基质栽培黄瓜耗水规律与气象因子相关性研究

岳焕芳，孟范玉，安顺伟，胡潇怡，徐厚成，王志平

（北京市农业技术推广站，北京 100029）

基质栽培具有避免土传病虫害与连作障碍、提高水肥利用效率、实现生产过程可控、高产优质等诸多优点，已成为发展优质蔬菜生产的重要途径[1]。黄瓜是日光温室中种植的主要蔬菜之一，经济效益高，栽培面积较大[2]，目前已约占日光温室总栽培面积的1/3。黄瓜是需水量较大的蔬菜，科学的水分管理是决定产量的关键[3]。摸索黄瓜耗水规律，是制定灌溉决策的前提，很多学者在黄瓜耗水量方面做了工作。孔德杰等[4]得出，灌水量达到563 mm时，完全能满足黄瓜水分需求，产量最高，且水分利用率达33.4 kg/m3；牛勇等[5]得出，黄瓜全生育期（105 d）蒸腾量为147.74 mm；郑志伟等[6]研究了温室膜下滴灌条件下黄瓜需水规律。但是，研究主要集中在土壤栽培条件下黄瓜耗水规律的摸索上，基质栽培条件下耗水规律数据较少。很多学者研究结果都表明，耗水量与气象因子之间存在一定的相关性，因此可以利用气象因子指导田间灌溉。本研究旨在摸清基质栽培黄瓜整个生育期耗水规律，确定与气象因子的关系，建立灌溉量决策支持系统，得出相应的数学模型，以期为基质栽培黄瓜的灌溉提供数据支撑。

1 材料和方法

1.1 试验地点

试验在北京市昌平区金六环农业园塑料大棚中进行，北纬N40°11′7.99″，东经E116°15′59.87″，试验棚室面积400 m2。

1.2 试验设计

选用黄瓜品种“金胚98”， 覆膜槽式栽培，基质为椰糠。667 m2定植2 400株，8月22定植，11月14日拉秧。黄瓜灌溉采用时序灌溉策略，每天定时、定量灌溉，使基质含水量保持在40%左右，使黄瓜处于水分充足的环境中，保持每天都有回液，分别在试验区灌溉主管路和回液管路上安装流量计，实时记录灌溉量和回液量；安装气象站记录温室内空气温度、空气相对湿度、光照强度和基质含水量。

1.3 数据分析

采用水量平衡法测定黄瓜耗水量，计算公式为：ET＝[（G1-G2）-（△V1×V2）]/H。式中，ET：黄瓜单株日耗水量，G1：灌溉量，G2：回液量，△V1：基质含水量日变化值，V2：试验区基质总量（2.8 m3），H：试验区株数（1 344株）。

黄瓜耗水量与气象因子（温度、湿度、光照强度）的相关性，采用软件SPSS进行线性回归分析。

2 结果与分析

2.1 设施内气象因素变化

图1为气象站记录的塑料大棚内各项气象因子，从图中可以看出，空气温度变化范围为1.8～33.6 ℃，进入10月以后，空气日最低温度下降到5 ℃以下，在10月18日降到1.8 ℃，严重影响了黄瓜正常生长。空气相对湿度的变化范围为17.06%～100.00%，整个生育期平均空气湿度为79.2%。

光照强度的变化范围为0～71 920 lx，9月份和10月份的平均光照强度分别为11 936、10 987 lx，最大光照强度分别为53 620、49 927 lx，光照强度逐渐下降。黄瓜喜光，但较耐弱光，光饱和点5.5万～6.0万lx，光补偿点0.4万～1.0万lx，最适光照强度为4.0万lx[7]，可见10月份以后光照强度无法满足黄瓜的需求。

2.2 基质栽培黄瓜耗水规律

采用水分传感器监测基质水分变化，从图2可以看出整个生育期基质体积含水量变化范围为34.5%～43.1%，平均体积含水量为30.1%。图3为基质栽培黄瓜的耗水规律，从图中可以看出，整个生育期黄瓜耗水量变化趋势是先增大后下降，黄瓜耗水量的变化范围是0.74～10.30 mm/d，10月份黄瓜进入结果旺期，耗水量有增长趋势，水肥需求量最大。

2.3 气象因子和耗水量的相关性

表1为黄瓜耗水量和气象因子之间的相关性，可以看出耗水量和光照强度相关性最强，呈正相关，相关系数为0.358；各项气象因子之间互相影响，其中光照强度和空气相对湿度的相关性最强，呈负相关，相关系数为-0.792。将黄瓜的耗水量作为因变量（ET），空气温度（X）、湿度（Y）、光照强度（Z）等气象因子作为自变量，进行线性回归分析，得到多元线性模型：

ET＝X-0.412Y＋0.168Z（R2＝0.517）。

3 结论与讨论

基质栽培代表了未来蔬菜生产的发展方向，可以使蔬菜生产脱离土壤环境，减少土传病害。无土栽培对水肥需求量较大，提高灌溉水的利用效率显得尤为重要。本试验摸索了基质栽培条件下黄瓜的耗水规律，保持黄瓜基质的平均体积含水量为30.1%，整个生育期耗水量变化范围为0.74～10.30 mm/d，和孔德杰等[4]的研究一致，高于何华等[8]盆栽条件下的试验结果；摸索了耗水量和气象因子的相关性，得出和光照强度相关性最强，呈正相关，相关系数为0.358。光照是影响蒸腾作用的重要影响因子，光照增强，空气温度升高，促进气孔开放，导致作物蒸腾作用加剧，与前人研究结果一致[9-10]，为指导基质栽培黄瓜灌溉提供了数据支撑。