膜下微喷条件下不同灌溉频率对温室小果型西瓜生长特性及品质的影响

2021-01-13 21:29曾烨李晨代艳侠哈雪姣田琳李婵郭月萍张远

中国瓜菜 2021年12期

曾烨李晨代艳侠哈雪姣田琳李婵郭月萍张远

摘要：在保证全生育期灌水量相等的前提下，研究微喷条件下不同灌溉频率对早春温室小果型西瓜生长特性和品质的影响。试验设3、5、7 d灌水1次和对照共4个处理。结果表明，5 d灌水1次的单果质量和667 m2产量最好，分别为1.44 kg和3 708.95 kg，并与其他3个处理存在显著性差异。在品质方面，3 d灌水1次的中心可溶性固形物含量最低，为12.17%，且与其他3个处理差异显著。这表明高频率灌溉不利于中心可溶性固形物的积累，不同灌溉频率对西瓜边部可溶性固形物积累和果皮厚度影响较小，各处理之间差异均不显著。综上所述，5 d灌水1次的频率更适合在大兴地区西瓜生产中进一步推广和应用。

关键词：小果型西瓜;微喷灌溉;灌溉频率

中图分类号：S651 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）12-073-04

Abstract： This experiment is to study the effect of different irrigation frequencies on the growth characteristics and quality of mini-watermelons in the greenhouse in early spring under micro-spray irrigation， ensuring an equal amount of water during the whole growth period. Four treatments were arranged in the experiment： T1， micro-spray irrigation once every 3 days， T2， once every 5 days， T3， once every 7 days， and T4， the control treatment. The T1， micro-spray irrigation， showed a significantly higher single fruit weight and yield per mu： 1.44 kg and 3 708.95 kg·667 m-2， respectively， as compared to other treatments， while the soluble solid content at the centre in T1 treatment was 12.17%， which was significantly lower than that of other treatments. In terms of the accumulation of soluble solids and the skin thickness， different irrigation frequencies posed little effect， without a significant difference; concerning the growth vigour of plants， T1 treatment was beneficial to the promotion of the growth of plant height up to 274.89 cm at maturity. In the control treatment， stem diameter grew better， 7.93 mm at maturity. The morphological and agronomical indicators in this study： yield and quality data indicate that the T2 micro-spray irrigation once every 5 days is more suitable for watermelon production in Daxing area.

Key words： Mini watermelon; Micro-spray irrigation; Irrigation frequency

北京是水资源紧缺的城市，全市多年平均降水量585 mm，形成的水资源总量仅为41亿m3，人均水资源占有量不足300 m3，远远低于世界公认的1000 m3的缺水下限[1-2]，属于重度缺水城市。大兴区作为北京市农业用水大区，地下水资源日趋紧张，如何进一步提高农业灌溉水利用效率、保质保量地促进我区西瓜节水生产，成为亟待解决的问题。农业灌溉开始由20世纪70年代的大水漫灌逐渐改变为沟灌后，虽然降低了灌溉量，但依旧存在水源利用不合理的情况，随即开始引进推广滴灌，滴灌较常规灌溉用水总量少，水分生产效率高，可以获得较高的产量，在辽南地区西瓜生产中已开始逐渐替代传统的渠道灌溉[3-6]。但由于滴灌设备昂贵、滴灌肥料价格高，一家一户的管理也存在著问题，造成部分滴灌设施闲置[7-8]。微喷作为一种性价比较高的节水灌溉设备，自20世纪70年代开始，我国研究者就已经开始了关于微喷带性能以及在西瓜、小麦生产上应用的研究[9-11]，通过近年不断优化，在大兴区一家一户及低端园区西瓜种植中广泛应用。张保东[12]提出在设施西甜瓜种植中应用微喷灌溉施肥技术，可以相对精确地控制灌水量、施肥量和灌溉及施肥时间，不但实现水肥资源的集约利用，还可实现作物产量的最大化和品质最优化。但改进后的微喷技术缺乏配套的灌溉制度，难以发挥更好的节水增产作用。西瓜是需水量较大的作物，近些年针对西瓜水肥资源利用方面有诸多报道，马波等[13]研究表明，灌水在西瓜产量形成中起主要作用，张保东等[6]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，李波等[14]研究了不同滴灌频率对大田覆膜小西瓜生长特性及品质的影响，孙莉莉[15]研究了微喷灌溉条件下氮肥量级对小果型西瓜产量和品质的影响。但目前针对膜下微喷条件下西瓜节水灌溉制度的研究报道较少，在此背景下，笔者以小果型西瓜膨瓜期至成熟期灌水频率为主要研究对象，在保证各处理全生育期灌水量相等的前提下，研究温室微喷条件下，不同灌溉频率对早春温室小果型西瓜生长特性和品质的影响，寻求最佳灌溉频率方案，以期为本地小果型西瓜微喷灌溉制度提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2020年1—6月在大兴区魏善庄镇立春农业园区5号温室进行。温室长60 m，宽7 m，占地面积420 m2。定植前测定的耕层0～20 cm土壤养分状况：碱解氮含量（w，后同）115.6 mg·kg-1、速效钾含量108.5 mg·kg-1、有效磷含量148.6 mg·kg-1、有机质含量18.6 g·kg-1，土壤pH值为8.15。试验地点春季平均温度13.3 ℃，2—5月份降水98 mm，3—5月份蒸发量699.5 mm。

1.2 材料及种植方式

供试品种为小果型西瓜L-600（北京中农艺园种子有限公司），生育期110 d，果实绿底覆墨绿色花纹，瓜瓤红色。砧木为京欣砧2号[京研益农（北京）种业科技有限公司]。2019年12月21日播种，2020年1月6日嫁接，1月10日整地，底肥深施鸡粪4000 kg·667 m-2，复合肥（18-9-18）46 kg·667 m-2，1月28日定植，双行种植，株距0.3 m，行距1.5 m，定植后采用微喷水肥一体灌溉，支带为孔距10 cm，折径4.5 cm，5孔微喷带，一垄铺设2条，管道压力恒定在0.15 MPa，植株采用双蔓整枝，3月20日灌水10 m3·667 m-2，3月28日授粉，留瓜部位为第2或第3雌花，各处理田间管理基本一致，5月5日采收。

1.3 试验设计

试验从4月7日坐果期开始至4月28日灌水结束，各处理灌溉量相同，为80 m3·667 m-2，试验共设4个不同微喷灌溉频率处理，分别是T1为高频处理，微喷灌溉3 d灌水1次;T2为中频处理，微喷灌溉5 d灌水1次;T3为低频处理，微喷灌溉7 d灌水1次;CK为对照处理，采用传统经验微喷灌溉，坐果期灌溉1次，膨瓜期灌溉2次。试验设3次重复共12个小区，采用随机区组排列，小区面积为28.35 m2（6.3 m×4.5 m）。试验各处理全生育期追肥总量相同，使用圣诞树冲施肥（16꞉8꞉34）60 kg·m-3，根据灌溉次数均量追施，各处理灌溉施肥情况详见表1。

1.4 观测项目及方法

1.4.1 形态指标在西瓜伸蔓期、开花期、坐果期、膨大期和成熟期对其株高和茎粗进行测量，株高和茎粗分别使用卷尺和数显游标卡尺进行测量，株高的测量部位是从主茎基部至生长点，茎粗的测量部位是主茎基部第1节位。每个小区测定6株。

1.4.2 果实产量与品质指标在西瓜成熟期，分别计算每个小区的实测产量，并挑选具有代表性的西瓜5个，用电子天平称量后取平均值，之后将果实纵切，用直尺测量果皮厚度，并取果实中心和边部的果肉，采用PAL-1电子折光仪分别测量测定中心和边部可溶性固形物含量。

1.5 数据处理

试验数据采用WPS Office和SPSS Statistics软件进行方差分析处理。

2 结果与分析

2.1 不同灌溉频率处理对西瓜形态指标的影响

由表2～3可以看出，随着生育期的延长，各处理西瓜的株高和茎粗逐渐增大，但受到不同灌溉频率的影响各处理间表现有所不同。在株高方面，T1处理全生育期株高均为最大，成熟期达到最大值，为274.89 cm，较CK显著提高7.29%;T2和T3处理株高在成熟期与CK差异不显著，较对照处理分别提高0.65%和2.47%，表明随着灌溉频率的提高，能够一定程度上促进西瓜株高生长。在茎粗方面，CK处理除开花期茎粗最小外，其他生育期茎粗均为最大，成熟期达到7.93 mm，较T1、T2、T3处理分别提高5.31%、5.59%和3.39%，整个生育期T1、T2、T3处理茎粗均与CK差异不显著。

2.2 不同灌溉频率处理对西瓜产量的影响

由表4可以看出，不同灌溉频率处理对西瓜坐瓜率的影响没有差异，各处理均为100%。在单果质量方面，T2处理单果质量最大，为1.44 kg，并与其他3个处理存在显著性差异，较CK处理提高9.92%;T3、T1处理单果质量分别比对照降低0.76%和4.58%，且均与CK差异不显著。在折合667 m2产量方面，T2处理最高，为3 708.95 kg·667 m2，并与其他3个处理存在显著差异，较CK处理提高9.26%;其次是T3处理，为3 401.42 kg·667 m2，较CK提高0.20%，与CK差异不显著;T1处理667 m2产量最低，较对照降低5.60%，且与CK差异不显著。这表明中频率微喷灌溉对西瓜667 m2产量具有显著提升作用。

2.3 不同灌溉频率处理对西瓜品质的影响

由表5可以看出，不同灌溉频率对西瓜品质产生一定影响，中心可溶性固形物含量、果皮厚度均随灌水频率的减少呈现出先增加后降低的趋势。其中，T3处理中心可溶性固形物含量最高，为13.20%，较CK提高1.54%，且与CK差异不显著;其次是T2处理，为13.13%，比CK提高1.00%，且与CK、T3处理差异均不显著;T1处理中心可溶性固形物含量最低，较对照处理降低6.38%，且与其他3个处理存在显著差异。这表明高频率灌溉不利于中心可溶性固形物的积累。T2处理边部可溶性固形物含量最高，为9.43%，较对照处理提高5.13%;其次是T3和T1处理，分别为9.40%和9.27%，较CK分别提高4.79%和3.34%，但4个处理之间差异不显著，这表明不同灌溉频率对西瓜边部可溶性固形物积累的影响较小。T3处理果皮厚度最厚，为6.67 mm，较CK提高3.09%;其次是T2处理，果皮厚度为6.53 mm，较CK提高0.93%;T1处理果皮厚度为6.33 mm，较CK降低2.16%，但4个处理之间果皮厚度差异不显著。

3 讨论与结论

通过试验结果可以看出，在保证小果型西瓜各处理全生育期灌水量相等的前提下，在西瓜膨瓜期至成熟期不同频率的微喷灌溉会对西瓜的生长特性及品质产生一定的影响。首先是西瓜形态指标方面，T1高频率灌溉处理有利于促进株高生长，其成熟期株高显著高于其他处理，表明随着灌溉频率的提高，能够一定程度上促进西瓜株高生长，这与郭文忠等[16]在研究灌溉频率对日光温室黄瓜生长的影响中所得到的结果部分相同。在茎粗方面，对照低频率灌溉处理茎粗最大，成熟期茎粗为7.93 mm，但与其他3个处理差异不显著，这与李波等[14]在研究不同滴灌频率对大田覆膜小西瓜生长特性及品质的影响中所得到的结果一致。在西瓜产量因素方面，T2处理单果质量和产量均最高，分别为1.44 kg和3 708.95 kg·667 m-2，并与其他3个处理存在显著性差异，表明中频率微喷灌溉对西瓜667 m2产量具有显著促进作用，但T1处理由于灌溉频率过高，造成植株营养生长大于生殖生长，影响了最终产量的提升，产量最低。T3和对照处理频率过低，不能满足西瓜膨瓜期的水肥需求，影响了最终产量提升。在西瓜品质方面，T3处理中心可溶性固形物含量最高，为13.20%，但与CK差异不显著，T1高频率灌溉处理中心可溶性固形物含量最低，為12.17%，表明过量的灌水会降低中心可溶性固形物的积累量，这与张保东等[6]在研究滴灌频率对温室小西瓜中心可溶性固形物含量影响所得到的结果相同，边部可溶性固形物含量和果皮厚度方面4个处理之间不存在显著差异，表明不同灌溉频率对西瓜边部可溶性固形物积累和果皮厚度的影响较小。

综上所述，在保证小果型西瓜各处理全生育期灌水量相等的前提下，在西瓜膨瓜期至成熟期采用微喷5 d灌水1次的频率为最优灌溉频率，单果质量和折合667 m2产量均最高，分别为1.44 kg和3 708.95 kg，并与其他3个处理存在显著性差异，中心可溶性固形物含量为13.13%。相较其他3个处理，微喷5 d灌水1次的频率更适合在大兴地区西瓜生产中进一步推广和应用。

参考文献

[1] 杨进怀，崔彩林.北京市郊区节水型农村建设探讨[J].中国水利，2005（15）：35-37.

[2] 丁跃元，刘洪禄，郝仲勇.北京市农业节水研究回顾与现状综述[J].中国农村水利水电，2002（1）：13-15.

[3] 张保东，任慧勤，陈清.不同灌溉方式对设施西瓜生长和品质的影响[J].节水灌溉，2008（9）：21-22.

[4] 刘德斌，聂杰，邹志国.江苏沿海新围垦区不同灌溉模式种植大棚西瓜比较[J].节水灌溉，2015（2）：12-14.

[5] 杨小振，张显，马建祥，等.滴灌施肥对大棚西瓜生长，产量及品质的影响[J].农业工程学报，2014，30（7）：109-118.

[6] 张保东，刘国栋，代艳侠，等.滴灌频率对温室小型西瓜生长势，产量及品质的影响[J].中国瓜菜，2009，22（6）：7-9.

[7] 李明思，王菊红，陈明珠，等.膜下滴灌条件下膜下凝结水对滴灌带的影响分析[J].节水灌溉，2008（9）：1-3.

[8] 黄立春，赵晓明，蔺聪，等.节水农业的发展模式的研究[J].安徽农业科学，2006（24）：6568-6569.

[9] 史凤金，钟玉爱.西瓜微喷试验研究[J].喷灌技术，1989（2）：16-20.

[10] 郑迎春.微喷带水力性能试验研究[D].河北保定：河北农业大学，2009.

[11] 张其鲁，姜官恒，魏秀华，等.微喷技术在小麦生产上的应用研究[J].安徽农学通报（上半月刊），2012，18（9）：190-191.