affect yield and quality of field-grown melon （Cucumis melo L.）[J]. Agr Water Manage， 2007， 88：269-274.

[12] 劉明池，張慎好，劉向莉.虧缺灌溉時期對番茄果實品質和產量的影響[J].農業(yè)工程學報，2005，21（S）：92-95.

[13] 齊紅巖，李天來，張 潔.虧缺灌溉對番茄蔗糖代謝和干物質分配及果實品質的影響[J].中國農業(yè)科學，2004，37（7）：1045-1049.

[14] 劉明池，小島孝之，陳 航.虧缺灌溉對草莓果實特性、植株生長和產量形成的影響[J].園藝學報，2001，28（3）：307-310.

[15] YUAN B Z，KANG Y，NISHIYAMA S. Drip itrigation scheduling for tomatoes in unheated greenhouse[J]. Irrigation Sei， 2001， 20（3）：149-154.

[16] YUAN B Z， SUN J， NISHIYAMA S. Effect of irrigation on strawberry growth and yield Inside a plastic greenhouse[J]. Biosyst Eng， 2004， 87（2）： 237-245.

[17] YUAN B Z， SUN J， KANG Y， et al. Response of cucumber to drip irrigation water under a rainshelter[J]. Agr Water Manage， 2006， 81： 149-158.