不同生育阶段水分亏缺对河套蜜瓜产量和品质的影响分析

王瑞萍，夏玉红，刘雅君

(巴彦淖尔市水利科学研究所，内蒙古 巴彦淖尔 015000)

0 引 言

内蒙古河套灌区地处我国干旱的西北高原，灌区地形平坦,西南高,东北低，降雨量少、蒸发量大，属于没有引水灌溉便没有农业的地区。蜜瓜是灌区重要的经济作物，灌区充足的日照与积温十分适宜其生长，蜜瓜喜温喜光怕涝，但传统的沟灌方式易造成土壤过湿，引起蜜瓜烂根，影响蜜瓜的产量和各种品质指标。调亏灌溉是国际上在20世纪70年代中后期出现的一种新的节水灌溉技术，其基本思想是在作物生长发育的某些阶段主动施加一定的水分胁迫，迫使作物的光合产物向不同组织器官分配，利用作物自身的调节能力，在不导致作物产量明显减少的情况下，可以较大幅度提高用水效率[1]。大量的试验研究表明，亏缺灌溉对瓜果品质的提高具有一定的积极作用。本研究在蜜瓜进入四叶期后开始进行不同程度的水分亏缺处理，研究不同的水分亏缺程度对蜜瓜生长发育、产量和品质的影响，从而找到对蜜瓜实施的最适水分亏缺程度。

1 试验区概况

本试验在巴彦淖尔市水利科学研究所曙光试验站进行，试验站位于临河区城关镇旭光村，属河套灌区中游，北纬40°43′，东经107°13′，海拔1 042 m，年均气温6.9 ℃，年均降雨量142.1 mm，年均蒸发量2 306.5 mm，日照时数3 189 h，属中温带大陆性季风气候。蜜瓜试验区内0～40 cm为壤土，土壤密度1.51～1.73 g/cm3，40 cm以下为沙土，土壤密度为1.58～1.65 g/cm3，最大田间持水率为26.3%，灌溉水矿化度为1.03 g/L，土壤基本理化性状情况如表1所示。

表1 土壤基本理化性状情况表

2 试验方法与内容

2.1 试验方法与处理设计

蜜瓜采用起垄覆膜沟灌种植模式，沟间距130 cm，开口宽60 cm，底宽35 cm，沟深30 cm，用90 cm地膜覆盖垄上，覆膜前膜下喷施除草剂，东西起垄，每个小区有2垄，灌水时用两垄中间的垄沟输水，进行测渗补水。蜜瓜的株行距为60 cm×50 cm，于6月3日播种，播种前试验田进行浇复水，灌水量为1 500 m3/hm2，蜜瓜基肥施尿素、二铵750 kg/hm2，追肥施硼钙钾150 kg/hm2。?剻?

蜜瓜不同灌水量试验处理分别设计于蜜瓜的四叶期和开花期两个生育阶段，设置3个水分亏缺水平，分别为减水20%、30%和40%，共设8 个处理，每个处理2次重复。蜜瓜不同灌水量处理设计如表2所示。

表2 蜜瓜垄沟灌不同灌水量处理设计 m3/hm2

2.2 试验观测内容

试验过程中每隔10 d取样测定土壤水分、盐分、养分，灌溉前取样测定灌溉水水质。通过水表控制各个处理的灌水量，记录灌水日期。蜜瓜定株后，每个处理选取长势大致相同的5株作为跟踪观测对象，每隔14 d测量蜜瓜茎长、茎粗、叶面积等生长指标，蜜瓜茎粗用电子游标卡尺测量，蜜瓜茎长、叶片的长和宽用卷尺测量，叶面积通过长、宽及叶片系数的乘积计算而得。蜜瓜成熟后，在各试验小区取典型样株10株，进行考种测产，每株蜜瓜单独称重，统计产量。

3 结果与分析

3.1 不同生育阶段水分亏缺对河套蜜瓜产量的影响分析

影响作物生长发育和产量形成过程的影响因素很多，包括当地的气候条件、土壤肥力以及人为因素形成的耕作栽培措施如施肥、灌溉、作物品种等，灌溉是重要的可控因素。灌溉水利用效率定义为单位体积的灌水量所得出的作物产量，灌水量与产量的相互关系决定了灌溉水利用效率的大小。作物产量最高时所对应的灌溉水利用效率常常不是最高的，只有当产量增加所带来的经济价值大于所增水量的边际费用时，才能取得较优的经济效益[2]。蜜瓜生长进入四叶期后进行水分亏缺处理，不同处理蜜瓜产量和灌溉水利用效率如表3所示。

表3 不同生育阶段灌水量对蜜瓜产量和灌溉水利用效率的影响

根据表3的数据，可以作出不同水分亏缺条件下蜜瓜产量和灌溉水利用效率对比图(图1)，从表3、图1可以看出，水分亏缺对产量的影响比较明显，四叶期减少灌水量的蜜瓜产量较花期减少灌水量及充分灌溉的蜜瓜产量要低，四叶期减少灌水量的各处理分别比充分灌溉减产1.5%、3.6%和7.3%，开花期减少灌水量的各处理分别比充分灌溉增产2.2%、5.8%和减产6.6%，四叶期和开花期均减少灌水量的处理比充分灌溉减产5.1%，说明在四叶期进行亏缺灌溉易导致作物产量降低，原因在于早期减少灌水量，不利于蜜瓜的后期生长。产量的较大值出现在开花期进行水分亏缺的处理中，充分说明，四叶期充分灌溉，开花期适度的水分亏缺反而有利于蜜瓜产量的提高。蜜瓜MS1处理的水分生产效率最低，MS5处理、MS8处理和MS4处理的水分生产效率均较大，因此适度的水分亏缺，同样有利于蜜瓜水分生产效率的提高。

图1 不同处理蜜瓜产量和灌溉水利用效率对比图

图2 蜜瓜产量与灌水量的变化关系曲线

对蜜瓜灌水量与产量进行回归分析,结果如图2，可以看出，蜜瓜灌水量和产量之间有较显著的非线性相关关系，产量随着灌水量的增大呈现出先增大后减小的趋势，当全生育期灌溉水量为1 536 m3/hm2时，蜜瓜获得产量的最大值4.2 万kg/hm2。灌水量小于1 536 m3/hm2时,产量随着灌水量的增加而增加。灌水量大于1 536 m3/hm2时,产量反而随灌水量的增加而减小，其原因在于随着灌水量的增加，蜜瓜根部空气的孔隙减少，会抑制根系的生理功能，影响地上部分的物质积累和代谢，进而影响蜜瓜产量[3]。

3.2 不同生育阶段水分亏缺对蜜瓜果实品质的影响分析

蜜瓜的果实品质主要指其外观、风味和营养价值，直接影响其商品价值。本试验在蜜瓜测产后，每个处理选取3～5颗蜜瓜，进行可溶性总糖、总酸、可溶性固形物和维生素C 4项品质指标的检测，检测结果如表4所示。

表4 不同处理蜜瓜果实品质检测结果

注：①总酸以结晶水柠檬酸汁为测试标准；②小写字母表示P<0.05的显著性差异。

从表4可以看出，对于可溶性总糖指标来说，MS3、MS4、MS5、MS6与MS8之间无显著差异，MS1、MS2、MS7与MS8间也无显著差异，但其他处理间存在显著差异。MS3和MS5处理总糖含量最高，为2.45%；MS1处理总糖含量最低，为1.52%。在四叶期的3个水分亏缺处理中，MS3处理总糖含量最高，分别比MS1、MS2和MS4处理高61.2%、48.5%和2.9%。在开花期的3个水分亏缺处理中，MS5处理总糖含量最高，分别比MS1、MS6和MS7高61.2%、2.1%和36.9%。从总体上看，水分亏缺可以大幅度提高蜜瓜的可溶性总糖含量，开花期减少灌水量的各处理总糖含量高于四叶期减少灌水量的各处理，开花期水分亏缺更有利于蜜瓜总糖含量的积累。

对于总酸指标来说，在灌水量减少20%水平下，MS5处理的总酸含量分别比MS2处理和MS8处理低21.9%、16.7%。在灌水量减少30%水平下，MS6处理的总酸含量比MS3处理低17.8%。在灌水量减少40%水平下，MS7处理的总酸含量比MS4处理低23.7%。在四叶期的3个水分亏缺处理中，MS2处理总酸含量最低，分别比MS3处理和MS4处理低14%和19%。在开花期的3个水分亏缺处理中，MS5处理总酸含量最低，分别比MS6处理和MS7低20.0%和16%。相比较充分灌溉，开花期减少灌水量的处理对总酸的影响比四叶期减少灌水量各处理明显，从整体来看，MS5处理总酸含量最低。

对于可溶性固形物指标来说，除了MS2、MS4、MS5和MS8之间，MS1、MS2、MS6和MS7之间无显著差异，其他各处理间均表现出显著的差异性。两个生育期不同亏缺处理的可溶性固形物之间没有明显的规律性，四叶期水分亏缺处理对蜜瓜可溶性固形物含量的影响大于开花期水分亏缺处理，大多数水分亏缺处理的蜜瓜可溶性固形物含量要高于充分灌溉处理。原因可能是水分对可溶性固形物含量具有稀释作用，且亏缺处理能够增强可溶性酸性转化酶和细胞壁转化酶的活性，提高可溶性固形物含量[4]。

对于维生素C指标来说，MS1、MS6、MS7之间有显著差异，在四叶期的3个水分亏缺处理中，MS3处理的维生素C含量最高，分别比MS1、MS2和MS4处理高42.5%、7.8%和4.2%。在开花期的3个水分亏缺处理中，MS5处理的得维生素C含量最高，分别比MS1、MS6和MS7处理高62.6%、41.5%和43.7%。总体来说，减少灌水量可以大幅提高蜜瓜维生素C含量，四叶期水分亏缺处理的蜜瓜维生素C含量普遍大于开花期水分亏缺处理，MS5处理的维生素C含量最大。

从以上分析可以看出，MS5处理的蜜瓜果实品质优于其他各处理。

4 结 语

试验研究表明，蜜瓜生长早期对水分的敏感性大于生长中后期，四叶期充分灌溉，开花期适度的水分亏缺比四叶期水分亏缺更有利于蜜瓜产量的提高，产量随着灌水量的增加，呈现先增大后减小的趋势，因此，适度水分亏缺可以提高蜜瓜的产量，严重的水分亏缺或过量灌溉会影响蜜瓜的生长发育，导致产量的降低。灌溉水利用效率受蜜瓜产量和灌水量的双重影响，充分灌溉的灌溉水利用效率均小于水分亏缺各处理，说明减少灌溉用水量可以不同程度地提高灌溉水利用效率。从不同水分亏缺处理对蜜瓜的可溶性总糖、总酸、可溶性固形物和维生素C含量的影响可以看出，适度减小蜜瓜灌水量可以提高蜜瓜的总糖、可溶性固形物和维生素C含量，减少蜜瓜的酸度，增加蜜瓜果实的风味和品质。

综上所述，从产量和品质两方面考虑，可

以看出开花期灌水量减少20%处理(MS5)是比较合理的蜜瓜起垄覆膜灌溉模式，该灌溉模式不但能够满足蜜瓜生长发育对水分的需求，还可以提高灌溉水分利用效率，增加产量，改善蜜瓜果实品质，达到节水、增产、改良的目的。

[1] 康绍忠．新的农业科技革命与21世纪我国节水农业的发展[J]．干旱地区农业研究，1998，16(1)：11-17.

[2] 郭松年，丁 林，王福霞．作物调亏灌溉理论与技术研究进展及发展趋势[J]．中国农村水利水电，2009,(8)：12-16.

[3] 邹兵兵，魏永霞，王存国，等．寒地黑土区玉米调亏灌溉耗水规律的试验研究[J]．中国农村水利水电，2014,(5)：53-56,60.

[4] 陈秀香，马富裕，方志刚，等．土壤水分含量对加工番茄产量和品质影响的研究[J]．节水灌溉, 2006,(4):1-4.