景電灌區(qū)保水劑施用量對(duì)甜瓜產(chǎn)量及水分利用效率的影響

中圖分類號(hào)：S652 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2097-2172（2025）04-0326-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2025.04.007

Effects of Different Water-holding Agent Application Rates on the YieldandWaterUseEfficiencyofMelonsin Jingdian Irrigation Area

GAO Qiuyan1， CHEN Liang23，LIU Bin1，3 （1.Gansu Jingtaichuang Iigation Water Resources Utilization Centre，Jingtai Gansu 7304Oo，China； 2.Gansu Provincial Instituteof AgriculturalEngineeringand Technology，Wuwei Gansu73306，China； 3.Collgeof Horticultural， Gansu Agricultural University，Lanzhou Gansu 73oo7o， China）

Abstract：To investigate theregulatory efectsof water-holding agents on thegrowthand development and water use eficiencyimelonssoastoprovideatheoreticalbasisforthescientificaplicationandpromotionofwater-holdingagents，the efectofdiferentwaterolinggentapplicationates（Okg/a，75kgand9kg/a）onerowhdevelopent，ieldand water-useeficiencyinmelonswere investigatedunderfieldconditionswithmelonasthetestmaterialandnowater-holdingagentas thecontrol （CK）.Resultsshowedthattheaplicationofwater-holdingagentsignificantlypromotedtheelongationof vines， thickeningofstemsandtheincreaseofleafareaindexofmelonsatallfertiltystages.Temelontreatedwith90kg/haofwater conservatorhadtheighestvineelongation，stemtickeningandleafareaindexatallfertilitystages，andthehghestmelonyield and water utilization efficiency，which were 1 1 . 0 % and 2 2 . 8 % significantly higherthan that of CK，respectively.Considering the growthanddevelopmentofmelonplants，yieldandwaterutilizationeficiency，romotingtheapplicationofwaterretainingagentcan beatechnicalsolutionfordroughtandwaterconservationinJingdianIrigationDistrict，andtheoptimumaplicationrateof water retaining agent is

KeyWords：Jingdian Irrigation District； Water-holding agent； Melon； Yield； Water use efficiency

景電灌區(qū)是西北干旱和半干旱區(qū)重要的引黃農(nóng)業(yè)灌區(qū)，具有光熱資源豐富、早晚溫差大等顯著特點(diǎn)，是西北地區(qū)重要的西甜瓜生產(chǎn)基地，但年降水量少且集中、蒸發(fā)量大導(dǎo)致當(dāng)?shù)剞r(nóng)田土壤水分常年缺乏，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水主要靠補(bǔ)充灌溉為主，嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。因此加強(qiáng)作物節(jié)水抗旱技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用具有重要的意義[2]。保水劑是一種含有羧基、羥基等強(qiáng)親水性基團(tuán)，并具有一定交聯(lián)度的水溶漲型高分子聚合物（SuperAbsorbentPolyme，SAP），也稱吸水劑、持水劑，是化學(xué)節(jié)水技術(shù)的一種[3]。大量研究表明，保水劑施入土壤后可以顯著降低土壤的容重、改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、增加土壤總孔隙度和有效含水量[4]，減少土壤水分蒸發(fā)［5]，提高土壤吸水和持水能力[6]，可有效提高作物水分和肥料利用效率[7-8]，是一種成本低而且效果顯著的節(jié)水方式，在干旱和半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用[9-10]。閆文濤等[]研究表明，添加保水劑可以顯著促進(jìn)番茄植株的生長(zhǎng)，改善番茄的果實(shí)品質(zhì)，并且在減量灌水 1 5 % 水平下，保水劑處理番茄的產(chǎn)量提高了 8 . 6 5 % ～ 1 5 . 4 8 % 。高齊等[12]在研究不同類型保水劑的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)選用的5種保水劑均能顯著降低土壤水分蒸發(fā)量，作物的生物量積累、產(chǎn)量和水分利用效率顯著提高。

不同類型保水劑因生產(chǎn)原料、制作工藝等因素的不同，其保水性能存在很大的差異［2]。近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)保水劑的應(yīng)用研究主要集中在干旱和半干旱地區(qū)作物[3]，但對(duì)園藝作物特別對(duì)甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和水分利用效率的研究鮮有報(bào)道。因此，我們以甜瓜為試材，研究了不同保水劑施用量對(duì)甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和水分利用效率的影響，以期探索出適宜景電灌區(qū)甜瓜種植較優(yōu)的保水劑施用量，為當(dāng)?shù)乜茖W(xué)施用和推廣應(yīng)用保水劑提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于甘肅省川電力提灌水資源利用中心灌溉試驗(yàn)站（ 、 ）。屬溫帶干旱型大陸氣候，年日照時(shí)數(shù) 2 6 5 2 h ，平均輻射量 ，平均氣溫 ，無(wú)霜期1 9 1 d ，年降水量 2 0 1 . 6 m m 、蒸發(fā)量 2 3 6 1 m m 。試驗(yàn)地耕層土壤含有機(jī)質(zhì) 6 . 0 9 g / k g 、全氮 1 . 6 2 g / k g 、速效氮 7 4 . 5 1 m g / k g ， p H8 . 1 1 。

1.2 供試材料

供試甜瓜品種為金紅寶，由甘肅宇海農(nóng)業(yè)科技有限公司提供；供試保水劑為海瑞達(dá)保水劑，具有保水、保肥、疏松土壤的性能，主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)種植，應(yīng)用作物有馬鈴薯、玉米、藥材、蔬菜及經(jīng)濟(jì)果林等，由甘肅海瑞達(dá)生態(tài)環(huán)境科技有限公司提供。供試地膜為上銀下黑雙色膜，由甘肅省武威市大和塑業(yè)有限公司提供。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)保水劑施用量處理，分別為處理A1 、處理 、處理A3L ），以不使用保水劑作為對(duì)照（CK）。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積為44.0 。采用水旱塘栽培方式，水旱塘寬 2 2 0 c m ，水溝寬 7 0 c m ，旱塘寬 1 5 0 c m 。開溝起壟時(shí)保水劑與基肥一次性集中施入 1 0 ～ 2 0 c m 土層，基肥為磷酸二銨 、尿素 普通過磷酸鈣 ，生物有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)含量 ？ 4 0 % ，有效活菌數(shù) ？0 . 2 億 2024年4月28日種植，株距 ，保苗22000株 ，雙蔓整枝，每株留1果。坐瓜后追施尿素 、硫酸鉀 ，果實(shí)膨大期追施尿素 。果實(shí)膨大期用尼龍網(wǎng)墊墊瓜。全生育期灌水8次，灌水定額為 ，8月5日收獲。甜瓜成熟時(shí)各小區(qū)采收全部果實(shí)計(jì)產(chǎn)，其他田間管理按常規(guī)進(jìn)行。

1.4測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1蔓長(zhǎng)和莖粗分別在甜瓜開花坐果期（6月30日）、果實(shí)膨大期（7月12日）、成熟期（8月5日），每小區(qū)選長(zhǎng)勢(shì)一致的10株用鋼卷尺、游標(biāo)卡尺分別測(cè)定蔓長(zhǎng)、莖粗。

1.4.2葉面積分別在甜瓜開花坐果期、果實(shí)膨 大期、成熟期，每個(gè)小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻的5株， 測(cè)定所有葉片的葉長(zhǎng)和葉寬，計(jì)算單株葉面積。 單葉葉面積采用相關(guān)系數(shù)法計(jì)算[13]。

單葉葉面積 Σ= Σ 長(zhǎng) × 寬 × 0 . 6 8 葉面積指數(shù) Σ= Σ 綠葉面積／土地面積綠葉面積 Σ= Σ 單株葉面積 x 株數(shù)

1.4.3地上部干物質(zhì)在甜瓜成熟期，每個(gè)小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)基本一致的完整植株3株，取地上部分裝于牛皮紙袋中，于 殺青 0 . 5 h ，然后在 下烘至恒重，用電子天平稱量[14]。

1.4.4土壤含水量采用烘干法。對(duì)播種前、采收后分別鉆取 0 ～ 1 2 0 c m 土層土樣（每 2 0 c m 為一層），每小區(qū)測(cè)定3個(gè)點(diǎn)，稱鮮重后立即在 下烘至恒重，依據(jù)以下公式計(jì)算土壤質(zhì)量含水量[12]。

土壤含水量 σ= σ [（濕土重-干土重）干土重] × 100 %

1.4.5水分利用效率（ W U E ）甜瓜生育期（4月28日至8月5日）降水量用HOBO氣象觀測(cè)系統(tǒng)（H21型）自動(dòng)連續(xù)記錄WUE12]

W U E=Y / （ P+I+Δ W ）

式中， Y 為作物地上部干物質(zhì)生產(chǎn)量， P 為降水量， I 為灌溉量， Δ W 為作物播種前和收獲后的土壤含水量之差。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用新復(fù)極差法（Duncan）比較不同處理間的差異顯著性。利用Excel2007軟件進(jìn)行制圖和數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)用平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1不同保水劑施用量對(duì)甜瓜植株生長(zhǎng)的影響

2.1.1蔓長(zhǎng)由表1可以看出，施用保水劑均能顯著促進(jìn)甜瓜各生育期瓜蔓的生長(zhǎng)，施用保水劑處理在甜瓜開花坐果期、果實(shí)膨大期、成熟期的平均蔓長(zhǎng)分別較CK增長(zhǎng)了 1 7 . 2 % 、 1 5 . 9 % ！1 4 . 5 % ，差異顯著（ Plt;0 . 0 5 。甜瓜開花坐果期、果實(shí)膨大期、成熟期的蔓長(zhǎng)均以A3處理最長(zhǎng)，分別為79.23、95.12、 9 7 . 1 5 c m ，較CK分別增長(zhǎng) 2 3 . 5 % 、2 0 . 0 % 、 1 8 . 6 % ；A2處理次之，分別為74.52、93.37、 9 4 . 9 2 c m ，分別較CK增長(zhǎng) 1 6 . 2 % 、 1 7 . 8 % 11 5 . 9 % ；處理A1最短，分別為71.82、87.06、89.26c m ，分別較CK增長(zhǎng) 1 2 . 0 % 、 9 . 9 % 、 8 . 9 % 。甜瓜開花坐果期、果實(shí)膨大期、成熟期的蔓長(zhǎng)均為A3處理與A2處理差異不顯著，與A1處理和CK差異顯著（ Plt;0 . 0 5 ；A2處理與A1處理差異不顯著 ）°

2.1.2莖粗施用保水劑均能顯著促進(jìn)甜瓜各生育期莖的生長(zhǎng)，施用量保水劑處理在甜瓜開花坐果期、果實(shí)膨大期、成熟期分別較CK增長(zhǎng)了1 4 . 5 % 、 2 3 . 4 % 、 1 6 . 7 % ，差異顯著（ Plt;0 . 0 5 。其中甜瓜開花坐果期以A3處理的莖粗最粗，為0.91c m ，較CK增加 1 9 . 7 % ；A2處理次之，為0.89c m ，較CK增長(zhǎng)了 1 7 . 1 % ；A1處理最細(xì)，為0.82c m ，較CK增加 7 . 9 % 。A3與A2處理之間差異不顯著，與A1處理、CK差異顯著 Plt; 0 . 0 5 ；A2處理與A1處理差異不顯著（ Pgt;0 . 0 5 ），與CK差異顯著（ Plt;0 . 0 5 。甜瓜果實(shí)膨大期和成熟期均以A3處理的莖粗最粗，分別為1.18、 1 . 2 1 c m ，較CK分別增加 2 5 . 5 % 、 1 8 . 6 % ；A2處理次之，分別為1.17、 1 . 1 9 c m ，較CK分別增長(zhǎng)了 2 4 . 5 % 、 1 6 . 7 % ：A1處理最細(xì)，分別為1.12、 1 . 1 8 c m ，較CK分別增加 1 9 . 1 % 、 1 5 . 7 % 。A3、A2、A1處理之間差異不顯著（ Pgt;0 . 0 5 （表1）?？梢钥闯?，施用保水劑可以顯著促進(jìn)甜瓜各生育期莖的增粗，在甜瓜生育前期施用保水劑效果更佳。

2.1.3葉面積指數(shù)由表2可知，施用保水劑均能顯著提高甜瓜各生育期的葉面積指數(shù)，施用保水劑處理在甜瓜開花坐果期、果實(shí)膨大期、成熟期分別較CK提高了 2 4 . 3 % 、 2 5 . 0 % 、 1 2 . 5 % ，差異顯著（ Plt;0 . 0 5 ）。甜瓜開花坐果期、果實(shí)膨大期，A3處理的葉面積指數(shù)均最高，分別為1.01、1.14，其中開花坐果期較A2、A1處理、CK分別提高了1 3 . 5 % 、 1 8 . 8 % 、 3 6 . 5 % ；果實(shí)膨大期較A2、A1處理、CK分別提高了 1 1 . 8 % 、 1 6 . 3 % 、 3 5 . 7 % 。A3處理與CK、A2處理、A1處理差異顯著（ Plt;0 . 0 5 ）；A2處理與A1處理之間差異不顯著，與CK差異顯著（ Plt;0 . 0 5 ）。甜瓜成熟期，A3處理的葉面積指數(shù)為1.28，較A2、A1處理、CK顯著提高了 1 1 . 3 % 、1 7 . 4 % 、 2 3 . 1 % （ P lt; 0 . 0 5 ） ，A2處理顯著高于CKC Plt;0 . 0 5 ，但與A1處理之間差異不顯著。

2.2 不同保水劑施用量對(duì)甜瓜產(chǎn)量的影響

由圖1可知，施用保水劑處理甜瓜的平均折合產(chǎn)量 ，較CK顯著提高了 7 . 6 % 0 （圖1）。其中A3處理的甜瓜產(chǎn)量最高，為 ，較A1處理、CK分別提高 7 . 5 % 、1 1 . 1 % ；A2處理次之，為 ，較A1處理、CK分別提高 4 . 8 % 、 8 . 3 % 。A3處理與A2處理差異不顯著（ Pgt;0 . 0 5 ，與 C K 、A1處理差異顯著0 P lt; 0 . 0 5 . ；A2處理與A1處理差異不顯著，與CK差異顯著（ Plt;0 . 0 5 ；A1處理與CK差異不顯著?？梢姡m量施用保水劑可以顯著提高甜瓜的產(chǎn)量。

2.3不同保水劑施用量對(duì)甜瓜水分利用效率的影響施用保水劑處理甜瓜平均水分利用效率為 ，較CK顯著提高了 1 6 . 5 % （ P lt; 0 . 0 5 ） （圖2）。其中A3處理的甜瓜的水分利用效率最高，為 ，較A1處理、CK分別提高 1 1 . 3 % ！2 2 . 8 % ；A2處理次之，為 ，較A1處理、CK分別提高 5 . 4 % 、 1 6 . 3 % 。A3處理與A2處理差異不顯著（ （P gt;0 . 0 5 ，與CK、A1處理差異顯著 （ Plt;0 . 0 5 ） ；A2處理與A1處理差異不顯著，與CK差異顯著（ Plt;0 . 0 5 ）；A1處理與CK差異不顯著。

3討論與結(jié)論

水分是作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的決定性因素，在有限農(nóng)業(yè)灌溉用水條件下提高水資源利用效率，是解決水資源短缺和保障農(nóng)業(yè)灌溉的有效途徑［15]。近年來，為深人貫徹落實(shí)國(guó)務(wù)院關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革的決策部署，甘肅省通過優(yōu)化配置和統(tǒng)籌調(diào)度，大力發(fā)展抗旱節(jié)水技術(shù)，進(jìn)一步促進(jìn)用水結(jié)構(gòu)和用水方式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)深度節(jié)水、極限節(jié)水。保水劑作為一種新型的農(nóng)業(yè)化學(xué)節(jié)水產(chǎn)品，近年來受到了廣泛關(guān)注。研究表明，保水劑施入土壤后可以吸收、儲(chǔ)存和緩慢釋放大量的土壤水分，增強(qiáng)土壤的蓄水保熵能力，為作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成提供穩(wěn)定的水分需求[6]。本研究結(jié)果表明，施用保水劑較不施用保水劑顯著促進(jìn)了甜瓜各生育期蔓的伸長(zhǎng)、莖的加粗和葉面積指數(shù)的增加，甜瓜產(chǎn)量、水分利用效率分別顯著提高了 7 . 6 % 、 1 6 . 5 % ，這與周萍等［16]、李慧昱［7］的研究結(jié)果一致，可能是因?yàn)楸Ｋ畡┑氖┯迷谝欢ǔ潭壬咸岣吡颂鸸细低寥赖暮亢透纳屏送寥澜Y(jié)構(gòu)，改變了單位體積土壤中的水分的分配配置狀況，促進(jìn)了甜瓜根系和地上部分的生長(zhǎng)發(fā)育，降低了干旱缺水生境下對(duì)甜瓜植株的干旱脅迫，進(jìn)而提高了甜瓜的產(chǎn)量。不同保水劑施用量處理下， 處理的甜瓜各生育期的蔓長(zhǎng)、莖粗均最高，葉面積指數(shù)顯著高于其他處理，甜瓜產(chǎn)量和水分利用效率均最高，較不施用保水劑分別顯著提高了 1 1 . 1 % 、 2 2 . 8 % ，這與衛(wèi)琦等[7]、周萍等[16]、單桂萍等[18]的研究結(jié)果較為一致，可能原因是土壤水分狀況隨著保水劑施用量的增加呈遞增趨勢(shì)，從而為甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成提供了充足的水分保障。綜合考慮甜瓜植株生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及水分利用效率對(duì)施用保水劑的響應(yīng)，推廣應(yīng)用保水劑可以作為景電灌區(qū)抗旱節(jié)水的一種技術(shù)方案，保水劑最佳施用量為 。

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