不同節(jié)水灌溉方式對雪瓜果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

張中華 呂名禮 宋天旭 楊曉華 孫修東 張冬菊 方惠 李博 蔣亭亭

摘要：為了探索上海金山地區(qū)亭林雪瓜最適宜的灌溉集成模式，研究相同生長條件下單行滴灌管、雙行滴灌管、滴箭3種節(jié)水灌溉模式對雪瓜植株性狀和產(chǎn)量的影響，以田間持水量為標(biāo)準(zhǔn)，在雪瓜4個(gè)生長時(shí)期設(shè)置不同的土壤水分灌溉上限。結(jié)果表明，不同灌溉模式對雪瓜的生長、綜合品質(zhì)以及產(chǎn)量具有一定影響，滴箭模式優(yōu)于其他2種模式。滴箭模式下雪瓜結(jié)果數(shù)最高，為7.34個(gè)/株，產(chǎn)量最高，達(dá)1 030.89 kg/667 m2，增產(chǎn)效果最佳;此外，滴箭模式下可溶性固形物及維生素C含量較滴灌管模式更高。因此，相比于其他灌溉方式，滴箭模式更適合雪瓜的生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：雪瓜;滴灌;灌溉方式;水分利用效率;品質(zhì)

中圖分類號： S652.907文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）08-0164-04

收稿日期：2019-09-27

基金項(xiàng)目：上海市院士專家工作站項(xiàng)目（編號：SHYSZ2018002）;上海市科技興農(nóng)推廣項(xiàng)目[編號：滬農(nóng)科推字（2018）第3-4號];上海市科委工程技術(shù)研究中心建設(shè)專項(xiàng)（編號：17DZ2252300）。

作者簡介：張中華（1984—），男，湖南永州人，工程師，主要從事高效灌溉設(shè)計(jì)、設(shè)備的研發(fā)與技術(shù)推廣工作。E-mail：huawei826@hwei.net。

通信作者：蔣亭亭，碩士，主要從事農(nóng)藝技術(shù)與高效灌溉方面的研究和相關(guān)工作。E-mail：jiangting71@163.com。

亭林雪瓜是上海市珍貴的農(nóng)家甜瓜品種，也是上海四大名瓜之一，以鮮嫩松脆、香甜爽口聞名，并于2015年2月10日獲得農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志登記，是“名、特、優(yōu)”農(nóng)業(yè)的理想品種[1]。近幾年來，亭林雪瓜種植規(guī)模逐漸擴(kuò)大，逐步走向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向。在傳統(tǒng)的栽培管理模式下，雪瓜產(chǎn)量和品質(zhì)特性極不穩(wěn)定，傳統(tǒng)的渠道灌溉、噴水帶灌溉等粗放的灌溉方式已經(jīng)難以發(fā)揮更好的節(jié)水增產(chǎn)效益，對水的有效控制能力低，且面臨耗費(fèi)人工、雪瓜裂瓜、病蟲害頻發(fā)等諸多問題。因此，開展大棚雪瓜適宜灌溉方式試驗(yàn)，研究幾種不同節(jié)水灌溉方式對雪瓜生長的影響，可為探索上海市金山區(qū)亭林鎮(zhèn)大棚雪瓜的灌水方式與方法提供理論依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于上海市金山區(qū)亭林鎮(zhèn)后崗村的亭林雪瓜基地（120°E，31°N），處于太湖流域蝶形洼地南部，耕地土壤為水稻土，高度熟化，土壤有機(jī)質(zhì)含量高，地下水位偏高[2]。該區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)域，暖溫多雨，四季分明，雨水充沛，光照充足，土壤肥力中等，有利于雪瓜的多熟、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)。試驗(yàn)區(qū)年平均降水量為 1 127.3 mm，蒸發(fā)量為 896.41 mm，無霜期較長，年平均氣溫為15.7 ℃，年日照時(shí)數(shù)為1 572.83 h，土壤容重為1.3 g/cm3，田間最大持水率為45%。

1.2?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年3—6月進(jìn)行。供試品種為亭林雪瓜，共分為3個(gè)小區(qū)，各小區(qū)長30 m、寬2.5 m。每個(gè)小區(qū)種植75株雪瓜。具體試驗(yàn)處理如下。

T0處理：采用華維1600滴灌管，滴頭間距為 40 cm，滴頭流量為2 L/h，膜下單行鋪設(shè);T1處理：采用華維1600滴灌管，滴頭間距為40 cm，滴頭流量為2 L/h，膜下雙行鋪設(shè);T2處理：采用華維1828壓力補(bǔ)償?shù)晤^配一出四滴箭，滴頭間距為40 cm，滴頭流量為 4 L/h，地面單行鋪設(shè)，每株雪瓜根部安裝1套。

棚內(nèi)安裝水肥一體化系統(tǒng)，通過電磁閥進(jìn)行自動(dòng)化控制，在大棚棚腳處安裝1個(gè)閥門和水表，用于控制灌溉施肥并且記錄流量。電磁閥打開后，水流通過田間管網(wǎng)及灌水器流入各個(gè)小區(qū)。

亭林雪瓜于2019年1月在溫棚內(nèi)育苗，3月22日移栽定植，株行距為40 cm×300 cm。每個(gè)小區(qū)（雙層棚40 m×8 m）種75株瓜苗，移栽前首先深翻整地，然后施肥，底肥配方：牛糞為主的成品有機(jī)肥2～3 t/棚+復(fù)合肥（N、P2O5、K2O含量均為15%）15 kg/棚+羊糞 200～250 kg/棚+豆粕粉40～50 kg/棚。按照試驗(yàn)設(shè)置鋪設(shè)滴灌帶及黑地膜，T0、T1處理將滴灌帶鋪于膜下，T2處理將聚乙烯（PE）管鋪于膜上并安裝1828壓力補(bǔ)償式滴頭及一出四滴箭。雪瓜幼苗移栽后，搭建小拱棚，并扣上薄膜，從而提高地溫與生長環(huán)境溫度，有利于雪瓜的生長。為保證雪瓜的緩苗率，移栽后統(tǒng)一灌水，緩苗10 d后根據(jù)試驗(yàn)方案再進(jìn)行灌溉，6月上旬開始采收。

施肥利用喜耕田云智慧施肥機(jī)分小區(qū)進(jìn)行施肥和灌溉。雪瓜采用雙蔓整枝方式種植，種植3行，采用地膜全覆蓋栽培模式，其他所有田間管理（除草、施肥、噴藥、整枝、壓蔓等）措施均保持一致。

試驗(yàn)將雪瓜生育期分為4個(gè)階段：幼苗期、開花坐果期、膨果期以及成熟期，按照4個(gè)階段設(shè)置灌水控制上限（表1）。每次實(shí)施方案前后分別測量0～10、10～20 cm土層深度的土壤含水量。試驗(yàn)處理時(shí)間為2019年3月22日至6月10日，分別于4月25日（開花坐果期），5月8日、18日（果實(shí)膨大期），5月31日（成熟期）進(jìn)行灌水處理。

1.3?指標(biāo)的測定

1.3.1?土壤含水量的測定?采用含水量測定儀測定土壤含水量。分別于幼苗期、開花坐果期、膨果期、成熟期測定0～10、10～20 cm土層含水量。每10 d觀測1次，其中灌水前、灌水后以及各階段始末均加測1次。

1.3.2?灌水量的測定?根據(jù)田間持水量、土壤含水量確定灌水量，每次處理的灌水量用水表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，記錄每次灌水前后的數(shù)值、灌水時(shí)間以及灌水日期。灌水要分別進(jìn)行灌水，保持灌水量一致。

1.3.3?植株生長性狀?每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)選擇固定的10株雪瓜作為試驗(yàn)樣本，對雪瓜的莖粗、葉片厚度、坐果數(shù)、裂果數(shù)等生理指標(biāo)進(jìn)行測定，取平均值，每6～10 d測定1次。莖粗、葉片厚度使用游標(biāo)卡尺測量，測量雪瓜植株基部第5節(jié)與第6節(jié)節(jié)間莖粗以及第5節(jié)節(jié)點(diǎn)處葉片厚度，每次選取相同部位量取。

1.3.4?產(chǎn)量?在果實(shí)膨大期開始后用游標(biāo)卡尺（精度為0.01 mm）分別量取雪瓜縱徑、橫徑，并計(jì)算果形指數(shù)（果實(shí)縱徑/橫徑），隔6～10 d測量1次，共測量4次，記錄雪瓜果實(shí)生長的動(dòng)態(tài)變化。在雪瓜成熟后，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株雪瓜進(jìn)行測產(chǎn)，測量雪瓜單瓜質(zhì)量，并統(tǒng)計(jì)小區(qū)雪瓜數(shù)量、裂瓜數(shù)、癟果數(shù)，計(jì)算小區(qū)產(chǎn)量，折合成667 m2的產(chǎn)量。

1.3.5?果實(shí)品質(zhì)?在每小區(qū)成熟區(qū)隨機(jī)選取5株植株，取其相同位置色澤和大小基本一致的雪瓜果實(shí)，制成勻漿后進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)的測定，測定指標(biāo)包括可溶性糖含量、可滴定酸含量、可溶性固形物含量、果實(shí)硬度、維生素C含量?？扇苄蕴呛坎捎幂焱壬y定;可滴定酸含量采用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液滴定法測定;可溶性固形物含量采用手持式糖度檢測儀測定;維生素C含量采用分光光度法測定。各處理重復(fù)3次。

1.3.6?水分利用效率?水分利用率=產(chǎn)量/灌水量。

1.4?數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel 2007和SPSS 10.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（α=0.05），采用GraphPad Prism軟件作圖。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同節(jié)水灌溉方式對雪瓜生長動(dòng)態(tài)變化的影響

如圖1所示，在雪瓜生長過程中，雪瓜植株的莖粗呈現(xiàn)先快速增長后緩慢增長的變化過程，到果實(shí)成熟期達(dá)到頂峰（定植后76 d左右）。在整個(gè)生長過程中，T1處理的植株莖粗始終保持較高水平，大于T0、T2處理，在定植后50 d差異明顯，T0、T2處理間差異不明顯。以上結(jié)果表明，不同的灌溉處理能夠影響雪瓜主莖的增粗。

如圖2所示，在整個(gè)生育期內(nèi)，各灌溉處理的雪瓜葉片厚度有著相同的變化趨勢，均是先不斷增加，到果實(shí)膨大期（定植后60 d）達(dá)到最大值，隨后逐漸減小，且各處理之間差異不明顯，說明在雪瓜生長后期，生殖生長占主導(dǎo)地位，營養(yǎng)生長逐漸減弱。

2.2?不同節(jié)水灌溉方式對雪瓜果實(shí)生長的影響

如圖3、圖4所示，各處理的雪瓜果實(shí)生長趨勢一致，先經(jīng)歷一個(gè)快速膨大的時(shí)期，而后進(jìn)入緩慢膨大期，各處理間的橫縱徑差異不顯著（表2），說明3種不同的節(jié)水灌溉方式對雪瓜果實(shí)橫縱徑的生長影響不明顯。果形是雪瓜重要的外觀品質(zhì)指標(biāo)[3]，通常用果形指數(shù)（縱徑/橫徑）來表示，3種處理的果形指數(shù)均接近1，說明雪瓜果近似于圓形，灌溉方式對雪瓜果形的影響不大。果實(shí)硬度與果實(shí)的耐儲(chǔ)藏性相關(guān)，T2處理的果肉相對較硬，耐儲(chǔ)藏性稍好。從果厚上看，T0與T1、T2處理間存在顯著差異，T1處理最大，T0處理最小，果厚比（果厚/橫徑）也存在顯著差異。雪瓜開花坐果期到膨大期是雪瓜果實(shí)迅速生長的時(shí)期，此期間雪瓜的水分處理對果實(shí)發(fā)育有著重要的影響。雪瓜植株的健壯是保證果實(shí)快速膨大的基礎(chǔ)，所以就提高果實(shí)硬度而言T2處理最明顯。

2.3?不同節(jié)水灌溉方式對雪瓜果實(shí)品質(zhì)的影響

雪瓜果實(shí)的生長發(fā)育階段，主要是干物質(zhì)積累、糖分形成與轉(zhuǎn)化以及營養(yǎng)物質(zhì)的合成過程[4]。在一定條件下，水分對雪瓜果實(shí)品質(zhì)的形成有較大的影響[5]。

由表3可知，T0、T2處理可溶性固形物含量均顯著高于T1處理，且處理中心（果內(nèi)汁）和邊際（果肉）數(shù)據(jù)相近，中邊差距小，表明各部位口感均一;T1處理可滴定酸含量最高，與其他處理差異顯著;T2處理的維生素C含量最高，與其他處理差異顯著。由此可見，說明有機(jī)酸含量與維生素C含量受到灌溉方式的顯著影響。

2.4?不同節(jié)水灌溉方式對雪瓜產(chǎn)量、水分利用效率的影響

由表4、圖5可知，在相同灌水量處理下，不同的灌溉方式對雪瓜單果質(zhì)量、結(jié)果數(shù)有顯著影響，其中T2處理單果質(zhì)量最大，結(jié)果數(shù)最多;T1處理結(jié)果數(shù)最少且裂果嚴(yán)重， 理論產(chǎn)量最低（圖6）。T2處

理理論產(chǎn)量最高，達(dá)到1 030.89 kg/667 m2。說明不同的灌溉方式對雪瓜產(chǎn)量有一定的影響。

水分利用效率是產(chǎn)量與灌溉量的比值。由表4還可知，相同灌水量條件下T2處理產(chǎn)量最高，水分利用效率最高。

3?討論與結(jié)論

產(chǎn)量、品質(zhì)和水分利用效率是評價(jià)雪瓜經(jīng)濟(jì)效益的主要指標(biāo)，而合理的水分管理是植物產(chǎn)量形成和水分高效利用的必要條件[6]。作物在各生育階段都離不開水分供給，不同作物在不同生育時(shí)期對水分的需求不同。不同的灌溉模式會(huì)影響土壤中水分的分布，而水分的分布直接影響作物根系的分布，進(jìn)而影響作物的生長發(fā)育?？茖W(xué)的灌溉模式有利于促進(jìn)雪瓜植株的生長。在相同灌水量條件下，3種節(jié)水灌溉方式對雪瓜的生長發(fā)育有一定的促進(jìn)作用。本研究結(jié)果表明，雙行鋪設(shè)的滴灌管雖有利于莖粗、葉片厚度的增加和植株?duì)I養(yǎng)生長，但是生長后期坐果少且裂果多，不利于產(chǎn)量和品質(zhì)的提升，在選擇雙行滴灌管膜下滴灌時(shí)需注意雪瓜中期水分管理，在營養(yǎng)生長期控制好土壤水分，使?fàn)I養(yǎng)生長不至于過快，從而影響后期光合產(chǎn)物的積累。

干物質(zhì)是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，作物的生長條件和生長發(fā)育階段等都會(huì)影響干物質(zhì)的積累和分配。水分是影響植株干物質(zhì)積累和分配的主要因素。有研究表明，在土壤干旱的條件下作物可以通過調(diào)節(jié)生理生化反應(yīng)對自身的同化物進(jìn)行再分配，生長環(huán)境條件適宜時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的補(bǔ)償效應(yīng)[7-8]。在不同的灌溉模式下，土壤水分分布不同，對雪瓜生長發(fā)育的影響不同。作物的產(chǎn)量依賴于水分的供應(yīng)，灌水量的大小以及均勻度是影響作物產(chǎn)量的重要因素，要想利用較少的水分保證雪瓜一定的產(chǎn)量，提高水分利用效率具有關(guān)鍵意義。滴箭模式水分利用率較高，且產(chǎn)量最高，此處理下的雪瓜裂果最少，產(chǎn)量和品質(zhì)俱佳，可為生產(chǎn)帶來很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，利于農(nóng)民增收。

水分不僅影響作物的生理生長，還可以調(diào)節(jié)作物細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)過程，進(jìn)而影響果實(shí)的品質(zhì)。因此，適宜的灌溉可以提高雪瓜的果實(shí)品質(zhì)。本研究結(jié)果表明，3種節(jié)水灌溉模式均會(huì)影響雪瓜的果實(shí)品質(zhì)，而且和雪瓜產(chǎn)量有相似的規(guī)律，滴箭模式下可溶性固形物以及維生素C含量較高，且能夠提升雪瓜果肉的硬度，雙行滴灌管處理下可溶性糖、可滴定酸含量最高。因此，選擇適宜的灌溉模式不僅可以提高雪瓜果實(shí)的產(chǎn)量，也有利于高品質(zhì)的形成。

此外，選擇合適的灌溉方式可以調(diào)節(jié)水分的利用過程以及水分在土壤中的分布，從而提高水分利用率。如何將節(jié)水灌溉方式與灌溉制度、栽培管理結(jié)合起來，相關(guān)工作還需要進(jìn)一步研究。

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