旱区压砂地甜瓜水肥最优组合研究

沈晖+田军仓+马波

摘要：为了研究甜瓜（Cucumis melo L.）节水节肥栽培技术，采用正交试验法，在旱区压砂地上，对膜下滴灌条件下的灌水定额、施肥量和灌水次数3因素进行了最优组合方案比较研究。结果表明，影响甜瓜产量的主要因素是灌水定额，其次是灌水次数和施肥量；方差分析结果表明，试验的最优因素水平组合是灌水定额为37.5 m3/hm2、施肥量为900 kg/hm2、灌水次数为5次。

关键词：压砂地；甜瓜（Cucumis melo L.）；节水灌溉；节肥；宁夏

中图分类号：S156.5；S652；S274（243） 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）20-5049-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.20.031

Research on Optimum Combination of Water and Fertilizer for Melon in Gravel-Mulched Field SHEN Hui， TIAN Jun-cang， MA Bo

SHEN Hui，TIAN Jun-cang，MA Bo

（College of Civil and Hydraulic Engineering， Ningxia University/ Ningxia Research Center of Technology on Water-saving Irrigation and Water Resources Regulation/Center of Engineering Research on Efficient Utilization of Water Research in Modern Agricultural in Arid Regions， Yinchuan 750021， China）

Abstract： In order to study the water-saving and save fertilizer cultivation techniques of melon （Cucumis melo L.）， the optimal combination of 3 factors including irrigation quota， fertilizer application and irrigation frequency under the condition of drip irrigation under membrane in the pressure in arid sand land was studied by orthogonal experimental method. The result indicated that the main factor affecting melon production is irrigation quota， followed by irrigation frequency and amount of fertilizer. According to variance analysis of melon physiological characteristics and yield， the optimum combination is irrigation quota 37.5m3/hm2， amount of fertilizer 900 kg/hm2， and irrigation frequency 5 times.

Key words： gravel-mulched field； melon（Cucumis melo L.）； water-saving irrigation； save fertilizer； Ningxia

压砂瓜被称为“石头缝里长出的瓜”，是宁夏回族自治区中部干旱地带上的同心、海原、中卫县（市）等环香山地带的农民为了克服恶劣的自然环境，针对区域环境和气候条件特别适宜瓜类生长的特点，在砂砾淤积深厚的区域，将直径为2～5 mm的冲积粗砾石平铺于地面15～20 mm，利用砂砾铺压对地表所具有的节水、增温、保墒效果种植西瓜[Citrullus lanatus（Thunb.）Matsum et Nakai]和甜瓜（Cucumis melo L.）的一种特色种瓜模式[1-4]。随着种植面积的不断扩大， 压砂瓜产业已成为当地农民脱贫致富的支柱产业[4，5]。

任何作物在连作情况下都会带来诸多的不良影响。压砂地一旦铺成，只能连作。随着种植年限的增长，砂地逐年老化，砂土混合严重，土壤养分的平衡被打破，压砂蓄水的能力减弱，病虫危害也日趋严重，直接导致产量和品质的下降，不仅严重影响中部干旱带压砂瓜特色产业稳定和农民收入的增加，也严重影响压砂地农业持续健康发展[6，7]。试验以膜下滴灌甜瓜为研究对象，研究不同灌水定额、施肥量和灌水次数对老压砂地甜瓜生长发育及产量的影响，确定老压砂地甜瓜节水节肥最优组合方案，以期解决压砂瓜产业发展中的施肥补水问题，从而为合理利用水资源、提高水肥利用效率及提高压砂地生产能力提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点位于中卫市香山乡红圈子村，该地位于北纬36°15′，东经105°15′，海拔1 697.8 m。在2010年5～8月，甜瓜全生育期内降雨量为76.0 mm，年日照时间1 079.5 h，年平均气温20.0 ℃，平均风速4.78 m/s（高度2 m）；试验地土壤为砂壤土（老砂地），其耕作层（0～20 cm）土壤基本理化性质是容重1.44 g/cm3、全盐含量0.47 g/kg、全氮含量0.52 g/kg、全磷含量0.43 g/kg、全钾含量19.70 g/kg、有机质6.44 g/kg、速效氮 24.00 mg/kg、速效磷 1.60 mg/kg、速效钾70.00 mg/kg，pH 8.68。endprint

1.2 试验设计

在种植方式、播种时间、种植密度均相同的情况下，试验采用正交试验L9（33）设计方法[8]。根据当地生产经验，选取灌水定额、施肥量和灌水次数作为试验因素，每个因素有3个水平，因素与水平组合见表1。

1.3 方法与管理

试验采用防雨桶栽方式，自制膜下滴灌设施，共9个处理，每个处理3次重复，在田间顺序排列。试验桶高46 cm、上口直径53 cm、下口直径36.5 cm；盆的下方铺有3 cm厚的小石子，其上按原始土壤容重分层装过筛0.5 cm的细土，最上方铺砂，厚12 cm；盆中埋有TDR管，用来定期测定土壤含水量。供试作物选择当地甜瓜主栽品种；供试肥料为生物有机肥，是由宁夏大学与中卫市丰盛生物有机肥厂共同研制生产的新产品，其含N 1.8%、P2O5 0.52%、K2O 2.4%。2010年5月1日播种，6月4日放苗，分别在4月27日、6月17日、7月25日按总施肥量的30%、40%、30%的比例分3次施肥，8月4日收获。

1.4 观测项目

观测项目有甜瓜生育期、叶片数、蔓长、叶面积指数、干物质积累量、灌水量、土壤含水率、土壤养分和产量等。

2 结果与分析

2.1 试验处理对甜瓜叶片数的影响

叶片是作物进行光合作用的主要器官（干物质的70%由叶片生产），是形成产量的最活跃因素，也是全株有机营养的惟一来源，关系到植物干物质的积累、器官的建成和最后的生物产量。试验设置的9个处理对甜瓜叶片数的影响情况见图1。由图1可知，在整个生育期内，甜瓜叶片数的增长呈S形曲线方式；其中从出苗到伸蔓期，甜瓜叶片数增长速度较为缓慢，不同处理之间差异不大；从开花坐果期到果实膨大前期，叶片数增长迅速，处理之间差异加大，此时处理2的叶片数明显多于其他处理；各处理的平均叶片数从11增加到51，达到整个生育期内的最大值；到果实膨大中后期，叶片数趋于稳定，不再发生变化，同时植株下部的叶片开始衰亡。

2.2 试验处理对甜瓜蔓长的影响

试验设置的9个处理对甜瓜蔓长的影响情况见图2。由图2可知，各处理甜瓜的蔓长随着生育期的持续而逐渐增长，变化趋势基本一致。其中高灌水定额处理的整体表现较优，以处理2最优，其次是处理1、处理3；低灌水定额处理的整体表现较弱。从伸蔓期到膨大前期，各处理蔓长增长迅速，处理之间差异明显，平均蔓长从4.2 cm增加到44.6 cm，日均增长率为1.39 cm/d；从果实膨大前期到膨大后期，各处理蔓长的增长较为缓慢，平均蔓长从44.6 cm增加到49.6 cm，日均增长率为0.24 cm/d。

2.3 试验处理对甜瓜叶面积的影响

甜瓜叶面积在整个生长过程中大致可分为3个阶段，分别为上升期、稳定期和衰落期；试验设置的9个处理对甜瓜叶面积的影响情况见图3。由图3可知，在甜瓜出苗后的一段时间，各处理的群体叶面积相对增长速度较慢；但从甜瓜伸蔓期到果实膨大前期，群体叶面积增长速度加快，其增长速率与时间呈正相关关系，各处理的平均叶面积从87.9 cm2增加到3 022.8 cm2，达到整个生育期的最大值，日均增长率为101.20 cm2/d，并且各处理之间差异明显；而从果实膨大前期到膨大中后期，植株下部叶片开始衰弱，平均叶面积从3 022.8 cm2减少到1 855.6 cm2，日均减少率为145.9 cm2/d，各处理之间的差异也很明显。总的来看，以处理2的叶面积最大。

2.4 各因素对甜瓜产量的影响

试验设置的正交试验L9（33）对甜瓜产量的影响情况见表2。分析表2可知，各因素的极差为RA（8 688.0 kg/hm2）>RC（2 240.8 kg/hm2）>RB（1 946.1 kg/hm2），表明各因素对甜瓜产量影响的主次顺序为灌水定额（A）、灌水次数（C）、施肥量（B）。

灌水定额与产量的关系见图4。由图4可知，随着灌水定额的增加，产量也逐渐增加，当灌水定额由7.5 m3/hm2增加到37.5 m3/hm2时，产量由1 976.2 kg/hm2增加到10 664.1 kg/hm2，即增加单位灌水定额时的产量增加值为289.6 kg/hm2。施肥量与产量的关系见图5。由图5可知，随着施肥量的增加，产量也随之增加，但施肥量增加到一定程度时，产量反而下降，呈报酬递减规律；如施肥量由450 kg/hm2增加到900 kg/hm2时，产量由5 653.4 kg/hm2增加到7 408.9 kg/hm2，即增加单位施肥量时的产量增加值为3.9 kg/hm2；但当施肥量由900 kg/hm2增加到1 350 kg/hm2时，产量由7 408.9 kg/hm2减小到5 462.8 kg/hm2，即增加单位施肥量时的产量减少值为4.3 kg/hm2。灌水次数与产量的关系见图6，由图6可知，随着灌水次数的增加，产量也逐渐增加，当灌水次数由4次增加到6次时，产量由4 752.3 kg/hm2增加到6 993.1 kg/hm2，即增加单位灌水次数时的产量增加值为1 120.3 kg/hm2。

方差分析结果见表3。由表3知，灌水定额对甜瓜产量的影响极显著，故取A1水平；施肥量对产量影响不显著，取B2水平。灌水次数对产量影响也不显著，且C2和C3产量仅相差213.5 kg/hm2，故从节水角度考虑选取C2水平。

综合以上分析结果，试验得到的最优因素水平组合为A1B2C2，这与表2的分析结果一致，即灌水定额为37.5 m3/hm2、施肥量为900 kg/hm2和全生长期灌水5次。

3 小结

在宁夏旱区压砂地上以甜瓜为试材，通过采用正交试验法对膜下滴灌条件下的灌水定额、施肥量和灌水次数3因素的最优组合方案进行试验，比较出各因素对甜瓜生长发育和产量影响的主次顺序为灌水定额、灌水次数、施肥量。发现随着灌水定额和灌水次数的增加产量也逐渐增加；随着施肥量的增加，产量随之增加，但增加到一定程度时，产量反而下降，呈报酬递减规律。试验结果显示，压砂地（老压砂地）甜瓜在膜下滴灌条件下，全生长期在灌水定额为37.5 m3/hm2、施肥量为900 kg/hm2、灌水次数5次的管理条件下，生长发育和产量达最佳。

参考文献：

[1] 马忠明，杜少平，薛 亮.砂田西瓜甜瓜生产现状、存在的问题及其对策[J].中国瓜菜，2010，23（3）：60-63.

[2] 戈 敢.中国压砂田的发展和意义[J].农业科学研究，2009（12）：52-54.

[3] 中国园艺学会西瓜甜瓜专业委员会.宁夏中卫环香山地区——我国规模最大的纯天然绿色食品砂田西瓜甜瓜生产基地考察记实[J].中国西瓜甜瓜，2004（5）：44-45.

[4] 王 芳，李友宏，赵天成，等.关于宁夏压砂西甜瓜持续发展的思考[J].宁夏农林科技，2005（5）：60-61，94.

[5] 艾 琳.中卫硒砂瓜[N].共产党人，2008（17/18）：81-82.

[6] 沈 晖，田军仓，宋天华.旱区老压砂地甜瓜配方施肥技术研究[J].灌溉排水学报，2011，30（5）：99-102.

[7] 冯治平.中卫市硒砂瓜产业发展存在的问题与对策[J].安徽农学通报，2009，15（24）：11，22.

[8] 潘丽军，陈锦权.试验设计与数据处理[M].南京：东南大学出版社，2008.221-232.endprint