栽培方式与土壤水分对黄瓜产量、品质及水分利用效率的影响

张朝文，梁银丽，，王科锋，穆 兰，石国华

（1.西北农林科技大学 林学院，陕西 杨凌712100；2.中国科学院 水利部 水土保持研究所，陕西 杨凌712100）

黄瓜（Cucumis sativus L.）是我国广大地区农业生产中的主要蔬菜作物之一。由于种植黄瓜效益高以及日光温室、塑料大棚等各种栽培方式的广泛应用，其栽培面积也不断扩大，并且在周年蔬菜供应中占有重要的地位［1］。随着经济的快速发展，人们的蔬菜消费水平也不断提高，已经由单求简单的数量，发展到越来越重视蔬菜的营养品质。

提高黄瓜生产的经济效益，要从增加产量入手。黄瓜是对水分敏感且耗水量较多的蔬菜，在生长发育期间需多次灌水，其水分的供应状况对其生长发育、产量和生产效益有很大影响，成为黄瓜优质、高效和高产的关键因素。目前，有关不同水分条件对黄瓜产量、品质和水分利用效率的影响已有部分研究，郭生虎等［2］研究得出在滴灌条件下灌水量达到563mm时完全能满足黄瓜水分需求。翟胜等［3］的研究表明，在温室盆栽条件下不同生育时期不同土壤水分条件对黄瓜蒸腾量和产量有明显影响，并提出黄瓜耗水规律、产量与水分之间的函数关系。李清明等［4］提出了温室黄瓜初花期较适宜的节水灌溉上限指标；毛学森［5］等研究了日光温室黄瓜亏缺灌溉对黄瓜产量和水分利用效率的影响，并提出相应的灌溉方案。何华［6］等提出了在日光温室条件下黄瓜在初瓜期、盛瓜期和生长后期应保持的土壤水分含量，实现了水分利用与产量的高效统一。黄瓜的栽培方式呈现多样化，在温室栽培条件下采用不同栽培措施，其品质有一定的差异性［7］。用有机土基质栽培，能有效增加黄瓜产量并提高黄瓜品质［8］。大田栽培条件下有机栽培的黄瓜产量较低，但其品质却最好［9］。而在遮雨棚条件下对黄瓜的研究多以盆栽为主［10］。不同栽培方式对黄瓜生长发育及产量影响的研究居多，但对其品质深入研究的较少。由于黄瓜种植的利润较高，价格相对稳定，黄瓜的栽培面积，尤其是温室黄瓜的栽培面积会进一步增加。有关不同水分条件对黄瓜产量、品质和水分利用效率的研究已有了大量报道，而不同栽培方式及土壤水分处理对其影响的研究还较少。本文通过研究不同栽培方式与土壤水分条件对黄瓜产量、品质和水分利用效率的影响，以期为黄瓜优质高产高效生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验研究于2012年4—8月在陕西省杨凌示范区西北农林科技大学水土保持研究所试验场日光温室及其遮雨棚内进行。试验小区长3.0m，宽2.4 m。相邻小区间用深埋60cm的隔水膜隔开，防止水分侧渗。试验地土质为黑垆土，田间持水率为24%，密度为1.26g／cm3，有机质为18.2g／kg，碱解氮为85mg／kg，速效磷为25.0mg／kg，速效钾为216mg／kg，pH值为7.9。采用日产小型气象自动记录仪HOBO对1.5m高度处大气温度和大气相对湿度进行动态监测。黄瓜整个生育期日光温室和遮雨棚内的温湿度如图1所示。

1.2 试验设计

供试品种为津春4号，栽培方式为日光温室（G）和遮雨棚（S）。采用营养钵育苗，4月15日定植，5月3日进行水分处理。小区内株距为30cm，行距为60 cm。每小区分别施入尿素（含N量≥46.4%），磷酸二铵（N≥15.0%，P2O5≥42.0%），农用硫酸钾（K2O≥50.0%）各54g作基肥，分别于5月18日和6月27日按此量追施化肥。试验设2个水分水平，土壤含水率分别为田间持水率的60%～70%（W1）和90%～100%（W2），试验共计4个处理（GW1，GW2，SW1，SW2），每个处理重复3次。控水前各处理灌水量保持一致。

图1 黄瓜生育期日光温室／遮雨棚的温湿度

1.3 测试项目及方法

1.3.1 补水量的确定 生长期内每7d左右，采用TDR（time domain reflectometer）测定一次0—40cm土壤水分，并每15d用土壤烘干法校对土壤含水率。当土壤含水率低于设定的土壤含水率下限时按照上限补灌，用水表控制灌水量。分别统计各小区耗水量。计算补水量，公式为：

式中：M——灌溉量（m3）；S——小区面积；H——灌溉计划湿润层深度，H＝40cm；R——土壤密度（g／cm3）；Wa——田间持水率的60%～70%和90%～100%；Wb——实际测得含水率（%）［11］。

1.3.2 产量及生物量的测定 对每个小区做动态记录，最后求出黄瓜总产量。依据产量和耗水量，计算水分利用效率（水分利用效率＝产量／耗水量）；取植株地上部和根系，挖取根系时，取长、宽和深均为40 cm的土块，置于网袋中，用去离子水冲洗干净。采用烘干称重法测定地上茎叶部干重和地下根部干重。并计算根冠比，根冠比＝地下根部干重／地上茎叶部干重。

1.3.3 品质的测定 黄瓜果实各项营养品质指标分别于6月9日和7月6日测定，每次测定重复3次。每小区分别选取长势均匀、生理成熟度相一致的成熟黄瓜果实，用榨汁机榨成匀浆，测定果实品质。采用钼蓝比色法［12］测定维生素C（Vc）含量，采用蒽铜比色法［12］测定可溶性糖含量，采用紫外吸收法［12］测定可溶性蛋白质含量，可溶性固形物含量采用PRO－101型糖度计测定。用Excel软件进行数据整理，用DPS 7.05软件进行数据方差分析，用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 产量与水分利用效率

生育期黄瓜产量、耗水量及水分利用效率计算结果详见表1。由表1可以看出，在相同栽培方式下，土壤水分较高的处理产量和耗水量高于低水处理，表现为GW2＞GW1，SW2＞SW1，但是其水分利用效率却随着灌水量的增加而降低；在相同水分条件下，日光温室的产量和水分利用效率比遮雨棚的高，表现为GW1＞SW1，GW2＞SW2，但其耗水量却呈相反趋势。

表1 各处理整个生育期的产量、耗水量及水分利用效率

2.2 栽培方式和水分处理对黄瓜根冠比的影响

黄瓜茎秆和叶片生长发育所需营养物质由根系来提供，而根系的发育与土壤水分密切相关。由表2可知，在相同栽培方式下，土壤水分较高的处理茎叶部干重、根部干重要高于低水处理，差异显著，表现为GW2＞GW1，SW2＞SW1，其根冠比却随着灌水量的增加而降低；在相同水分条件下，日光温室的茎叶部和根部干重要比遮雨棚的高，差异显著，表现为GW1＞SW1，GW2＞SW2，其根冠比却呈相反趋势。

表2 栽培方式及水分处理对黄瓜根冠比的影响

2.3 栽培方式及水分处理对黄瓜品质的影响

2.3.1 相同栽培方式下水分处理对黄瓜品质的影响

由表3可看出，在相同栽培方式的不同水分处理下可溶性糖、蛋白质、Vc含量、可溶性固形物随着土壤含水率的增加而降低。不同处理间差异显著，表现为GW1＞GW2和SW1＞SW2的趋势。两次测定结果表明不同土壤水分处理对果实品质的影响基本相同，在趋势上表现一致性。水分亏缺使果实水分含量降低，可溶性糖含量增加，而充分灌溉使果实水分含量较高，可溶性糖含量减少，即低水灌溉提高了果实的品质。

表3 栽培方式及水分处理对黄瓜品质的影响

2.3.2 相同水分条件下栽培方式对黄瓜品质的影响

由表3可以看出，在相同水分条件下，不同栽培方式对蔬菜品质的影响达到显著差异。遮雨棚条件下的可溶性糖、蛋白质、Vc含量、可溶性固形物与温室相比呈现显著性，处理间差异显著，表现为SW1＞GW1，SW2＞GW2的趋势。两次测定结果表明不同栽培方式对果实品质的影响基本相同，在趋势上表现一致性，遮雨棚内栽培比温室栽培的品质要好。

3 结论

黄瓜需水量较大，在相同栽培方式下，土壤含水率的增加有利于产量的提高，耗水量随土壤含水率上升而增加。黄瓜生物量（地上、地下部干重）也随着土壤含水率增加而增加，说明较高的土壤含水率对其产量形成和生物量的累积具有明显的促进作用，但是其根冠比却随着土壤含水率的增加而降低［13］。因而土壤水分不足对地上部分的影响比对根系的影响大，使根冠比增大。较低的土壤含水率利于水分利用效率和果实品质提高，Vc、可溶性糖、可溶性蛋白质含量和可溶性固形物较高。可见不同的灌水量对黄瓜产量和品质有显著影响［14］。随着灌水量的增加，黄瓜产量有所提高，但水分利用效率则随之下降，黄瓜品质亦有下降的趋势，这与王新元等人［15］的结论一致。在相同水分条件下，日光温室黄瓜的产量和生物量高于遮雨棚，可能是由于温室条件下生长环境相对稳定，生物量和产量明显升高。但是从营养品质上比较，遮雨棚内黄瓜的品质优于日光温室，由于温室的密闭效应，温室内的空气相对湿度比较高，温室内光合有效辐射PAR为700～850μmol／（m－2·s），较遮雨棚降低了7.8%～12.4%，弱光逆境是导致温室黄瓜品质下降的一个主要因素，可经常清洁棚膜保持表面清洁，采取辅助光源以及更新透光性良好的新型薄膜等有效措施改良其品质。

［1］程智慧.蔬菜栽培学各论［M］.北京：科学出版社，2010.

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