不同灌水量對溫室小型西瓜產(chǎn)量和品質的影響

佘小玲 劉立娟 齊合玉 趙 懿 周成賢 蔣金城

（1.北京市延慶區(qū)農(nóng)業(yè)技術推廣站 北京 102100；2.北京市延慶區(qū)農(nóng)業(yè)科技服務中心 北京 102100）

西瓜是延慶區(qū)特色優(yōu)勢作物， 近年來種植面積持續(xù)穩(wěn)定在2 000 畝左右。延慶區(qū)獨特的冷涼氣候條件和凈土凈水凈氣的環(huán)境優(yōu)勢， 使得延慶區(qū)生產(chǎn)的西瓜不僅清新甜美、品質優(yōu)良，而且能錯開北京西瓜主產(chǎn)區(qū)上市時間， 在西瓜消費旺季的7-9 月大量上市，彌補北京夏季自產(chǎn)西瓜的市場空缺。 大量研究表明， 灌水量和施肥量是影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質的主要因素[1]，且灌水量對其影響大于施肥量[2]。 肥料需要溶于水才能被作物吸收， 澆水少肥料不能被完全吸收，澆水過多肥料隨水流失降低肥料利用率，影響作物的產(chǎn)量和品質，還造成農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。 因此，灌水問題是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中最主要的問題。 西瓜是一種需水量較大的作物，采用滴灌、滲灌、微噴灌等節(jié)水灌溉方式，灌水量為105～150 m3/畝[3]。 延慶干旱少雨，水資源嚴重缺乏，為節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，提高水資源利用率，本區(qū)設施西瓜生產(chǎn)100%應用了水肥一體化技術，主要為膜下滴灌技術。 有學者以設施西瓜生產(chǎn)為研究對象，分別進行了灌溉方式[4-6]、灌溉量[7-8]、灌溉頻率[9-10]及虧缺灌溉[11-15]等試驗，結果灌溉方式均以采用膜下滴灌實施水肥一體化為最佳[16-17]，但灌溉量和灌溉頻率不同的學者的研究結果不盡相同。 根據(jù)西瓜生長發(fā)育需水規(guī)律， 膨果期是西瓜整個生育期需水量的重要時期[3,9,18-20]，張保東的研究認為，膨果期需水量占整個生育期的90%[2]。 本試驗以西瓜膨果期灌水量為變量，探索溫室小型西瓜栽培最佳灌水量，以期完善本區(qū)西瓜生產(chǎn)灌溉制度， 為西瓜標準化生產(chǎn)提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2022 年7-10 月在延慶區(qū)舊縣鎮(zhèn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園進行。 該地區(qū)屬大陸性季風氣候，屬溫帶與中溫帶、半干旱與半濕潤帶的過渡帶，年平均日照時數(shù)為2 826.3 h， 年平均氣溫8.5℃， 年平均降水量441.8 mm，無霜期180 d 左右。試驗設在園區(qū)西20 號棚和東20 號棚內(nèi)，為新建溫室，長60 m、寬9 m。 土質為沙黏土，全氮3.72 g/kg，堿解氮335 g/kg，有效磷462 g/kg， 速效鉀920 g/kg， 全鹽2.56 g/kg， 有機質59.1 g/kg，土壤pH 為8.13。

1.2 試驗設計與方法

本試驗以膨果期灌水量為變量，共設5 個處理，以經(jīng)驗灌溉68.65 m3為對照，以此每處理遞減8.89 m3，處理1：33.09 m3；處理2：41.98 m3；處理3：50.87 m3；處理4：59.76 m3；處理5（CK）：68.65 m3，分2 次平均澆灌，10 d 1 次，重復3 次。各處理折算成小區(qū)灌水量見表1。

表1 西瓜膨果期各處理小區(qū)灌水量（單位：m3）

試驗于2022 年7 月15 日整地、 施肥和土壤消毒， 底施有機肥7 t。 8 月1 日起壟， 壟距1.5 m，壟面寬1 m， 同時鋪設滴灌管和覆膜， 并改造滴灌設施， 總管道上安裝總開關和水表， 每壟滴灌管連接主管道處安裝1 個分開關。 8 月10 日定植， 1 壟雙行，株距35～40 cm，種植密度為2 117 株/畝。 定植前1 天澆水5 m3潤壟， 定植后再澆水46 m3。 8 月15 日布設試驗小區(qū)， 4 壟為1 小區(qū)， 溫室兩端各留3 壟作保護行，中間2 行為保護行。 8 月18 日吊蔓整枝， 單蔓單瓜。 9 月6 日開始人工授粉。 10 月6 日取樣測品質和測產(chǎn)。 按綠色有機種植生產(chǎn)方式進行病蟲害防治和施肥。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 田間數(shù)據(jù)觀測 每周1 次觀測生育期和病蟲害發(fā)生情況；膨果期測量植株株高、莖粗、葉片數(shù)、葉長、葉寬、坐瓜節(jié)位、坐果率等。 株高用卷尺從主莖基部測量至生長點， 莖粗用游標卡尺測量主莖基部第1 節(jié)位，葉長和葉寬用卷尺測量結瓜節(jié)位的功能葉。

1.3.2 果實品質測定 果實成熟時每小區(qū)內(nèi)隨機抽取10 個西瓜，測定單果重、果皮厚、果實縱徑、果實橫徑、維生素C 含量、有機酸與糖度等。 用稱稱量單瓜重，用直尺測量果皮厚、果實縱徑和橫徑，果實縱徑和橫徑比值為果形指數(shù)， 用愛拓PAL-1 測糖儀測量果實中心糖和邊糖含量， 維生素C 含量和有機酸（包括蘋果酸和檸檬酸）委托譜尼測試集團股份有限公司檢測。

1.3.3 產(chǎn)量測定 果實成熟時， 取中間兩壟測定小區(qū)產(chǎn)量。

1.4 試驗數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel、SPSS 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行整理與分析。

2 結果與分析

2.1 灌水量對西瓜植株性狀的影響

膨果期不同灌水量處理對西瓜植株性狀的影響見表2。由表2 可知，株高隨灌水量的增加而增加，變動幅度也越大。 處理5 株高最高，為353.67 cm，顯著高于其他處理，但變幅較大，為113 cm；處理1 最低，為239 cm，比對照低114.67 cm，顯著低于處理3、處理4、處理5，變幅也最少，為39 cm；處理2、處理3、處理4 無顯著差異。 莖粗隨灌水量增加先增加后減少，處理3 莖粗最粗，為74.2 mm，顯著高于處理1、處理2、處理5，與處理4 差異不顯著；處理2、處理4、處理5 差異不顯著；處理1 莖粗最小，為66.4 mm，顯著小于其他處理； 處理5 莖粗變幅較大， 其次為處理4，處理1、處理2、處理3 變幅較少。 5 個處理的葉片數(shù)為45.0～48.8 片，無顯著差異。 葉面積處理2、處理3 較高， 均為400 cm2左右， 處理1 最低，為339.1 cm2，所有處理均無顯著差異。 5 個處理的坐瓜節(jié)位為21.2～24.2 節(jié)，差異不明顯，但處理4 和處理2的變幅較大，分別達10 節(jié)和8 節(jié)。 由此可見，膨果期灌水量對株高和莖粗產(chǎn)生顯著影響，對葉片數(shù)、葉面積、坐瓜節(jié)位影響不顯著。 在本試驗范圍內(nèi)，膨果期灌水量越多植株越高， 莖粗開始隨灌水量增加而增加，但到一定程度后開始變小。

表2 不同灌水量處理西瓜的植株性狀表現(xiàn)

2.2 灌水量對西瓜品質的影響

由表3 可知，西瓜膨果期不同灌水量對西瓜外觀品質和營養(yǎng)品質均有影響，但差異不顯著。 果實橫徑和縱徑均以處理3 最大，分別為11.80 cm、15.50 cm；橫徑處理5 最小，為11.10 cm；縱徑處理1 最小，為14.33 cm。 果形指數(shù)差異范圍為1.35～1.25，均為橢圓形。 皮厚差異范圍為0.45～0.50 cm。 中心糖含量和邊糖含量均以處理1 最高， 分別為11.90%、10.90%；對照處理5 最低，分別為10.63%、9.79%；其他處理中心糖含量均在11.00%以上， 邊糖含量均在10.00%以上。 維生素C 含量處理1 比處理5 低0.11 mg/100 g，其余均高于對照， 其中處理2、 處理3 最高， 均為6.10 mg/100 g。 蘋果酸含量各處理均低于對照，其中處理3 最低，為5.30 mg/kg?？傮w來看，處理3 西瓜果實品質優(yōu)于其他處理。

表3 不同灌水量處理西瓜的果實品質性狀表現(xiàn)

2.3 灌水量對西瓜產(chǎn)量因素及產(chǎn)量的影響

由表4 可知，5 個處理的結瓜率均為100%，商品瓜率處理2、處理3、處理4 均為100%，處理1 和處理5 均為94.74%。 不同灌水量處理對單瓜重產(chǎn)生顯著影響，處理3 單瓜重最重，為1.16 kg，處理3、處理4、處理2 顯著高于對照和處理1，但處理間差異不顯著， 處理1 顯著低于對照。 從變幅來看， 處理3、處理2 結瓜比較一致， 商品性高， 其次為處理4、處理1，對照變幅最大，說明瓜大小不一。 不同灌水量處理對產(chǎn)量也產(chǎn)生顯著影響， 處理3 產(chǎn)量最高，為2 455.89 kg/畝，比對照增產(chǎn)410.06 kg/畝；其次為處理4，為2 413.54 kg/畝，比對照增產(chǎn)367.71 kg/畝；第三為處理2，為2 371.20 kg/畝，比對照增產(chǎn)325.37 kg/畝；處理1 最低，為1 825.20 kg/畝，顯著低于對照，比對照減產(chǎn)220.63 kg/畝。

表4 不同灌水量處理西瓜的產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量表現(xiàn)

2.4 灌水量對水分利用率的影響

由表5 可知，各處理均比處理5 節(jié)水，其中處理1 節(jié)水51.80%， 處理2 節(jié)水38.85%， 處理3 節(jié)水25.90%，處理4 節(jié)水12.95%。

表5 不同處理西瓜膨果期畝灌水量比較

3 討論與結論

3.1 討論

在西瓜栽培中，合理調(diào)控灌水量至關重要。 大量研究表明， 灌水適度的處理甚至要比灌水充足的處理表現(xiàn)出更高的產(chǎn)量優(yōu)勢。 李建明等[2]的研究表明，適當水分虧缺有利于西瓜綜合評價值的提高， 適當降低灌水量可提高西瓜可溶性糖和固形物的含量，但灌水量過低會影響植株生長，從而降低產(chǎn)量。 任自力等[15]的研究認為，西瓜果實維生素C 含量與全生育期需水量呈顯著負相關（P＜0.05），可溶性固形物含量與膨大成熟期灌水量呈負相關。 李陽[20]等的研究認為， 西瓜進行虧缺灌溉能夠一定程度提高果實中可溶性糖的含量。 鄭健等[11]的研究認為，灌溉量對西瓜產(chǎn)量、品質的形成影響重大，在果實膨大期采用中等水分處理，在不降低產(chǎn)量的情況下，改善了西瓜的品質，提高了水分利用率。 這是因為調(diào)虧灌溉能夠調(diào)整作物營養(yǎng)生長與生殖生長的關系， 減少作物生長冗余，調(diào)節(jié)光合產(chǎn)物在根冠間的分配，同時有利于改善果實品質、提高作物水分利用率。 土壤虧水將誘導植物根部產(chǎn)生脫落酸， 伴隨水分運移將此信號傳至葉片，植物為自我保護降低氣孔開度和蒸騰速率；同時光合底物減少， 光合速率也隨之降低， 植株生長減慢，果實產(chǎn)量降低。 灌水量過多，導致植株的營養(yǎng)生長過剩，進而影響了果實產(chǎn)量的形成，同時對果實形成“稀釋效應”，從而降低品質。

在本試驗中，隨膨果期灌水量增多植株越高，以處理5 為最高； 莖粗先增加后降低， 以處理3 為最粗，各處理間差異顯著；葉片數(shù)、葉面積和坐瓜節(jié)位各處理間差異不顯著；處理1 植株的生長狀況最差。說明處理1 灌水量未達到作物需水量，而處理3 灌水量正好滿足作物健壯生長的需水量。 這與2022 年王晨光[21]、李建明[2]的研究結果一致。 李晉平等[13]通過非充分灌溉下日光溫室小型西瓜高產(chǎn)指標得出， 莖粗和根干重可作為評價小型西瓜高產(chǎn)的單項指標，在一定程度上反映了植株運輸養(yǎng)分和水分的能力。 因此，植株性狀以處理3 表現(xiàn)最好。

膨果期灌水量對西瓜果實品質有一定影響，果實可溶性糖含量和維生素C 含量， 隨灌水量增加總體呈下降趨勢，這與李建明[2]、任自力[15]、鄭健[11]等的研究結果基本一致。蘋果酸含量以處理3 最低。可溶性糖和蘋果酸是西瓜的主要風味物質， 較高的糖酸比可提高果實口感。 因此，以處理3 品質最優(yōu)。

膨果期灌水量對結瓜率無影響， 均為100%；商品率處理2、處理3、處理4 均為100%，處理1 和處理5 為94.74%，有所降低；單瓜重以處理3 最重，為1.16 kg，與處理2、處理3 差異不顯著，這3 個處理均顯著高于處理1 和處理5。 因而處理3 產(chǎn)量最高， 為2 455.89 kg/畝，比對照增產(chǎn)410.06 kg/畝；其次為處理4，為2 413.54 kg/畝，比對照增產(chǎn)367.71 kg/畝；第三為處理2，為2 371.2 kg/畝，比對照增產(chǎn)325.37 kg/畝；處理1 最低，為1825.2 kg/畝，顯著低于對照，比對照減產(chǎn)220.63 kg/畝。 說明灌水過多或過少均不利于產(chǎn)量的形成。

本試驗對病蟲害的調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 定植苗帶有潛葉蠅的開花前植株蟲害發(fā)生率為20%左右， 伸蔓期有1%以下的植株輕微發(fā)生蚜蟲，膨果初期5%以下的植株輕微感染白粉病， 通過綠色有機藥劑防治得到及時控制。 說明不同灌水量處理對病蟲害發(fā)生無明顯影響，各處理間病蟲害發(fā)生率基本一致。

3.2 結論

綜合分析可知，膨果期以處理3（灌水量50.87 m3）最佳，不僅莖粗最粗，且植株整體長勢良好，有利于營養(yǎng)物質的積累，品質優(yōu)，產(chǎn)量高，畝產(chǎn)2 455.89 kg，而且可節(jié)水25.9%。 處理2 （41.98 m3） 和處理4（59.76 m3）的西瓜產(chǎn)量和品質與處理3 無顯著差異，但處理2 比處理3 更節(jié)水。 能否通過提高灌水頻率來提升產(chǎn)量和品質還有待進一步研究。