干旱地区膜下滴灌技术甜瓜种植模式试验研究

程　静　苏孝敏　张晨辰

(浙江同济科技职业学院，浙江杭州　311231)

干旱地区膜下滴灌技术甜瓜种植模式试验研究

程静苏孝敏张晨辰

(浙江同济科技职业学院，浙江杭州311231)

本文通过田间试验，探索干旱地区甜瓜由传统起垄滴灌种植变为平地滴灌种植的可行性。同时，探讨与滴灌相适宜的植株密度以及经济的滴灌带布置方式，以提高甜瓜种植的经济效益。本文可为类似地区推广平地滴灌技术提供借鉴。

干旱地区;膜下滴灌技术;种植模式;试验研究

中国西北干旱地区夏季气温高、日照充足、辐射量大，是厚皮甜瓜的传统产区和主要生产基地之一。当地多采用起垄覆膜的栽培模式，甜瓜茎蔓生长在垄上;垄间沟用于沟灌灌水。起垄覆膜沟灌栽培方式田间劳动力投入较大，同时，使用沟灌的灌水模式，水的利用率较低，会造成水资源大量浪费。

滴灌节水技术与沟灌相比，不仅降低需水量，提高水分利用效率［4-5］，同时，能够提高甜瓜产量［2-3］，尤其在砂性土壤中种植甜瓜时，应用滴灌系统能够增大果实体积、提高商品产量，并且能够较早收获果实，提前上市，提高其经济效益［6-7］。

近几年，在中国西北干旱区应用的甜瓜膜下滴灌，是在传统起垄覆膜栽培基础上，在膜下每行作物旁铺设一条滴灌带灌水(“一管一行”)进行灌溉，该方法可使甜瓜产量比沟灌增产47.90%，并降低44.50%的灌水量［8］。

本文探索干旱地区甜瓜种植滴灌技术和由传统起垄滴灌种植变为平地滴灌种植的可行性，同时，探讨与滴灌相适宜的植株密度及经济的滴灌带布置方式，旨在降低田间劳动强度，减少毛管数量，降低滴灌系统投资，提高甜瓜种植的经济效益。

1　材料与方法

1.1试验地概述

中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站位于甘肃省武威市凉州区(37°57'20″N，102°50'50″E)，属于典型的内陆荒漠气候区，海拔1581m，多年平均年降水量仅为164.40mm。土壤特性参数及其肥力水平见表1。灌溉水源为地下水，地下水埋深达25～30m。地下水矿化度0.71g/L。

2013年4—8月，该站对干旱地区甜瓜种植滴灌技术进行了试验研究。

表1　土壤特性参数及肥力水平

2008—2013年，该地区甜瓜生长季节各月的平均温度、降雨量和蒸发量如表2所示。由表2可看出，2013年甜瓜生育期各月平均气温、蒸发量和降雨量与多年平均值较接近，说明2013年气候具有代表性。

表2　试验年与历史年份甜瓜生育期气象数据

1.2试验设计及处理设置

试验设置8个不同株行距配置的平地种植处理(一条滴灌带控制两行作物，即“一管两行”)和1个对照处理CK(起垄种植方式且“一管一行”)，分别用“株距—窄行距—宽行距”来表示各处理，如表3所示。

表3　试　验　处　理

所有处理均采用膜下滴灌，各生育期均采用土壤含水量上、下限控制灌水(如表4)。苗期以20cm处土壤含水率控制灌水，其他生育阶段以地面以下40cm处土壤含水率控制灌水，当土壤含水量降低到灌水下限时开始灌水，灌到灌水上限，灌水量由水量平衡方程确定。

表4　生育期灌水上下限

甜瓜采用南北行种植，每个试验小区长和宽均为5m。滴灌带直径16mm，滴头间距30cm，滴头额定流量2.74L/h。甜瓜种植方式及滴管带布置情况见图1。试验小区及管道布置如图2所示。

图1　甜瓜种植方式与滴管带布置

图2　试验小区及管道布置

1.3农艺措施

2013年5月1日，采用大田直播的方式播种。所有试验小区施肥、除草，修剪等均保持一致:播种前施厩肥37.50t/hm2、尿素230kg/hm2、磷酸二铵255kg/hm2、硫酸钾480kg/hm2;果实膨大期施用瓜类专用液体肥225kg/hm2。

1.4测定指标与方法

1.4.1土壤含水率

使用土壤水分测量系统监测土壤含水率变化。在每个处理中心植株的株间、窄行间和宽行间各布设一根TRIME管，如图3所示。每隔3天测量2次，并在灌水和降雨前后加测，测量深度0～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm、80～100cm。

图3　TRIME-TDR探管布设

1.4.2产量

果实成熟以后，每个小区分别收获果实，称量每个果实的重量。

2　结果与讨论

2.1灌水量

各处理灌水日期和灌水量如表5所示。CK处理灌水4次，其他灌水处理灌水4～7次。各处理的总灌水量在92～144.4mm之间。

2.2甜瓜果实数、单果重和产量

各处理的产量、单果重、果实和商品产量如表6所示。

表5　各处理灌水日期和灌水量

表6　不同处理产量、单果重及果实个数

续表

2.2.1果实数

从表6可以看出，所有平地种植的处理产量均显著高于 CK50-40-120。植株密度在中等水平的处理T40-40-120的产量最高，为83.15t/hm2，与密度最小的平地处理T50-40-120和CK50-40-120的产量形成显著差异，分别比T50-40-120和对照处理CK50-40-120的产量增加17%和38%。在平地种植处理中，随着植株密度的增加，产量先增大后减小，两者呈二次曲线关系。密度在31000～41000株/hm2之间能够获得较高的产量，如图4(a)所示。

植株密度的提高，显著提高了果实数，二者呈线性关系，如图4(b)所示。平地种植处理T50-40-120与同密度的对照处理CK50-40-120的果实数虽然无统计上的显著差异，但果实数比CK提高了9.50%。单果重与植株密度有呈负线性相关关系的趋势(相关系数为0.59)，如图4(c)所示。

图4　果实个数、单果重、产量与植株密度的关系

2.2.2单果重

当窄行距为40cm，宽行距为120cm时(T50-40-120，T40-40-120和 T30-40-120三个处理)，株距从50cm减少到40cm时，产量有显著增加，但当株距从50cm减小到30cm时，虽然显著提高了果实数，但明显减小了单果重，产量反而降低。

当窄行距为30cm，宽行距为120cm时(T50-30-120，T40-30-120和 T30-30-120三个处理)，株距从50cm减少到40cm时，果实数、单果重和产量没有显著变化，但株距从50cm减少到30cm时，果实数虽然显著增加，单果重显著减小，产量没有显著增加。这可能是由于株距或窄行距小于40cm时，会造成植株叶片之间相互遮挡，从而影响对光能的利用，对果实发育不利。

当株距和窄行距相同(T50-40-120、T50-40-100和T50-40-80三个处理)，宽行距从120cm减小到100cm时，果实数、单果重和产量均没有显著变化，但当宽行距从120cm减小到80cm时，果实数显著增加，单果重没有显著减小，但产量显著增加。

2.2.3商品产量

《甜瓜标准化生产技术》［9］中对甜瓜分类的建议为:单果重大于 1.50kg的为商品瓜，单果重小于1.50kg的为次品瓜。舍弃重量小于1.50kg的果实，重新统计果实个数、平均单果重，计算出商品产量(见表4)，当密度为高于 41 685株/hm2时，单果重小于1.50kg。商品产量与植株密度呈二次曲线关系(如图4(d)所示)，密度控制在28 590～33345株/hm2之间能够获得较高的商品产量。

2.3耗水量

作物耗水量由水量平衡公式计算:

式中ET——时段内耗水量，mm;

ΔW——时段内土壤储水变化量，mm(80cm深度内土壤储水量的变化量);P——时段内有效降雨量，mm;I——时段内灌溉水量，mm;K——时段内地下水补给量，mm(试验点地下水埋深超过30m，忽略地下水补给量);S——时段内深层渗漏量，mm(本次试验对于深层渗漏量不予考虑)。

2.3.1总耗水量

各处理生育期内甜瓜总耗水量如图5所示。

图5　耗水量与植株密度的关系

各处理的生育期总耗水量与植株密度呈二次曲线关系，密度在41 685～44 460株/hm2时，耗水量达到最大。密度最小的CK和同密度的处理T50-40-120生育期总耗水量最低。

2.3.2各生育期日均耗水量

213年5月1日开始播种甜瓜，5月8日开始陆续出苗，5月18日进入苗期，8月5日进入成熟期，8月16日全部采收完毕。甜瓜的苗期、伸蔓期、开花坐果期、果实膨大期和成熟期的时段分别为5月18—6月5日、6月6—21日、6月22—7月8日、7月9—8月4日和8月5—16日。各生育期日均耗水量如图6所示。

图6　各生育期日均耗水量

各处理不同生育期的日均耗水量呈现出相同的规律。以T50-40-120为例，表现为:苗期(0.98mm/d)＜成熟期(1.40mm/d)＜伸蔓期(2.04mm/d)＜开花坐果期(3.10mm/d)＜果实膨大期(4.49mm/d)。

2.3.3作物系数

根据2013年生育期的气象资料，利用 Penman-Monteith公式计算参考作物蒸发蒸腾量ET0。以产量最高的T40-40-120生育期作物耗水量作为Etc，计算作物系数Kc。苗期、伸蔓期、开花坐果期、果实膨大期和成熟期的作物系数分别为 0.25、0.44、0.74、1.13、0.52。为与FAO56提供的地面灌溉条件下瓜类作物系数进行对比，将生育期划分为前期、中期和后期，本试验甜瓜中期、后期作物系数分别比FAO56的甜瓜推荐值低20%、30.7%，前期、中期和后期分别比FAO56的西瓜推荐值低37.50%、16%、30.70%，如表7所示，主要原因是:①FAO56分册中采取的是地面灌溉，而本试验的灌水方式为膜下滴灌，有效减小了棵间无效土壤蒸发量，水分利用率高;②试验中同时采取了地膜覆盖，进一步减小地表蒸发;③本试验的气候条件与FAO56分册中的标准状态有所不同，试验区处在中国西北内陆干旱区，而FAO56分册的推荐值适用于半湿润气候地区。

表7　作物系数

2.4产量与耗水量的关系

如图7a所示，甜瓜产量与生育期总耗水量之间呈二次曲线关系，耗水量为252mm左右时达到最高产量83.15t/hm2(T40-40-120)。

所有平地种植处理的水分生产效率均高于对照处理CK。密度处于中等水平的处理T40-40-120水分生产效率最大，为 32.86kg/m3，比对照处理 CK高24.9%。密度最小的处理T50-40-120在平地处理中水分生产效率最低，为30.03kg/m3。水分生产效率与植株密度呈二次曲线关系的趋势，如图7(b)所示。

图7　耗水量与产量、植株密度与水分生产效率的关系

3　结论

在干旱地区，将垄作滴灌改为平地种植滴灌不会影响甜瓜产量，并且降低了起垄的人工劳动力成本。同时，提高密度和采用“一管两行”模式比“一管一行”模式大幅度减小了田间毛管数量，降低了滴灌系统的经济投入。

平地种植甜瓜的果实个数与植株密度呈正线性相关关系，而单果重与植株密度呈负线性相关关系。甜瓜的产量与植株密度呈二次曲线关系，密度为31 260株/hm2的处理T40-40-120产量最高达83.15 t/hm2。当密度高于41 685株/ hm2后，会对果实发育产生不利影响，单果重低于1.50kg，属于次品瓜范围。

生育期总耗水量与植株密度及产量均呈二次曲线关系。水分生产效率与植株密度、产量与耗水量呈二次曲线关系，处理T40-40-120获得了最大的水分生产效率。

［1］HARTZ T K.Effects of drip irrigation scheduling on muskmelons yield and quality［J］.Scientia Horticulturae，1997(69): 117-122.

［2］SHMUELI M，GOLSBERG D.Sprinkler，furrow and trickle irrigation of muskmelon in an arid zone［J］.HortScience，1971 (6):557-559.

［3］LESTER G E，OEBKER N F，COONS J.Preharvest furrow and drip irrigation schedule effects on postharvest muskmelon quality［J］.Postharvest Biology Technology，1994(4):57-63.

［4］BOZKURT Y，YAZAR A，GENCEL B，et al.Optimum lateral spacing for drip-irrigated corn in the Mediterranean Region of Turkey［J］.Agricultural Water Management，2006(85): 113-120.

［5］WARRINER S A，HENDERSON R D.Rockmelon Irrigation Management for Market Quality［C］∥Research and Development Conference on Vegetables，the Market Producer，Richmond，Australia，1989:239-242.

［6］DE SOUSA V F，COELHO E F，DE SOUZA VAB.Irrigation frequency in melons cultivated in sandy soil［J］.Pesquisa Agropecuaria Brasileira，1999(34):659-664.

［7］LESKOVAR D I，WARD J C，SPRAGUE R W，et al.Yield，quality and water use efficiency of muskmelon affected by irrigation and transplanting versus direct seeding［J］.Hort-Science，2001，36(2):286-291.

［8］王洪源，李光永.滴灌模式和灌水下限对甜瓜耗水量和产量的影响［J］.农业机械学报，2010，41(5):47-51.

［9］陈年来，屈星，陶永红，等.甜瓜标准化生产技术［M］.北京:金盾出版社，2001:173.

Experimental Study on Dripping Irrigation Technology Melon Cropping Patterns

CHENG Jing，SU Xiaomin，ZHANG Chenchen
(Zhejiang Tongji Vocational College of Science and Technology，Hangzhou311231，China)

Feasibility of changing melon in dry area from traditional ridge dripping cropping into flat ground dripping cropping is explored in the paper through field experiment.Meanwhile，plant density suitable for dripping and economic dripping belt layout mode are discussed，thereby improving economic benefits of melon cropping.The paper can provide reference for promoting flat ground dripping technique in similar areas.

dry area;dripping irrigation technology under membrane;planting mode;experimental study

S275

:A

:2096-0131(2015)01-0057-07