馬小連，擺虹霞，張亞紅，2

（1.寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏大學(xué) 食品與葡萄酒學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

黃瓜是我國北方冬春季溫室栽培的主要蔬菜，也是耗水量最大的蔬菜之一[1-2]。水分虧缺已成為限制黃瓜產(chǎn)量提高的重要因素，也是影響干旱、半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境改善的重要因素[2]。灌水量和灌水頻率是作物灌溉制度的核心內(nèi)涵，已有研究表明，灌溉頻率可以改變土壤水分空間分布和土壤蓄水量[3]，影響土壤溫度[4]和土壤養(yǎng)分分布[5-6]。劉淑艷等[7]研究了日光溫室春夏茬黃瓜灌水頻率，提出坐果期灌水間隔為1 d有利于產(chǎn)量形成；郭文忠等[8]研究發(fā)現(xiàn)，間隔6 d灌水對于增加干物質(zhì)積累效果最好，間隔3 d灌水產(chǎn)量最高。孫麗萍等[9]發(fā)現(xiàn)，在日光溫室黃瓜生產(chǎn)中，灌溉頻率對植株蒸騰、產(chǎn)量和水分利用效率的影響不同；張西平等[10]研究發(fā)現(xiàn)，黃瓜結(jié)果期灌水周期為3 d，灌水定額為15 mm時，黃瓜葉面積大，葉綠素含量高，葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度較大；每隔4~5 d灌1次水，灌水定額為15 mm，對黃瓜株高、莖粗、葉面積指數(shù)等形態(tài)指標產(chǎn)生了較好的效果。何華等[11]的研究表明，在西北地區(qū)日光溫室中，膜下滴灌條件下于黃瓜開花期每隔7 d灌水1次，結(jié)果期每隔3~5 d灌水1次，每次灌水10 m3/667 m2時，既有利于黃瓜商品率的提高，又有利于產(chǎn)量水平的提高。可見，在具有一定可控性的設(shè)施農(nóng)業(yè)中，灌溉制度因區(qū)域氣候、土壤和作物特性等具有明顯差異，需要因地制宜來制定水分管理制度。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對農(nóng)作物的灌溉規(guī)律及其對產(chǎn)量的影響進行了大量研究，為提高水分利用效率、優(yōu)化灌溉措施提供了理論依據(jù)，但已有研究大多以盆栽的形式進行。本試驗以黃瓜為研究對象，采用滴灌灌溉方式，研究不同灌水頻率對黃瓜生長發(fā)育的影響，旨在為西北地區(qū)黃瓜栽培種植提供試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年3—7月在寧夏園藝產(chǎn)業(yè)園進行。該試驗站地理坐標為東經(jīng)105°53′~106°36′，北緯38°26′~38°48′，屬于中溫帶干旱氣候區(qū)。熱量資源較豐富，大于或等于0℃積溫為3 753.2℃，大于或等于15℃積溫為2 629.9℃，年平均氣溫8.5℃左右，年平均日照時數(shù)2 800~3 000 h，年平均降水量200 mm左右，主要作物生長期所需熱量均能滿足。

1.2 試驗材料

供試品種為黃乳4號，為寧夏天源種業(yè)有限公司選育的黃瓜新品種。定植日期為2020年3月31日，拉秧日期為7月10日。黃瓜各生育期時間：幼苗期（4月1日—4月28日）、初瓜期（4月28日—5月10日）、盛瓜期（5月10日—6月25日）、末瓜期（6月25日—7月10日）。試驗小區(qū)面積為1.2 m×8.5 m，采用膜下滴灌帶灌水，滴灌帶平行于黃瓜種植方向布置，黃瓜行間距為40 cm×27 cm。按照試驗設(shè)計方案進行滴灌。前茬種植蔬菜為番茄，黃瓜生育期內(nèi)的施肥通過定植期施底肥和苗期、瓜期施追肥實現(xiàn)。種植前將各處理肥料用量的35%以底肥方式施入，追肥按照花期追肥1次、初果期追肥2次和盛果期追肥5次，全生育期共追肥8次施入。肥料選用磷酸二氫鉀、尿素和硝酸鉀。在整個生育期各處理的施肥量和管理措施保持一致。

1.3 試驗方法

試驗采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)3個灌水頻率：1 d灌水1次（T1）、3 d灌水1次（T2）、5 d灌水1次（T3），每個處理3次重復(fù)，共9個試驗小區(qū)。每個試驗小區(qū)面積為10.2 m2，定植黃瓜44株。按照試驗方案進行滴灌，灌水量一定且通過水表（精度0.0001）控制。黃瓜在各個生育期的需水量不一致，灌水頻率和各個時期灌水量如表1所示。

表1 不同生育期黃瓜灌水頻率及定額

1.4 指標測定

1.4.1土壤體積含水量及土壤溫度的測定 采用TDR-3型土壤水分傳感器實時連續(xù)監(jiān)測土壤體積含水量和土壤溫度。采用土壤溫度測試儀測定0~30 cm土層的土壤溫度。

1.4.2株高、莖粗、葉綠素的測定 在黃瓜的各個生育期，于每個小區(qū)內(nèi)選取具有代表性的3株植株，用卷尺測定其株高；莖粗采用游標卡尺測定地上部第3節(jié)間的直徑；采用葉綠素儀測定有特定標記葉片的葉綠素。

1.4.3產(chǎn)量的測定 在黃瓜的各個生育期，于每個小區(qū)內(nèi)隨機選取具有代表性的3株植株，自果實成熟時開始采摘，并用萬分之一型電子天平稱其單果質(zhì)量及總質(zhì)量，連續(xù)采摘全生育期果實，累計計算黃瓜產(chǎn)量，根據(jù)單株產(chǎn)量核算單位面積產(chǎn)量。

1.4.4黃瓜品質(zhì)的測定 Vc含量采用鉬藍比色法測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；有機酸通過酸堿中和滴定測定；可溶性固形物通過ATAGOP32（Japan）手持折射儀測定。

1.4.5黃瓜生育期內(nèi)空氣溫度的測定 通過各種傳

感器采集黃瓜生育期內(nèi)的空氣溫度并記錄。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用excel 2010進行數(shù)據(jù)處理并繪圖；采用SPSS進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃瓜生育期內(nèi)空氣溫度的變化

試驗溫室為土墻結(jié)構(gòu)，圖1為在黃瓜整個生育期內(nèi)日光溫室中的最高溫、最低溫和日均溫。2020年3—7月期間，試驗溫室最高溫度為22.6~43.9℃，平均35.4℃，最低溫度為11.3~20.1℃，平均16.6℃，日平均溫度為19.7~30.0℃，平均日均溫為24.4℃，活動積溫為2 192.6℃。

圖1 黃瓜生育期內(nèi)溫室空氣溫度的變化情況

2.2 滴灌頻率對溫室土壤水熱分布的影響

2.2.1滴灌頻率對土壤含水量的影響 黃瓜根系分布區(qū)域為土層0~30 cm，滴灌頻率對0~30 cm不同深度土層土壤水分含量的影響及其在黃瓜生長期的變化過程如圖2所示。黃瓜生育期內(nèi)，各處理的土壤體積含水量變化趨勢基本一致，最大耗水量均出現(xiàn)在5月中下旬及6月上旬，主要是因為在此時段黃瓜進入盛果期，而且氣候同步進入高溫時期，黃瓜蒸騰強烈，從而導(dǎo)致黃瓜需水量較大，說明植物對水分的需求隨著不同發(fā)育階段和環(huán)境因子的變化而變化[12]。這與孔德杰等[13]報道的黃瓜需水量基本上呈現(xiàn)為開花期和初瓜期小、盛瓜期大、后期小,需水高峰出現(xiàn)在結(jié)瓜盛期的結(jié)論一致。T1處理具有“少灌多次”的特點，其濕潤層含水量基本高于其他處理，波動幅度也小于其他2個處理。而T3處理的灌溉頻率低、次數(shù)少，在3個處理中為相對缺水狀態(tài)。T3處理的土壤體積含水量波動大，含水率低。

注：A為0~15 c m土層；B為15~30 c m土層。

2.2.2滴灌頻率對土壤溫度的影響 不同滴灌頻率對0~30 cm土層土壤溫度的影響如圖3所示。土壤溫度隨氣溫的變化而變化，由于試驗在日光溫室中進行，各小區(qū)均覆膜以保溫保水，因此全生育期平均土壤溫度接近或高于空氣溫度。在3個處理中，上層土壤溫度（主要是15 cm土層）受空氣溫度的影響較為明顯。另外，比較5月中旬前后土壤溫度的變化可以發(fā)現(xiàn)，5月之前土壤溫度隨空氣溫度的變化而波動的幅度明顯大于5月后。可能原因是5月中旬之前黃瓜處于幼苗期，葉片小、葉片數(shù)相對較少，太陽輻射可直接到達地表，對土壤溫度變化的影響顯著。5月中旬后，植株葉片數(shù)增多且葉片變大，因此上層土壤溫度受氣溫影響的變化幅度較小。

土壤溫度與灌水也有較大關(guān)系，采用“少灌多次”的灌水方法，始終使土壤保持濕潤，增大了土壤比熱容，可延遲氣溫對土壤溫度的影響。但隨著灌溉水在土壤中的再分布和不斷被消耗，表層土壤溫度受氣溫的影響逐漸增強。由圖3可知，高頻灌水T1處理較T2、T3的土壤溫度始終保持在較低水平，灌水對抑制地溫效果明顯。

注：A為0~15 c m土層；B為15~30 c m土層。

2.3 滴灌頻率對黃瓜生長的影響

2.3.1滴灌頻率對黃瓜株高和莖粗的影響 由圖4可知，隨著黃瓜生育期的增長，各處理的株高逐漸增加。各處理在苗期、初瓜期、盛瓜期和末瓜期的差異均不顯著，3個處理的株高增長量基本相同。結(jié)果表明，在相同灌水量條件下，不同灌溉頻率對黃瓜株高的影響差異不顯著。

圖4 滴灌頻率對黃瓜株高的影響

由圖5可知，黃瓜莖粗隨著生育期的增長而逐漸增加。各處理的莖粗在苗期差異不顯著。在初瓜期，T2與T3差異不顯著，但二者均與T1差異顯著，較T1高14.6%。在盛瓜期，T2與T3差異不顯著，但二者與T1差異顯著，較T1分別高2.4%、7.2%。在末瓜期，各處理的莖粗差異不顯著。這說明在灌水總量相同的前提下，前期灌水次數(shù)少有利于黃瓜莖粗的增長，而到了后期對莖粗的效果不明顯。原因可能是黃瓜在生長發(fā)育過程中通過莖粗的變化適應(yīng)不同的水分需求。

圖5 滴灌頻率對黃瓜莖粗的影響

2.3.2滴灌頻率對黃瓜葉片數(shù)和葉綠素的影響 由圖6可知，黃瓜葉片數(shù)隨著生育期的延長而逐漸增加，總體呈上升趨勢。雖然各處理起始時的葉片數(shù)不同，但增長量基本相同。因此，在相同灌水量的條件下，不同的灌溉頻率對黃瓜葉片數(shù)的影響差異不顯著。由圖7可知，葉綠素隨著生育期的增長而逐漸增長。各處理的葉綠素在苗期和末瓜期差異不顯著。在初瓜期，T1與T2差異不顯著，但二者與T3差異顯著，T2、T3較T1分別增長了20.2%、21.0%。在盛瓜期，T2與T3差異不顯著，但二者與T1的差異顯著，T2和T3較T1分別增長了8.2%、9.2%。這說明灌水量相同的條件下，T2和T3的灌水方式能顯著提高黃瓜葉片的葉綠素含量，有利于提高植物的光合作用。

圖6 滴灌頻率對黃瓜葉片數(shù)的影響

圖7 滴灌頻率對黃瓜葉綠素的影響

2.4 滴灌頻率對黃瓜果實性狀、品質(zhì)及其產(chǎn)量的影響

2.4.1滴灌頻率對黃瓜果實性狀及產(chǎn)量的影響 由表2可知，隨著滴灌頻率的增加，黃瓜果實的結(jié)果數(shù)、橫縱徑及產(chǎn)量均呈增長趨勢，而果形指數(shù)差異不顯著。T3的各項指標顯著高于T1、T2。T3的黃瓜單果質(zhì)量、小區(qū)產(chǎn)量和總產(chǎn)量分別比T1高3.6%、34.0%和31.9%，比T2高2.9%、25.0%和25.8%，差異均達顯著水平。這表明在灌水總量相同的條件下，T3的果實性狀最優(yōu)、產(chǎn)量最高。

表2 滴灌頻率對黃瓜果實性狀及產(chǎn)量的影響

2.4.2滴灌頻率對果實品質(zhì)的影響 由表3可知，黃瓜果實的Vc質(zhì)量比、可溶性糖質(zhì)量分數(shù)、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)均隨著滴灌頻率的增加呈現(xiàn)升高的趨勢；而有機酸質(zhì)量分數(shù)不受滴灌頻率變化的影響。在盛瓜期，T3的Vc質(zhì)量比、可溶性糖質(zhì)量分數(shù)、可溶性固形物較T1分別高25.0%、27.0%和2.0%，較T2分別高20.8%、21.0%和0.5%。在末瓜期，T3的Vc、可溶性糖和可溶性固形物較T1分別高71.0%、37.0%和15.7%，較T2分別高12.7%、12.9%和11.6%，差異均達顯著水平?？梢姡琓3的黃瓜品質(zhì)最好。

表3 滴灌頻率對果實品質(zhì)的影響

3 結(jié)論與討論

日光溫室的土壤體積含水量在不同灌水頻率下的變化情況不一致。黃瓜最大需水量出現(xiàn)在5月下旬至6月上中旬，在此時段黃瓜由初瓜期進入盛瓜期，2~5穗果進入膨大及成熟階段，而且氣候逐漸步入高溫時期，黃瓜蒸騰強烈，從而導(dǎo)致黃瓜需水量較大。這與孔德杰等[13]、杜社妮等[15]報道的黃瓜需水量呈現(xiàn)初瓜期少、盛瓜期大、末瓜期少的結(jié)果一致。當灌水頻率高時，土壤濕潤層含水量基本高于“水量小、頻率低”的處理，其波動幅度也小于其他處理。這與侯建安等[14]、李道西等[15]的研究結(jié)果一致。在黃瓜苗期和初瓜期，上層土壤溫度隨空氣溫度變化而波動的幅度明顯大于黃瓜盛瓜期。在不同的灌水頻率下，高頻灌水較中頻、低頻灌水的土壤溫度始終較低，原因是灌水對抑制地溫效果明顯。這與侯建安等[14]的研究結(jié)果一致。

試驗結(jié)果表明，在灌水量一定時，隨著灌水頻率的降低，黃瓜株高、莖粗、葉片數(shù)、產(chǎn)量等隨之增長，這與韋澤秀等[16]、吳立飛等[17]、王新元等[18]的研究結(jié)果一致。除有機酸外，Vc質(zhì)量比、可溶性糖質(zhì)量分數(shù)、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)均隨灌水頻率的增加而逐漸降低，這與吳立飛[17]的研究結(jié)果一致。

綜合考慮本試驗中黃瓜生長、產(chǎn)量、品質(zhì)等因素，在總灌水量一定的條件下，低頻灌水（5 d）可保證黃瓜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，實現(xiàn)黃瓜灌水高效管理。