梁新書，廉曉娟，王 艷,楊 軍，王正祥，張余良

(天津市農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，天津 300192)

天津地處華北平原東部，年平均降水量492 mm，人均水資源擁有量為160 m3，僅為全國(guó)人均水資源量的6%，是一個(gè)資源型缺水型城市。農(nóng)業(yè)用水占全市用水的50%，農(nóng)業(yè)用水矛盾日益突出，發(fā)展現(xiàn)代化節(jié)水農(nóng)業(yè)勢(shì)在必行[1]。水分是影響作物生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素，合理灌溉是協(xié)調(diào)作物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的重要措施，灌水量過(guò)多或過(guò)少都將影響作物生長(zhǎng)發(fā)育，最終造成產(chǎn)量的損失。通過(guò)確定灌水時(shí)間和灌水量來(lái)優(yōu)化作物灌溉是水分高效利用的關(guān)鍵技術(shù)[2～4]。

黃瓜是我國(guó)的主要蔬菜作物之一，也是我國(guó)設(shè)施栽培面積最大的蔬菜作物。天津的黃瓜育種技術(shù)一直在我國(guó)處于領(lǐng)先地位，先后育成了津研、津雜、津春、津優(yōu)、津綠、津美等系列優(yōu)質(zhì)、多抗的黃瓜良種，黃瓜種業(yè)已成為天津市優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和巨大的社會(huì)效益[5]。針對(duì)天津黃瓜種業(yè)日益蓬勃發(fā)展與水資源緊缺的雙重需要，研究制種黃瓜的合理灌溉制度十分必要。關(guān)于節(jié)水灌溉在設(shè)施黃瓜生產(chǎn)中的應(yīng)用研究報(bào)道有很多[6～11]，但關(guān)于制種黃瓜合理的灌水時(shí)期和灌水量的研究十分欠缺。因此，本試驗(yàn)以制種黃瓜為研究對(duì)象，采用盆栽試驗(yàn)的方法研究了不同時(shí)期和不同灌水量對(duì)制種黃瓜生長(zhǎng)及種子產(chǎn)量的影響，旨在為制種黃瓜的合理灌溉提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2015年3月至7月在天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院武清創(chuàng)新基地黃瓜研究所瑞奇溫室進(jìn)行。試驗(yàn)為盆栽試驗(yàn)，以黃瓜親本“津優(yōu)308”為研究對(duì)象?；ㄅ枰?guī)格：頂圓直徑40 cm，底圓直徑20 cm，高30 cm。盆栽土壤為溫室內(nèi)過(guò)2 cm篩的風(fēng)干土，裝土前每盆底部鋪一層3 cm厚的石子以便多余水分通過(guò)，每盆裝土26.5 kg。黃瓜種子在3月26日進(jìn)行直播，每盆2粒，灌水2 L。待黃瓜長(zhǎng)至5～6片葉時(shí)，開(kāi)始處理。試驗(yàn)共7個(gè)處理，設(shè)2個(gè)控水時(shí)期(5～6片葉到黃瓜授粉前，授粉后)，每個(gè)控水期分4個(gè)灌溉水平，其中，以T3處理作為對(duì)照處理。具體設(shè)計(jì)見(jiàn)表1，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10盆。

黃瓜種子3月31日出苗，4月3日后每隔3 d灌水2 L，4月28日第一次分處理灌水，灌水間隔4 d，6月2日授粉后第一次灌水，灌水間隔2 d，6月27日最后一次澆水，7月5日進(jìn)行收獲，其它方面按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)措施進(jìn)行管理。處理開(kāi)始后定期觀測(cè)植株長(zhǎng)勢(shì)，包括株高及莖粗；使用葉綠素儀測(cè)定葉片SPAD值。最終測(cè)定黃瓜種子產(chǎn)量及產(chǎn)量組成(單株結(jié)瓜數(shù)、單瓜結(jié)籽數(shù)、千粒重、單株種子產(chǎn)量)。

表1 不同處理下制種黃瓜生育期灌水量的比較

數(shù)據(jù)處理采用Excel 2010以及Spss17.0，處理間方差分析采用多重比較Tukey檢驗(yàn)在p<0.05水平上進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌水時(shí)期和灌水量對(duì)制種黃瓜生長(zhǎng)參數(shù)的影響

通過(guò)對(duì)各處理下黃瓜生長(zhǎng)參數(shù)利用Tukey法進(jìn)行多重比較分析后(圖1，表2，表3)可以得出，灌水時(shí)期和灌水量處理顯著影響了制種黃瓜的株高和莖粗，并且對(duì)株高的影響比莖粗更加顯著，而對(duì)葉片葉綠素含量無(wú)顯著影響?？偟脕?lái)說(shuō)，隨著處理時(shí)間的增加，T1處理的株高值一直處于最低值，其它處理之間的植株生長(zhǎng)差異不顯著。從最后一次測(cè)量的株高結(jié)果看，與對(duì)照T3相比，在授粉前減少灌水量，特別是T1處理會(huì)顯著抑制植株高度，在授粉前增加灌水量(T4)對(duì)株高無(wú)顯著影響；而在授粉后無(wú)論增加還是減少灌水量均對(duì)植株高度均無(wú)顯著影響。說(shuō)明在減少相同灌水量的條件下，黃瓜不同生育期對(duì)水分虧缺的敏感性不同，與授粉后(T5)相比，黃瓜對(duì)授粉前減少水分(T1)敏感性更強(qiáng)，如果授粉前水分過(guò)度虧缺，株高將顯著抑制。

圖1 灌水時(shí)期和灌水量對(duì)制種黃瓜植株高度(cm)的影響注：圖中不同小寫字母表示處理間5%差異顯著，下同。

表2 灌水時(shí)期和灌水量對(duì)制種黃瓜植株莖粗的影響 (mm)

注：表中同列數(shù)據(jù)不同小寫字母表示5%差異顯著，下同。

表3 灌水時(shí)期和灌水量對(duì)制種黃瓜葉片SPAD值的影響

2.2 灌水時(shí)期和灌水量對(duì)制種黃瓜種子產(chǎn)量的影響

通過(guò)對(duì)制種黃瓜種子產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析后結(jié)果顯示(圖2)，不同灌水量顯著影響單株制種黃瓜種子產(chǎn)量，與對(duì)照T3相比，在授粉前和授粉后減少灌水量(T1、T2和T5)均顯著降低黃瓜種子產(chǎn)量，三個(gè)處理比對(duì)照T3分別減少95.7%、82.0%和60.5%，并且授粉前水分虧缺對(duì)種子產(chǎn)量影響更大；無(wú)論在授粉前還是授粉后增加灌水量均對(duì)種子產(chǎn)量影響不大。說(shuō)明制種黃瓜如果在授粉前產(chǎn)生水分虧缺，將導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)。

圖2 灌水時(shí)期和灌水量對(duì)制種黃瓜種子產(chǎn)量的影響

2.3 灌水時(shí)期和灌水量對(duì)制種黃瓜種子產(chǎn)量組成的影響

另外，從產(chǎn)量組成數(shù)據(jù)(表4)可以得出，不同處理顯著影響了單株結(jié)瓜數(shù)和單瓜結(jié)籽數(shù)，對(duì)種子千粒重?zé)o顯著影響。與對(duì)照T3相比，在授粉前減少灌水量(T1和T2)顯著降低了單株結(jié)瓜數(shù)和單瓜結(jié)籽數(shù)，授粉前增加灌水量影響不顯著；在授粉后不同灌水量對(duì)黃瓜種子產(chǎn)量組成影響不顯著。此結(jié)果與種子產(chǎn)量數(shù)據(jù)相類似，說(shuō)明制種黃瓜在授粉前對(duì)水分虧缺更敏感，授粉前減少灌水量會(huì)導(dǎo)致單株結(jié)瓜數(shù)和單瓜結(jié)籽數(shù)減少，進(jìn)一步影響種子產(chǎn)量。

表4 灌水時(shí)期和灌水量對(duì)制種黃瓜種子產(chǎn)量組成的影響

2.4 灌水時(shí)期和灌水量對(duì)單株制種黃瓜灌溉水利用率的影響

由不同處理下制種黃瓜灌溉水利用率(單株黃瓜種子產(chǎn)量與單株灌水總量的比重)數(shù)據(jù)(圖3)可以得出，與對(duì)照T3相比，雖然在授粉前T1和T2分別減少了12.9%和6.5%的灌水量，但兩者均顯著降低了制種黃瓜灌溉水利用率，兩個(gè)處理比對(duì)照T3分別減少95.1%和80.8%，這一結(jié)果引起的原因主要是由于授粉前灌水量減少所引起的嚴(yán)重減產(chǎn)導(dǎo)致的；而在授粉后灌水量減少(T5和T6)也使灌溉水利用率有一定的降低，但是不顯著；在授粉前還是授粉后增加灌水量均沒(méi)有顯著影響灌溉水利用率。說(shuō)明制種黃瓜授粉前是水分利用的關(guān)鍵期，此時(shí)減少灌水量，將導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)，不僅不能提供水分利用率，反而會(huì)大大地降低水分利用率。

圖3 灌水時(shí)期和灌水量對(duì)制種黃瓜灌溉水利用率的影響

3 討論與結(jié)論

合理灌溉是協(xié)調(diào)作物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的重要措施。生產(chǎn)型黃瓜結(jié)果期存在持續(xù)坐果的表現(xiàn)，而一般情況下制種黃瓜植株授粉后進(jìn)入結(jié)果期只保留2個(gè)健壯的黃瓜果實(shí)用來(lái)制種。由于制種黃瓜植株生長(zhǎng)發(fā)育的進(jìn)程與周期發(fā)生了改變，因此在相應(yīng)的灌溉制度方面制種黃瓜的與生產(chǎn)型黃瓜也存在很大差異。

筆者試驗(yàn)中，制種黃瓜不同生育期對(duì)水分供應(yīng)變化的響應(yīng)存在差異，授粉前是響應(yīng)水分虧缺的敏感期，此時(shí)減少灌水量會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)82.0%～95.7%，進(jìn)而灌溉水利用率也非常低。這是因?yàn)樵谧魑锼置舾衅谒止?yīng)不足會(huì)使作物生育后期自動(dòng)調(diào)節(jié)和補(bǔ)償供應(yīng)能力較弱，進(jìn)而導(dǎo)致大量減產(chǎn)[12]。授粉后植株黃瓜植株對(duì)水分虧缺的敏感性減弱，但此時(shí)減少灌水量也會(huì)在一定程度上降低種子產(chǎn)量和灌溉水利用率。無(wú)論在授粉前還是授粉后增加灌水量均沒(méi)有顯著提高種子產(chǎn)量影響，而使灌溉水利用率有一定的降低。

灌水量的減少并不總是降低產(chǎn)量，適度缺水反而有利于某些作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的增加，適度灌溉往往可以在不減產(chǎn)或增產(chǎn)的前提下，水分利用率顯著提高[13,14]，試驗(yàn)中，當(dāng)制種黃瓜長(zhǎng)至5～6片葉時(shí)，在授粉前適宜的灌水量為每株2～3 L，灌水間隔4 d，在授粉后適宜的灌水量為每株3L，灌水間隔2 d，可以保證制種黃瓜種子豐產(chǎn)和節(jié)水的良好效果。雖然本試驗(yàn)制種黃瓜的合理灌溉制度數(shù)據(jù)來(lái)自于盆栽試驗(yàn)，但為優(yōu)化制種黃瓜節(jié)水灌溉方案提供了數(shù)據(jù)支撐，對(duì)水資源匱乏地區(qū)制種基地種子的可持續(xù)生產(chǎn)具有重要的意義。