不同滴灌频率对大田覆膜小西瓜生长特性及品质的影响

李 波，黄修桥，徐建新， 范永申，韩启彪，李 文,3

(1. 华北水利水电大学，郑州 450000；2. 中国农业科学院 农田灌溉研究所/河南省节水农业重点实验室，河南 新乡 453002； 3.中国农业科学院研究生院，北京 100081)

西瓜是豫北平原主要经济作物之一，在河南新乡等地广泛种植，对提高农民收入有重要作用。西瓜耗水量大，随着豫北平原区地下水资源日趋紧张，如何进一步提高西瓜灌溉水利用效率、保质保量的促进西瓜种植，这一问题亟待解决。膜下滴灌是一项新型的农业综合节水技术，具有节水保墒等优势[1]，其在大田棉花、温室蔬菜等已有深入的研究和推广应用，但在西瓜种植上目前应用仍较少，且西瓜膜下滴灌的研究多集中在温室中, 张保东等研究了在日光温室栽培条件下不同滴灌频率对西瓜长势、产量及品质的影响[2]，刘炼红等在调亏灌溉条件下，研究了不同膜下滴灌频率对早春大棚西瓜植株生长、果实产量、品质及水分利用效率的影响[3]。关于灌溉频率的研究主要集中在蔬菜方面，万书勤等研究了华北平原秋萝卜在滴灌条件下，不同灌溉频率处理对萝卜有关特性的影响[4]，符崇梅等在膜下滴灌条件下，采用灌溉量、滴灌频率、施肥量三水平三因素试验设计，对地膜洋葱产量和水分利用进行了研究[5]，目前豫北大田西瓜覆膜滴灌的研究报道较少。在此背景下，本文展开试验研究，以灌水频率为主要研究对象，研究覆膜滴灌灌水频率对大田小西瓜生长特性的影响，以期为为豫北地区大田膜下滴灌小西瓜生长提供较好的灌溉频率，从而提高农业生产中的经济和生态效益。

1 材料和方法

1.1 供试材料

试验于2015年4-6月在中国农业科学院新乡综合试验基地进行。基地位于河南省新乡县七里营镇，地理坐标北纬35°18′，东经113°54′，属暖温带大陆性季风气候，年平均气温14 ℃，年平均降雨656.3 mm，年蒸发量1 748.4 mm。6-9月份降水量最多，为409.7 mm占全年降水的72%。粮食作物种植模式以夏玉米(6 月中至 9 月底)和冬小麦(10 月初至次年 6 月中旬)连作为主。试验田土壤机械组成见表1，在1 m内干密度平均值约为1.5 g/cm3，田间持水率为21.5%(质量含水率)。

表1 试验田土壤机械组成

1.2 供试材料

试验采用的小西瓜品种为“甜王”，该品种小西瓜皮薄，脆性大，成熟期短，单果重相对较小，甜度大。本试验采用苗栽，提前在温室里育苗，等到种植时候再移栽。试验小区滴灌采用澳大利亚产托罗牌企业滴灌管，灌水器额定流量2.0 L/h，管外16 mm，灌水器间距0.5 m。在基地内选择一块土地进行试验，其中试验田地长200 m，宽为24 m。

1.3 试验设计

试验西瓜全生育期82 ，4月4日先进行整地和滴灌带的铺设，4月6日进行西瓜幼苗采购并覆膜栽种，4月27日开始进行人工授粉，留果部位为第二个雌花，试验中采用水肥一体化模式，即西瓜所需要的肥料加入滴灌首部枢纽处的施肥罐中，经过溶化后和灌溉水一起被送到西瓜根部，供西瓜生长使用。本试验采用肥料为纳米红钾王，其中N≥12%，K20≥22,Ca≥28,不公开成分≥15%，该肥料能提高果实含糖量及维生素含量，迅速缓解土壤板结状况，大大提高土壤保水增肥能力和西瓜根系的吸收能力，使果实膨大快。

本试验以灌水频率为变量，共设置了4个处理(T1，T3，T5，T7)，即在灌水量一定的情况下，T1为每天浇一次水，T3为每3 d浇一次，依次类推，共设置3个重复，采用4行种植，在每一行选择3个小区，一共12个小区，分别为A1、A2、A3，B1、B2、B3，C1、C2、C3和D1、D2、D3，每个小区长7.5在m，宽2.1 m，小区之间行距 1.6 m，每个小区内瓜苗间距0.5 m，每个小区选择长势基本一致的10株瓜苗作为研究对象，并做上标记，12个小区内共选择120株，具体如图1所示。

图1 试验小区示意图

具体的灌水时间及灌水量如表2所示。

表2 不同处理小西瓜灌溉时间

1.4 检测指标与方法

1.4.1检测指标

本试验检测指标包括根粗、茎粗、蔓长、果实的纵径和横径、果实的重量以及果实的甜度。

1.4.2检测方法

对于根粗和茎粗，分别在果实膨大期(5月 22日)和果实成熟期(6月7日)用电子游标卡尺对选定并作标记的植株进行测定，在6月9日用电子游标卡尺进行果实的测定(包括横向和纵向幅度的测定)，果实纵径和横径之比称为果形指数，用L/D表示，其数值愈大，愈呈现高桩[6]。根据测定的纵径和横径计算小西瓜的果形指数。在6月10日进行测产，用电子天平进行重量测量，每个小区随机选取5个长势较好果实测定单果质量，并用国产LB10T型甜度计进行测定相应果实的甜度。

对于根部的测定选取地面以上1 cm的部位进行测定并做上标记，对于茎部的测定选择距离根部20 cm的部位进行测定并做上标记。

应用EXCEL软件进行有关数据的处理，基于SAS软件进行灌溉频率和有关特性的显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同灌溉频率对大田小西瓜茎部粗度的影响

在坐果期和果实膨大期分别用游标卡尺测定作有标记的植株茎部粗度(测量部位为植株与薄膜相交上部20 cm处)，不同灌溉频率对根部粗度的影响如图2(果实膨大期)和图3(成熟期)所示。

图2 果实膨大期不同灌溉频率下茎粗

图3 成熟期不同灌溉频率下茎粗

从图2和图3可以看出，在果实膨大期不同滴灌频率对小西瓜茎粗的影响不是特别显著，总的来看不同滴灌频率处理下茎粗T1>T5>T3>T7，虽然在整个生长发育过程中西瓜植株需水量较大，但对水分敏感时期有两个：一是雌花开放前后，若水分不足，雌花子房小，发育不良；若水分过量，很旺长。二是西瓜膨大期缺水，影响膨大，果个小，畸形果发生率高。但并不是水量越大越好，如果水量过多或者排水不畅会影响西瓜植株的生长，而在成熟期，从图3可以看出，不同灌溉频率下茎粗长势变化不大，各处理条件下，茎粗大小顺序为T1>T3>T5>T7，从果实膨大期和成熟期茎部粗度差值来看(如图4)，T3处理条件下，茎粗变化较大，此灌溉频率下西瓜茎部长势较好。

图4 不同滴灌频率下茎粗差值

2.2 不同灌溉频率对大田小西瓜根部粗度的影响

从图5和图6总的来看，不同灌溉频率对于根粗的影响并不是非常明显，无论是果实膨大期还是成熟期，不同灌溉频率处理下根粗相差不是很大。从图5可以看出，在果实膨大期，不同处理下根粗大小顺序为T3>T1>T5>T7，T3处理下根粗相对来说长势较好。从图6可以看出，在成熟期不同处理下根粗大小顺序为T1>T5>T3>T7，在后期T1处理下根粗较大，长势较好。

图5 果实膨大期不同处理根粗

图6 成熟期不同灌溉频率下根粗

2.3 果实膨大期不同灌溉频率对大田小西瓜蔓长的影响

在5月21日用卷尺测量各个小区内标记的植株的蔓长，从主茎靠近地表处起测量，具体测量结果如图7所示，从图7中可以看出与其他各个处理相比较T3处理较好，对蔓长的生长影响各个处理大小顺序为T3>T1>T5>T7，在果实膨大期施肥量和灌水量作为主效应对西瓜株高(蔓长)影响显著[7]，对于本试验在施肥量一定的情况下，灌水量对蔓长影响较大，在西瓜膨大期需要较大的水量，水量过少会显著影响主蔓的伸长，如T7处理所示，此处理下，由于灌水的时间间隔较长，影响了主蔓的生长，导致测出的结果明显小于其他处理条件下主蔓的长度。但是在西瓜种植时，应当注重肥水管理，并不是水量越大就越好，如果管理不当容易出现主蔓旺长、落花落果现象，并且蔓叶生长过旺容易造成生长中心的转移，从而使营养物质大部分集中到蔓叶生长方面，这其中一个主要的原因是水肥的使用过量，因此对于主蔓的生长灌溉频率适度即可,注重田间水肥的管理。

图7 不同灌溉频率下茎长(05-21)

2.4 成熟期不同灌溉频率对大田小西瓜纵向幅度(纵径)和横向幅度(横径)生长的影响

图8和图9分别为不同灌溉频率处理下小西瓜果实的纵茎和横茎图，其中从图8中可以看出T3处理下小西瓜的纵茎长势与其他处理相比较好，T7处理下的纵茎长势较差，从图9中可以看出T1处理下小西瓜果实的横茎长势与其他处理相比较好，T7处理下小西瓜横茎长势较差，可见在果实膨大期到成熟期这一段时间小西瓜灌溉应该勤浇，保障其正常的需水量，T7处理下果实的长势不是很理想，灌溉间隔时间长影响小西瓜的生长及对水分的充分利用，进而影响果实外在品质。表1为不同灌溉频率处理对大田膜下小西瓜果实外观品质影响的特征参数。从表中可以看出不同滴灌频率处理对小西瓜的果实纵、横径的影响较为显著，各处理之间的果形指数并没有显著差异。其中T1处理的果实总茎和横径最长，分别为150.03、150.73 mm，T7处理下的果实总茎和横茎最短，分别为135.73、136.99 mm。

图8 不同灌溉频率下西瓜果实横向幅度

图9 不同灌溉频率下西瓜果实纵向幅度

处理果实纵径果实横径果形指数T1150．03150．730．99T3147．28146．741．00T5138．89142．780．97T7135．73136．990．99

2.5 不同灌溉频率对大田小西瓜重量的影响

从图10可以看出不同灌溉频率处理下，T3处理的西瓜重量相对来说较大，长势较好，T1处理下所测得小西瓜重量差值不是很大，相对来说较均匀。T5处理下小西瓜重量变化较大，各个小西瓜重量差距较大。其中T5和T7处理下个别果实重量小于2 000 g，总的来说T3处理较为理想，虽然所测小西瓜重量变化趋势也较大，这可能与外界有关因素以及管理上存在的一些问题有关。

图10 不同灌溉频率下单株瓜重

2.6 不同灌溉频率对大田小西瓜甜度的影响

从图11可以看出，不同灌溉频率处理下小西瓜的甜度大小为T7>T5>T3>T1，处理T7的果实甜度比其他处理明显高，在小西瓜生长的后期，主要是糖分的积累，过频的浇水会导致西瓜内部水分过多从而降低甜度。T5处理下小西瓜甜度较好，T3次之，T1处理下小西瓜甜度相对来说较差，说明在小西瓜成熟后期是糖分的累积，需要的水分不是太多，过多的水分导致小西瓜甜度下降。在管理上应当注重后期水肥的合理、准确的使用，从而提高果实的品质。

图11 不同灌溉频率下小西瓜甜度

2.7 不同灌溉频率对大田小西瓜形态指标的影响

通过表4可以看出，在果实膨大期，对于茎粗，不同灌溉频率处理下，TI、T3和T5之间显著性不大，但是这几个处理与T7处理相比显著性明显。对于根粗，T5与其他几个处理相比显著性明显，并且根粗平均值达到最大。在成熟期，不同灌溉频率处理下，对于蔓长，T7 处理下的蔓长与其他处理相比显著性明显，均值较小。对于纵向幅度，T1和T3以及T5和T7之间显著性不明显，其中T1处理均值达到最大。对于横向幅度，T1处理和T7处理显著性相对较为明显，T1处理均值达到最大，T7处理均值最小。

表4 不同灌溉频率对大田小西瓜形态指标的影响 mm

注：不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)。

3 结论及讨论

通过不同灌溉频率处理对大田膜下小西瓜生长后期有关特性的研究，可以得出以下有关结论。

(1)不同灌溉频率处理对小西瓜茎粗、根粗、蔓长的影响不是特别明显，其中对于茎粗以T1处理效果相对来说较好。对于蔓长来说以T3处理效果较好。对于根粗来说，以T3处理效果较好。

(2)在果实外观方面，不同灌溉频率处理对果实纵径和横径的影响不大，但是可以看出随着灌溉频率的增加，小西瓜的纵径和横径还是在逐渐增加，正如表一所表现出来的，不同处理之间果形指数相差不大，其中T3处理下纵径长势较好，T1处理下横径较好，T3处理下果形指数比较理想。

(3)T3处理下小西瓜重量长势较好，但对于本试验而言，在T3处理下出现波动性较大，与其他的因素(比如降雨等)有关。T7处理下小西瓜甜度最大。T5处理的小西瓜甜度与T1和T3处理相比较好，考虑到大田试验影响因素较多以及保证植株生长必要的水分，综合考虑，后期建议以灌溉频率为T5较好。

本试验是在大田内进行，在整个试验过程中一共降雨4次(降雨对试验结果有一定影响)。众所周知，大田内影响试验准确性的因素较多，比如气象、人为因素以及病虫害和鸟类干扰，总的来看本试验在试验处理上还有一些欠缺，应当将灌溉频率进一步减小，设置更多的处理从中选择更好的一个适合本地区的最优灌溉频率。

[1] 林 萍. 膜下滴灌对石河子垦区绿洲农业发展影响的研究[D]. 陕西杨凌：西北农林科技大学，2008.

[2] 张保东，刘国栋，代艳侠，等.滴灌频率对温室小西瓜生长势、产量及品质的影响[J]. 中国瓜菜,2009,(6)：7-9.

[3] 刘炼红,莫言玲,杨小振,等. 调亏灌溉合理滴灌频率提高大棚西瓜产量及品质[J].农业工程学报,2014,30(24):95-104.

[4] 万书勤，康跃虎，刘士平. 华北平原滴灌灌溉频率对萝卜生长的影响[J].灌溉排水学报,2003，22(2)：26-30.

[5] 符崇梅，魏野畴，李 娟,等. 不同灌溉量、滴灌频率及水肥耦合对洋葱产量和水分利用率的影响[J]. 节水灌溉,2011,(8)：36-42.

[6] 耿玉韬. 提高果形指数的十项措施[J]. 山西果树,1999,(1):10-11.

[7] 杨小振. 滴灌条件下大棚西瓜水肥耦合效应研究[D].陕西杨凌：西北农林科技大学.