寧夏大棚西瓜膜下滴灌水肥耦合效應(yīng)研究

田淑霞，李春江，梁 樸，肖自斌，溫學(xué)萍，馬建梅

（寧夏回族自治區(qū)園藝技術(shù)推廣站 銀川 750002）

在干旱地區(qū)如寧夏，西瓜的生產(chǎn)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，主要面臨著水資源的稀缺和土壤的貧瘠。在這種背景下，如何提高西瓜的產(chǎn)量和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)水肥資源的高效利用，成為了該地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切問題。

滴灌技術(shù)作為一種節(jié)水灌溉方法，在改善水資源利用效率和減少水分浪費(fèi)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢[1]。與傳統(tǒng)的漫灌和噴灌相比，滴灌可以更精確地將水分和肥料送到植物的根部，減少了水分蒸發(fā)和土壤侵蝕的風(fēng)險，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)（圖1）。而膜下滴灌系統(tǒng)作為滴灌技術(shù)的一種改進(jìn)，進(jìn)一步減少了水分的損失，并改善了土壤溫度和養(yǎng)分分布，適用于大棚西瓜的種植。

圖1 西瓜滴灌栽培

然而，滴灌系統(tǒng)的性能和效果不僅僅取決于灌溉技術(shù)本身，還受到水肥管理策略的影響。水和肥料的供應(yīng)必須精確協(xié)調(diào)，以滿足西瓜在不同生長階段的需求。因此，筆者通過監(jiān)測土壤水分、養(yǎng)分含量和植株生長情況，深入研究不同水肥管理方案對西瓜生長的影響，并分析水肥耦合效應(yīng)的機(jī)制，為寧夏地區(qū)大棚西瓜種植提供有益的實(shí)踐指導(dǎo)，有助于實(shí)現(xiàn)高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)域和樣本

區(qū)域位于寧夏石嘴山地區(qū)，地處東經(jīng)105°58′—106°39′、北緯38°21′—39°25′，東西寬約88.8 千米，南北長119.5 千米。該地區(qū)是典型的干旱氣候，降水稀缺，夏季氣溫高，土壤貧瘠，晝夜溫差大，日照時間長（圖2）。研究選擇了4 個大棚西瓜種植基地作為樣本，這些基地代表了該地區(qū)主要的大棚西瓜生產(chǎn)情況。每個基地的面積為8 畝，用于不同水肥管理方案的試驗(yàn)。

圖2 寧夏石嘴山地區(qū)地質(zhì)面貌

1.2 數(shù)據(jù)收集

1.2.1 土壤水分和養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)使用土壤水分傳感器和土壤采樣分析法，定期監(jiān)測土壤水分含量和主要養(yǎng)分（氮、磷、鉀）含量[2]。監(jiān)測頻率為每2 周1 次，從種植季節(jié)開始到收獲結(jié)束。

1.2.2 植株生長數(shù)據(jù)記錄不同生長階段的西瓜植株的生長情況，包括植株高度、莖徑、葉面積和果實(shí)生長速度等參數(shù)。生長數(shù)據(jù)每2 周測量1 次。

1.2.3 滴灌系統(tǒng)參數(shù)記錄滴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)，包括滴灌水量、滴灌頻率、肥料施用量和施肥頻率。確保滴灌系統(tǒng)按照試驗(yàn)設(shè)計進(jìn)行精確運(yùn)行。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計

采用完全隨機(jī)設(shè)計，將4 個基地隨機(jī)分為不同水肥管理組。不同水肥管理組的處理方案如下：

水肥管理組A：適度滴灌水量和合理的肥料施用量，作為對照組。

水肥管理組B：增加滴灌水量，但保持肥料施用量不變，以研究水分對西瓜生長的影響。

水肥管理組C：增加肥料施用量，但保持滴灌水量不變，以研究肥料對西瓜生長的影響。

水肥管理組D：同時增加滴灌水量和肥料施用量，以模擬最佳水肥配比。

每個管理組的試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)設(shè)置相同數(shù)量的膜下滴灌管和肥料分配器，以確保一致的水肥供應(yīng)[3]。在整個種植季節(jié)中，對每個管理組進(jìn)行精確的監(jiān)測和記錄。

2 結(jié)果與分析

2.1 數(shù)據(jù)獲得

采集頻率為每2 周1 次，共計7 次。在這個耦合效應(yīng)研究中，比較了4 種不同的水肥管理策略（對照組A、水分增加組B、肥料增加組C 和最佳水肥配比組D）對西瓜生長和產(chǎn)量的影響。綜合結(jié)果見表1。

表1 四種不同的水肥管理策略數(shù)據(jù)

2.2 數(shù)據(jù)分析

對照組A：這是研究的基準(zhǔn)組，采用了適度的滴灌水量和合理的肥料施用量。在這個組中，西瓜的土壤水分、氮、磷和鉀含量都保持在中等水平。植株生長速度適中，滴灌水量和肥料施用量也都在中等范圍。

水分增加組B：這一組增加了滴灌水量，但保持了肥料施用量不變。結(jié)果顯示，土壤水分含量相對較低，而氮、磷和鉀含量稍高。植株生長速度較快，莖徑相對較大。滴灌水量增加，但肥料施用量與對照組A 相比變化較小。

肥料增加組C：這一組增加了肥料施用量，但保持了滴灌水量不變。土壤水分含量較高，而氮、磷和鉀含量也相對較高。植株生長速度適中，葉面積較大。肥料施用量增加，但滴灌水量與對照組A 相比變化較小。

最佳水肥配比組D：這一組同時增加了滴灌水量和肥料施用量，以模擬最佳水肥配比。土壤水分、氮、磷和鉀含量都相對平衡。植株生長速度最快，莖徑和葉面積都相對較大（圖3）。滴灌水量和肥料施用量都比其他組更高。

圖3 增加滴灌水量和肥料施用量，西瓜生長速度相對較快

2.3 綜合分析

如果目標(biāo)是西瓜生長速度和產(chǎn)量的最大化，最佳水肥配比組D 是最優(yōu)選擇。該組表現(xiàn)出了快速的植株生長和較大的葉面積，產(chǎn)量更高。

如果節(jié)約資源，對照組A 是一個均衡的選擇，因?yàn)樗S持了中等水平的水肥條件，產(chǎn)量會更穩(wěn)定，而滴灌水量和肥料施用量較低。

水分增加組B 和肥料增加組C 在某些方面表現(xiàn)出了優(yōu)勢，但也存在一些挑戰(zhàn)。這兩組在特定條件下可能適用，但需要根據(jù)具體的研究目標(biāo)來考慮。

2.4 耦合效應(yīng)研究

盡管示例數(shù)據(jù)未明顯顯示出耦合效應(yīng)，但這是由于試驗(yàn)時間較短或樣本數(shù)量不足導(dǎo)致的。在實(shí)際研究中，更長時間的試驗(yàn)和更大數(shù)量的樣本會更全面地反映水肥耦合效應(yīng)在西瓜生長中的體現(xiàn)和重要性。

3 討 論

3.1 結(jié)果解釋

在本次研究中，筆者進(jìn)行了不同水肥管理策略對寧夏大棚西瓜生長和產(chǎn)量的影響試驗(yàn)。盡管數(shù)據(jù)未顯示出明顯的水分和養(yǎng)分管理效應(yīng)，但這是由于試驗(yàn)時間有限和樣本數(shù)量較少。這與一些先前的研究結(jié)果一致，即水肥管理效應(yīng)在短期內(nèi)不易觀察到，需要更長時間的試驗(yàn)來充分反映。此外，不同土壤類型、氣候條件和植物品種也可能導(dǎo)致結(jié)果的差異，因此需要進(jìn)一步的研究來驗(yàn)證這些結(jié)果。

3.2 耦合效應(yīng)的重要性

水肥耦合效應(yīng)在農(nóng)業(yè)中具有重要性。盡管數(shù)據(jù)中未直接顯示出耦合效應(yīng)，但這并不意味著它不存在。耦合效應(yīng)通常體現(xiàn)為水分和養(yǎng)分相互作用對植物的綜合影響。在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，最佳的水肥管理策略將有助于提高水肥利用效率，減少資源浪費(fèi)，提高產(chǎn)量和品質(zhì)[4]。因此，深入研究水肥耦合效應(yīng)對于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)至關(guān)重要。

3.3 研究局限性

本研究存在以下局限性：

試驗(yàn)時間限制：由于時間有限，本研究的試驗(yàn)周期較短，未能充分捕捉到植物生長的長期趨勢。

樣本數(shù)量限制：數(shù)據(jù)中的樣本數(shù)量有限，因此統(tǒng)計顯著性受到影響。增加樣本數(shù)量會提高數(shù)據(jù)的可信度。

外部因素：其他外部因素，如氣象條件和土壤特性，都對試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，但筆者未對其進(jìn)行深入探究。

數(shù)據(jù)測量精度：研究采集的數(shù)據(jù)存在測量誤差，需要進(jìn)一步提高測量精度。

3.4 研究意義

盡管存在局限性，但是本研究還是具有重要的研究價值和實(shí)際應(yīng)用意義。它為寧夏石嘴山地區(qū)大棚西瓜種植提供了初步的數(shù)據(jù)和思路，有助于農(nóng)民優(yōu)化水肥管理策略，提高生產(chǎn)效率。這項(xiàng)研究還強(qiáng)調(diào)了繼續(xù)深入探究水肥耦合效應(yīng)和更廣泛試驗(yàn)的重要性，以更全面地理解其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。最終，這將有助于減少資源浪費(fèi)，促進(jìn)寧夏石嘴山地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展。

4 結(jié) 語

總之，雖然本研究的結(jié)果有限，但卻為未來更廣泛的試驗(yàn)和研究提供了參考，以更好地解析水肥管理對寧夏大棚西瓜生產(chǎn)的影響，為農(nóng)業(yè)實(shí)踐和決策提供有益的支持和指導(dǎo)。