文章編號 1007 4929 2020 06 0020 04 日光溫室秋冬茬黃瓜結(jié)果期灌溉頻率 對產(chǎn)量及根系分布特征的影響 楊冬艷 馮海萍 趙云霞 桑 婷 寧夏農(nóng)林科學(xué)院種質(zhì)資源研究所 銀川750002 摘 要 為制定寧夏中部干旱帶日光溫室秋冬茬黃瓜生產(chǎn)水分灌溉管理參數(shù) 采用田間試驗的方法 研究不同灌 溉頻率對嫁接黃瓜產(chǎn)量及根系分布特征的影響 結(jié)果表明 在日光溫室黃瓜秋冬茬栽培中 黃瓜根系主要分布在0 20 cm土層中 0 10 cm土層根系生物量超過80 結(jié)果期不同灌溉頻率對黃瓜根系生長量影響顯著 其中每7 d灌溉 1次的處理 TR3 0 15 cm土層根系生物量最高 灌溉頻率對15 30 cm土層分布影響不顯著 減少灌溉頻率 能夠促 進0 15 cm土層黃瓜根系生長量的增加 有利于黃瓜坐果 產(chǎn)量增加以及果實中糖含量的積累 因此在寧夏地區(qū)中部 干旱帶日光溫室黃瓜冬季生產(chǎn)中 平均日均溫18 左右 灌水定額1 500 m3 hm2的條件下 黃瓜結(jié)果期的灌溉間隔 7 d為宜 關(guān)鍵詞 秋冬茬黃瓜 灌溉頻率 根系分布 中圖分類號 S274 1 文獻標識碼 A Effects of Irrigation Frequency on Yield and Root Distribution Characteristics of Greenhouse Autumn winter Planted Cucumber YANG Dong yan FENG Hai ping ZHAO Yun xia SANG Ting Institute of Germplasm Resources NingXia Academy of Agricultural and Forestry science YinChuan 750002 China Abstract In order to formulate the irrigation management parameters for greenhouse autumn winter planted cucumber in the arid region of central Ningxia a field experiment was carried out to study the effects of different irrigation frequencies on the yield and root distribution of grafted cucumber The results showed that in the cultivation process of greenhouse autumn winter planted cucumber the roots were mainly distributed in the 0 20 cm soil layer and the root biomass in the 0 10 cm soil layer accounted for more than 80 irrigation frequency in fruiting period had significant effect on cucumber root growth the TR3 treatment of once irrigation every 7 days had the highest 0 15 cm soil layer root biomass while the influence on the root distribution of 15 30 cm soil layer was not significant the reduction of irrigation frequency could promote the increase of cucumber root growth in 0 15 cm soil layer which was conducive to the fruit setting yield increasing and the accumulation of sugar content in the fruit Therefore in the winter production of greenhouse cucumber in the arid region of central Ningxia region under the condition that the average daily temperature is about 18 the accumulated temperature is 1 642 and each time irrigation water quantity is 22 5 m3 hm2 the optimum irrigation interval of the cucumber fruit period is 7 d Key words autumn winter planted cucumber irrigation frequency root distribution 收稿日期 2020 01 10 基金項目 寧夏科技廳科技支撐計劃項目 2016BZ0904 2015BN04 國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系 CARS 23 G24 作者簡介 楊冬艷 1977 女 副研究員 碩士 主要從事設(shè)施環(huán)境調(diào)控與蔬菜栽培生理研究 E mail yangdongyan2000 163 Com 水肥一體化技術(shù)是通過壓力系統(tǒng)將肥料溶液以較小流量 直接 準確地施與蔬菜作物根部附近土壤表層的灌水施肥技 術(shù) 將灌水與施肥結(jié)合在一起 有效地提高了設(shè)施蔬菜水分和 肥料利用率 1 2 在日光溫室生產(chǎn)應(yīng)用面積逐漸擴大 黃瓜是保 護地栽培的主要蔬菜作物之一 屬耗水耗肥的蔬菜作物 營養(yǎng) 生長與生殖生長同時進行 采收期長 對水肥需求量大 3 灌 水量和灌水頻率是作物灌溉制度的核心內(nèi)涵 已有的研究表 明 灌溉頻率可以改變土壤水分的空間分布和土壤的蓄水 量 4 影響土壤溫度 5 和土壤養(yǎng)分的分布 6 7 劉淑艷研究了 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 8 郭文忠研究春夏茬黃瓜適宜灌水頻率 發(fā)現(xiàn) 灌水間隔3 d產(chǎn)量最高 9 孫麗萍發(fā)現(xiàn)在日光溫室黃瓜生產(chǎn) 02節(jié)水灌溉 2020年第6期 中 栽培茬口季節(jié)不同 灌溉頻率對植株蒸騰 產(chǎn)量和水分利用 效率的影響不同 秋冬茬黃瓜生產(chǎn)中隨灌溉頻率增加 溫室內(nèi) 空氣相對濕度一直處于相對較高狀態(tài) 抑制了土面蒸發(fā) 不利 于黃瓜產(chǎn)量的增加 10 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 隨著寧夏地區(qū)高標準 溫室的建造增多 溫室的溫光環(huán)境性能進一步優(yōu)化 秋冬茬黃 瓜的栽培面積逐漸擴大 但農(nóng)戶在使用水肥一體化技術(shù)時 或 應(yīng)用無土栽培黃瓜的管理模式或憑借大水漫灌時的黃瓜種植 經(jīng)驗 對土壤栽培秋冬茬黃瓜的膜下滴灌水分管理制度缺乏應(yīng) 用參考參數(shù) 因此 試驗以秋冬茬嫁接黃瓜為研究對象 采用水 肥一體化管理裝備 研究灌溉頻率對秋冬茬土壤栽培嫁接黃瓜 產(chǎn)量 品質(zhì)及根系分布特征的影響特征 為寧夏中部干旱帶日 光溫室秋冬茬黃瓜水肥灌溉參數(shù)設(shè)定提供科學(xué)依據(jù) 1 材料和方法 1 1 試驗區(qū)概況 試驗地點位于寧夏中部干旱帶吳忠 孫家灘 國家農(nóng)業(yè)科 技園區(qū) 屬大陸性干旱 半干旱氣候 海拔高度1 130 m 全年光 照時間3 000 h 全年太陽輻射高達700 kJ m2 年平均氣溫8 8 年平均降水量193 mm 氣候干燥 無霜期150 d左右 晝夜 溫差大 試驗溫室凈跨10 m 長72 m 鋼架結(jié)構(gòu) 溫室脊高6 m 棚膜為日本住友化學(xué)公司生產(chǎn)明凈華膜 外覆保溫被 試驗 溫室土壤容重為1 10 g cm3 田間最大持水量24 21 1 2 試驗設(shè)計 試驗黃瓜接穗品種為 德爾99 砧木是 博強4號 穴盤 育苗 2017年9月5日定植 定植時黃瓜苗2葉1心 起壟栽 培 壟底寬80 cm 株距28 cm 小行距40 cm 大行距100 cm 定 植密度47 430株 hm2 采用膜下鋪設(shè)雙行滴管帶 滴頭間距30 cm 黃瓜定植后40 d內(nèi)統(tǒng)一水肥管理 每隔5 d灌水1次 每次 灌水量為75 m3 hm2 黃瓜進入開花坐果期 10月15日 后開 始不同灌水頻率處理 12月20日結(jié)束 1月5日拉秧 生育期 120 d 黃瓜采收期67 d 試驗采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計 小區(qū)面積13 5 m2 5次重 復(fù) 依次排列 每個處理之間用棚膜垂直隔離60 cm 水肥一體化 裝備為水箱 500 L 水泵 比例施肥泵 滴管管材 滴管帶滴頭 間距30 cm 每個處理安裝水表控制灌水量 試驗設(shè)3個灌水頻 率處理 TR1 1次 1 d 每次灌水量15 m3 hm2 TR2 1次 4 d 每 次灌水量60 m3 hm2 處理3 1次 7 d 每次灌水量105 m3 hm2 試驗處理時間65 d 處理期間總灌水量均為975 m3 hm2 各處理施肥制度一致 試驗基肥為腐熟羊糞75 m3 hm2 磷 酸二銨300 kg hm2 處理開始前分別在第20 d 30 d統(tǒng)一追肥2 次 每次施以色列海法公司的魔粒豐水溶肥 N16 P8 K32 45 kg hm2和尿素 N46 15 kg hm2 試驗處理時間65 d 各處理追肥時間一致 間隔7 8 d追肥1次 總追肥次數(shù)8次 黃瓜種植期間利用紫藤連線設(shè)備ZigWSN采集器 農(nóng)用溫 室型 監(jiān)測溫室環(huán)境溫度 黃瓜活動積溫為黃瓜生長期間內(nèi)日 均溫的總和 其中日均溫下限溫度為14 7 上限溫度為 35 12 1 3 測定指標與方法 每個小區(qū)用天平單獨稱質(zhì)量測產(chǎn) 每隔2 d采果1次 累計 得黃瓜產(chǎn)量 每個處理在盛果期取開花期一致的黃瓜 黃瓜果 實采用四分法取樣測定其品質(zhì) Vc含量采用2 6 二氯靛酚法 測定 可溶性糖含量采用蒽酮法測定 硝酸鹽含量采用水楊酸 法 11 測定 在灌水處理結(jié)束時 每個處理取相鄰5株黃瓜根系 用直 徑為10 cm的土鉆取樣 以黃瓜主根為中心 取水平方向半徑 15 cm 垂直方向以5 cm為一個層次 取到30 cm 共6個土層 浸泡1 h后 沖洗根系 烘干稱重 1 4 數(shù)據(jù)分析 采用DPS軟件Duncan s多重比較差異顯著性 2 結(jié)果與分析 2 1 日光溫室秋冬茬黃瓜生長期間溫度變化 試驗溫室土墻結(jié)構(gòu) 冬季沒有加溫設(shè)施 由圖1可見 在 2017年9 12月期間 試驗溫室最高溫度在15 77 36 72 范 圍內(nèi)波動 平均29 25 最低溫度在6 68 19 55 范圍內(nèi)波 動 平均11 63 每日平均溫度在9 43 30 57 范圍內(nèi) 平均 日均溫17 93 日均積溫為2 050 17 活動積溫為 1 642 51 圖1 日光溫室秋冬茬黃瓜生長期間溫室溫度變化 Fig 1 Greenhouse temperature changes during cucumber growth in autumn winter planted 2 2 不同灌溉頻率對黃瓜采收特征和產(chǎn)量的影響 由圖2可見 秋冬茬灌水頻率對于黃瓜產(chǎn)量有顯著的影 響 黃瓜定植50 d后開始采收 2 d采收1次 黃瓜采收量在 12 3 580 g m2范圍內(nèi)波動 TR3日均產(chǎn)量最高97 g d m2 其次為TR2 87 g d m2 TR1 62 9 g d m2 出現(xiàn)兩次產(chǎn) 量高峰 第一次在11月25日和27日 最高采收量為TR3 達到 617 g m2 TR1也達到了241 g m2 第二次采收高峰出現(xiàn)在12 月20日和23日 最高采收量為TR3 達到481 g m2 其次TR2 419 g m2 TR1 345 g m2 試驗采收期67 d 11月之前產(chǎn)量占總 產(chǎn)量各處理依次為49 22 55 6 和58 33 各處理折合產(chǎn)量 依次為39 096 54 310 64 629 kg hm2 平均單株坐果數(shù)依次為 4 88個 株 6 61個 株 7 69個 株 說明但冬季灌溉頻率高不 利于黃瓜坐果 12日光溫室秋冬茬黃瓜結(jié)果期灌溉頻率對產(chǎn)量及根系分布特征的影響 楊冬艷 馮海萍 趙云霞 等 圖2 灌溉頻率對嫁接黃瓜采收特征和產(chǎn)量的影響 Fig 2 Effect of irrigation frequency on yield and harvest characteristics of grafted cucumber 注 不同小寫字母表示處理間差異顯著 P 0 05 下同 2 3 不同灌溉頻率對黃瓜果實品質(zhì)的影響 有表1可見 黃瓜果實品質(zhì)指標對不同灌溉頻率響應(yīng)特征 不同 在秋冬茬黃瓜生產(chǎn)中 不同灌溉頻率對黃瓜果實可溶性 固形物和可溶蛋白質(zhì)含量沒有顯著影響 隨著灌溉間隔的延 長 黃瓜果實可溶性糖含量增加 而Vc含量則是TR2最高 說 明過高和過低的灌溉頻率都不利于果實Vc含量的增加 表1 不同灌溉頻率對黃瓜果實品質(zhì)的影響 Tab 1 Effect of different irrigation frequency on the quality of cucumber fruit 處理可溶性固形物 可溶性糖 mg g 1 可溶性蛋白 mg g 1 Vc mg 100 g 1 TR1 4 36 0 05a 25 96 0 48b 1 82 0 02a 4 04 0 13b TR2 4 42 0 13a 27 01 0 31b 1 85 0 02a 4 32 0a TR3 4 38 0 11a 28 80 0 5a 1 84 0 01a 3 60 0 12c 2 4 灌溉頻率對黃瓜根系分布的影響 作物根系是吸收水分和礦物質(zhì)營養(yǎng)的主要器官 根系的大 小和在土壤中的分布與作物對水分和礦物質(zhì)的吸收能力及其 產(chǎn)量密切相關(guān) 根系形態(tài)雖然由遺傳基因型決定 但是表現(xiàn)型 依賴于環(huán)境 13 試驗發(fā)現(xiàn)不同灌溉頻率顯著影響了黃瓜根系 的物質(zhì)積累及分布特征 在秋冬季 試驗中嫁接黃瓜在0 10 cm土層的根系鮮重和干重占總根系生物質(zhì)量均在70 以上 隨著灌水頻率的降低 黃瓜根系鮮重和干重增加 0 20 cm土 層以內(nèi)的根系干重依次為2 95 3 37 5 36 g 占比依次為 97 59 97 74 和98 1 可見黃瓜根系根層深度主要在0 20 cm以內(nèi) 從不同土層分布來看 在0 15 cm土層 灌水間隔最 長TR3黃瓜根系鮮重及干重均顯著高于TR1和TR2 空間分布 比例是TR2最高 15 cm土層以下黃瓜根系干物質(zhì)量各處理沒 有顯著差異 但TR1干鮮重所占百分比高于TR2和TR3 可能 與TR1總根系生物量相對較少有關(guān) TR2和TR3在15 30 cm 土層中分布比例沒有顯著差異 可見加大灌水間隔對黃瓜深層 根系生物量與分布比例沒有顯著影響 但可以增加0 15 cm以 內(nèi)土層的根系生物量 3 討 論 以根層土壤管理為核心 對作物進行水肥調(diào)控 是科學(xué)水 肥管理的重要措施 范風翠研究發(fā)現(xiàn)春夏茬土壤水分對設(shè)施黃 22日光溫室秋冬茬黃瓜結(jié)果期灌溉頻率對產(chǎn)量及根系分布特征的影響 楊冬艷 馮海萍 趙云霞 等 圖3 灌溉頻率對嫁接黃瓜根系生物量及分布特征的影響 Fig 3 Effects of irrigation frequency on root biomass and distribution of Grafted Cucumber 瓜根系垂直分布深度影響較小 0 25 cm土層黃瓜根系分布比 例均可達全部根重的99 以上 根系的最深分布范圍可達30 cm 14 陳志杰發(fā)現(xiàn)在春夏茬 嫁接和降低灌水下限 均使日光 溫室黃瓜根系總長度增加 黃瓜根系生長和毛細根量的增加 在秋冬茬 灌水量與嫁接處理對黃瓜根系垂直分布沒有顯著影 響 但單次150 m3 hm2灌水量下 嫁接黃瓜的根系旺盛且粗 壯 同時誘發(fā)了大量毛細根向土壤深層分布 使其產(chǎn)量顯著高 于自根黃瓜 13 試驗發(fā)現(xiàn)嫁接黃瓜秋冬茬根系在0 20 cm的 土層內(nèi)就占到90 以上 間隔7 d的灌水頻率處理 顯著提高 了黃瓜在0 15 cm的生長量和在5 15 cm土層的分布 隨著 灌溉頻率的增加 嫁接黃瓜根系的鮮重和干重顯著下降 進而 影響黃瓜坐果數(shù)量 導(dǎo)致產(chǎn)量下降 西北地區(qū)日光溫室秋冬茬 外界氣溫低 頻繁灌水可能會使地溫降低不容易恢復(fù) 導(dǎo)致作 物根系發(fā)育受到抑制 生物量減少 不能支撐黃瓜果實的生長 因此少量多次的灌溉制度不適宜在寧夏中部干旱帶日光溫室 冬季黃瓜生產(chǎn)中應(yīng)用 在冬季生產(chǎn)中降低灌溉頻率 能夠促進 根系在根層中部土壤的發(fā)育 總根系生長量增加 同時黃瓜產(chǎn) 量最高 果實的可溶性糖含量也最高 可見在日光溫室秋冬茬黃瓜栽培中 增加灌溉間隔時間 使根層灌溉下限降低 土壤的干濕變化幅度加大 促進了根系 生物量的積累 本試驗中7 d的灌溉間隔黃瓜產(chǎn)量最高 日光溫 室黃瓜栽培為起壟栽培 膜下滴灌模式 黃瓜根系橫向分布可 能更為豐富 試驗分析根系周圍半徑15 cm以內(nèi) 垂直30 cm深 度根系生物量 壟面的橫向分布特征可能對黃瓜的水肥調(diào)控也 有重要的指導(dǎo)支持作用 因此在進一步的研究中 探討淺層土 壤的根系分布及水分 養(yǎng)分濃度分布特征 有助于水肥一體化 精準管理參數(shù)的確定 4 結(jié) 論 1 在寧夏中部干旱帶日光溫室秋冬茬栽培中 灌溉頻率 過高不利于黃瓜坐果 在活動積溫1 642 灌水量105 m3 hm2的條件下 黃瓜結(jié)果期適宜的灌溉間隔為7 d 2 在日光溫室嫁接黃瓜土壤栽培中 降低灌溉頻率 能夠 促進秋冬茬黃瓜根系生長量增加 促進果實中糖含量的積累 有利于黃瓜坐果 產(chǎn)量增加 參考文獻 1 于舜章 山東省設(shè)施黃瓜水肥一體化滴灌技術(shù)應(yīng)用研究 J 水資 源與水工程學(xué)報 2009 20 6 173 176 2 王慶革 水肥一體化之我見 J 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 2015 35 24 23 3 汪建飛 邢素芝 陳批勇 等 設(shè)施黃瓜干物質(zhì)累積及NPK吸收規(guī) 律 J 土壤通報 2005 36 5 708 711 4 王建東 龔時宏 隋 娟 等 華北地區(qū)滴灌水頻率對春玉米生長 和農(nóng)田土壤水熱分布的影響 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 2008 24 2 39 45 5 王建東 龔時宏 于領(lǐng)多 等 地面灌灌水頻率對土壤水與溫度及 春玉米生長的影響 J 水利學(xué)報 2008 39 4 500 505 6 曹紅霞 康紹忠 何 華 灌水頻率對地下水埋深較淺土壤中溴和 硝態(tài)氮遷移的影響 J 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報 2003 22 4 420 424 7 柴付軍 李光永 張 瓊 等 灌水頻率對膜下滴灌土坡水鹽分布 和棉花生長的影響研究田 J 灌溉排水學(xué)報 2005 24 3 12 15 8 劉淑艷 于振良 馬占岳 膜下滴灌灌水頻率對高寒地區(qū)溫室黃瓜 生長效應(yīng)研究 J 節(jié)水灌溉 2016 2 40 42 9 郭文忠 曲 梅 韋 彥 等 灌溉頻率對日光沮室黃瓜生長發(fā)育 及干物質(zhì)積東的響應(yīng) J 中國農(nóng)學(xué)通報 2007 23 5 467 470 10 孫麗萍 王樹忠 趙景文 等 灌溉頻率對日光溫室黃瓜水分利用 規(guī)律的影響 J 上海交通大學(xué)學(xué)報 農(nóng)業(yè)科學(xué)版 2008 26 5 487 490 11 李合生 植物生理生化實驗原理和技術(shù) M 北京 高等教育出版 社 2000 12 李葉萌 李 冉 楊再強 3種光溫指標在模擬設(shè)施黃瓜生長發(fā)育 中的應(yīng)用與比較 J 干旱氣象 2013 31 3 523 529 13 陳志杰 張 鋒 梁銀麗 等 不同灌溉方式對溫室嫁接黃瓜根系 分布影響的研究 J 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報2008 16 4 874 877 14 范鳳翠 張立峰 李志宏 等 日光溫室黃瓜根系分布特征及其對 土壤水分環(huán)境的響應(yīng) J 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2013 41 11 4 808 4 810 32日光溫室秋冬茬黃瓜結(jié)果期灌溉頻率對產(chǎn)量及根系分布特征的影響 楊冬艷 馮海萍 趙云霞 等