不同滴灌频率对压砂西瓜生长特性及品质的影响

郭松 刘声锋 杜慧莹 于蓉 田梅 王志强 杨万邦

摘 要：为探讨不同滴灌频率对压砂地西瓜的生长特性及品质的影响，进一步提高西瓜灌溉水分利用效率、保质保量促进西瓜生长发育，以灌水频率为变量，在伸蔓期、果实膨大期设置补灌试验，研究其对西瓜生长特性、产量、品质等方面的影响。结果表明，相较于高频率补灌（CK，5次补灌），在中低频率补灌（2～3次补灌）条件下，西瓜中心可溶性固形物含量提高2.80%～13.08%，可溶性蛋白含量提高56.25%～62.50%，中低频率补灌总酸含量降低18.41%～31.07%。且采用2～3次补灌的处理，可提高水分利用率2.45%～16.6%。综上所述，采用中低频补灌处理，补灌量控制在16.46～21.46 m3·667 m-2，能促进压砂地西瓜的营养物质积累，可提高压砂地水分利用效率、改善压砂地西瓜品质，进而为压砂西瓜优质生产提供理论基础和实践指导。

关键词：西瓜;生长特性;品质;滴灌频率;水分利用效率

中图分类号：S651 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）12-068-05

Abstract： In order to explore the effect of different drip irrigation frequency on the growth characteristics and quality of watermelon in sand pressure field， improve the water use efficiency of watermelon irrigation， and promote the quality and yield， the effects of irrigation frequency on watermelon growth characteristics， yield and quality were studied. The results showed that compared with high frequency water supplement， the content of central sugar increased by 2.80%-13.08%， the soluble protein content increased by 56.25%-62.50%， and the total acid content decreased by 18.41%-31.07% under medium and low frequency water supplement. Moreover， the water use efficiency can be increased by 2.45%-16.60% by using 2-3 times of water supplement frequency. The results showed that the medium and low frequency water supplement frequency and the amount of water supplement under 16.46-21.46 m3·667 m-2 could promote the accumulation of nutrients in watermelon， improve the water use efficiency and improve the quality of watermelon in sand pressed field， which provided theoretical basis and practical guidance for high quality production.

Key words： Watermelon; Growth characteristics; Quality; Drip irrigation frequencies; Water use efficiency

压砂地西瓜是宁夏中部重要的经济作物之一，因中卫香山地区干旱少雨，年际间、季节间降雨量变化很大，且地下水含碱量高，不宜直接补灌，所以干旱年份西瓜减产十分严重。如何进一步提高西瓜灌溉水利用效率、促进西瓜高产优质生产，是亟待解决的问题。宁夏中卫市沙坡头区是我国西北干旱地区，年降雨量小于200 mm，蒸发量极大，水资源严重短缺[1]，硒砂瓜大量采用嫁接滴灌种植模式，势必增加农业用水压力，因此，水资源是影响硒砂瓜发展的关键因素[2]。要确定灌溉制度，灌溉频率是重要的指标[3]，不同频率直接影响土壤中水和氮的转移及植物根系对水和氮的吸收利用[4]。压砂地土壤为pH值大于8.0的盐碱地，采用高频补灌下的抑盐机制尚未见研究报道，已有学者研究发现，地下水（或微咸地下水）与土壤盐渍化关系十分密切[5-6]。徐亚南等[7]研究认为，灌水频率的变化与抑盐效果之间有密切关系。郭鹏飞等[8]研究认为，灌溉频率能影响土壤中水、氮的转移，从而减轻肥料对环境的负面影响。张保东等[9]研究了不同滴灌频率和方式对西瓜生长、果实品质及产量的影响，关于灌溉频率的研究主要集中在日光温室栽培方面。马芳等[10]认为，宁夏农业用水和调度面临的情况日益复杂，发展节水农业，需要科学管理，确定科学的灌水和施肥指标，实现水资源的精确补灌，确保作物丰产[11]。

笔者在补灌定额一定的情况下，设计不同的滴灌频率，研究其对西瓜生长特性、产量、品质等方面的影响，以期探索较优的滴灌补灌频率，来确定宁夏压砂瓜最佳的补灌方案，从而提高当地水分利用效率、节约水资源，为宁夏地区压砂西瓜优质生产提供理论基础和实践指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于宁夏中卫市沙坡头区香山乡红圈村，是压砂西瓜主要产区之一，2020年为连作栽培的第13年。年均降水量185.9 mm，年蒸发量2000 mm，光照資源充足，平均年日照长达2600～2700 h，夏季日照长达14 h。

1.2 材料

试验地种植西瓜为当地主栽品种金城五号（中晚熟大果型品种，由中卫市金城种业有限责任公司提供） ，白籽南瓜（由甘肃陇盛种业有限公司提供）嫁接育苗，于2020年4月下旬膜下定植栽培，7月下旬拉秧。

1.3 试验设计

试验采用随机区组，共设置了4个处理（T4、T3、T2、T1），以常规生产灌溉量为对照（CK），3次重复，每个小区175 m2，株行距1.6 m×1.8 m。以灌水频率为变量，各处理每次灌水量保持一致。根据压砂地种植模式，确定补灌时期和补灌次数，移栽定植期灌水量全部保持一致，伸蔓期、坐果期或果实膨大期补灌按设置方案实施补灌，安装水表检测和确定不同时期补灌用水量，见表1。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 生长指标 分别在定植期、伸蔓期、果實膨大期，每个重复测定5株，采用电子游标卡尺测定茎粗，卷尺测定蔓长指标。

1.4.2 果实纵径和横径指标 根据测定的纵径和横径计算西瓜的果形指数;采用电子游标卡尺进行果实的测定（包括横向和纵向幅度的测定）。

1.4.3 单果质量指标 果实成熟后每个小区随机选取5个长势较好果实，测定质量。

1.4.4 叶绿素含量 伸蔓期、开花坐果期、膨瓜期和成熟期用YLS-501叶绿素测定仪测定叶片叶绿素含量，每个重复测6个样品。

1.4.5 果实产量和品质 果实成熟后进行采收，计算产量;使用托普TD-45数显测糖仪测定可溶性固形物含量;采用高效液相色谱法测定有机酸含量;采用荧光法测定维生素C含量;采用考马斯亮蓝染色法测定可溶性蛋白含量等品质指标。

1.4.6 水分利用效率、土壤水分变化量和耗水量 水分利用效率WUE=经济产量/耗水量，单位为g·kg-1。土壤水分变化量ΔW为时段始末土壤储水量之差，ΔW=播前土层含水量-收后土层含水量，单位为m3·667m-2。在不考虑干旱地区地下水利用情况下的田间耗水量计算公式为：ET=P+l-ΔW，单位为m3·667 m-2。P为生育期内有效降雨量;l为灌水量;ΔW为土壤水分变化量。

1.5 数据处理

应用Excel 2019软件进行有关数据的处理，基于DPS 7.05软件进行灌溉频率和有关指标的显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同补灌频率对硒砂瓜茎粗的影响

由图1可以看出，在5月5—30日，T4处理压砂瓜茎粗高于其他4个处理，因补灌时期在5月30日之后，故有可能造成前期茎粗差异不明显。在6月18 日之后，T4、T3、T2、T1处理茎粗均高于CK处理，表明一定范围内的补灌可以促进压砂瓜的茎粗生长。

2.2 不同补灌处理对压砂瓜蔓长的影响

由图2可知，压砂瓜蔓长在生育期内随时间延长持续增长，在整个生育期内，处理 T4、T3的蔓长均大于CK。从整个生育周期来看，处理T4、T3、T2、T1的蔓长较CK均有增长，表明在一定量的补灌范围内，适当增加补灌量有利于西瓜蔓的生长。

2.3 不同补灌处理对植株叶绿素含量的影响

从图3可知，压砂瓜在整个生育周期内SPAD值呈波状。其中，T1处理在5月5日SPAD值达最大值;T2、T3、T4处理均在5月15日出现峰值，此时T3处理SPAD值最大，为155.3，T4处理SPAD值最小，为125.6;处理T3、T2处理SPAD值相较于CK分别提高为14.5%、11.6%，表明在一定程度的补灌水量对压砂瓜叶绿素含量有促进作用。在6月15日之后，5个处理叶绿素含量总体上多呈现下降趋势，原因可能是随着压砂瓜的逐渐成熟，植株内叶绿素含量下降。

2.4 不同补灌处理对压砂瓜单瓜质量的影响

从图4可以看出，在整个生育周期内，压砂瓜4个处理的单瓜质量均显著高于对照，但4个处理间单瓜质量差异不显著。其中，T4处理单瓜质量最大，为7.7 kg，比CK处理提高9.0%;T2、T3处理单瓜质量比CK分别提高8.0%、7.1%，表明一定程度的补灌水量对压砂瓜果实质量增长有促进作用。

2.5 不同补灌处理对压砂瓜产量的影响

由图5可知，不同补灌处理对压砂瓜产量有一定影响，T4、T2、T1处理西瓜产量均高于T3和CK，且均与CK差异显著，但均与T3处理差异不显著。其中，T2产量最高，达到2 005.47 kg·667 m-2，比CK增产9.0%。表明在试验条件下，适时补灌会增加压砂瓜的产量。

2.6 不同补灌处理对压砂瓜果实形状的影响

由表2可知，不同补灌处理之间压砂瓜果实纵径差异不显著，不同补灌处理果实横径有一定差异。其中，T1处理果实横径与T2、T3处理差异不显著，但显著高于T4、CK处理;各处理之间果形指数差异不显著，表明在一定范围内补灌对压砂瓜果形指数的提升有促进作用，但影响不大。

2.7 不同补灌处理对压砂瓜果实品质的影响

从表3可以看出，T1处理中心可溶性固形物含量显著高于其他T4处理，但与其他处理间差异不显著，表明补灌水量在一定范围内，对中心可溶性固形物含量影响较小，超过一定范围，才会有显著差异。各处理间边部可溶性固形物含量和中边差则无显著性差异。中边差是决定西瓜口感品质的重要因素，而中边差越小则证明瓜的口感越符合消费者的需求，5个处理中边差依次表现为CK>T1﹦T2>T3>T4。由此可见，虽CK处理压砂瓜中心可溶性固形物含量与其他4个处理差异不显著，但是其中边差较大，可食用的部分相较于其他处理少。

可溶性蛋白含量是西瓜重要的品质指标，T3、T2和T1处理可溶性蛋白含量均显著高于CK和T1处理，而T2处理可溶性蛋白含量比CK处理提高62.5%。CK处理总酸含量显著高于其他4个处理，T4、T3、T1处理间总酸含量的差异不显著，表明降低补灌频率对压砂瓜总酸含量影响较大。

2.8 不同补灌处理对压砂瓜水分利用效率的影响

水分利用效率（WUE）是判定作物吸收和利用水分情况的一个指标，是评价作物生长性状的重要指标。由表4可知，T1、T2、T3处理水分利用效率相对较高，分别为13.56、11.90、12.21 g·kg-1;且总补水量和耗水量较低，土壤水分变化量居中。

3 讨论与结论

不同补灌频率的4个处理茎粗较CK均增加，表明在一定范围内的补灌，对压砂瓜的植株生长有促进作用。这与李波等[12]研究不同灌溉频率对果实纵、横径的影响是随着补灌频率增加而逐渐增加的觀点一致。在品质方面，各处理中心可溶性固形物、可溶性蛋白和总酸含量有显著变化，相较于高频率补灌（≥5），其他处理的品质均有所提高。从试验结果可以看出，单次补灌量增加，蔓长、茎粗增长量迅速，尤其在定植期至开花前期有明显的补偿效应。且高频率补灌条件下西瓜品质指标低于其他处理，不利于营养积累，采用中低频率补灌能促进西瓜营养物质的积累。这与张保东等[9]在日光温室对小西瓜的研究结果相一致。通过产量和水分利用效率分析可知，补灌频率大于4次的处理，水分利用效率均有所降低。CK处理补灌量和补灌频率均最大，但产量却显著低于同一补灌频率的T4处理，表明通过增加补灌频率和补灌量，在一定范围内，压砂瓜的产量有所增加。中低频率的补灌处理较其他处理均具有较高的水分利用效率，同时在定植期能有效抵御逆境胁迫，可保证植株的营养生长，这与刘炼红等[13]研究结果相近。故试验结果对压砂地西瓜栽培具有一定的参考价值，但试验对单一处理未做补灌梯度设置，今后试验可考虑在定植及伸蔓前期适当增加频次减少单次补灌量，确保西瓜不受水分胁迫。

从水分利用效率、产量和品质综合分析，认为2～3次中低频率补灌频率、总补水量控制在16.46～21.46 m3·667 m-2为最优方案，能确保作物正常生长，可降低补灌量39.5%～253.58%，提高水分利用效率2.32%～16.60%。

参考文献

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