不同滴灌頻率對(duì)大田覆膜小西瓜生長(zhǎng)特性及品質(zhì)的影響

李 波，黃修橋，徐建新， 范永申，韓啟彪，李 文,3

(1. 華北水利水電大學(xué)，鄭州 450000；2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)田灌溉研究所/河南省節(jié)水農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 新鄉(xiāng) 453002； 3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院，北京 100081)

西瓜是豫北平原主要經(jīng)濟(jì)作物之一，在河南新鄉(xiāng)等地廣泛種植，對(duì)提高農(nóng)民收入有重要作用。西瓜耗水量大，隨著豫北平原區(qū)地下水資源日趨緊張，如何進(jìn)一步提高西瓜灌溉水利用效率、保質(zhì)保量的促進(jìn)西瓜種植，這一問(wèn)題亟待解決。膜下滴灌是一項(xiàng)新型的農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水技術(shù)，具有節(jié)水保墑等優(yōu)勢(shì)[1]，其在大田棉花、溫室蔬菜等已有深入的研究和推廣應(yīng)用，但在西瓜種植上目前應(yīng)用仍較少，且西瓜膜下滴灌的研究多集中在溫室中, 張保東等研究了在日光溫室栽培條件下不同滴灌頻率對(duì)西瓜長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[2]，劉煉紅等在調(diào)虧灌溉條件下，研究了不同膜下滴灌頻率對(duì)早春大棚西瓜植株生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)及水分利用效率的影響[3]。關(guān)于灌溉頻率的研究主要集中在蔬菜方面，萬(wàn)書(shū)勤等研究了華北平原秋蘿卜在滴灌條件下，不同灌溉頻率處理對(duì)蘿卜有關(guān)特性的影響[4]，符崇梅等在膜下滴灌條件下，采用灌溉量、滴灌頻率、施肥量三水平三因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)地膜洋蔥產(chǎn)量和水分利用進(jìn)行了研究[5]，目前豫北大田西瓜覆膜滴灌的研究報(bào)道較少。在此背景下，本文展開(kāi)試驗(yàn)研究，以灌水頻率為主要研究對(duì)象，研究覆膜滴灌灌水頻率對(duì)大田小西瓜生長(zhǎng)特性的影響，以期為為豫北地區(qū)大田膜下滴灌小西瓜生長(zhǎng)提供較好的灌溉頻率，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。

1 材料和方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2015年4-6月在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院新鄉(xiāng)綜合試驗(yàn)基地進(jìn)行?；匚挥诤幽鲜⌒锣l(xiāng)縣七里營(yíng)鎮(zhèn)，地理坐標(biāo)北緯35°18′，東經(jīng)113°54′，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫14 ℃，年平均降雨656.3 mm，年蒸發(fā)量1 748.4 mm。6-9月份降水量最多，為409.7 mm占全年降水的72%。糧食作物種植模式以夏玉米(6 月中至 9 月底)和冬小麥(10 月初至次年 6 月中旬)連作為主。試驗(yàn)田土壤機(jī)械組成見(jiàn)表1，在1 m內(nèi)干密度平均值約為1.5 g/cm3，田間持水率為21.5%(質(zhì)量含水率)。

表1 試驗(yàn)田土壤機(jī)械組成

1.2 供試材料

試驗(yàn)采用的小西瓜品種為“甜王”，該品種小西瓜皮薄，脆性大，成熟期短，單果重相對(duì)較小，甜度大。本試驗(yàn)采用苗栽，提前在溫室里育苗，等到種植時(shí)候再移栽。試驗(yàn)小區(qū)滴灌采用澳大利亞產(chǎn)托羅牌企業(yè)滴灌管，灌水器額定流量2.0 L/h，管外16 mm，灌水器間距0.5 m。在基地內(nèi)選擇一塊土地進(jìn)行試驗(yàn)，其中試驗(yàn)田地長(zhǎng)200 m，寬為24 m。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)西瓜全生育期82 ，4月4日先進(jìn)行整地和滴灌帶的鋪設(shè)，4月6日進(jìn)行西瓜幼苗采購(gòu)并覆膜栽種，4月27日開(kāi)始進(jìn)行人工授粉，留果部位為第二個(gè)雌花，試驗(yàn)中采用水肥一體化模式，即西瓜所需要的肥料加入滴灌首部樞紐處的施肥罐中，經(jīng)過(guò)溶化后和灌溉水一起被送到西瓜根部，供西瓜生長(zhǎng)使用。本試驗(yàn)采用肥料為納米紅鉀王，其中N≥12%，K20≥22,Ca≥28,不公開(kāi)成分≥15%，該肥料能提高果實(shí)含糖量及維生素含量，迅速緩解土壤板結(jié)狀況，大大提高土壤保水增肥能力和西瓜根系的吸收能力，使果實(shí)膨大快。

本試驗(yàn)以灌水頻率為變量，共設(shè)置了4個(gè)處理(T1，T3，T5，T7)，即在灌水量一定的情況下，T1為每天澆一次水，T3為每3 d澆一次，依次類推，共設(shè)置3個(gè)重復(fù)，采用4行種植，在每一行選擇3個(gè)小區(qū)，一共12個(gè)小區(qū)，分別為A1、A2、A3，B1、B2、B3，C1、C2、C3和D1、D2、D3，每個(gè)小區(qū)長(zhǎng)7.5在m，寬2.1 m，小區(qū)之間行距 1.6 m，每個(gè)小區(qū)內(nèi)瓜苗間距0.5 m，每個(gè)小區(qū)選擇長(zhǎng)勢(shì)基本一致的10株瓜苗作為研究對(duì)象，并做上標(biāo)記，12個(gè)小區(qū)內(nèi)共選擇120株，具體如圖1所示。

圖1 試驗(yàn)小區(qū)示意圖

具體的灌水時(shí)間及灌水量如表2所示。

表2 不同處理小西瓜灌溉時(shí)間

1.4 檢測(cè)指標(biāo)與方法

1.4.1檢測(cè)指標(biāo)

本試驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)包括根粗、莖粗、蔓長(zhǎng)、果實(shí)的縱徑和橫徑、果實(shí)的重量以及果實(shí)的甜度。

1.4.2檢測(cè)方法

對(duì)于根粗和莖粗，分別在果實(shí)膨大期(5月 22日)和果實(shí)成熟期(6月7日)用電子游標(biāo)卡尺對(duì)選定并作標(biāo)記的植株進(jìn)行測(cè)定，在6月9日用電子游標(biāo)卡尺進(jìn)行果實(shí)的測(cè)定(包括橫向和縱向幅度的測(cè)定)，果實(shí)縱徑和橫徑之比稱為果形指數(shù)，用L/D表示，其數(shù)值愈大，愈呈現(xiàn)高樁[6]。根據(jù)測(cè)定的縱徑和橫徑計(jì)算小西瓜的果形指數(shù)。在6月10日進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，用電子天平進(jìn)行重量測(cè)量，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取5個(gè)長(zhǎng)勢(shì)較好果實(shí)測(cè)定單果質(zhì)量，并用國(guó)產(chǎn)LB10T型甜度計(jì)進(jìn)行測(cè)定相應(yīng)果實(shí)的甜度。

對(duì)于根部的測(cè)定選取地面以上1 cm的部位進(jìn)行測(cè)定并做上標(biāo)記，對(duì)于莖部的測(cè)定選擇距離根部20 cm的部位進(jìn)行測(cè)定并做上標(biāo)記。

應(yīng)用EXCEL軟件進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的處理，基于SAS軟件進(jìn)行灌溉頻率和有關(guān)特性的顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌溉頻率對(duì)大田小西瓜莖部粗度的影響

在坐果期和果實(shí)膨大期分別用游標(biāo)卡尺測(cè)定作有標(biāo)記的植株莖部粗度(測(cè)量部位為植株與薄膜相交上部20 cm處)，不同灌溉頻率對(duì)根部粗度的影響如圖2(果實(shí)膨大期)和圖3(成熟期)所示。

圖2 果實(shí)膨大期不同灌溉頻率下莖粗

圖3 成熟期不同灌溉頻率下莖粗

從圖2和圖3可以看出，在果實(shí)膨大期不同滴灌頻率對(duì)小西瓜莖粗的影響不是特別顯著，總的來(lái)看不同滴灌頻率處理下莖粗T1>T5>T3>T7，雖然在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中西瓜植株需水量較大，但對(duì)水分敏感時(shí)期有兩個(gè)：一是雌花開(kāi)放前后，若水分不足，雌花子房小，發(fā)育不良；若水分過(guò)量，很旺長(zhǎng)。二是西瓜膨大期缺水，影響膨大，果個(gè)小，畸形果發(fā)生率高。但并不是水量越大越好，如果水量過(guò)多或者排水不暢會(huì)影響西瓜植株的生長(zhǎng)，而在成熟期，從圖3可以看出，不同灌溉頻率下莖粗長(zhǎng)勢(shì)變化不大，各處理?xiàng)l件下，莖粗大小順序?yàn)門1>T3>T5>T7，從果實(shí)膨大期和成熟期莖部粗度差值來(lái)看(如圖4)，T3處理?xiàng)l件下，莖粗變化較大，此灌溉頻率下西瓜莖部長(zhǎng)勢(shì)較好。

圖4 不同滴灌頻率下莖粗差值

2.2 不同灌溉頻率對(duì)大田小西瓜根部粗度的影響

從圖5和圖6總的來(lái)看，不同灌溉頻率對(duì)于根粗的影響并不是非常明顯，無(wú)論是果實(shí)膨大期還是成熟期，不同灌溉頻率處理下根粗相差不是很大。從圖5可以看出，在果實(shí)膨大期，不同處理下根粗大小順序?yàn)門3>T1>T5>T7，T3處理下根粗相對(duì)來(lái)說(shuō)長(zhǎng)勢(shì)較好。從圖6可以看出，在成熟期不同處理下根粗大小順序?yàn)門1>T5>T3>T7，在后期T1處理下根粗較大，長(zhǎng)勢(shì)較好。

圖5 果實(shí)膨大期不同處理根粗

圖6 成熟期不同灌溉頻率下根粗

2.3 果實(shí)膨大期不同灌溉頻率對(duì)大田小西瓜蔓長(zhǎng)的影響

在5月21日用卷尺測(cè)量各個(gè)小區(qū)內(nèi)標(biāo)記的植株的蔓長(zhǎng)，從主莖靠近地表處起測(cè)量，具體測(cè)量結(jié)果如圖7所示，從圖7中可以看出與其他各個(gè)處理相比較T3處理較好，對(duì)蔓長(zhǎng)的生長(zhǎng)影響各個(gè)處理大小順序?yàn)門3>T1>T5>T7，在果實(shí)膨大期施肥量和灌水量作為主效應(yīng)對(duì)西瓜株高(蔓長(zhǎng))影響顯著[7]，對(duì)于本試驗(yàn)在施肥量一定的情況下，灌水量對(duì)蔓長(zhǎng)影響較大，在西瓜膨大期需要較大的水量，水量過(guò)少會(huì)顯著影響主蔓的伸長(zhǎng)，如T7處理所示，此處理下，由于灌水的時(shí)間間隔較長(zhǎng)，影響了主蔓的生長(zhǎng)，導(dǎo)致測(cè)出的結(jié)果明顯小于其他處理?xiàng)l件下主蔓的長(zhǎng)度。但是在西瓜種植時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重肥水管理，并不是水量越大就越好，如果管理不當(dāng)容易出現(xiàn)主蔓旺長(zhǎng)、落花落果現(xiàn)象，并且蔓葉生長(zhǎng)過(guò)旺容易造成生長(zhǎng)中心的轉(zhuǎn)移，從而使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)大部分集中到蔓葉生長(zhǎng)方面，這其中一個(gè)主要的原因是水肥的使用過(guò)量，因此對(duì)于主蔓的生長(zhǎng)灌溉頻率適度即可,注重田間水肥的管理。

圖7 不同灌溉頻率下莖長(zhǎng)(05-21)

2.4 成熟期不同灌溉頻率對(duì)大田小西瓜縱向幅度(縱徑)和橫向幅度(橫徑)生長(zhǎng)的影響

圖8和圖9分別為不同灌溉頻率處理下小西瓜果實(shí)的縱莖和橫莖圖，其中從圖8中可以看出T3處理下小西瓜的縱莖長(zhǎng)勢(shì)與其他處理相比較好，T7處理下的縱莖長(zhǎng)勢(shì)較差，從圖9中可以看出T1處理下小西瓜果實(shí)的橫莖長(zhǎng)勢(shì)與其他處理相比較好，T7處理下小西瓜橫莖長(zhǎng)勢(shì)較差，可見(jiàn)在果實(shí)膨大期到成熟期這一段時(shí)間小西瓜灌溉應(yīng)該勤澆，保障其正常的需水量，T7處理下果實(shí)的長(zhǎng)勢(shì)不是很理想，灌溉間隔時(shí)間長(zhǎng)影響小西瓜的生長(zhǎng)及對(duì)水分的充分利用，進(jìn)而影響果實(shí)外在品質(zhì)。表1為不同灌溉頻率處理對(duì)大田膜下小西瓜果實(shí)外觀品質(zhì)影響的特征參數(shù)。從表中可以看出不同滴灌頻率處理對(duì)小西瓜的果實(shí)縱、橫徑的影響較為顯著，各處理之間的果形指數(shù)并沒(méi)有顯著差異。其中T1處理的果實(shí)總莖和橫徑最長(zhǎng)，分別為150.03、150.73 mm，T7處理下的果實(shí)總莖和橫莖最短，分別為135.73、136.99 mm。

圖8 不同灌溉頻率下西瓜果實(shí)橫向幅度

圖9 不同灌溉頻率下西瓜果實(shí)縱向幅度

處理果實(shí)縱徑果實(shí)橫徑果形指數(shù)T1150．03150．730．99T3147．28146．741．00T5138．89142．780．97T7135．73136．990．99

2.5 不同灌溉頻率對(duì)大田小西瓜重量的影響

從圖10可以看出不同灌溉頻率處理下，T3處理的西瓜重量相對(duì)來(lái)說(shuō)較大，長(zhǎng)勢(shì)較好，T1處理下所測(cè)得小西瓜重量差值不是很大，相對(duì)來(lái)說(shuō)較均勻。T5處理下小西瓜重量變化較大，各個(gè)小西瓜重量差距較大。其中T5和T7處理下個(gè)別果實(shí)重量小于2 000 g，總的來(lái)說(shuō)T3處理較為理想，雖然所測(cè)小西瓜重量變化趨勢(shì)也較大，這可能與外界有關(guān)因素以及管理上存在的一些問(wèn)題有關(guān)。

圖10 不同灌溉頻率下單株瓜重

2.6 不同灌溉頻率對(duì)大田小西瓜甜度的影響

從圖11可以看出，不同灌溉頻率處理下小西瓜的甜度大小為T7>T5>T3>T1，處理T7的果實(shí)甜度比其他處理明顯高，在小西瓜生長(zhǎng)的后期，主要是糖分的積累，過(guò)頻的澆水會(huì)導(dǎo)致西瓜內(nèi)部水分過(guò)多從而降低甜度。T5處理下小西瓜甜度較好，T3次之，T1處理下小西瓜甜度相對(duì)來(lái)說(shuō)較差，說(shuō)明在小西瓜成熟后期是糖分的累積，需要的水分不是太多，過(guò)多的水分導(dǎo)致小西瓜甜度下降。在管理上應(yīng)當(dāng)注重后期水肥的合理、準(zhǔn)確的使用，從而提高果實(shí)的品質(zhì)。

圖11 不同灌溉頻率下小西瓜甜度

2.7 不同灌溉頻率對(duì)大田小西瓜形態(tài)指標(biāo)的影響

通過(guò)表4可以看出，在果實(shí)膨大期，對(duì)于莖粗，不同灌溉頻率處理下，TI、T3和T5之間顯著性不大，但是這幾個(gè)處理與T7處理相比顯著性明顯。對(duì)于根粗，T5與其他幾個(gè)處理相比顯著性明顯，并且根粗平均值達(dá)到最大。在成熟期，不同灌溉頻率處理下，對(duì)于蔓長(zhǎng)，T7 處理下的蔓長(zhǎng)與其他處理相比顯著性明顯，均值較小。對(duì)于縱向幅度，T1和T3以及T5和T7之間顯著性不明顯，其中T1處理均值達(dá)到最大。對(duì)于橫向幅度，T1處理和T7處理顯著性相對(duì)較為明顯，T1處理均值達(dá)到最大，T7處理均值最小。

表4 不同灌溉頻率對(duì)大田小西瓜形態(tài)指標(biāo)的影響 mm

注：不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

3 結(jié)論及討論

通過(guò)不同灌溉頻率處理對(duì)大田膜下小西瓜生長(zhǎng)后期有關(guān)特性的研究，可以得出以下有關(guān)結(jié)論。

(1)不同灌溉頻率處理對(duì)小西瓜莖粗、根粗、蔓長(zhǎng)的影響不是特別明顯，其中對(duì)于莖粗以T1處理效果相對(duì)來(lái)說(shuō)較好。對(duì)于蔓長(zhǎng)來(lái)說(shuō)以T3處理效果較好。對(duì)于根粗來(lái)說(shuō)，以T3處理效果較好。

(2)在果實(shí)外觀方面，不同灌溉頻率處理對(duì)果實(shí)縱徑和橫徑的影響不大，但是可以看出隨著灌溉頻率的增加，小西瓜的縱徑和橫徑還是在逐漸增加，正如表一所表現(xiàn)出來(lái)的，不同處理之間果形指數(shù)相差不大，其中T3處理下縱徑長(zhǎng)勢(shì)較好，T1處理下橫徑較好，T3處理下果形指數(shù)比較理想。

(3)T3處理下小西瓜重量長(zhǎng)勢(shì)較好，但對(duì)于本試驗(yàn)而言，在T3處理下出現(xiàn)波動(dòng)性較大，與其他的因素(比如降雨等)有關(guān)。T7處理下小西瓜甜度最大。T5處理的小西瓜甜度與T1和T3處理相比較好，考慮到大田試驗(yàn)影響因素較多以及保證植株生長(zhǎng)必要的水分，綜合考慮，后期建議以灌溉頻率為T5較好。

本試驗(yàn)是在大田內(nèi)進(jìn)行，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中一共降雨4次(降雨對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有一定影響)。眾所周知，大田內(nèi)影響試驗(yàn)準(zhǔn)確性的因素較多，比如氣象、人為因素以及病蟲(chóng)害和鳥(niǎo)類干擾，總的來(lái)看本試驗(yàn)在試驗(yàn)處理上還有一些欠缺，應(yīng)當(dāng)將灌溉頻率進(jìn)一步減小，設(shè)置更多的處理從中選擇更好的一個(gè)適合本地區(qū)的最優(yōu)灌溉頻率。

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