天津市滨海地区制种黄瓜适宜滴灌灌溉指标的研究

(天津市农业资源与环境研究所，天津 300192)

天津地处华北平原东部，年平均降水量为492 mm，人均水资源拥有量为160 m3，仅为全国人均水资源量的6%，是一个资源型缺水型城市。农业用水占全市用水的50%，农业用水矛盾日益突出，发展现代化节水农业势在必行[1]。滴灌作为一种先进的灌溉方式在高效利用水资源方面起到了重要作用，目前，滴灌已在经济价值较高的作物生产中被广泛应用。滴灌可使水分和养分直接均匀地输送到作物根系层，同时能够维持良好的透气性，从而优化了作物根系环境，为提高作物产量奠定了基础[2-3]。

黄瓜是我国的主要蔬菜作物之一，也是我国设施栽培面积最大的蔬菜作物。天津的黄瓜育种技术一直在我国处于领先地位，先后育成了津研、津杂、津春、津优、津绿、津美等系列优质、多抗的黄瓜良种，黄瓜种业已成为天津市优势产业，创造了良好的经济效益和巨大的社会效益[4]。但是，在制种黄瓜生产实际中灌溉依然采用大水漫灌的方式，有滴灌设备的仍缺乏合理的节水滴灌制度。目前，有关设施蔬菜滴灌方面的研究已报道了许多，主要涉及滴灌灌水量[5-6]、灌水频率[7-8]、滴头间距和流量[9-10]、滴灌土壤湿润体[11-12]及水盐运移[13-14]等方面，然而，关于制种黄瓜滴灌制度的研究十分欠缺。针对天津黄瓜种业日益蓬勃发展与水资源紧缺的双重需要，研究滴灌在制种黄瓜上的应用十分必要。因此，本试验以天津滨海地区制种黄瓜为研究对象，研究了5种灌溉制度对制种黄瓜生长及种子产量的影响，旨在为提出制种黄瓜的合理滴灌制度提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验于2015年3—7月在天津市武清区黄瓜研究所瑞奇温室进行。供试作物为黄瓜亲本“津优308”，耕层土壤(0～20 cm)pH值为7.87，全盐含量0.66%，有机质含量2.2%，水解氮含量448.9 mg/kg，速效磷含量219.8 mg/kg，速效钾含量826.5 mg/kg，容重1.30g/cm3。

1.2 试验设计

黄瓜种子在3月26日进行直播，待黄瓜长至5～6片叶时开始处理。试验共5个处理，分别为常规畦灌处理(ck1)、常规滴灌处理(ck2)、节水滴灌处理1(T1)、节水滴灌处理2(T2)及节水滴灌处理3(T3)，具体灌溉制度见表1。试验为小区试验，每个小区面积为3.9 m×10 m，每个处理3次重复，随机区组排列。滴灌处理均采用滴灌系统，并安装了精度为0.000 1 m3的水表。试验过程中除灌水管理不同外，其余田间管理一致。

表1 不同水量灌溉处理的灌溉制度比较

处理 5至6片叶—授粉前 授粉后 每次灌溉量(mm )灌水次数(次)每次灌溉量(mm)灌水次数 (次)灌溉总量 (mm)比ck减少百分比 (%)ck145.0645.04630ck218.01022.51054313.9T112.01018.01043830.5T29.01012.01034844.8T36.0109.01028854.4

黄瓜种子3月31日出苗，4月22日前畦灌处理共灌水4次累计180 mm，滴灌处理共灌水4次累计138 mm；滴灌方式不同灌水量处理4月22日第1次分处理灌水，6月2日进行授粉后第1次灌水，所有处理7月5日进行收获；定植密度为40 020株/hm2；其它方面按当地常规措施进行管理。

1.3 测定项目及方法

处理开始后每处理选取10株代表性植株定期观测植株高度；植株收获后每小区测定黄瓜种子产量及产量组成(瓜条数、单瓜籽粒重)换算成单株瓜条数、单瓜籽粒重和每公顷种植产量；统计不同处理整个生育期的灌水量计算灌溉水利用率，灌溉水利用率=每公顷种子产量/整个生育期灌水总量。

1.4 数据分析

数据处理采用Excel 2010软件以及SPSS 17.0软件，株高数据处理间方差分析采用多重比较Tukey检验在p<0.05水平上进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同水量灌溉对制种黄瓜生长指标的影响

从制种黄瓜株高数据(表2)可以得出，总体来说，与对照ck1相比，采用滴灌方式ck1和T12个处理未显著影响制种黄瓜株高，但进一步减少灌溉量的T2和T3处理会显著降低黄瓜的株高，而且生长周期的延长，这种影响表现得越明显，与ck1相比，2处理最终的株高分别减少20.5%和24.8%。

2.2 不同水量灌溉对制种黄瓜种子产量及产量组成的影响

由黄瓜种子产量结果(表3)得出，相比于畦灌ck1处理，其它4个采用滴灌的处理种子产量都显著增高，ck2、T1、T2及T3处理分别增产39.5%、57.9%、21.1%及15.8%；在4个滴灌处理中，T1处理的种子产量最高，在此基础上，灌水量减少(T2和T3)或增加(ck1)均会造成黄瓜种子减产，说明T1的灌溉量对于种子产量的形成是合适的，过多或过少均可能对此不利。另外，相比于4个滴灌处理，畦灌处理ck1的单株瓜条数并不低，所以畦灌下单株种子产量低的原因主要和较低的单瓜籽粒重有关。

表2 不同水量灌溉对制种黄瓜植株高度的影响

处理株高(cm)5/55/266/197/5ck156.8a145.8a183.4a207.5ack250.4ab139.6ab181.3a210.6aT154.6ab148.4a181.7a199.6abT257.8a135.2ab156.0ab165.0bcT345.0b127.2b142.3b156.0c

注：表中同列数据不同小写字母表示5%差异显著。下同。

表3 不同水量灌溉对制种黄瓜种子产量及产量组成的影响

处理单瓜籽粒重(g)单株瓜条数(个/株)种子产量(kg/hm2)比ck增加(%)ck13.42c2.78ab380.2dck25.76a2.30 b530.3b39.5T14.84b3.10a600.3a57.9T25.32b2.16b460.2c21.1T35.06b2.18b440.2c15.8

2.3 不同水量灌溉对制种黄瓜灌溉水利用率的影响及经济效益分析

从制种黄瓜灌溉水利用率(种子产量与灌水总量的比值)及经济效益分析数据(表4)可以得出，相比于畦灌ck1处理，4个滴灌处理(ck1、T1、T2及T3)虽然灌水量分别减少13.9%、30.5%、44.8%及54.4%，但是灌溉水利用效率均显著提高，分别增加61.9%、127.3%、119.4%及153.7%，并且经济效益增加明显，除去滴灌设备成本，收入增加分别为34.5万元、52.0万元、17.0万元/hm2及12.0万元/hm2。说明制种黄瓜使用滴灌有很大的节水增效增收的潜力，但在滴灌模式下制种黄瓜灌溉水利用率高未必经济效益高，两者存在一定的矛盾。从灌溉水利用率和经济效益综合来看，T1处理既维持了较高的灌溉水利用率，又实现了最大的经济效益。

3 讨论与结论

有结果表明，滴灌与传统畦灌方式相比灌水量显著减少，灌溉水的深层渗漏显著降低，极大地提高了灌溉水的利用效率，而且还能提高作物产量[15]。本试验在制种黄瓜上也得到了类似的结果，相比于传统畦灌，采用滴灌方式，灌水量控制在288～630 mm，可以实现节水13.9%～54.4%，种子产量增加15.8%～57.9%，灌溉水利用率提高61.9%～153.7%，增收12.0万元～52.0万元/hm2；黄瓜制种采用滴灌技术增产的原因可能是：滴灌以点滴方式渗水浸润土壤，不破坏土层，表土疏松，有利于根系生长发育；保水保肥效果好，可有效避免水肥流失，水肥利用率高；滴灌较畦灌可降低空气相对湿度，减少病虫害的发生发展，进而实现节水、增产、增效及提高种子质量[16]。

表4 制种黄瓜灌溉水利用率及经济效益分析

处理灌溉总量(mm)比ck减少(%)灌溉水利用率(kg/mm)比ck增加(%)经济收入(元/hm2) 滴灌设备成本(万元/hm2)比对照增收(万元/hm2)ck630—0.60d—95.0——T154313.90.98c61.9132.6334.5T243830.51.37b127.3150.1352.0T334844.81.32b119.4115.1317.0T428854.41.53a153.7110.1312.0

注：该品种黄瓜种子市场价2 500元/kg。

在灌溉方式确定的前提下，合理灌溉是协调作物营养生长和生殖生长的重要措施，灌水量过多或过少都将影响作物生长发育，最终造成产量的损失。通过确定灌水量来优化作物灌溉是水分高效利用的关键技术[17-19]。有研究表明，灌水量的减少并不总是降低产量，适度缺水反而有利于某些作物经济产量的增加，适度灌溉往往可以在不减产或增产的前提下，水分利用率显著提高[20-21]，本试验在制种黄瓜也得到相似的结果，采用滴灌方式，制种黄瓜减少灌水量，虽然会提高水分利用率，但会在一定程度上抑制植株生长，造成黄瓜种子减产，不利于增产增收；灌水量增加也会造成黄瓜种子一定程度减产，不利于水分利用率的提高，也不利于经济效益的最大化。综合来看，采用滴灌方式，待黄瓜长至5～6片叶时，在授粉之前每次适宜灌溉量12 mm，授粉之后每次适宜灌溉量18 mm，灌水间隔为3 d，整个生育期灌溉总量为438 mm，如此既维持了较高的灌溉水利用率，又实现了最大的经济效益，从而实现制种黄瓜节水丰产的效果。另外，本试验主要研究了不同灌溉制度对制种黄瓜种子产量及水分利用率的影响，不同灌溉制度对黄瓜种子质量的影响还需进一步研究，本试验为下一步开展相关研究提供了参考依据。