不同灌水量和灌水頻率對田間黃瓜耗水特性及產(chǎn)量的影響

冀健紅，張曄，李艷麗，劉新陽，趙禮，傅國強(qiáng)

不同灌水量和灌水頻率對田間黃瓜耗水特性及產(chǎn)量的影響

冀健紅1，張曄2，李艷麗2，劉新陽3*，趙禮2，傅國強(qiáng)2

（1.河南水利與環(huán)境職業(yè)學(xué)院，鄭州 450008；2.浙江省水利水電工程質(zhì)量與安全監(jiān)督管理中心，杭州 310012；3.華北水利水電大學(xué)，鄭州 450045）

確定大田黃瓜最適宜的灌溉頻率和灌水量。試驗(yàn)于2018年在華北水利水電大學(xué)農(nóng)業(yè)高效用水試驗(yàn)場進(jìn)行，以20 cm標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)皿的累積蒸發(fā)量（E20）作為灌水依據(jù)，灌溉處理分為2個(gè)灌溉間隔（I1:3 d；I2:6 d）和3種水面蒸發(fā)系數(shù)（K1:0.5；K2:0.7；K3:0.9），共6個(gè)處理，對黃瓜耗水特性、產(chǎn)量構(gòu)成和水分利用效率進(jìn)行了分析。黃瓜整個(gè)生育期耗水量在380~570 mm之間波動(dòng)，黃瓜的產(chǎn)量在18.2~46.1 t/hm2之間波動(dòng)。從不同灌水頻率組合來看，I2K3處理的產(chǎn)量最高，其中，K3處理的早期產(chǎn)量最高，而I1與I2處理的水分利用效率無明顯差異。果實(shí)數(shù)與灌水量之間、耗水量與產(chǎn)量之間均呈正線性相關(guān)關(guān)系。建議對于田間黃瓜栽培，灌溉間隔設(shè)置為6 d，蒸發(fā)皿系數(shù)選擇0.9為宜。

蒸發(fā)皿；灌水間隔；水面蒸發(fā)系數(shù)；灌溉制度；黃瓜

0 引言

【研究意義】合理的灌溉制度不僅可以為植物生長提供良好的水分條件，同時(shí)可以更好了解植物對水分的敏感變化[1-2]?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)耕作方法的增產(chǎn)主要取決于是否能夠及時(shí)和充分地滿足作物健康生長所需的灌溉用水，因此，為了獲得單位面積的最高產(chǎn)量，除了確定植物的水分消耗和灌溉間隔，還需要確定植物在各個(gè)時(shí)期對水分的敏感程度[3-4]。

【研究進(jìn)展】20 cm標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)皿由于其操作簡單，近年來在制定作物灌溉制度時(shí)得到了廣泛應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，植物水分的消耗與蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量之間存在著密切關(guān)系[5-7]。利用蒸發(fā)皿蒸發(fā)量作為一種灌溉參考，并作為制定灌溉制度的依據(jù)是一種可靠的方法。此外，由于20 cm蒸發(fā)皿最適合由植物、土壤和大氣三者構(gòu)成的合成體系，因此，常被參考用來制定作物的灌溉制度，如Liu等[8]認(rèn)為當(dāng)20 cm蒸發(fā)皿累積蒸發(fā)量達(dá)到10 mm時(shí)，采用0.9作為蒸發(fā)皿系數(shù)進(jìn)行灌水可以完全滿足溫室番茄的需水要求；Yuan等[9]認(rèn)為大田馬鈴薯栽培蒸發(fā)皿系數(shù)可以采用0.75，其產(chǎn)量最優(yōu)，水分利用效率最高。劉海軍等[6]認(rèn)為蒸發(fā)皿系數(shù)為0.75可以滿足大田小麥的需水要求。在灌水頻率方面，滴灌灌水頻率采用8 d可顯著提高馬鈴薯的產(chǎn)量，且水分利用效率較佳[10-11]，而低頻（10 d）灌溉則有助于棉花增產(chǎn)[12]。對于番茄栽培，建議灌水間隔設(shè)置為6 d可減少氮肥的流失，從而增加產(chǎn)量[13]。以往研究多是在灌水間隔或蒸發(fā)皿系數(shù)單個(gè)因素上考慮不同灌水條件對作物需水的影響，較少考慮二者的綜合效應(yīng)。

黃瓜屬于葫蘆科，是一種典型的蔬菜作物，全世界種植面積約240萬hm2，每年黃瓜產(chǎn)量接近4 000萬t。因此，黃瓜被認(rèn)為是最重要的經(jīng)濟(jì)蔬菜之一[14-15]。【切入點(diǎn)】近年來，在河南商丘地區(qū)種植廣泛，但大田栽培條件下，由于所受環(huán)境因子較為復(fù)雜，有關(guān)黃瓜的需水規(guī)律研究較為少見，尤其是在不同蒸發(fā)皿系數(shù)和灌水頻率組合條件下，黃瓜的耗水特性如何變化，還有待進(jìn)一步研究。【擬解決的關(guān)鍵問題】確定不同的灌水時(shí)間間隔和水面蒸發(fā)系數(shù)對黃瓜耗水特性及產(chǎn)量構(gòu)成的影響，進(jìn)而利用蒸發(fā)皿制定適合大田黃瓜栽培的灌溉制度。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2018年5―9月在華北水利水電大學(xué)農(nóng)業(yè)高效用水試驗(yàn)場（34°72′N，113°65′E，海拔110.4 m。）進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)年均降雨量640 mm，年均蒸發(fā)量1 900 mm，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫14.5 ℃，日照時(shí)間1 870 h，無霜期209 d。試驗(yàn)區(qū)土壤為壤土，0～90 cm土壤平均體積質(zhì)量為1.5 g/cm3，田間持水率為21.5%（質(zhì)量含水率）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在防雨棚下進(jìn)行，于2018年5月15日播種，每穴平均播4粒黃瓜種子，行距和株距分別為95和40 cm。灌溉處理包括2個(gè)灌水間隔（I1:3 d；I2:6 d）和3種水面蒸發(fā)系數(shù)（K1:0.5；K2:0.7；K3:0.9）。參考20 cm標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)皿的累積蒸發(fā)量進(jìn)行灌溉，蒸發(fā)皿放置在距地表高2 m的位置，在灌水間隔內(nèi)蒸發(fā)皿累積蒸發(fā)量與水面蒸發(fā)系數(shù)相乘得到各處理的單次灌水量。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)的面積是3.9 m×2.0 m，并種植15棵黃瓜，小區(qū)之間的間距為1 m。按完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，重復(fù)3次。在播種前對每個(gè)小區(qū)施用磷酸二銨，施用量為0.27 t/hm2，并在開花期（7月3日）和果實(shí)成熟期（7月29日）對每個(gè)小區(qū)施用68 g尿素。采用滴灌灌水方式，每個(gè)小區(qū)安裝1塊精度為0.001 m3的水表，以便于精準(zhǔn)控制灌水量。灌水計(jì)劃在第1層果實(shí)坐果時(shí)開始，到8月下旬停止（以果實(shí)減少80%作為截止日期）。

1.3 試驗(yàn)觀測項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤含水率

在黃瓜整個(gè)生長期間進(jìn)行土壤水分的測量，從黃瓜出苗開始，采用TRIME-IPH時(shí)域反射儀每隔7～10 d對0～90 cm的土壤含水率進(jìn)行測定（在每次灌水前后加測），測量間隔深度為10 cm。為確保儀器測定的準(zhǔn)確性，采用取土烘干法對儀器進(jìn)行矯正。

1.3.2 灌水量

灌水量（r）為20 cm蒸發(fā)皿的累積蒸發(fā)量與蒸發(fā)皿系數(shù)的乘積，計(jì)算式為：

r20c， （1）

式中：r為灌水量（mm）；20為20 cm蒸發(fā)皿的累積蒸發(fā)量（mm）；c為蒸發(fā)皿系數(shù)。

1.3.3 產(chǎn)量指標(biāo)

在黃瓜收獲時(shí)，每個(gè)小區(qū)選擇10株，采用電子秤（精度為0.01 g）測量黃瓜的單果質(zhì)量，采用游標(biāo)卡尺測量黃瓜中間部位的直徑、采用卷尺測量其長度，最后核算每次采摘的黃瓜個(gè)數(shù)。在本試驗(yàn)中，將前4次采摘的黃瓜作為早期產(chǎn)量。

1.3.4 耗水量和水分利用效率

耗水量（）采用水量平衡法[16]計(jì)算：

rr+(0t)，（2）

式中：為耗水量（mm）；r為灌水量（mm）；r為降水量（mm）；為地下水補(bǔ)給量（mm）；為深層滲漏量（mm）；0、t分別為時(shí)段初和時(shí)段末90 cm土層內(nèi)的儲(chǔ)水量（mm）。由于試驗(yàn)是在防雨棚下進(jìn)行的，所以r=0；試驗(yàn)地的地下水埋深較深（在5.0 m以下），可以忽略地下水補(bǔ)給量，即=0；因?yàn)樗刑幚韱未喂嗨~較小，幾乎不產(chǎn)生深層滲漏，即=0。

水分利用效率（）、灌溉水利用效率（）和灌溉水補(bǔ)償率（rc）計(jì)算式[17]為：

式中：為灌溉水利用效率（kg/m3）；為水分利用效率（kg/m3）；rc為灌溉水補(bǔ)償率（%）；為黃瓜產(chǎn)量（t/hm2）；為作物耗水量（mm）；r為總灌水量（mm）。

1.3.5 數(shù)據(jù)分析與處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用DPS（v13.0）統(tǒng)計(jì)軟件，圖表采用Excel進(jìn)行繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌水前后土壤含水率的變化

黃瓜試驗(yàn)的灌水時(shí)間從7月15日開始，8月26日結(jié)束。圖1為0～90 cm各處理灌水前后土壤含水率變化，灌溉前土壤含水率接近凋萎系數(shù)（，8.5%），灌水后接近田間持水率（，32.3%）。其中I2處理比I1處理灌溉前的土壤含水率更接近，由于I2處理的每次灌溉水量都比較大，在每次灌溉之后I2處理比I1處理更接近。高蒸發(fā)皿系數(shù)的土壤含水率在灌溉前后均高于低蒸發(fā)皿系數(shù)處理。另一方面，在相同的蒸發(fā)皿系數(shù)條件下，I2處理更靠近。此外，由于I1處理經(jīng)常灌溉，因此其蒸發(fā)損失要比I2處理大得多。

2.2 灌溉用水量、耗水量和水面蒸發(fā)量變化

表1給出了不同處理的灌溉水量（r）和耗水量（）的變化。從表1可以看出，播種到苗期，各處理的r在313.2～502.9 mm之間變化，隨著r的增加而增加。每隔3 d和6 d分別灌溉14次和7次，在整個(gè)生育期內(nèi)有680.3 mm的水量蒸發(fā)。其中K1處理的灌溉水量最低，平均為315.7 mm，K3處理的灌溉水量最高，平均為498.5 mm。由于7月的太陽輻射較強(qiáng)，溫度較高，因此，7月的水面蒸發(fā)量是最高的，灌溉水量也最多。

表1 不同處理的灌溉水量（Ir）、耗水量（ET）、水面蒸發(fā)量（E20）分布

2.3 產(chǎn)量和水分利用效率

表2為不同水分處理產(chǎn)量指標(biāo)變化。黃瓜播種62 d后首次收獲，生育期內(nèi)共收獲17次，持續(xù)到第122 d（9月6日）。K3處理灌水量最大，植株耗水量最高，對應(yīng)的早期產(chǎn)量也最多，同時(shí)K3處理的總產(chǎn)量也最高。K1處理的總產(chǎn)量最低，灌水量也最少。對于K2處理，雖然早期產(chǎn)量沒有K1處理高，但總產(chǎn)量在K1處理與K3處理之間，可見，黃瓜的產(chǎn)量會(huì)隨著灌水定額的增加而增加。

從表2可以看出，K3處理產(chǎn)量最高，2種灌溉頻率的和也最高。在3 d灌水間隔條件下，隨著灌水量的增大，和出現(xiàn)了先減小后增加的變化趨勢。而在6 d灌水間隔條件下，K1和K2處理的和沒有明顯的差異，但均小于K3處理?？梢?，當(dāng)灌水間隔相同時(shí)，選用0.9的蒸發(fā)皿系數(shù)可使得灌溉用水效果達(dá)到最佳水平。在2種灌水間隔條件下，灌水量越多，相應(yīng)的rc也就越高，并且6 d灌水間隔的rc普遍高于對應(yīng)的3 d灌水間隔。這可能是由于頻繁灌溉的植物會(huì)消耗更多的水分，從而使作物不易遭遇水分脅迫，同時(shí)黃瓜屬于淺根作物，更容易得到灌溉水的補(bǔ)償。所有處理的rc均高于80%（除I1K1處理外），說明各水分處理的黃瓜基本得到了灌溉補(bǔ)償。

表2 不同處理的產(chǎn)量指標(biāo)及水分利用效率

2.4 產(chǎn)量指標(biāo)與收獲產(chǎn)量的關(guān)系

為了分析各產(chǎn)量指標(biāo)與收獲產(chǎn)量之間的相關(guān)性，圖2給出了果實(shí)數(shù)量（）、果實(shí)平均質(zhì)量（）與產(chǎn)量之間的關(guān)系。從圖2可以看出，隨著和的增加，收獲產(chǎn)量呈明顯的增加趨勢。其中，對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大，二者的回歸方程為=0.17-4.09，相關(guān)系數(shù)（2=0.95）達(dá)到顯著水平。與收獲產(chǎn)量之間的回歸方程為=0.34-18.52，相關(guān)系數(shù)（2=0.72）未達(dá)到顯著水平。

r和也會(huì)影響和從圖3中可以看出，隨著r和的增加，和都有明顯的增加趨勢，與r相比，的增加對和的影響最大，相關(guān)系數(shù)（2=0.89）均達(dá)到了顯著水平。從r對和的影響來看，r對的影響高于FN。因此，2種灌溉間隔期黃瓜果實(shí)的供水量越高，黃瓜果實(shí)質(zhì)量就越大。

圖4給出了不同水分處理的灌水量、耗水量與黃瓜產(chǎn)量之間的關(guān)系。黃瓜產(chǎn)量與灌水量和耗水量呈線性正相關(guān)關(guān)系，但耗水量與產(chǎn)量之間的相關(guān)性（2=0.82）要高于灌水量（2=0.78）。說明黃瓜植株對水分脅迫非常敏感，之前研究表明，對于大多數(shù)的淺根作物而言，其對水分脅迫的敏感程度均較高[3]。

圖2 黃瓜果實(shí)數(shù)量（FN）、果實(shí)平均質(zhì)量（MFW）與產(chǎn)量的關(guān)系

圖3 灌水量、耗水量與黃瓜產(chǎn)量指數(shù)之間的相關(guān)性

圖4 灌水量和耗水量與黃瓜產(chǎn)量的相關(guān)性

2.5 不同處理耗水量與水面蒸發(fā)量的關(guān)系

表3為不同處理的累積在生長期內(nèi)與累積20之間的關(guān)系。與20呈線性正相關(guān)關(guān)系。因此，利用蒸發(fā)皿蒸發(fā)量來確定作物灌溉制度是可行的。本研究最佳灌溉處理（I2K3）的/20方程（=0.9420-33.88）也是合理的。因此，將灌水間隔為6 d的累積蒸發(fā)量代入方程中可以得到相應(yīng)的耗水量。

表3 不同處理累積耗水量與累積水面蒸發(fā)量的關(guān)系

在圖5可以看到，不同處理在整個(gè)生育期內(nèi)/20的變化情況，水分最少的I1K1處理對應(yīng)最小的/20比值。/20在植物生長初期較低，至灌水開始及早期開花結(jié)果后會(huì)有所提高，在生長中期，由于冠層擴(kuò)大，連續(xù)的花序，果實(shí)成熟以及最后的果實(shí)收獲導(dǎo)致/20呈上升趨勢，之后進(jìn)入平穩(wěn)階段，最后在生育期結(jié)束之前/20有所下降。說明冠層發(fā)育與植物耗水具有一定相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)[19]，/20與植物冠層呈線性正相關(guān)，直到植物冠層覆蓋了植物行內(nèi)80%的土壤。

圖5 不同處理ET/E20的變化

3 討論

黃瓜在生長的過程中對水分變化十分敏感，水分脅迫不僅會(huì)影響黃瓜的外觀品質(zhì)，還會(huì)降低經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量[2-4]。當(dāng)發(fā)生水分虧缺時(shí)，黃瓜的開花數(shù)量會(huì)減少，莖粗和長度等均有所降低。本研究認(rèn)為，選用蒸發(fā)皿系數(shù)為0.9有利于黃瓜產(chǎn)量的提高，低于0.9時(shí)，產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成均會(huì)受到影響。增加灌水量會(huì)提高果實(shí)的平均質(zhì)量，對提高產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大[18]。對于大田黃瓜栽培，蒸發(fā)皿系數(shù)選擇1.0時(shí)可增加產(chǎn)量，而采用該蒸發(fā)皿系數(shù)指導(dǎo)溫室黃瓜灌水制度時(shí)，其有所降低[7]。在針對日光溫室滴灌黃瓜的研究中發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)皿系數(shù)選擇0.8時(shí)可滿足需水要求，但低于0.75則會(huì)顯著抑制產(chǎn)量的形成[2,21]。這可能是由于溫室內(nèi)輻射低、濕度大以及灌水方式的不同引起的。水分脅迫的減產(chǎn)效應(yīng)還表現(xiàn)在其它蔬菜作物上，如番茄[8-9]、哈密瓜[20]和馬鈴薯[10-11]等作物。

蔬菜作物的產(chǎn)量構(gòu)成，除了對灌水量反應(yīng)較為敏感外，灌水頻率也是影響產(chǎn)量構(gòu)成的重要因素。本研究得出，相同蒸發(fā)皿系數(shù)條件下，6 d灌水頻率的產(chǎn)量要高于3 d。在類似的研究中同樣發(fā)現(xiàn)，低頻灌溉的產(chǎn)量要明顯高于高頻灌溉，這是因?yàn)楦哳l灌溉會(huì)在地表形成一層水膜，從而抑制了作物根系的呼吸，最終影響產(chǎn)量的構(gòu)成[8,12-13]。

對于淺根作物，在整個(gè)生長過程中對水分脅迫的敏感程度還表現(xiàn)在和等方面[3]，本研究認(rèn)為，對于黃瓜栽培，較低的灌水量并不會(huì)提高，而0.9蒸發(fā)皿系數(shù)處理的和最高。在類似對大田作物的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)灌水頻率相同時(shí)，和表現(xiàn)出先降低后升高的趨勢；并且當(dāng)土壤水分下限較低時(shí)，并不能獲得較高的和，反而產(chǎn)量下降比較顯著[7,20]。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是虧缺灌溉明顯抑制了作物的產(chǎn)量，尤其在黃瓜的營養(yǎng)生長期，虧缺灌溉不僅會(huì)造成植物體內(nèi)大量脫落酸的形成，而且會(huì)出現(xiàn)黃瓜的落花和落果現(xiàn)象，從而影響產(chǎn)量[3-4,7,20]。

小型水面蒸發(fā)皿具有簡單易操作的特點(diǎn)，且能夠代表一定條件下的氣象狀況，在一定條件下，作物的耗水量計(jì)算也可以通過建立耗水量與水面蒸發(fā)量的關(guān)系式來簡單獲得[7]。本研究認(rèn)為蒸發(fā)皿的累積蒸發(fā)量與大田黃瓜的累積耗水量呈良好的線性關(guān)系，二者之比（/20）在整個(gè)生長階段的變化趨勢表現(xiàn)為：生育初期小，中期開始上升，后期趨于穩(wěn)定或下降的變化趨勢。在對溫室滴灌番茄的研究中發(fā)現(xiàn)耗水量與水面蒸發(fā)量在初期和生育后期均比較小，而中期較大，二者呈顯著性線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)在0.99以上[8,22]。因此，在進(jìn)行灌溉制度設(shè)計(jì)時(shí)，可在作物生育初期和后期采用較低的蒸發(fā)皿系數(shù)（0.5），而在生育中期采用較高的蒸發(fā)皿系數(shù)（0.9）進(jìn)行灌溉設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)的目的。

4 結(jié)論

1）I2K3處理的總收益最高，和超過80 kg/m3，灌溉水補(bǔ)償率接近90%。當(dāng)水面蒸發(fā)系數(shù)相同時(shí)，灌水間隔為6 d處理的和均高于3 d處理。

2）灌溉水量與果實(shí)數(shù)量、單果質(zhì)量以及產(chǎn)量之間呈較好的正相關(guān)關(guān)系。2種灌溉間隔的K3處理早期產(chǎn)量均為最高。因此，推薦黃瓜在田間管理?xiàng)l件下水面蒸發(fā)系數(shù)優(yōu)先選用0.9，并以6 d作為灌溉間隔，以實(shí)現(xiàn)黃瓜節(jié)水增產(chǎn)的目的。

[1] 王洪博, 曹輝, 高陽, 等. 南疆無膜滴灌棉花灌溉制度對土壤水分和產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2020, 39(5): 26-34.

WANG Hongbo, CAO Hui, GAO Yang, et al. The effects of drip-irrigation scheduling without mulching on soilmoisture, yield and quality of cotton in southern Xinjiang[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2020, 39(5): 26-34.

[2] 龔雪文, 孫景生, 劉浩, 等. 基于20 cm蒸發(fā)皿蒸發(fā)量制定的華北地區(qū)溫室黃瓜滴灌灌水制度[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2015, 26(11): 3 381-3 388.

GONG Xuewen, SUN Jingsheng, LIU Hao, et al. Irrigation scheduling with a 20 cm standard pan for drip-irrigated cucumber grown in solar greenhouse in the North China Plain[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2015, 26(11): 3 381-3 388.

[3] 鄒志榮, 李清明, 賀忠群. 不同灌溉上限對溫室黃瓜結(jié)瓜期生長動(dòng)態(tài)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2005, 21(S2): 77-81.

ZOU Zhirong, LI Qingming, HE Zhongqun. Effects of different irrigation maximums on growth dynamics, yield and quality of cucumber during fruit-bearing stage in greenhouse[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2005, 21(S2): 77-81.

[4] 馬守臣, 張偉強(qiáng), 段愛旺. 不同虧缺灌溉方式對冬小麥產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2019, 38(8): 9-14.

MA Shouchen, ZHANG Weiqiang, DUAN Aiwang. Effects of different deficit irrigation modes on grain yield andwater use efficiency of winter wheat[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2019, 38(8): 9-14.

[5] 趙長龍, 劉毅, 王金濤, 等. 不同材料蒸發(fā)皿及環(huán)境因素對水面蒸發(fā)測定的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2020, 39(9): 108-115.

ZHAO Changlong, LIU Yi, WANG Jintao, et al. Pan materials and the working environment affect waterevaporation measurements[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2020, 39(9): 108-115.

[6] 劉海軍, 黃冠華, 王明強(qiáng), 等. 基于蒸發(fā)皿水面蒸發(fā)量制定冬小麥噴灌計(jì)劃[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2010, 26(1): 11-17.

LIU Haijun, HUANG Guanhua, WANG Mingqiang, et al. Sprinkler irrigation scheme of winter wheat based on water surface evaporation of a 20 cm standard pan[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2010, 26(1): 11-17.

[7] ERTEK A, ?ENSOY S, GEDIK ?, et al. Irrigation scheduling based on pan evaporation values for cucumber (Cucumis sativus L.) grown under field conditions[J]. Agricultural Water Management, 2006, 81(1/2): 159-172.

[8] LIU H, DUAN A W, LI F S, et al. Drip irrigation scheduling for tomato grown in solar greenhouse based on pan evaporation in North China plain[J]. Journal of Integrative Agriculture, 2013, 12(3): 520-531.

[9] YUAN B Z, NISHIYAMA S, KANG Y H. Effects of different irrigation regimes on the growth and yield of drip-irrigated potato[J]. Agricultural Water Management, 2003, 63(3): 153-167.

[10] 秦軍紅, 陳有君, 周長艷, 等. 膜下滴灌灌溉頻率對馬鈴薯生長、產(chǎn)量及水分利用率的影響[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2013, 21(7): 824-830.

QIN Junhong, CHEN Youjun, ZHOU Changyan, et al. Effects of frequency of drip irrigation frequency under mulch on potato growth, yield and water use efficiency[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2013, 21(7): 824-830.

[11] 王英, 張富倉, 王海東, 等. 滴灌頻率和灌水量對榆林沙土馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)和水分利用效率的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2019, 30(12): 4 159-4 168.

WANG Ying, ZHANG Fucang, WANG Haidong, et al. Effects of the frequency and amount of drip irrigation on yield, tuber quality and water use efficiency of potato in sandy soil of Yulin, northern Shaanxi, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2019, 30(12): 4 159-4 168.

[12] 余美, 楊勁松, 劉梅先, 等. 膜下滴灌灌水頻率對土壤水鹽運(yùn)移及棉花產(chǎn)量的影響[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2011, 29(3): 18-23, 28.

YU Mei, YANG Jinsong, LIU Meixian, et al. Effects of mulched drip irrigation frequency on soil water-salt transport and cotton yield[J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 2011, 29(3): 18-23, 28.

[13] 張志云, 趙偉霞, 李久生. 灌水頻率和施氮量對番茄生長及水氮淋失的影響[J]. 中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào), 2015, 13(2): 81-90.

ZHANG Zhiyun, ZHAO Weixia, LI Jiusheng. Effects of drip irrigation frequency and nitrogen fertilizer on nitrate leaching and tomato growth[J]. Journal of China Institute of Water Resources and Hydropower Research, 2015, 13(2): 81-90.

[14] 曹云娥, 張燕, 高艷明, 等. 不同營養(yǎng)液滴灌量對設(shè)施黃瓜生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2018, 31(12): 2 638-2 645.

CAO Yun’e, ZHANG Yan, GAO Yanming, et al. Effects of different nutrient liquid drip irrigation ongrowth, yield and quality of cucumber plants[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2018, 31(12): 2 638-2 645.

[15] 李洋, 柳玉平, 張克峰, 等. 水分脅迫調(diào)控設(shè)施黃瓜光合CO2傳輸機(jī)理解析[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2018, 37(S2): 23-28.

LI Yang, LIU Yuping, ZHANG Kefeng, et al. Effect of soil water stress on photosynthetic CO2uptake and transport ofcucumber in greenhouse[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2018, 37(S2): 23-28.

[16] ALLEN R G, PEREIRA L S, RAES D, et al. Crop evapotranspiration: guidelines for computing crop water requirements[M]. Italy: Irrigation and Drainage Paper No. 56. FAO, 1998.

[17] KANBER R, YAZAR A, K?KSAL H, et al. Evapotranspiration of grapefruit in the eastern Mediterranean region of Turkey[J]. Scientia Horticulturae, 1992, 52(1/2): 53-62.

[18] MANNINI P. Effects of different irrigation scheduling and systems on yield response of melon and cucumber[J]. Acta Horticulturae, 1988(228): 155-162.

[19] 周繼華, 安順偉, 王克武, 等. 不同灌溉方式對大棚黃瓜生長、產(chǎn)量及水分生產(chǎn)效率的影響[J]. 作物雜志, 2012(3): 76-80.

ZHOU Jihua, AN Shunwei, WANG Kewu, et al. Effects of different irrigation methods on plastic housecucumber growth, yield and water use efficiency[J]. 2012(3): 76-80.

[20] 李毅杰, 原保忠, 別之龍, 等. 不同土壤水分下限對大棚滴灌甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2012, 28(6): 132-138.

LI Yijie, YUAN Baozhong, BIE Zhilong, et al. Effects of drip irrigation threshold on yield and quality of muskmelon in plastic greenhouse[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2012, 28(6): 132-138.

[21] ZHANG H X, CHI D C, WANG Q, et al. Yield and quality response of cucumber to irrigation and nitrogen fertilization under subsurface drip irrigation in solar greenhouse[J]. Agricultural Sciences in China, 2011, 10(6): 921-930.

[22] DOORENBOS J, KASSAM A H. Yield response to water irrigation-FAO irrigation and drainage[M]. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 1979.

Effects of Irrigation Amount and Frequency on Water Consumption and Yield of Field Cucumber

JI Jianhong1, ZHANG Ye2, LI Yanli2, LIU Xinyang3*, ZHAO Li2, FU Guoqiang2

(1. Henan Vocational College of Water Conservancy and Environment, Zhengzhou 450008, China; 2. Zhejiang Water Conservancy and Hydropower Engineering Quality and Safety Supervision and Management Center, Hangzhou 310012, China; 3. North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450045, China )

Optimal irrigation scheduling not only provides a suitable soil environment for plants to grow but can also reduce agrichemical leaching caused by excessive irrigation. Irrigation scheduling in modern agriculture is normally calculated based on the water a crop requires during different growth stages. In addition to determining water consumption by the crop and irrigation interval, knowing the sensitivity of the crop to soil moisture at different growth stages is also essential.The areas of field-cultivated cucumber have seen an increase over the past few years agricultural high efficiency water use test site of North China University of water resources and hydropower, but there is a lack of understanding of a suitable irrigation scheduling for it. The purpose of this paper to fill this knowledge gap.The experiment was conducted in 2018 in a rainproof shelter; it consisted of two irrigation intervals: 3 days (I1) and 6 days (I2). Added to these were three irrigation amounts with each determined from evaporation measured from a 20cm pan multiplied by an evaporation coefficient - 0.5 (K1), 0.7 (K2) or 0.9 (K3). Overall, there were six treatments. In each treatment we measured the change in soil water content, yield traits including diameter, weight and length of the fruits, water consumption, water use efficiency and irrigation water compensation rate.Prolonging irrigation frequency as in I2made soil moisture approach the wilting point prior to next irrigation which topped up the soil moisture approximately to the field capacity. Water consumption by the cucumber over its whole growth season was between 380 and 570 mm, with its associated yield varying between 18.2 and 46.1 t/hm2. I2K3was most effective for improving yield; when other conditions were the same, K3increased the yield most. The irrigation frequency did not have a noticeable effect on water use efficiency. The yield traits varied with both irrigation amount and frequency, with the yield increasing with the irrigation amount. It was found that, similar as the linear increase in yield with water consumption, the fruit numbers were also positively proportional to irrigation amount. There was a linear positive correlation between the water consumption and the pan-evaporation in all treatments, indicating that the evaporation measured from the 20 cm pan is adequate to be used to determine the irrigation scheduling of the field cucumber.Combing irrigation interval of 6 days with the evaporation measured from the 20 cm pan multiplied a pan coefficient 0.9 as the irrigation amount in each irrigation was most effective to improve cucumber yield and its water use efficiency.

Pan evaporation; irrigation interval; pan evaporation coefficient; irrigation scheduling; cucumber

S275.9

A

10.13522/j.cnki.ggps.2020302

1672 - 3317（2021）03 - 0063 - 07

冀健紅, 張曄, 李艷麗, 等. 不同灌水量和灌水頻率對田間黃瓜耗水特性及產(chǎn)量的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2021, 40(3): 63-69.

JI Jianhong, ZHANG Ye, LI Yanli, et al. Effects of Irrigation Amount and Frequency on Water Consumption and Yield of Field Cucumber[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2021, 40(3): 63-69.

2020-06-05

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51309099）；浙江省水利廳重大科技項(xiàng)目（RA1806）；浙江省水利廳專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（5638896）

冀健紅（1985-），女。高級(jí)工程師，主要從事節(jié)水灌溉工程建設(shè)和管理等方面工作。E-mail: jianhongji@126.com

劉新陽（1979-），男。教授，主要從事節(jié)水灌溉工程建設(shè)和管理等方面工作。E-mail: lxywd2008@126.com

責(zé)任編輯：陸紅飛