不同生育期水分供应对设施甜瓜产量和品质的影响

兰 璞， 钱春阳， 王建春， 张若纬

(1.天津市农业科学院， 天津 300192； 2.天津市农业科学院 信息研究所， 天津 300192； 3.天津科润农业科技股份有限公司 蔬菜研究所， 天津 300381)

甜瓜是我国具有重要价值的水果之一，由于其栽种周期短、管理方式简单、分布广泛、经济价值高，我国的种植面积及产量均居世界第一[1-4]。据国家统计局统计，2018年我国甜瓜种植面积约3.76万hm2，产量达1 315.93万t，而天津市甜瓜栽培总面积超过1 333.3 hm2[5]，产量达2.77万t[6]。天津市设施温室主要包括越冬日光温室、早春日光温室和春季塑料大棚[5]。甜瓜属喜温耐热作物，生长过程中需要较高的温度，其根系发达，茎叶被有绒毛，可减少水分蒸腾，因此甜瓜具有耐旱能力，但同时甜瓜也是需水量较多的作物，生长阶段要求土壤水分的含量较高，以获得更高的产量；如果同期耕层土壤水分含量过低，植株受旱生长受阻，而土壤过湿则会发生沤根现象。当前多数甜瓜种植户对于灌溉用水仍沿用大水漫灌的灌溉方式，根据经验完成操作。根据设施甜瓜需水特点，其灌溉过程中存在灌水次数少，每次灌水量大的特点。基于此，温室大棚滴灌栽培条件下，进行了不同灌水制度对甜瓜产量、品质及水分利用效率的影响研究，改善和优化设施甜瓜栽培管理技术，以提高甜瓜的产量和品质，并达到节水增效的目的。

1 材料与方法

1.1 试验基本情况

1.1.1 试验地概况 试验在天津市北辰区试验基地日光温室进行，日光温室长度70 m，室内跨度9.8 m，后墙高2.2 m，脊高3.6 m。基础土样含速效氮92.53 mg/kg，速效磷12.09 mg/kg，速效钾240.2 mg/kg，有机质1.794%，全盐2.32%，pH 7.94，容重1.2 g/cm3，田间持水量30.8%。定植前撒施商品有机肥300 t/hm2，高钾复合肥450 kg/hm2，用旋耕机翻耕。

1.1.2 甜瓜品种及移栽 供试品种为薄皮甜瓜品种“花蕾”,由天津市农业科学院蔬菜研究所提供，开花至成熟约35 d，膨瓜期后约15 d左右成熟。甜瓜幼苗2叶一心移栽，采用传统的平畦，畦宽1.4 m，长8 m，单畦2行，行距60 cm，株距为40 cm，每行18株，种植密度为3 3945株/hm2。定植前将有机肥、高钾复合肥施用充足，混匀旋耕。各畦间用塑料膜隔开，防止水分、肥料侧渗。

1.1.3 生育期及灌溉节点划分 根据甜瓜生长特点生育期划分为苗期、伸蔓期、开花期、膨瓜期和成熟期5个阶段(表1)。根据全生育期需水特点划分4个灌溉节点，即定植水、缓苗水、膨瓜水和成熟水，定植水于甜瓜定植时进行浇水；缓苗水于定植1周左右在甜瓜苗4叶一心时进行浇水；膨瓜水于定瓜后果实鸡蛋大小时进行浇水[7]；成熟水于膨瓜期15 d左右果实停止膨大进入成熟期时进行浇水。

表1 供试甜瓜的生育期Table 1 Growth stages of tested melon

1.2 试验设计

在4个灌溉节点设置充分灌溉(0.9EP)、轻度亏缺(0.6EP)、中度亏缺(0.3EP)共6个处理(表2)，2畦(畦面积11.2 m2)为1个小区，每个处理3次重复，随机区组排列。由于农户灌溉过程中缺少水量计量装置，无法获取常规使用水量值，因此EP值的确定通过跟踪常年栽种甜瓜的农户，在实施灌溉操作过程中安装电子液体涡轮计量表(精度为0.000 1 m3)连续记录工人漫灌10畦浇水前、浇水后的水表读数变化(畦面积为11.2 m2),计算人工操作平均灌水量为1.547 4 m3/畦，因此EP值取1.5 m3/畦，折合1 381.61 m3/hm2。

表2 甜瓜灌溉节点及灌水量设计Table 2 Melon irrigation nodes and irrigation volume design

1.3 调查项目及方法

1.3.1 经济产量 分别于甜瓜成熟期统计每小区甜瓜的产量，折算成单位面积产量；并且记录每小区瓜数，折算成单瓜重；最后统计各小区甜瓜产量和总数[8]。

1.3.2 水分利用率 分别记录各处理甜瓜整个生长期的灌水总量，结合产量计算水分利用率。

水分利用率=单位面积甜瓜产量/灌水总量[8]。

1.3.3 品质指标 每小区选3株摘取大小一致的果实测定果实中的可溶性固形物及VC含量。

1.4 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2010、SPSS 20.0、Matlab 2012对数据进行相关分析和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 甜瓜产量

从表3看出，甜瓜数量以T5最多，平均为174个；T3、T4、T6居中，平均165～167个，3个处理间相差不大；T1、T2处理较少；说明在充分灌溉条件下减少缓苗水有利于提高甜瓜数量。平均单果重T1最重，为516 g；T2最轻，为410 g；T5、T4相差不大；说明各生育期灌水关键节点供给充足水量能够提高果实的单果重。各处理的产量依次为T5>T3>T4>T1>T6>T2，对比T5与T6、T3与T4、T1与T2，这几组处理均具有相同的定植期浇水量和缓苗期浇水量，减少膨瓜期浇水量和成熟期浇水量后，后者产量明显降低，说明提高膨瓜水和成熟期水量能在一定程度上提高甜瓜产量。对比T2、T4、T6以及T1、T3、T5，在定植期、膨瓜期、成熟期浇水量相同的条件下，缓苗期水量过多不利于果实产量的提高。采用T5灌溉制度能够获得最高产量。

表3 不同处理甜瓜的产量及产量构成Table 3 Yield and yield composition of different treatments of melon

2.2 灌溉水利用率

从表4看出，各处理水分利用率依次为T6>T4>T5>T3>T2>T1，产量从高到底依次为T5>T3>T4>T1>T6>T2，各处理耗水量依次为T1>T3>T5>T2>T4>T6；T6水分利用效率高，产量和耗水量低；T3水分利用率较低，但产量和耗水量高，说明提高灌水量不一定能够获取最高产量，提高作物产量和减少灌溉量在某些条件下相互制约。T5处理虽然水分利用率不高，但耗水量适中，产量最高，平均单果重也处于较高水平。因此，整个甜瓜生长过程中适当减少缓苗水，膨瓜期后及时补充水分，能够获得较好的产量。

表4 不同处理甜瓜的水分利用率Table 4 Water use efficiency of different treatments of melon

2.3 甜瓜品质

从表5看出，不同处理可溶性固形物含量相差不大，以T5的最高，为11.98%；T1最低，为11.35。VC含量以T4最高，为23.99 mg/100g；其次是T6，为23.25 mg/100g；T3与T5相差不大；T1最低。对比T6与T5、T4与T3表明，在相同定植水和缓苗水条件下，相对降低膨瓜水和成熟期水量能提升VC含量。

表5 不同处理甜瓜的VC和可溶性固形物含量 Table 5 VC and soluble solid content of different treatments of melon

3 结论与讨论

合理的灌水制度对于设施甜瓜生长，尤其是果实膨大及营养物质富集具有关键作用，根据植株生理特点合理划分生长发育时期，明确灌水关键节点，能够有效提高作物对于水肥的利用效率。研究表明， T5灌溉制度,即定植期、膨瓜期、成熟期灌水量均为0.9EP(EP=1 3381.61 m3/hm2),缓苗期灌水量0.3EP能够合理地平衡节水与最终产量，说明苗期较低的土壤含水量有利于甜瓜根系的发育与分生，进一步提高植株对于水肥的吸收能力，进而促进叶片、茎等器官的生长发育；在定植期和缓苗期提供相同水量条件下，调理膨瓜期水量能有效提高甜瓜最终产量，也证明甜瓜植株在进入膨瓜期后，叶蔓生长逐渐衰退，果实膨大迅速，无果侧蔓的光合作用产物更多地输入有果侧蔓，其果实作为全株生长的中心，及时的灌溉施肥有助于果实膨大。综合比较，在试验设计的范围内，定植期、膨瓜期、成熟期灌水量均为0.9EP,缓苗水为0.3EP条件下，能较好地平衡节水与甜瓜产量关系，甜瓜产量达35 586.09 kg/hm2，水分利用率8.85%，VC含量22.09 mg/100g，可溶性固形物含量11.98/%。

甜瓜在我国果蔬生产、消费中占据重要地位，是我国重要的水果之一，其栽培周期较短、栽培管理较简单、分布十分广泛，具有很高的经济价值。不同地域和栽培方式和水热条件对于甜瓜生长具有显著差异，尤其天津地区水资源紧缺，合理的灌溉制度一方面能有效缓解农业用水的困境，另一方面对于植株生长发育、减少病害能够起到有效的作用。下一步研究需进一步细化膨瓜期内的水分处理，构建完整的设施甜瓜生长发育模型，提高产量和品质，为进一步扩大种植推广面积提供依据。