蘭 璞， 錢春陽(yáng)， 王建春， 張若緯

(1.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 天津 300192； 2.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 信息研究所， 天津 300192； 3.天津科潤(rùn)農(nóng)業(yè)科技股份有限公司 蔬菜研究所， 天津 300381)

甜瓜是我國(guó)具有重要價(jià)值的水果之一，由于其栽種周期短、管理方式簡(jiǎn)單、分布廣泛、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，我國(guó)的種植面積及產(chǎn)量均居世界第一[1-4]。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，2018年我國(guó)甜瓜種植面積約3.76萬(wàn)hm2，產(chǎn)量達(dá)1 315.93萬(wàn)t，而天津市甜瓜栽培總面積超過(guò)1 333.3 hm2[5]，產(chǎn)量達(dá)2.77萬(wàn)t[6]。天津市設(shè)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(zhǎng)過(guò)程中需要較高的溫度，其根系發(fā)達(dá)，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(shí)甜瓜也是需水量較多的作物，生長(zhǎng)階段要求土壤水分的含量較高，以獲得更高的產(chǎn)量；如果同期耕層土壤水分含量過(guò)低，植株受旱生長(zhǎng)受阻，而土壤過(guò)濕則會(huì)發(fā)生漚根現(xiàn)象。當(dāng)前多數(shù)甜瓜種植戶對(duì)于灌溉用水仍沿用大水漫灌的灌溉方式，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)完成操作。根據(jù)設(shè)施甜瓜需水特點(diǎn)，其灌溉過(guò)程中存在灌水次數(shù)少，每次灌水量大的特點(diǎn)?；诖?，溫室大棚滴灌栽培條件下，進(jìn)行了不同灌水制度對(duì)甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及水分利用效率的影響研究，改善和優(yōu)化設(shè)施甜瓜栽培管理技術(shù)，以提高甜瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)，并達(dá)到節(jié)水增效的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)基本情況

1.1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)在天津市北辰區(qū)試驗(yàn)基地日光溫室進(jìn)行，日光溫室長(zhǎng)度70 m，室內(nèi)跨度9.8 m，后墻高2.2 m，脊高3.6 m。基礎(chǔ)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(jī)質(zhì)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(jī)肥300 t/hm2，高鉀復(fù)合肥450 kg/hm2，用旋耕機(jī)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(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所提供，開(kāi)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(tǒng)的平畦，畦寬1.4 m，長(zhǎng)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(jī)肥、高鉀復(fù)合肥施用充足，混勻旋耕。各畦間用塑料膜隔開(kāi)，防止水分、肥料側(cè)滲。

1.1.3 生育期及灌溉節(jié)點(diǎn)劃分 根據(jù)甜瓜生長(zhǎng)特點(diǎn)生育期劃分為苗期、伸蔓期、開(kāi)花期、膨瓜期和成熟期5個(gè)階段(表1)。根據(jù)全生育期需水特點(diǎn)劃分4個(gè)灌溉節(jié)點(diǎn)，即定植水、緩苗水、膨瓜水和成熟水，定植水于甜瓜定植時(shí)進(jìn)行澆水；緩苗水于定植1周左右在甜瓜苗4葉一心時(shí)進(jìn)行澆水；膨瓜水于定瓜后果實(shí)雞蛋大小時(shí)進(jìn)行澆水[7]；成熟水于膨瓜期15 d左右果實(shí)停止膨大進(jìn)入成熟期時(shí)進(jìn)行澆水。

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

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在4個(gè)灌溉節(jié)點(diǎn)設(shè)置充分灌溉(0.9EP)、輕度虧缺(0.6EP)、中度虧缺(0.3EP)共6個(gè)處理(表2)，2畦(畦面積11.2 m2)為1個(gè)小區(qū)，每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。由于農(nóng)戶灌溉過(guò)程中缺少水量計(jì)量裝置，無(wú)法獲取常規(guī)使用水量值，因此EP值的確定通過(guò)跟蹤常年栽種甜瓜的農(nóng)戶，在實(shí)施灌溉操作過(guò)程中安裝電子液體渦輪計(jì)量表(精度為0.000 1 m3)連續(xù)記錄工人漫灌10畦澆水前、澆水后的水表讀數(shù)變化(畦面積為11.2 m2),計(jì)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(jié)點(diǎn)及灌水量設(shè)計(jì)Table 2 Melon irrigation nodes and irrigation volume design

1.3 調(diào)查項(xiàng)目及方法

1.3.1 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量 分別于甜瓜成熟期統(tǒng)計(jì)每小區(qū)甜瓜的產(chǎn)量，折算成單位面積產(chǎn)量；并且記錄每小區(qū)瓜數(shù)，折算成單瓜重；最后統(tǒng)計(jì)各小區(qū)甜瓜產(chǎn)量和總數(shù)[8]。

1.3.2 水分利用率 分別記錄各處理甜瓜整個(gè)生長(zhǎng)期的灌水總量，結(jié)合產(chǎn)量計(jì)算水分利用率。

水分利用率=單位面積甜瓜產(chǎn)量/灌水總量[8]。

1.3.3 品質(zhì)指標(biāo) 每小區(qū)選3株摘取大小一致的果實(shí)測(cè)定果實(shí)中的可溶性固形物及VC含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2010、SPSS 20.0、Matlab 2012對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 甜瓜產(chǎn)量

從表3看出，甜瓜數(shù)量以T5最多，平均為174個(gè)；T3、T4、T6居中，平均165～167個(gè)，3個(gè)處理間相差不大；T1、T2處理較少；說(shuō)明在充分灌溉條件下減少緩苗水有利于提高甜瓜數(shù)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(shuō)明各生育期灌水關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)供給充足水量能夠提高果實(shí)的單果重。各處理的產(chǎn)量依次為T(mén)5>T3>T4>T1>T6>T2，對(duì)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(chǎn)量明顯降低，說(shuō)明提高膨瓜水和成熟期水量能在一定程度上提高甜瓜產(chǎn)量。對(duì)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(guò)多不利于果實(shí)產(chǎn)量的提高。采用T5灌溉制度能夠獲得最高產(chǎn)量。

表3 不同處理甜瓜的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)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T(mén)6>T4>T5>T3>T2>T1，產(chǎn)量從高到底依次為T(mén)5>T3>T4>T1>T6>T2，各處理耗水量依次為T(mén)1>T3>T5>T2>T4>T6；T6水分利用效率高，產(chǎn)量和耗水量低；T3水分利用率較低，但產(chǎn)量和耗水量高，說(shuō)明提高灌水量不一定能夠獲取最高產(chǎn)量，提高作物產(chǎn)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(chǎn)量最高，平均單果重也處于較高水平。因此，整個(gè)甜瓜生長(zhǎng)過(guò)程中適當(dāng)減少緩苗水，膨瓜期后及時(shí)補(bǔ)充水分，能夠獲得較好的產(chǎn)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(zhì)

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(duì)比T6與T5、T4與T3表明，在相同定植水和緩苗水條件下，相對(duì)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(jié)論與討論

合理的灌水制度對(duì)于設(shè)施甜瓜生長(zhǎng)，尤其是果實(shí)膨大及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)富集具有關(guān)鍵作用，根據(jù)植株生理特點(diǎn)合理劃分生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，明確灌水關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，能夠有效提高作物對(duì)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(jié)水與最終產(chǎn)量，說(shuō)明苗期較低的土壤含水量有利于甜瓜根系的發(fā)育與分生，進(jìn)一步提高植株對(duì)于水肥的吸收能力，進(jìn)而促進(jìn)葉片、莖等器官的生長(zhǎng)發(fā)育；在定植期和緩苗期提供相同水量條件下，調(diào)理膨瓜期水量能有效提高甜瓜最終產(chǎn)量，也證明甜瓜植株在進(jìn)入膨瓜期后，葉蔓生長(zhǎng)逐漸衰退，果實(shí)膨大迅速，無(wú)果側(cè)蔓的光合作用產(chǎn)物更多地輸入有果側(cè)蔓，其果實(shí)作為全株生長(zhǎng)的中心，及時(shí)的灌溉施肥有助于果實(shí)膨大。綜合比較，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)，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(jié)水與甜瓜產(chǎn)量關(guān)系，甜瓜產(chǎn)量達(dá)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(guó)果蔬生產(chǎn)、消費(fèi)中占據(jù)重要地位，是我國(guó)重要的水果之一，其栽培周期較短、栽培管理較簡(jiǎn)單、分布十分廣泛，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。不同地域和栽培方式和水熱條件對(duì)于甜瓜生長(zhǎng)具有顯著差異，尤其天津地區(qū)水資源緊缺，合理的灌溉制度一方面能有效緩解農(nóng)業(yè)用水的困境，另一方面對(duì)于植株生長(zhǎng)發(fā)育、減少病害能夠起到有效的作用。下一步研究需進(jìn)一步細(xì)化膨瓜期內(nèi)的水分處理，構(gòu)建完整的設(shè)施甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育模型，提高產(chǎn)量和品質(zhì)，為進(jìn)一步擴(kuò)大種植推廣面積提供依據(jù)。