郭松 劉聲鋒 杜慧瑩 于蓉 田梅 王志強(qiáng) 楊萬邦

摘 要：為探討不同滴灌頻率對(duì)壓砂地西瓜的生長(zhǎng)特性及品質(zhì)的影響，進(jìn)一步提高西瓜灌溉水分利用效率、保質(zhì)保量促進(jìn)西瓜生長(zhǎng)發(fā)育，以灌水頻率為變量，在伸蔓期、果實(shí)膨大期設(shè)置補(bǔ)灌試驗(yàn)，研究其對(duì)西瓜生長(zhǎng)特性、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面的影響。結(jié)果表明，相較于高頻率補(bǔ)灌（CK，5次補(bǔ)灌），在中低頻率補(bǔ)灌（2～3次補(bǔ)灌）條件下，西瓜中心可溶性固形物含量提高2.80%～13.08%，可溶性蛋白含量提高56.25%～62.50%，中低頻率補(bǔ)灌總酸含量降低18.41%～31.07%。且采用2～3次補(bǔ)灌的處理，可提高水分利用率2.45%～16.6%。綜上所述，采用中低頻補(bǔ)灌處理，補(bǔ)灌量控制在16.46～21.46 m3·667 m-2，能促進(jìn)壓砂地西瓜的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累，可提高壓砂地水分利用效率、改善壓砂地西瓜品質(zhì)，進(jìn)而為壓砂西瓜優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：西瓜;生長(zhǎng)特性;品質(zhì);滴灌頻率;水分利用效率

中圖分類號(hào)：S651 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2021）12-068-05

Abstract： In order to explore the effect of different drip irrigation frequency on the growth characteristics and quality of watermelon in sand pressure field， improve the water use efficiency of watermelon irrigation， and promote the quality and yield， the effects of irrigation frequency on watermelon growth characteristics， yield and quality were studied. The results showed that compared with high frequency water supplement， the content of central sugar increased by 2.80%-13.08%， the soluble protein content increased by 56.25%-62.50%， and the total acid content decreased by 18.41%-31.07% under medium and low frequency water supplement. Moreover， the water use efficiency can be increased by 2.45%-16.60% by using 2-3 times of water supplement frequency. The results showed that the medium and low frequency water supplement frequency and the amount of water supplement under 16.46-21.46 m3·667 m-2 could promote the accumulation of nutrients in watermelon， improve the water use efficiency and improve the quality of watermelon in sand pressed field， which provided theoretical basis and practical guidance for high quality production.

Key words： Watermelon; Growth characteristics; Quality; Drip irrigation frequencies; Water use efficiency

壓砂地西瓜是寧夏中部重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，因中衛(wèi)香山地區(qū)干旱少雨，年際間、季節(jié)間降雨量變化很大，且地下水含堿量高，不宜直接補(bǔ)灌，所以干旱年份西瓜減產(chǎn)十分嚴(yán)重。如何進(jìn)一步提高西瓜灌溉水利用效率、促進(jìn)西瓜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)，是亟待解決的問題。寧夏中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)是我國(guó)西北干旱地區(qū)，年降雨量小于200 mm，蒸發(fā)量極大，水資源嚴(yán)重短缺[1]，硒砂瓜大量采用嫁接滴灌種植模式，勢(shì)必增加農(nóng)業(yè)用水壓力，因此，水資源是影響硒砂瓜發(fā)展的關(guān)鍵因素[2]。要確定灌溉制度，灌溉頻率是重要的指標(biāo)[3]，不同頻率直接影響土壤中水和氮的轉(zhuǎn)移及植物根系對(duì)水和氮的吸收利用[4]。壓砂地土壤為pH值大于8.0的鹽堿地，采用高頻補(bǔ)灌下的抑鹽機(jī)制尚未見研究報(bào)道，已有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，地下水（或微咸地下水）與土壤鹽漬化關(guān)系十分密切[5-6]。徐亞南等[7]研究認(rèn)為，灌水頻率的變化與抑鹽效果之間有密切關(guān)系。郭鵬飛等[8]研究認(rèn)為，灌溉頻率能影響土壤中水、氮的轉(zhuǎn)移，從而減輕肥料對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。張保東等[9]研究了不同滴灌頻率和方式對(duì)西瓜生長(zhǎng)、果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量的影響，關(guān)于灌溉頻率的研究主要集中在日光溫室栽培方面。馬芳等[10]認(rèn)為，寧夏農(nóng)業(yè)用水和調(diào)度面臨的情況日益復(fù)雜，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，需要科學(xué)管理，確定科學(xué)的灌水和施肥指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)水資源的精確補(bǔ)灌，確保作物豐產(chǎn)[11]。

筆者在補(bǔ)灌定額一定的情況下，設(shè)計(jì)不同的滴灌頻率，研究其對(duì)西瓜生長(zhǎng)特性、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面的影響，以期探索較優(yōu)的滴灌補(bǔ)灌頻率，來確定寧夏壓砂瓜最佳的補(bǔ)灌方案，從而提高當(dāng)?shù)厮掷眯?、?jié)約水資源，為寧夏地區(qū)壓砂西瓜優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于寧夏中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)香山鄉(xiāng)紅圈村，是壓砂西瓜主要產(chǎn)區(qū)之一，2020年為連作栽培的第13年。年均降水量185.9 mm，年蒸發(fā)量2000 mm，光照資源充足，平均年日照長(zhǎng)達(dá)2600～2700 h，夏季日照長(zhǎng)達(dá)14 h。

1.2 材料

試驗(yàn)地種植西瓜為當(dāng)?shù)刂髟云贩N金城五號(hào)（中晚熟大果型品種，由中衛(wèi)市金城種業(yè)有限責(zé)任公司提供） ，白籽南瓜（由甘肅隴盛種業(yè)有限公司提供）嫁接育苗，于2020年4月下旬膜下定植栽培，7月下旬拉秧。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組，共設(shè)置了4個(gè)處理（T4、T3、T2、T1），以常規(guī)生產(chǎn)灌溉量為對(duì)照（CK），3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)175 m2，株行距1.6 m×1.8 m。以灌水頻率為變量，各處理每次灌水量保持一致。根據(jù)壓砂地種植模式，確定補(bǔ)灌時(shí)期和補(bǔ)灌次數(shù)，移栽定植期灌水量全部保持一致，伸蔓期、坐果期或果實(shí)膨大期補(bǔ)灌按設(shè)置方案實(shí)施補(bǔ)灌，安裝水表檢測(cè)和確定不同時(shí)期補(bǔ)灌用水量，見表1。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 生長(zhǎng)指標(biāo) 分別在定植期、伸蔓期、果實(shí)膨大期，每個(gè)重復(fù)測(cè)定5株，采用電子游標(biāo)卡尺測(cè)定莖粗，卷尺測(cè)定蔓長(zhǎng)指標(biāo)。

1.4.2 果實(shí)縱徑和橫徑指標(biāo) 根據(jù)測(cè)定的縱徑和橫徑計(jì)算西瓜的果形指數(shù);采用電子游標(biāo)卡尺進(jìn)行果實(shí)的測(cè)定（包括橫向和縱向幅度的測(cè)定）。

1.4.3 單果質(zhì)量指標(biāo) 果實(shí)成熟后每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取5個(gè)長(zhǎng)勢(shì)較好果實(shí)，測(cè)定質(zhì)量。

1.4.4 葉綠素含量 伸蔓期、開花坐果期、膨瓜期和成熟期用YLS-501葉綠素測(cè)定儀測(cè)定葉片葉綠素含量，每個(gè)重復(fù)測(cè)6個(gè)樣品。

1.4.5 果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì) 果實(shí)成熟后進(jìn)行采收，計(jì)算產(chǎn)量;使用托普TD-45數(shù)顯測(cè)糖儀測(cè)定可溶性固形物含量;采用高效液相色譜法測(cè)定有機(jī)酸含量;采用熒光法測(cè)定維生素C含量;采用考馬斯亮藍(lán)染色法測(cè)定可溶性蛋白含量等品質(zhì)指標(biāo)。

1.4.6 水分利用效率、土壤水分變化量和耗水量 水分利用效率WUE=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量/耗水量，單位為g·kg-1。土壤水分變化量ΔW為時(shí)段始末土壤儲(chǔ)水量之差，ΔW=播前土層含水量-收后土層含水量，單位為m3·667m-2。在不考慮干旱地區(qū)地下水利用情況下的田間耗水量計(jì)算公式為：ET=P+l-ΔW，單位為m3·667 m-2。P為生育期內(nèi)有效降雨量;l為灌水量;ΔW為土壤水分變化量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Excel 2019軟件進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的處理，基于DPS 7.05軟件進(jìn)行灌溉頻率和有關(guān)指標(biāo)的顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同補(bǔ)灌頻率對(duì)硒砂瓜莖粗的影響

由圖1可以看出，在5月5—30日，T4處理壓砂瓜莖粗高于其他4個(gè)處理，因補(bǔ)灌時(shí)期在5月30日之后，故有可能造成前期莖粗差異不明顯。在6月18 日之后，T4、T3、T2、T1處理莖粗均高于CK處理，表明一定范圍內(nèi)的補(bǔ)灌可以促進(jìn)壓砂瓜的莖粗生長(zhǎng)。

2.2 不同補(bǔ)灌處理對(duì)壓砂瓜蔓長(zhǎng)的影響

由圖2可知，壓砂瓜蔓長(zhǎng)在生育期內(nèi)隨時(shí)間延長(zhǎng)持續(xù)增長(zhǎng)，在整個(gè)生育期內(nèi)，處理 T4、T3的蔓長(zhǎng)均大于CK。從整個(gè)生育周期來看，處理T4、T3、T2、T1的蔓長(zhǎng)較CK均有增長(zhǎng)，表明在一定量的補(bǔ)灌范圍內(nèi)，適當(dāng)增加補(bǔ)灌量有利于西瓜蔓的生長(zhǎng)。

2.3 不同補(bǔ)灌處理對(duì)植株葉綠素含量的影響

從圖3可知，壓砂瓜在整個(gè)生育周期內(nèi)SPAD值呈波狀。其中，T1處理在5月5日SPAD值達(dá)最大值;T2、T3、T4處理均在5月15日出現(xiàn)峰值，此時(shí)T3處理SPAD值最大，為155.3，T4處理SPAD值最小，為125.6;處理T3、T2處理SPAD值相較于CK分別提高為14.5%、11.6%，表明在一定程度的補(bǔ)灌水量對(duì)壓砂瓜葉綠素含量有促進(jìn)作用。在6月15日之后，5個(gè)處理葉綠素含量總體上多呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，原因可能是隨著壓砂瓜的逐漸成熟，植株內(nèi)葉綠素含量下降。

2.4 不同補(bǔ)灌處理對(duì)壓砂瓜單瓜質(zhì)量的影響

從圖4可以看出，在整個(gè)生育周期內(nèi)，壓砂瓜4個(gè)處理的單瓜質(zhì)量均顯著高于對(duì)照，但4個(gè)處理間單瓜質(zhì)量差異不顯著。其中，T4處理單瓜質(zhì)量最大，為7.7 kg，比CK處理提高9.0%;T2、T3處理單瓜質(zhì)量比CK分別提高8.0%、7.1%，表明一定程度的補(bǔ)灌水量對(duì)壓砂瓜果實(shí)質(zhì)量增長(zhǎng)有促進(jìn)作用。

2.5 不同補(bǔ)灌處理對(duì)壓砂瓜產(chǎn)量的影響

由圖5可知，不同補(bǔ)灌處理對(duì)壓砂瓜產(chǎn)量有一定影響，T4、T2、T1處理西瓜產(chǎn)量均高于T3和CK，且均與CK差異顯著，但均與T3處理差異不顯著。其中，T2產(chǎn)量最高，達(dá)到2 005.47 kg·667 m-2，比CK增產(chǎn)9.0%。表明在試驗(yàn)條件下，適時(shí)補(bǔ)灌會(huì)增加壓砂瓜的產(chǎn)量。

2.6 不同補(bǔ)灌處理對(duì)壓砂瓜果實(shí)形狀的影響

由表2可知，不同補(bǔ)灌處理之間壓砂瓜果實(shí)縱徑差異不顯著，不同補(bǔ)灌處理果實(shí)橫徑有一定差異。其中，T1處理果實(shí)橫徑與T2、T3處理差異不顯著，但顯著高于T4、CK處理;各處理之間果形指數(shù)差異不顯著，表明在一定范圍內(nèi)補(bǔ)灌對(duì)壓砂瓜果形指數(shù)的提升有促進(jìn)作用，但影響不大。

2.7 不同補(bǔ)灌處理對(duì)壓砂瓜果實(shí)品質(zhì)的影響

從表3可以看出，T1處理中心可溶性固形物含量顯著高于其他T4處理，但與其他處理間差異不顯著，表明補(bǔ)灌水量在一定范圍內(nèi)，對(duì)中心可溶性固形物含量影響較小，超過一定范圍，才會(huì)有顯著差異。各處理間邊部可溶性固形物含量和中邊差則無顯著性差異。中邊差是決定西瓜口感品質(zhì)的重要因素，而中邊差越小則證明瓜的口感越符合消費(fèi)者的需求，5個(gè)處理中邊差依次表現(xiàn)為CK>T1﹦T2>T3>T4。由此可見，雖CK處理壓砂瓜中心可溶性固形物含量與其他4個(gè)處理差異不顯著，但是其中邊差較大，可食用的部分相較于其他處理少。

可溶性蛋白含量是西瓜重要的品質(zhì)指標(biāo)，T3、T2和T1處理可溶性蛋白含量均顯著高于CK和T1處理，而T2處理可溶性蛋白含量比CK處理提高62.5%。CK處理總酸含量顯著高于其他4個(gè)處理，T4、T3、T1處理間總酸含量的差異不顯著，表明降低補(bǔ)灌頻率對(duì)壓砂瓜總酸含量影響較大。

2.8 不同補(bǔ)灌處理對(duì)壓砂瓜水分利用效率的影響

水分利用效率（WUE）是判定作物吸收和利用水分情況的一個(gè)指標(biāo)，是評(píng)價(jià)作物生長(zhǎng)性狀的重要指標(biāo)。由表4可知，T1、T2、T3處理水分利用效率相對(duì)較高，分別為13.56、11.90、12.21 g·kg-1;且總補(bǔ)水量和耗水量較低，土壤水分變化量居中。

3 討論與結(jié)論

不同補(bǔ)灌頻率的4個(gè)處理莖粗較CK均增加，表明在一定范圍內(nèi)的補(bǔ)灌，對(duì)壓砂瓜的植株生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。這與李波等[12]研究不同灌溉頻率對(duì)果實(shí)縱、橫徑的影響是隨著補(bǔ)灌頻率增加而逐漸增加的觀點(diǎn)一致。在品質(zhì)方面，各處理中心可溶性固形物、可溶性蛋白和總酸含量有顯著變化，相較于高頻率補(bǔ)灌（≥5），其他處理的品質(zhì)均有所提高。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，單次補(bǔ)灌量增加，蔓長(zhǎng)、莖粗增長(zhǎng)量迅速，尤其在定植期至開花前期有明顯的補(bǔ)償效應(yīng)。且高頻率補(bǔ)灌條件下西瓜品質(zhì)指標(biāo)低于其他處理，不利于營(yíng)養(yǎng)積累，采用中低頻率補(bǔ)灌能促進(jìn)西瓜營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累。這與張保東等[9]在日光溫室對(duì)小西瓜的研究結(jié)果相一致。通過產(chǎn)量和水分利用效率分析可知，補(bǔ)灌頻率大于4次的處理，水分利用效率均有所降低。CK處理補(bǔ)灌量和補(bǔ)灌頻率均最大，但產(chǎn)量卻顯著低于同一補(bǔ)灌頻率的T4處理，表明通過增加補(bǔ)灌頻率和補(bǔ)灌量，在一定范圍內(nèi)，壓砂瓜的產(chǎn)量有所增加。中低頻率的補(bǔ)灌處理較其他處理均具有較高的水分利用效率，同時(shí)在定植期能有效抵御逆境脅迫，可保證植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，這與劉煉紅等[13]研究結(jié)果相近。故試驗(yàn)結(jié)果對(duì)壓砂地西瓜栽培具有一定的參考價(jià)值，但試驗(yàn)對(duì)單一處理未做補(bǔ)灌梯度設(shè)置，今后試驗(yàn)可考慮在定植及伸蔓前期適當(dāng)增加頻次減少單次補(bǔ)灌量，確保西瓜不受水分脅迫。

從水分利用效率、產(chǎn)量和品質(zhì)綜合分析，認(rèn)為2～3次中低頻率補(bǔ)灌頻率、總補(bǔ)水量控制在16.46～21.46 m3·667 m-2為最優(yōu)方案，能確保作物正常生長(zhǎng)，可降低補(bǔ)灌量39.5%～253.58%，提高水分利用效率2.32%～16.60%。

參考文獻(xiàn)

[1] 馮錫鴻，吳大康.漫話砂田栽培西瓜甜瓜[J].中國(guó)瓜菜，2007，20（1）：57-58.

[2] 張仔羅，文雯，曹碩，等.滴灌灌溉量和頻次對(duì)小麥-青貯玉米復(fù)播體系蒸發(fā)蒸騰量和作物系數(shù)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（13）：104-109.

[3] 張坤.不同灌溉量和滴灌頻率對(duì)加工番茄生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的調(diào)控效應(yīng)[D].新疆石河子：石河子大學(xué)，2018.

[4] 王英，張富倉(cāng)，王海東，等.滴灌頻率和灌水量對(duì)榆林沙土馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)和水分利用效率的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2019，30（12）：4159-4168.

[5] 梁萌帆，李明思.微咸地下水淺埋條件下滴灌頻率對(duì)土壤鹽分運(yùn)移過程的影響[J].石河子大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，36（4）：422-430.

[6] 楊文杰，王振華，任作利，等.微咸水膜下滴灌對(duì)土壤水鹽分布及加工番茄產(chǎn)量的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2019，37（6）：117-123.

[7] 徐亞南，李明思.滴灌頻率對(duì)土壤水鹽動(dòng)態(tài)的影響過程研究[J].節(jié)水灌溉，2017（9）：20-24.

[8] 郭鵬飛，張?bào)丬纾n文，等.滴灌頻率和施氮量對(duì)溫室西葫蘆土壤水分、硝態(tài)氮分布及產(chǎn)量的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2018，32（4）：109-114.

[9] 張保東，劉國(guó)棟，代艷俠，等.滴灌頻率對(duì)溫室小西瓜生長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].中國(guó)瓜菜，2009， 22（6）：7-9.

[10] 馬芳，吳斌，馬靜.寧夏引黃灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水質(zhì)量提升措施[J].寧夏農(nóng)林科技，2018，59（4）：62-63.

[11] 郭鵬飛.滴灌頻率和施氮量對(duì)西葫蘆生長(zhǎng)發(fā)育的影響[D].新疆石河子：石河子大學(xué)，2018.

[12] 李波，黃修橋，徐建新，等.不同滴灌頻率對(duì)大田覆膜小西瓜生長(zhǎng)特性及品質(zhì)的影響[J].節(jié)水灌溉，2016（4）：50-53.

[13] 劉煉紅，莫言玲，楊小振，等.調(diào)虧灌溉合理滴灌頻率提高大棚西瓜產(chǎn)量及品質(zhì)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30（24）：95-104.