不同灌水量对温室小型西瓜产量和品质的影响

佘小玲 刘立娟 齐合玉 赵 懿 周成贤 蒋金城

（1.北京市延庆区农业技术推广站 北京 102100；2.北京市延庆区农业科技服务中心 北京 102100）

西瓜是延庆区特色优势作物， 近年来种植面积持续稳定在2 000 亩左右。延庆区独特的冷凉气候条件和净土净水净气的环境优势， 使得延庆区生产的西瓜不仅清新甜美、品质优良，而且能错开北京西瓜主产区上市时间， 在西瓜消费旺季的7-9 月大量上市，弥补北京夏季自产西瓜的市场空缺。 大量研究表明， 灌水量和施肥量是影响农作物产量和品质的主要因素[1]，且灌水量对其影响大于施肥量[2]。 肥料需要溶于水才能被作物吸收， 浇水少肥料不能被完全吸收，浇水过多肥料随水流失降低肥料利用率，影响作物的产量和品质，还造成农业环境污染。 因此，灌水问题是农业可持续发展中最主要的问题。 西瓜是一种需水量较大的作物，采用滴灌、渗灌、微喷灌等节水灌溉方式，灌水量为105～150 m3/亩[3]。 延庆干旱少雨，水资源严重缺乏，为节约农业用水，提高水资源利用率，本区设施西瓜生产100%应用了水肥一体化技术，主要为膜下滴灌技术。 有学者以设施西瓜生产为研究对象，分别进行了灌溉方式[4-6]、灌溉量[7-8]、灌溉频率[9-10]及亏缺灌溉[11-15]等试验，结果灌溉方式均以采用膜下滴灌实施水肥一体化为最佳[16-17]，但灌溉量和灌溉频率不同的学者的研究结果不尽相同。 根据西瓜生长发育需水规律， 膨果期是西瓜整个生育期需水量的重要时期[3,9,18-20]，张保东的研究认为，膨果期需水量占整个生育期的90%[2]。 本试验以西瓜膨果期灌水量为变量，探索温室小型西瓜栽培最佳灌水量，以期完善本区西瓜生产灌溉制度， 为西瓜标准化生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2022 年7-10 月在延庆区旧县镇现代农业示范园进行。 该地区属大陆性季风气候，属温带与中温带、半干旱与半湿润带的过渡带，年平均日照时数为2 826.3 h， 年平均气温8.5℃， 年平均降水量441.8 mm，无霜期180 d 左右。试验设在园区西20 号棚和东20 号棚内，为新建温室，长60 m、宽9 m。 土质为沙黏土，全氮3.72 g/kg，碱解氮335 g/kg，有效磷462 g/kg， 速效钾920 g/kg， 全盐2.56 g/kg， 有机质59.1 g/kg，土壤pH 为8.13。

1.2 试验设计与方法

本试验以膨果期灌水量为变量，共设5 个处理，以经验灌溉68.65 m3为对照，以此每处理递减8.89 m3，处理1：33.09 m3；处理2：41.98 m3；处理3：50.87 m3；处理4：59.76 m3；处理5（CK）：68.65 m3，分2 次平均浇灌，10 d 1 次，重复3 次。各处理折算成小区灌水量见表1。

表1 西瓜膨果期各处理小区灌水量（单位：m3）

试验于2022 年7 月15 日整地、 施肥和土壤消毒， 底施有机肥7 t。 8 月1 日起垄， 垄距1.5 m，垄面宽1 m， 同时铺设滴灌管和覆膜， 并改造滴灌设施， 总管道上安装总开关和水表， 每垄滴灌管连接主管道处安装1 个分开关。 8 月10 日定植， 1 垄双行，株距35～40 cm，种植密度为2 117 株/亩。 定植前1 天浇水5 m3润垄， 定植后再浇水46 m3。 8 月15 日布设试验小区， 4 垄为1 小区， 温室两端各留3 垄作保护行，中间2 行为保护行。 8 月18 日吊蔓整枝， 单蔓单瓜。 9 月6 日开始人工授粉。 10 月6 日取样测品质和测产。 按绿色有机种植生产方式进行病虫害防治和施肥。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 田间数据观测 每周1 次观测生育期和病虫害发生情况；膨果期测量植株株高、茎粗、叶片数、叶长、叶宽、坐瓜节位、坐果率等。 株高用卷尺从主茎基部测量至生长点， 茎粗用游标卡尺测量主茎基部第1 节位，叶长和叶宽用卷尺测量结瓜节位的功能叶。

1.3.2 果实品质测定 果实成熟时每小区内随机抽取10 个西瓜，测定单果重、果皮厚、果实纵径、果实横径、维生素C 含量、有机酸与糖度等。 用称称量单瓜重，用直尺测量果皮厚、果实纵径和横径，果实纵径和横径比值为果形指数， 用爱拓PAL-1 测糖仪测量果实中心糖和边糖含量， 维生素C 含量和有机酸（包括苹果酸和柠檬酸）委托谱尼测试集团股份有限公司检测。

1.3.3 产量测定 果实成熟时， 取中间两垄测定小区产量。

1.4 试验数据处理

采用Microsoft Excel、SPSS 软件对试验数据进行整理与分析。

2 结果与分析

2.1 灌水量对西瓜植株性状的影响

膨果期不同灌水量处理对西瓜植株性状的影响见表2。由表2 可知，株高随灌水量的增加而增加，变动幅度也越大。 处理5 株高最高，为353.67 cm，显著高于其他处理，但变幅较大，为113 cm；处理1 最低，为239 cm，比对照低114.67 cm，显著低于处理3、处理4、处理5，变幅也最少，为39 cm；处理2、处理3、处理4 无显著差异。 茎粗随灌水量增加先增加后减少，处理3 茎粗最粗，为74.2 mm，显著高于处理1、处理2、处理5，与处理4 差异不显著；处理2、处理4、处理5 差异不显著；处理1 茎粗最小，为66.4 mm，显著小于其他处理； 处理5 茎粗变幅较大， 其次为处理4，处理1、处理2、处理3 变幅较少。 5 个处理的叶片数为45.0～48.8 片，无显著差异。 叶面积处理2、处理3 较高， 均为400 cm2左右， 处理1 最低，为339.1 cm2，所有处理均无显著差异。 5 个处理的坐瓜节位为21.2～24.2 节，差异不明显，但处理4 和处理2的变幅较大，分别达10 节和8 节。 由此可见，膨果期灌水量对株高和茎粗产生显著影响，对叶片数、叶面积、坐瓜节位影响不显著。 在本试验范围内，膨果期灌水量越多植株越高， 茎粗开始随灌水量增加而增加，但到一定程度后开始变小。

表2 不同灌水量处理西瓜的植株性状表现

2.2 灌水量对西瓜品质的影响

由表3 可知，西瓜膨果期不同灌水量对西瓜外观品质和营养品质均有影响，但差异不显著。 果实横径和纵径均以处理3 最大，分别为11.80 cm、15.50 cm；横径处理5 最小，为11.10 cm；纵径处理1 最小，为14.33 cm。 果形指数差异范围为1.35～1.25，均为椭圆形。 皮厚差异范围为0.45～0.50 cm。 中心糖含量和边糖含量均以处理1 最高， 分别为11.90%、10.90%；对照处理5 最低，分别为10.63%、9.79%；其他处理中心糖含量均在11.00%以上， 边糖含量均在10.00%以上。 维生素C 含量处理1 比处理5 低0.11 mg/100 g，其余均高于对照， 其中处理2、 处理3 最高， 均为6.10 mg/100 g。 苹果酸含量各处理均低于对照，其中处理3 最低，为5.30 mg/kg。总体来看，处理3 西瓜果实品质优于其他处理。

表3 不同灌水量处理西瓜的果实品质性状表现

2.3 灌水量对西瓜产量因素及产量的影响

由表4 可知，5 个处理的结瓜率均为100%，商品瓜率处理2、处理3、处理4 均为100%，处理1 和处理5 均为94.74%。 不同灌水量处理对单瓜重产生显著影响，处理3 单瓜重最重，为1.16 kg，处理3、处理4、处理2 显著高于对照和处理1，但处理间差异不显著， 处理1 显著低于对照。 从变幅来看， 处理3、处理2 结瓜比较一致， 商品性高， 其次为处理4、处理1，对照变幅最大，说明瓜大小不一。 不同灌水量处理对产量也产生显著影响， 处理3 产量最高，为2 455.89 kg/亩，比对照增产410.06 kg/亩；其次为处理4，为2 413.54 kg/亩，比对照增产367.71 kg/亩；第三为处理2，为2 371.20 kg/亩，比对照增产325.37 kg/亩；处理1 最低，为1 825.20 kg/亩，显著低于对照，比对照减产220.63 kg/亩。

表4 不同灌水量处理西瓜的产量性状及产量表现

2.4 灌水量对水分利用率的影响

由表5 可知，各处理均比处理5 节水，其中处理1 节水51.80%， 处理2 节水38.85%， 处理3 节水25.90%，处理4 节水12.95%。

表5 不同处理西瓜膨果期亩灌水量比较

3 讨论与结论

3.1 讨论

在西瓜栽培中，合理调控灌水量至关重要。 大量研究表明， 灌水适度的处理甚至要比灌水充足的处理表现出更高的产量优势。 李建明等[2]的研究表明，适当水分亏缺有利于西瓜综合评价值的提高， 适当降低灌水量可提高西瓜可溶性糖和固形物的含量，但灌水量过低会影响植株生长，从而降低产量。 任自力等[15]的研究认为，西瓜果实维生素C 含量与全生育期需水量呈显著负相关（P＜0.05），可溶性固形物含量与膨大成熟期灌水量呈负相关。 李阳[20]等的研究认为， 西瓜进行亏缺灌溉能够一定程度提高果实中可溶性糖的含量。 郑健等[11]的研究认为，灌溉量对西瓜产量、品质的形成影响重大，在果实膨大期采用中等水分处理，在不降低产量的情况下，改善了西瓜的品质，提高了水分利用率。 这是因为调亏灌溉能够调整作物营养生长与生殖生长的关系， 减少作物生长冗余，调节光合产物在根冠间的分配，同时有利于改善果实品质、提高作物水分利用率。 土壤亏水将诱导植物根部产生脱落酸， 伴随水分运移将此信号传至叶片，植物为自我保护降低气孔开度和蒸腾速率；同时光合底物减少， 光合速率也随之降低， 植株生长减慢，果实产量降低。 灌水量过多，导致植株的营养生长过剩，进而影响了果实产量的形成，同时对果实形成“稀释效应”，从而降低品质。

在本试验中，随膨果期灌水量增多植株越高，以处理5 为最高； 茎粗先增加后降低， 以处理3 为最粗，各处理间差异显著；叶片数、叶面积和坐瓜节位各处理间差异不显著；处理1 植株的生长状况最差。说明处理1 灌水量未达到作物需水量，而处理3 灌水量正好满足作物健壮生长的需水量。 这与2022 年王晨光[21]、李建明[2]的研究结果一致。 李晋平等[13]通过非充分灌溉下日光温室小型西瓜高产指标得出， 茎粗和根干重可作为评价小型西瓜高产的单项指标，在一定程度上反映了植株运输养分和水分的能力。 因此，植株性状以处理3 表现最好。

膨果期灌水量对西瓜果实品质有一定影响，果实可溶性糖含量和维生素C 含量， 随灌水量增加总体呈下降趋势，这与李建明[2]、任自力[15]、郑健[11]等的研究结果基本一致。苹果酸含量以处理3 最低。可溶性糖和苹果酸是西瓜的主要风味物质， 较高的糖酸比可提高果实口感。 因此，以处理3 品质最优。

膨果期灌水量对结瓜率无影响， 均为100%；商品率处理2、处理3、处理4 均为100%，处理1 和处理5 为94.74%，有所降低；单瓜重以处理3 最重，为1.16 kg，与处理2、处理3 差异不显著，这3 个处理均显著高于处理1 和处理5。 因而处理3 产量最高， 为2 455.89 kg/亩，比对照增产410.06 kg/亩；其次为处理4，为2 413.54 kg/亩，比对照增产367.71 kg/亩；第三为处理2，为2 371.2 kg/亩，比对照增产325.37 kg/亩；处理1 最低，为1825.2 kg/亩，显著低于对照，比对照减产220.63 kg/亩。 说明灌水过多或过少均不利于产量的形成。

本试验对病虫害的调查发现， 定植苗带有潜叶蝇的开花前植株虫害发生率为20%左右， 伸蔓期有1%以下的植株轻微发生蚜虫，膨果初期5%以下的植株轻微感染白粉病， 通过绿色有机药剂防治得到及时控制。 说明不同灌水量处理对病虫害发生无明显影响，各处理间病虫害发生率基本一致。

3.2 结论

综合分析可知，膨果期以处理3（灌水量50.87 m3）最佳，不仅茎粗最粗，且植株整体长势良好，有利于营养物质的积累，品质优，产量高，亩产2 455.89 kg，而且可节水25.9%。 处理2 （41.98 m3） 和处理4（59.76 m3）的西瓜产量和品质与处理3 无显著差异，但处理2 比处理3 更节水。 能否通过提高灌水频率来提升产量和品质还有待进一步研究。