滴灌條件下不同灌水量對遼寧溫室黃瓜生長及產(chǎn)量的影響研究

李明宇

(遼寧省防汛抗旱指揮部辦公室，遼寧 沈陽 110003)

隨著人們對蔬菜需求量的增大，溫室大棚迅速發(fā)展起來。黃瓜作為我國北方冬季溫室栽培的主要蔬菜和經(jīng)濟(jì)作物，因其生長周期較短、生長速度快、效益高、見效快，故栽培面積也迅速增加，目前已約占日光溫室總面積的1/3[1]。多數(shù)溫室采用的灌溉方式浪費(fèi)水資源現(xiàn)象嚴(yán)重，而我國還存在水資源短缺的問題，人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4[2]，北方遼寧地區(qū)缺水現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，使得該地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量及品質(zhì)受到嚴(yán)重影響，并導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化。因此，提高農(nóng)業(yè)灌溉水的利用效率、尋求溫室節(jié)水灌溉模式以及制定合理灌溉制度勢在必行。

黃瓜對水分敏感且需水量較多，土壤水分的供應(yīng)狀況對其生長發(fā)育和產(chǎn)量有很大影響[3-6]。在遼寧地區(qū)，雖然滴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)近些年已逐漸被廣大農(nóng)戶接受，但由于缺乏技術(shù)基礎(chǔ)和宣傳培訓(xùn)，該地區(qū)溫室仍沿用傳統(tǒng)溝灌的灌溉制度。溝灌不僅降低水肥利用效率，還將造成土壤質(zhì)量惡化，甚至存在地下水污染現(xiàn)象[7]。相反，滴灌可充分利用高頻、小流量的特性，發(fā)揮非飽和灌溉的特點，使其有能力從根本上改變土壤水肥條件。另外，滴灌還有著可防止深層滲漏、減少棵間蒸發(fā)、節(jié)水、節(jié)肥、增產(chǎn)等特點[8]，其優(yōu)勢性已被大量學(xué)者證明。候松澤等[9]研究表明，栽培黃瓜使用滴灌施肥方式比溝灌節(jié)水42%，增產(chǎn)24%。韋彥等[10]研究的滴灌比畦灌節(jié)水25.9%，滲漏量減少32.0%，土面蒸發(fā)量減少了33.6%，增產(chǎn)11.6%，水分利用效率提高49.9%。

本研究以黃瓜為研究對象，通過分析滴灌模式下不同灌水量對其生長特性以及產(chǎn)量的影響，為尋求最佳的灌溉制度，合理應(yīng)用滴灌技術(shù)，提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗在遼寧省水利灌溉中心試驗站(位于遼寧省沈陽市黃家鄉(xiāng)，東經(jīng)120°30′44″，北緯42°08′59″，海拔47 m)進(jìn)行，試驗站地處平原地帶，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候。該站多年平均降水量為672.9 mm，多年平均氣溫為7.6 ℃，多年平均蒸發(fā)量為750 mm，年累計日照時數(shù)2243 h。供試土壤為黏壤土，參考理化指標(biāo)：土壤容重為1.33 g/cm3，全氮為0.5 g/kg，pH值為7.09，土壤含水率為21.88%，速效鉀75.78 mg/kg，土壤速效氮145.34 mg/kg，有機(jī)質(zhì)14.3%，速效磷34.85 mg/kg，土壤肥力中等偏下。

1.2 試驗設(shè)計

采用大壟雙行種植，壟寬1 m，壟長7 m，高15 cm，行距0.5 m，株距0.45 m。每壟種植作物16株，兩壟之間的距離為0.5 m。定植前在壟水平中心鋪設(shè)滴灌帶，滴頭間距30 cm，滴頭流量2 L/h，滴灌帶兩側(cè)水平距離20 cm處種植作物；隴臺鋪好滴灌帶后覆蓋0.08 mm黑色聚乙烯膜；20 cm蒸發(fā)皿利用支架置于作物冠層上方；定植時，為保證黃瓜緩苗率，各個處理統(tǒng)一灌水25 mm；每個小區(qū)埋設(shè)有底水箱一個，在水箱內(nèi)分層回填土壤，用以隔斷地下水補(bǔ)給；每個小區(qū)的有底水箱內(nèi)外各埋設(shè)Trime管一支[11]，用以觀測土壤水分含量。每畝地施牛糞15 m3。

采用單因素試驗設(shè)計，設(shè)置4種灌溉水量，分別是Ⅰ1：0.65Ep；Ⅰ2：0.75Ep；Ⅰ3：0.85Ep；Ⅰ4：1.0Ep(常規(guī)對照處理)。Ep為灌水基準(zhǔn)量，本試驗設(shè)定為時段內(nèi)20 cm標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量的一半，各處理重復(fù)3次，共12個小區(qū)。其他管理方式按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)進(jìn)行。

1.3 測定項目與方法

(1)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量。 每天上午08：00測量蒸發(fā)皿液位。

(2)空氣溫度。 每天上午08：00(未放風(fēng)前)測量，在各小區(qū)中間放溫度計一支，讀取并記錄讀數(shù)。

(3)土壤含水率。 每隔5 d測1次土壤含水率，灌水前加測。

(4)灌水量。 每7 d灌水1次。灌水前先觀測土壤水分含量(烘干法或Trime)，當(dāng)20 cm處土壤水分含量為飽和含水率的80%(田間持水率)以下時開始灌水，灌水基準(zhǔn)量為這一時間段內(nèi)蒸發(fā)皿水面蒸發(fā)量的一半。

(5)形態(tài)指標(biāo)。 每10 d用鋼尺和游標(biāo)卡尺測定株高與莖粗(始終測量主莖開叉處)，每個小區(qū)選5株定點觀測。

(6)產(chǎn)量。 盛果期每隔3～5 d在各小區(qū)隨機(jī)選一壟采果，用電子秤稱鮮重，累計黃瓜產(chǎn)量和瓜條總數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析

利用Microsoft Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)整理；利用SPSS 18.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，采用最小顯著差法(least significant difference，LSD)進(jìn)行差異顯著性檢驗，顯著性水平α設(shè)為0.05，若α < 0.05，則差異顯著；若α > 0.05，則差異不顯著；利用Origin 9.0軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水量對黃瓜生長性狀的影響

2.1.1 對結(jié)果期黃瓜株高動態(tài)變化的影響

如圖1所示，株高隨著時間的推進(jìn)表現(xiàn)為先快速增長后逐漸趨于穩(wěn)定的趨勢：黃瓜在10月7日各處理株高均達(dá)到30 cm左右，10月7日—11月16日可看出黃瓜株高動態(tài)曲線變化較大，增加迅速，11月16日以后黃瓜株高增長速率趨于平穩(wěn)，不同處理間最終株高有所差異，其中0.85Ep顯著高于其他3種處理(常規(guī)、0.75Ep、0.65Ep)，但這3種處理之間無明顯差異。0.85Ep處理最終株高較0.65Ep處理提高了15.06%，0.75Ep和0.65Ep兩處理則對于黃瓜株高變化無明顯差異。所以可見0.85Ep處理對黃瓜結(jié)果期的生長有一定的促進(jìn)效應(yīng)，但灌水量過低反而會抑制黃瓜的生長。

圖1 不同灌溉水量對結(jié)果期黃瓜株高的影響

2.1.2 對結(jié)果期黃瓜莖粗動態(tài)變化的影響

不同處理下黃瓜的莖粗動態(tài)變化如圖2所示。莖粗變化整體表現(xiàn)出與株高變化相似的趨勢。10月7日0.85Ep處理莖稈最粗，直徑為5.95 mm，較0.65Ep處理高了16.82%，但并未達(dá)到顯著水平，常規(guī)處理與0.85Ep處理接近，直徑為5.87 mm。10月27日以后莖粗變化較穩(wěn)定，11月26日不同處理的黃瓜莖粗均穩(wěn)定在7.5 mm左右，其中最粗的是0.85Ep處理，達(dá)到7.74 mm，所以適當(dāng)?shù)亟档凸嗨坑欣邳S瓜莖粗的生長，但與常規(guī)處理相比差異并不顯著。

圖2 不同灌溉水量對黃瓜莖粗的影響

2.2 不同灌水量對黃瓜產(chǎn)量的影響

在整個結(jié)果期對黃瓜共進(jìn)行11次采摘，單次產(chǎn)量隨時間推移的動態(tài)變化如圖3所示。由圖可知0.85Ep處理單次產(chǎn)量顯著高于其他3種處理(常規(guī)，0.75Ep，0.65Ep)，而0.75Ep與0.65Ep處理差異不大，0.65Ep單次產(chǎn)量最低。采摘期間有3個單次產(chǎn)量較大的時間點，分別是10月27日、11月12日和11月27日，0.85Ep處理較常規(guī)處理單次產(chǎn)量提高了27%，25%和31%，0.85Ep處理較0.65Ep處理單次產(chǎn)量高43%，38%和28%。說明了滴灌條件下灌水量為0.85Ep具有增加黃瓜產(chǎn)量的效果。

圖3 不同灌溉水量對黃瓜單次產(chǎn)量的影響

不同處理間黃瓜的累計產(chǎn)量繪于圖4。由圖4可知，各處理產(chǎn)量從大到小順序為 0.85Ep>常規(guī)>0.75Ep>0.65Ep，0.85Ep顯著高于其他處理產(chǎn)量，產(chǎn)量最高，累計91.57 t / hm2，0.65Ep處理產(chǎn)量最低，為62.87 t / hm2。0.85Ep較0.65Ep處理高31.34%，較常規(guī)灌溉處理提高了13.6%，常規(guī)處理與0.75Ep處理之間變化較小。統(tǒng)計分析表明，滴灌0.85Ep處理與常規(guī)差異顯著，常規(guī)與0.75Ep差異不顯著，0.65Ep與其他3種處理(常規(guī)，0.75Ep，0.85Ep)差異顯著。可見0.85Ep與常規(guī)灌溉處理相比，可顯著提高黃瓜的產(chǎn)量。0.85Ep灌水量在常規(guī)灌溉的基礎(chǔ)上降低了灌水量，促進(jìn)黃瓜營養(yǎng)生長，從而達(dá)到增產(chǎn)的效果，但是灌水量過低卻會降低黃瓜的產(chǎn)量。

圖4 不同灌溉水量對黃瓜產(chǎn)量的影響

3 結(jié) 論

(1)滴灌模式下灌水量為0.85Ep的處理最有利于黃瓜植株生長，該處理黃瓜株高顯著高于其他處理，較0.65Ep處理提高最大，達(dá)到15.06%；對于黃瓜莖粗的影響也呈現(xiàn)出相同規(guī)律，但不顯著。

(2)黃瓜單次產(chǎn)量以及累計產(chǎn)量均是灌水量為0.85Ep處理下最高，其次是常規(guī)處理；最低的是0.65Ep，0.85Ep較0.65Ep處理累計產(chǎn)量提高31.34%。產(chǎn)量從大到小順序為 0.85Ep>常規(guī)>0.75Ep>0.65Ep，其中0.85Ep處理產(chǎn)量最高，累計91.57 t / hm2。

因此在灌水量為0.85Ep的處理下對黃瓜生長的促進(jìn)效果最為顯著，以及增產(chǎn)效果最好，并且該處理還實現(xiàn)了節(jié)約水資源的目的，為日后溫室黃瓜的灌溉制度提供理論參考。