不同生育階段水分虧缺對河套蜜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響分析

王瑞萍，夏玉紅，劉雅君

(巴彥淖爾市水利科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000)

0 引 言

內(nèi)蒙古河套灌區(qū)地處我國干旱的西北高原，灌區(qū)地形平坦,西南高,東北低，降雨量少、蒸發(fā)量大，屬于沒有引水灌溉便沒有農(nóng)業(yè)的地區(qū)。蜜瓜是灌區(qū)重要的經(jīng)濟作物，灌區(qū)充足的日照與積溫十分適宜其生長，蜜瓜喜溫喜光怕澇，但傳統(tǒng)的溝灌方式易造成土壤過濕，引起蜜瓜爛根，影響蜜瓜的產(chǎn)量和各種品質(zhì)指標(biāo)。調(diào)虧灌溉是國際上在20世紀(jì)70年代中后期出現(xiàn)的一種新的節(jié)水灌溉技術(shù)，其基本思想是在作物生長發(fā)育的某些階段主動施加一定的水分脅迫，迫使作物的光合產(chǎn)物向不同組織器官分配，利用作物自身的調(diào)節(jié)能力，在不導(dǎo)致作物產(chǎn)量明顯減少的情況下，可以較大幅度提高用水效率[1]。大量的試驗研究表明，虧缺灌溉對瓜果品質(zhì)的提高具有一定的積極作用。本研究在蜜瓜進入四葉期后開始進行不同程度的水分虧缺處理，研究不同的水分虧缺程度對蜜瓜生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，從而找到對蜜瓜實施的最適水分虧缺程度。

1 試驗區(qū)概況

本試驗在巴彥淖爾市水利科學(xué)研究所曙光試驗站進行，試驗站位于臨河區(qū)城關(guān)鎮(zhèn)旭光村，屬河套灌區(qū)中游，北緯40°43′，東經(jīng)107°13′，海拔1 042 m，年均氣溫6.9 ℃，年均降雨量142.1 mm，年均蒸發(fā)量2 306.5 mm，日照時數(shù)3 189 h，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候。蜜瓜試驗區(qū)內(nèi)0～40 cm為壤土，土壤密度1.51～1.73 g/cm3，40 cm以下為沙土，土壤密度為1.58～1.65 g/cm3，最大田間持水率為26.3%，灌溉水礦化度為1.03 g/L，土壤基本理化性狀情況如表1所示。

表1 土壤基本理化性狀情況表

2 試驗方法與內(nèi)容

2.1 試驗方法與處理設(shè)計

蜜瓜采用起壟覆膜溝灌種植模式，溝間距130 cm，開口寬60 cm，底寬35 cm，溝深30 cm，用90 cm地膜覆蓋壟上，覆膜前膜下噴施除草劑，東西起壟，每個小區(qū)有2壟，灌水時用兩壟中間的壟溝輸水，進行測滲補水。蜜瓜的株行距為60 cm×50 cm，于6月3日播種，播種前試驗田進行澆復(fù)水，灌水量為1 500 m3/hm2，蜜瓜基肥施尿素、二銨750 kg/hm2，追肥施硼鈣鉀150 kg/hm2。?剻?

蜜瓜不同灌水量試驗處理分別設(shè)計于蜜瓜的四葉期和開花期兩個生育階段，設(shè)置3個水分虧缺水平，分別為減水20%、30%和40%，共設(shè)8 個處理，每個處理2次重復(fù)。蜜瓜不同灌水量處理設(shè)計如表2所示。

表2 蜜瓜壟溝灌不同灌水量處理設(shè)計 m3/hm2

2.2 試驗觀測內(nèi)容

試驗過程中每隔10 d取樣測定土壤水分、鹽分、養(yǎng)分，灌溉前取樣測定灌溉水水質(zhì)。通過水表控制各個處理的灌水量，記錄灌水日期。蜜瓜定株后，每個處理選取長勢大致相同的5株作為跟蹤觀測對象，每隔14 d測量蜜瓜莖長、莖粗、葉面積等生長指標(biāo)，蜜瓜莖粗用電子游標(biāo)卡尺測量，蜜瓜莖長、葉片的長和寬用卷尺測量，葉面積通過長、寬及葉片系數(shù)的乘積計算而得。蜜瓜成熟后，在各試驗小區(qū)取典型樣株10株，進行考種測產(chǎn)，每株蜜瓜單獨稱重，統(tǒng)計產(chǎn)量。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同生育階段水分虧缺對河套蜜瓜產(chǎn)量的影響分析

影響作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成過程的影響因素很多，包括當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、土壤肥力以及人為因素形成的耕作栽培措施如施肥、灌溉、作物品種等，灌溉是重要的可控因素。灌溉水利用效率定義為單位體積的灌水量所得出的作物產(chǎn)量，灌水量與產(chǎn)量的相互關(guān)系決定了灌溉水利用效率的大小。作物產(chǎn)量最高時所對應(yīng)的灌溉水利用效率常常不是最高的，只有當(dāng)產(chǎn)量增加所帶來的經(jīng)濟價值大于所增水量的邊際費用時，才能取得較優(yōu)的經(jīng)濟效益[2]。蜜瓜生長進入四葉期后進行水分虧缺處理，不同處理蜜瓜產(chǎn)量和灌溉水利用效率如表3所示。

表3 不同生育階段灌水量對蜜瓜產(chǎn)量和灌溉水利用效率的影響

根據(jù)表3的數(shù)據(jù)，可以作出不同水分虧缺條件下蜜瓜產(chǎn)量和灌溉水利用效率對比圖(圖1)，從表3、圖1可以看出，水分虧缺對產(chǎn)量的影響比較明顯，四葉期減少灌水量的蜜瓜產(chǎn)量較花期減少灌水量及充分灌溉的蜜瓜產(chǎn)量要低，四葉期減少灌水量的各處理分別比充分灌溉減產(chǎn)1.5%、3.6%和7.3%，開花期減少灌水量的各處理分別比充分灌溉增產(chǎn)2.2%、5.8%和減產(chǎn)6.6%，四葉期和開花期均減少灌水量的處理比充分灌溉減產(chǎn)5.1%，說明在四葉期進行虧缺灌溉易導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，原因在于早期減少灌水量，不利于蜜瓜的后期生長。產(chǎn)量的較大值出現(xiàn)在開花期進行水分虧缺的處理中，充分說明，四葉期充分灌溉，開花期適度的水分虧缺反而有利于蜜瓜產(chǎn)量的提高。蜜瓜MS1處理的水分生產(chǎn)效率最低，MS5處理、MS8處理和MS4處理的水分生產(chǎn)效率均較大，因此適度的水分虧缺，同樣有利于蜜瓜水分生產(chǎn)效率的提高。

圖1 不同處理蜜瓜產(chǎn)量和灌溉水利用效率對比圖

圖2 蜜瓜產(chǎn)量與灌水量的變化關(guān)系曲線

對蜜瓜灌水量與產(chǎn)量進行回歸分析,結(jié)果如圖2，可以看出，蜜瓜灌水量和產(chǎn)量之間有較顯著的非線性相關(guān)關(guān)系，產(chǎn)量隨著灌水量的增大呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，當(dāng)全生育期灌溉水量為1 536 m3/hm2時，蜜瓜獲得產(chǎn)量的最大值4.2 萬kg/hm2。灌水量小于1 536 m3/hm2時,產(chǎn)量隨著灌水量的增加而增加。灌水量大于1 536 m3/hm2時,產(chǎn)量反而隨灌水量的增加而減小，其原因在于隨著灌水量的增加，蜜瓜根部空氣的孔隙減少，會抑制根系的生理功能，影響地上部分的物質(zhì)積累和代謝，進而影響蜜瓜產(chǎn)量[3]。

3.2 不同生育階段水分虧缺對蜜瓜果實品質(zhì)的影響分析

蜜瓜的果實品質(zhì)主要指其外觀、風(fēng)味和營養(yǎng)價值，直接影響其商品價值。本試驗在蜜瓜測產(chǎn)后，每個處理選取3～5顆蜜瓜，進行可溶性總糖、總酸、可溶性固形物和維生素C 4項品質(zhì)指標(biāo)的檢測，檢測結(jié)果如表4所示。

表4 不同處理蜜瓜果實品質(zhì)檢測結(jié)果

注：①總酸以結(jié)晶水檸檬酸汁為測試標(biāo)準(zhǔn)；②小寫字母表示P<0.05的顯著性差異。

從表4可以看出，對于可溶性總糖指標(biāo)來說，MS3、MS4、MS5、MS6與MS8之間無顯著差異，MS1、MS2、MS7與MS8間也無顯著差異，但其他處理間存在顯著差異。MS3和MS5處理總糖含量最高，為2.45%；MS1處理總糖含量最低，為1.52%。在四葉期的3個水分虧缺處理中，MS3處理總糖含量最高，分別比MS1、MS2和MS4處理高61.2%、48.5%和2.9%。在開花期的3個水分虧缺處理中，MS5處理總糖含量最高，分別比MS1、MS6和MS7高61.2%、2.1%和36.9%。從總體上看，水分虧缺可以大幅度提高蜜瓜的可溶性總糖含量，開花期減少灌水量的各處理總糖含量高于四葉期減少灌水量的各處理，開花期水分虧缺更有利于蜜瓜總糖含量的積累。

對于總酸指標(biāo)來說，在灌水量減少20%水平下，MS5處理的總酸含量分別比MS2處理和MS8處理低21.9%、16.7%。在灌水量減少30%水平下，MS6處理的總酸含量比MS3處理低17.8%。在灌水量減少40%水平下，MS7處理的總酸含量比MS4處理低23.7%。在四葉期的3個水分虧缺處理中，MS2處理總酸含量最低，分別比MS3處理和MS4處理低14%和19%。在開花期的3個水分虧缺處理中，MS5處理總酸含量最低，分別比MS6處理和MS7低20.0%和16%。相比較充分灌溉，開花期減少灌水量的處理對總酸的影響比四葉期減少灌水量各處理明顯，從整體來看，MS5處理總酸含量最低。

對于可溶性固形物指標(biāo)來說，除了MS2、MS4、MS5和MS8之間，MS1、MS2、MS6和MS7之間無顯著差異，其他各處理間均表現(xiàn)出顯著的差異性。兩個生育期不同虧缺處理的可溶性固形物之間沒有明顯的規(guī)律性，四葉期水分虧缺處理對蜜瓜可溶性固形物含量的影響大于開花期水分虧缺處理，大多數(shù)水分虧缺處理的蜜瓜可溶性固形物含量要高于充分灌溉處理。原因可能是水分對可溶性固形物含量具有稀釋作用，且虧缺處理能夠增強可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶和細胞壁轉(zhuǎn)化酶的活性，提高可溶性固形物含量[4]。

對于維生素C指標(biāo)來說，MS1、MS6、MS7之間有顯著差異，在四葉期的3個水分虧缺處理中，MS3處理的維生素C含量最高，分別比MS1、MS2和MS4處理高42.5%、7.8%和4.2%。在開花期的3個水分虧缺處理中，MS5處理的得維生素C含量最高，分別比MS1、MS6和MS7處理高62.6%、41.5%和43.7%?？傮w來說，減少灌水量可以大幅提高蜜瓜維生素C含量，四葉期水分虧缺處理的蜜瓜維生素C含量普遍大于開花期水分虧缺處理，MS5處理的維生素C含量最大。

從以上分析可以看出，MS5處理的蜜瓜果實品質(zhì)優(yōu)于其他各處理。

4 結(jié) 語

試驗研究表明，蜜瓜生長早期對水分的敏感性大于生長中后期，四葉期充分灌溉，開花期適度的水分虧缺比四葉期水分虧缺更有利于蜜瓜產(chǎn)量的提高，產(chǎn)量隨著灌水量的增加，呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，因此，適度水分虧缺可以提高蜜瓜的產(chǎn)量，嚴(yán)重的水分虧缺或過量灌溉會影響蜜瓜的生長發(fā)育，導(dǎo)致產(chǎn)量的降低。灌溉水利用效率受蜜瓜產(chǎn)量和灌水量的雙重影響，充分灌溉的灌溉水利用效率均小于水分虧缺各處理，說明減少灌溉用水量可以不同程度地提高灌溉水利用效率。從不同水分虧缺處理對蜜瓜的可溶性總糖、總酸、可溶性固形物和維生素C含量的影響可以看出，適度減小蜜瓜灌水量可以提高蜜瓜的總糖、可溶性固形物和維生素C含量，減少蜜瓜的酸度，增加蜜瓜果實的風(fēng)味和品質(zhì)。

綜上所述，從產(chǎn)量和品質(zhì)兩方面考慮，可

以看出開花期灌水量減少20%處理(MS5)是比較合理的蜜瓜起壟覆膜灌溉模式，該灌溉模式不但能夠滿足蜜瓜生長發(fā)育對水分的需求，還可以提高灌溉水分利用效率，增加產(chǎn)量，改善蜜瓜果實品質(zhì)，達到節(jié)水、增產(chǎn)、改良的目的。

[1] 康紹忠．新的農(nóng)業(yè)科技革命與21世紀(jì)我國節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展[J]．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1998，16(1)：11-17.

[2] 郭松年，丁 林，王福霞．作物調(diào)虧灌溉理論與技術(shù)研究進展及發(fā)展趨勢[J]．中國農(nóng)村水利水電，2009,(8)：12-16.

[3] 鄒兵兵，魏永霞，王存國，等．寒地黑土區(qū)玉米調(diào)虧灌溉耗水規(guī)律的試驗研究[J]．中國農(nóng)村水利水電，2014,(5)：53-56,60.

[4] 陳秀香，馬富裕，方志剛，等．土壤水分含量對加工番茄產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究[J]．節(jié)水灌溉, 2006,(4):1-4.