不同灌溉定额对宁夏中部干旱带膜下滴灌压砂瓜生理性状、产量及品质的影响.pdf

陕西农业科学():./.不同灌溉定额对宁夏中部干旱带膜下滴灌压砂瓜生理性状、产量及品质的影响庞婷婷王金弟陈星宜赵斯文张泽瑾(.中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室宁夏 银川.宁夏气象防灾减灾重点实验室宁夏 银川.中卫市气象局宁夏 中卫.海原县气象局宁夏 海原.吴忠市气象局宁夏 吴忠)摘 要:【目的】探究最适宜的滴灌定额为宁夏中部干旱带水资源的充分利用以及压砂瓜增产增收提供科学参考【方法】在田间试验条件下采用随机区组设计灌溉定额设置 个标准:高水/()、中水/()、中水/()、低水 /()和不灌水()共计 个处理设置灌溉次数为 次研究了不同灌溉定额对压砂瓜生理性状、产量及品质的影响【结果】不同灌溉定额对膜下压砂瓜生理性状、产量和品质具有重要的影响 随灌溉定额的增加压砂瓜主蔓长、纵横径和产量随之增大表现为 在品质指标上压砂瓜的水分含量随灌溉定额的增加而增大 处理最高 略微次之 最低心糖、边糖和可溶性总糖在一定的灌溉定额下(/)随灌溉定额的增加而增大超过一定的灌溉定额(/)反而会降低影响压砂瓜口感各处理间瓜皮厚度无显著差异 综合各品质指标 处理表现最优 水分利用效率总体趋势是随着灌溉定额的增加而增大但是灌溉定额过高水分利用效率反而会降低 处理水分利用效率表现最高水资源被充分利用率最好【结论】在气候干燥少雨的宁夏中部干旱带采取薄膜下滴灌方法和灌水定额为 /、灌水频率为 次组合后压砂瓜生理特性、产量和品质指数均最佳关键词:压砂瓜灌溉定额生理性状产量品质中图分类号:.文献标识码:文章编号:()收稿日期:修回日期:基金项目:宁夏自然科学基金项目()第一作者简介:庞婷婷()女宁夏固原人工程师本科主要从事气象服务与应用气象研究 (.):.:/()/()/()/()().(/)(/)./.:.引言位于宁夏中部干旱带的中卫市沙坡头区环香山地区干旱少雨、气候干燥年降水量仅 年蒸发量却达 且终年旱情加剧水资源十分贫乏属我国最干旱的地区之一 砂田是我国西北干旱、半干旱地区独特的、传统的抗旱农业耕作方式为适应干旱少雨地域及盐碱不毛区域而创设的属土地覆盖保墒技能之一 种植者们发挥了本地的气候环境尤其有利于瓜类生长发育的这一优势并结合压砂地农民原有的耕种模式使栽培压砂地西瓜成为农民在严酷的干旱环境条件下赖以生存并脱贫致富的产业之一 压砂瓜的生长需要较高的水分但因为环香山地区天然干旱少雨的气候特征即使覆盖砂石也有部分土壤水分从砂田蒸发而消散只依赖自然的降水并不能满足压砂瓜生长需求所以灌溉是环香山地区发展压砂瓜种植业的关键环节自 年以来宁夏中部干旱带在压砂瓜栽培中引入了滴灌同时将其和覆膜栽培技术相融合建立了薄膜下滴灌技术 膜下滴灌技术能够为作物供应更适应的水、气、热环境提升作物产量和品质同时降低了地下水位减少了灌溉水的过度渗漏加上覆膜后边界条件的改善土壤蒸发减少土壤返盐也大幅度降低具有增温保墒、节水节肥、加密增产的优点并能做到随水施肥实现水分和营养的同步供应在中部干旱地区得到大面积推广应用无疑是目前最为有效的节水灌溉方式之一压砂瓜高产品质的形成离不开丰富的光、温、水、肥、气等其中水分是决定生产的最活跃因子只有合理的水分含量其它因子才能起到最大影响形成压砂瓜高产品质而滴灌的用水不足或过量都将制约压砂瓜产量和品质的提高 近年来有学者对此进行了相关研究马波等利用试验资料研究得出灌水定额和灌水方式对西瓜产量影响明显而灌水次数则无明显影响黄山松等研究了种植方式和灌溉量对干旱区压砂瓜生理特性及产量的影响得出嫁接苗是压砂地适宜的栽培方式以及最适宜的灌溉定额李志博等进行了香山区域的不同品种和种植方式对压砂瓜生长、产量及品质的影响研究提出了适用于当地压砂瓜栽培的最佳灌水方式等 目前滴灌技术应用于压砂瓜灌溉方面的研究较多但这些研究多集中于不同灌水模式、栽培方式或者不同品种下压砂瓜水分生产效率上的差异及其优越性而且有的研究资料时间过久不太适宜当前压砂瓜生长发育的实际情况 因此在当前全球气候变暖和水资源供需矛盾日益尖锐的情况下如何继续优化灌溉提高土地水分利用效率从而实现压砂地西瓜的生产既节水又优质高产对宁夏中部干旱区域农业的经济发展具有重要意义 鉴于此本研究借鉴前人的理论研究成果和先进经验采取膜下滴灌方式开展不同灌溉定额对压砂瓜生育期生理性状、产量和品质的影响研究为宁夏中部干旱带水资源的充分利用以及压砂瓜增产增收提供科学参考 材料与方法.试验基地概况试验于 年 月在宁夏中卫市沙坡头区香山乡的红圈子村(北纬 东经)开展地处宁夏中部干旱带核心平均海拔为 兼具大陆性季风气候和沙漠气候特征日照充足、干旱少雨水资源紧缺所选试验田为上层覆 的细砂砾石陕西农业科学 年第 卷第 期试验地面积约 年为第 年连作地耕层为沙壤土田间持水量.(质量比)土壤全盐量./速效钾./速效磷./碱解氮./有机质./.当地以井水为灌溉水源 试验区为压砂瓜的主要产区之一也是规模最大的生产基地.试验滴管设备试验灌溉设备分为输水设备及运水设备 设备主要包含水源、水泵、水源开关阀、旋翼式水表、输水配送管道、滴灌管等组成 滴灌技术带流速为/灌溉水为当地机井水在通过蓄水池时经当地压砂设备或灌溉系统输水管传递至试验区抽水泵上水量由旋翼式水表测量后读出在试验进行时严密检测阀门和装置并严格遵照试验设计方法开展.试验品种当地的压砂瓜主栽品种“金城 号”:高抗枯萎病果实品质好全生育期 左右与 月下旬采用的南瓜嫁接苗膜下移栽后定植.试验设计采用单因素对照试验研究在种植时间、栽培方式、供试品种、施肥情况、灌水次数以及田间管理均一致的情况下通过前期文献查阅和专家咨询并结合当地经常采用的经验灌溉量设定了 种不同灌溉定额处理分别为高水 /()、中水 /()、中水 /()、低水 /()此外以不灌水()为对照 采用随机区域分组的设计设有 个处理每个处理设有 个重复共 个小区试验确定为 行西瓜每行一个处理种植密度为行距.株距.共栽植 株/每个小区之间均铺设 的塑料薄膜防渗在每个小区前均布置水源开关阀以便控制水源运输 为预防灾害性暴雨、冰雹等天气对试验区的影响以塑料薄膜作为简易的遮雨设备铺设在每行间一旦出现将大的自然降水或冰雹天气及时用遮雨膜覆盖压砂瓜根据压砂瓜的生育规律并结合香山乡红圈子村 户农民的调查结果及相关文献结果此次试验设置灌溉次数为 次(不包括定植水)具体试验设计方案见表 表 压砂瓜膜下滴灌试验因素水平组合设计试验品种栽培方式灌水方式处理灌溉定额(/)灌水次数每次灌溉量/生育期灌水日期(月 日)(高水)次 (中水)次 金城 号(嫁接)移栽膜下滴灌(中水)次 (低水)次 (不灌水).试验实施 月 日进行播种播种时先用铁锹翻开砂石土层疏松土质然后每穴内播一粒已经催芽的种子(叶 心时的压砂瓜苗)统一施底肥./肥料为生物细菌有机肥(.有机质)、复合肥(总养分 硝酸钾、硫酸钾型)、磷酸二胺(总养分.)及农家肥(羊粪)按:比例混合 继而覆 厚的润湿土和 厚的细砂 试验采用爬地式种植为保证压砂瓜的成活率统一灌溉了一定量的定植水(每穴约.)定植后采用覆膜机进行整条覆盖地膜、滴灌铺设畦面每隔 穴坑距离用砂砾压膜 另外适时理顺压砂瓜苗根须让其能够进行缓苗以提高幼苗的出土生存率双蔓整枝、单株留低、主蔓坐瓜 试验期间主要农事管理、梳蔓、除草、施肥和病虫害防治等情况均按照常规大田压砂瓜农事管理措施进行 定植后缓苗 周左右随后按照试验方案进行灌水整个生育期内灌水情况见表 压砂瓜全生育阶段根据环境的影响及压砂瓜性能的需要结合当地生产习惯和经验分别在 月 日、月 日、月 日、月 日、月 日施用水溶性有机肥./肥料为深圳市芭田生态股份有限公司制作的芭田惊天下复肥(、.)处理期间除水分控制有差异外其他种植时间、栽培方式、供试品种、施肥水平和田间管理等均一致庞婷婷等:不同灌溉定额对宁夏中部干旱带膜下滴灌压砂瓜生理性状、产量及品质的影响试验瓜于 月 日摘收全生育期 由于上一年雨水较为丰富土壤墒情也较好加之较为合理的田间管理压砂瓜所需的水分和养分能够满足需要同时温度和光照也能满足压砂瓜的生长需要所以压砂瓜的各个生育期均能如期进行(具体生育期见表)表 本试验压砂瓜生育周期划分生育阶段形态标准日期(月 日)持续时间/苗期定植后至真叶显露具 片叶苗端具 片稚叶、个叶原基此期主要是叶片和茎的增长 伸蔓期茎蔓迅速延长叶片逐渐增大叶面积扩大孕蕾开花 开花坐果期雌花受精后子房开始膨大果实表面的茸毛开始稀疏不显 果实膨大期果实硬化、发亮、结果表面的蜡粉逐渐消散 成熟期植株日趋衰老涨势明显减弱基部叶片开始枯黄、脱落 注:以上各个时期的划分界限以约 植株达到最高形态指标的日期为准.测定项目及方法.土壤指标的测定在定植前进行土壤采集使用五点取样法进行取土取土壤深度为 土壤(取前去除土壤表层的压砂)所取样的土层要均匀无团状的大粒取样后待土层经自然风干过筛后进行土壤理化性质的测定.生育期降雨量的测定 利用就近的兴仁气象站实时监测气象数据获取压砂瓜生育期降水量情况(见表)全生育期降水量为.较为干旱表 年试验区降水量统计生育阶段日期(月 日)苗期()伸蔓期()开花坐果期()果实膨大期()成熟期()全生育期降水量/.压砂瓜生长性状的测定 每次处理确定三个重复每次重复采摘三株压砂瓜对各个重复的结果取平均数 为确保检测的准确性在压砂瓜定植缓苗后从各个小区选取最具有代表性的三株西瓜秧对其标记挂牌主蔓长:利用钢卷尺分别在伸蔓期、开花坐果期、果实膨大期和成熟期从主蔓的地表处到最顶端生长点处拉直测量压砂瓜主蔓长纵横径:利用钢卷尺在坐瓜后定期测量压砂瓜纵横径.压砂瓜产量的测定压砂瓜成熟后按照试验小区进行采摘用电子秤将所有小区内的瓜进行逐个称重得出各小区的单瓜重和产量总和从而得出各处理的总产量单位/.压砂瓜品质的测定压砂瓜成熟后按照试验小区进行采摘根据检测要求对每个小区进行取样共计 个样本送往检测中心进行总糖和水分的鉴定 另外利用手持测糖仪测量每个样本其边糖和心糖含量.压砂瓜实际需水量的计算 作物需水量既是农业生产用水的重要组成部分更是整个国民经济中消耗水分的最重要部分 按照水量平衡方程计算作物实际需水量即:式中:为时段初和时段 的土壤计划湿润层内的储水量按 算为随计划湿润层增加而增加的水量 为地下水补给量和 在本试验中无此项即 为储存于土壤湿润处的有效降雨量 为时段 内灌水量或灌水定额 为时段 内的作物实际耗需量单位以 或/计由公式 ()计算得到整个生育期压砂瓜实际需水量.压砂瓜水分利用效率的计算 水分利用效率:是指灌溉单位体积内所能产出农产品的数量是作物总产量与作物总需水量之间的关系比值 即:陕西农业科学 年第 卷第 期式中为水分利用效率/为作物总产量 为作物总需水量.数据处理的方法 本试验所列试验结果数据均为前三次重复性测量的平均数使用 .和 进行数据统计分析 结果与分析.不同灌溉定额对压砂瓜主蔓长的影响主蔓长作为压砂瓜生长状况的一个重要指标不同程度的水分胁迫对压砂瓜主蔓长的生长有较大影响 由图 可见整个生育期内压砂瓜的主蔓长随生育期的推移呈不断增长的趋势苗期最短成熟期最长 主蔓长随着灌溉定额的增大而增加排列为:从各生育阶段而言 月 日压砂瓜开始伸蔓按照试验设计进行了第一次灌水到 月 日开花坐果时随着压砂瓜的生长代谢旺盛根系发育蔓长增长加快各处理日增长依次为.、.、.、.、.月 日左右开花坐果后随着植株对水分的需求增大土壤水分供给逐渐发生转移无法同时满足蔓长和西瓜需水西瓜蔓长增长量开始减缓至 月 日西瓜膨大期前各处理日增长量分别为.、.、.、.、.从 月 日左右的西瓜膨大期开始至 月 日前西瓜成熟从土壤中汲取的水分和营养主要用于西瓜果实的成熟上蔓长增长速度变缓各处理日增长量分别为.、.、.、.、.进入成熟期后主蔓长增长速度显著变缓各处理日增长量分别为.、.、.、.、.综上可见各生育阶段蔓长增长速度为:伸蔓期 开花坐果期 膨大期 成熟期对膜下滴灌压砂瓜各个处理主蔓长进行了方差分析(表)除 月 日(未灌水)达不到显著水平其他阶段各个处理之间均达到了.显著性差异表 不同处理下压砂瓜主蔓长测定结果()处理日期(月 日).注:同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(.)大写字母表示处理间处理间差异显著(不同的灌溉定额对压砂瓜的纵横径产生了显著影响尤其是随着生育进程的发展在膨大后期和成熟期各个处理之间显著性差异越明显(膨大初期 膨大后期 成熟期 对比不同处理下各生育阶段纵横径日增长量可见 相对其他处理较高 处理最低图 不同处理压砂瓜各生育期纵径、横径日增长量.不同灌溉定额对压砂瓜产量的影响从表 可知不同的灌溉定额对压砂瓜的单瓜重、坐果率和总产量均有影响 由于灌溉定额的增大压砂瓜的单瓜重也逐步增加而 处理在整个生育期都不进行灌水因此单瓜重最低只有.处理的单瓜重最高达到了.与 单瓜重无明显差异但显著高于、的单瓜重(.)处理后的单瓜重也显著高于(.)、和 的单瓜重(压砂瓜坐果率的变化与单瓜重相似 和 处理坐果率最高达到了 处理最低压砂瓜总产量的变化基本与单瓜重相同均随着灌溉定额的增大而增加 处理的总产量最高 处理的总产量最低且、处理的总产量显著超过了其他几个处理(表 不同处理压砂瓜产量测定结果处理单瓜重/坐果率/总产量(/).不同灌溉定额对压砂瓜品质的影响从表 可知硒砂瓜的心糖、边糖和可溶性总糖表现了一致的规律性其排序为 中间的糖分要高于边上的糖分可溶性总糖含量 处理最高 达./处理陕西农业科学 年第 卷第 期最低水分含量是随着灌溉定额的增大而增大处理最高达.处理略微次之 处理最低且 与 水分含量显著高于、的水分含量(各处理间瓜皮厚度无显著差异表明不同的灌溉定额对瓜皮厚度变化无较大影响表 不同处理压砂瓜品质指标含量处理心糖(/)边糖(/)可溶性总糖(/)水分/皮厚/.不同灌溉定额对压砂瓜水分利用效率的影响利用所得的压砂瓜产量、需水量计算出压砂瓜灌溉水分利用效率结果见表 表 不同处理下压砂瓜水分利用效率处理总需水量(/)总产量(/)水分利用效率(/).从表 可看出在一定程度上各处理间水分利用效率总体趋势是随着补水量的增加而增大但是补水量过高水分利用效率反而会降低 中水处理 水分利用效率最高表明水资源被充分利用 这也表明适当的水分条件和合理的补水灌溉才有利于压砂瓜的生长发育 结果与讨论本研究表明在干旱少雨的宁夏中部干旱带不同灌溉定额对膜下压砂瓜生理性状、产量和品质具有重要的影响 随着灌溉定额的增大压砂瓜根系中吸取营养的功能逐渐增强使得压砂瓜吸取了更多的营养和水分因而促使了植株的生长新陈代谢压砂瓜的主蔓长、纵横径和产量随之增大表现出高水()中水()中水()低水()不灌水()表明提高灌溉定额有利于压砂瓜的营养生长和生殖生长在品质指标上压砂瓜的水分含量随着灌溉定额的增加而增大 处理最高 略微次之最低心糖、边糖和可溶性总糖在一定的灌溉定额下(/)随着灌溉定额的增加而增大超过一定的灌溉定额(/)反而会降低各处理间瓜皮厚度无显著差异表明不同的灌溉定额对瓜皮厚度变化无较大影响 综合各品质指标 处理表现最优水分利用效率总体趋势是随着灌溉定额的增加而增大但是灌溉定额过高水分利用效率反而会降低 中水处理 水分利用效率表现最高表明水资源被充分利用也表明适宜的水分条件和适当的补水灌溉才有利于压砂瓜的生长综上所述尽管 处理的压砂瓜在主蔓长、纵横径、产量、水分上均是最高的但是含糖量和水分利用效率偏低不仅影响了压砂瓜口感在一定程度上降低了品质而且水资源未被充分利用造成了资源浪费 反而经 处理后的压砂瓜既能增加产量又不致显著的影响其含糖量而且水分利用效率也最高因此最佳灌溉定额以中水处理(/)为宜参 考 文 献:白晓宇.香山压砂瓜节水补灌技术应用研究.宁夏:宁夏大学:.周辉.压砂地西瓜需水及需肥规律试验研究.宁夏:宁夏大学:.马波田军仓沈晖等.土壤压砂保水处理含水率对西瓜生产潜力的影响.北方园艺():.马国飞张晓煜张磊等.宁夏压砂地土壤水分动态及消耗规律分析.宁夏农林科技():.弋鹏飞虎胆吐马尔白王一民等.干旱区棉花膜下滴灌优化灌溉制度的试验研究.水土保持通庞婷婷等:不同灌溉定额对宁夏中部干旱带膜下滴灌压砂瓜生理性状、产量及品质的影响报():.赵楠黄兴法任夏楠等.宁夏引黄灌区膜下滴灌春玉米需水规律试验研究.灌溉排水学报():.郭斌赵新俊王璞等.新疆膜下滴灌高产春玉米水肥优化研究 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