黄瓜不同生长期适宜灌溉控制指标试验研究

节水中心2011届硕士研究生廖凯，在导师范兴科研究员的指导下，经过三年努力完成黄瓜不同生长期适宜灌溉控制指标试验研究。

研究方向：节水灌溉新技术与新方法研究

摘  要

土壤水分状况是影响作物产量的一个主要因素，对于大田作物，灌溉是补给土壤水分的重要措施之一。而对于设施农业而言，灌溉是农作物获得水分的唯一途径。本文以黄瓜为供试作物，采用盆栽试验，模拟膜下滴灌条件，通过在其各生长阶段设置不同的土壤水分上、下限处理，研究黄瓜各生长期的耗水特点和规律以及不同土壤水分上、下限处理对黄瓜形态指标、生理指标、产量、品质和水分利用效率的影响，通过对黄瓜耗水规律及水分生产函数的分析以期确定各生长时期适宜的土壤水分上、下限，为日光温室条件下黄瓜的智能灌溉控制系统提供科学、可靠的灌溉技术参数。根据研究结果得出以下主要结论：

1）不同生长期水分处理对黄瓜形态指标的影响结果表明：初花期开灌前的土壤含水率（灌溉下限）可以适当的低一些，土壤含水率以田间持水量的55%为下限。对于生长初期，适度的水分胁迫有利于促进黄瓜根系发育，扩大黄瓜根系对土壤水分的利用范围，提高对土壤水分的利用效率，对后期的株高增长有一定程度促进作用。复水后株高的补偿效益较明显，而盛瓜期过高或过低的土壤水分均不利于黄瓜株高的生长。在黄瓜各生长期内适度的水分亏缺均有利于茎杆直径的增长，而初瓜期和盛瓜期的较高土壤含水量有利于叶面积的增长。

2）不同生长期水分处理对黄瓜生理指标的影响结果表明：在整个生长阶段内，光合速率较强时，其蒸腾速率和气孔导度较大，气孔导度和蒸腾速率均与光合速率呈现基本相同的变化规律。黄瓜叶片在初花期和盛瓜期各光合参数的日变化为单峰曲线，并在12：00时达到最大值。初瓜期各光合参数的日变化为双峰曲线，并在12:：00时有明显的“午休”现象，光合速率的两个峰值出现在10：00和14：00，14：00的峰值略大于10：00的峰值，气孔导度和蒸腾速率也表现为相似的日变化规律，但是气孔导度和蒸腾速率14：00的峰值比10：00的峰值大很多。初花期和初瓜期较低的土壤水分下限处理比较有利于黄瓜初瓜期光合参数的提高，盛瓜期过高或过低的土壤水分下限处理均会降低光合参数值，盛瓜期土壤水分保持在75~90%田间持水量时可以提高光合参数值。

3）在初花期保持55~90%田间持水量、初瓜期75~90%田间持水量、盛瓜期75~90%田间持水量 (即处理A3)，不但可以满足黄瓜全生长期的耗水需求，还可以获得最高产量(0.834kg/株)和最大水分利用效率(39.36g/kg)，同时达到高产和高效的目的。在整个生长期内黄瓜耗水量呈先缓后急的增长趋势，这与黄瓜的生长发育对水分的需求规律相吻合。各处理的耗水强度均表现为盛瓜期>初瓜期>初花期，且随着生长期的不断延长，各处理的日均耗水量之间的差异越来越明显。

4）不同生长期不同土壤水分下限处理的黄瓜品质变化趋势比较一致，各指标均随各时期设定的土壤水分下限的降低而增加，呈现A3>A2>A1，B3>B2>B1，C3>C2>C1的变化规律，即适度控制水分供给而产生的水分亏缺可以提高果实的品质。各处理的地上茎叶部干重、地下根系干重及根冠比均随着设定的土壤水分下限的降低而增大，基本呈现A3>A2>A1，B3>B2>B1，C3>C2>C1的变化规律。从株高与地下根系干重及根冠比的关系上看，在初花期和初瓜期基本上呈现株高越大，地下根系干重及根冠比逐渐增大的规律，说明地上部分与地下部分的生长具有较好的一致性。

5）利用Jensen模型对试验结果模拟的结果表明：黄瓜水分生产函数中产量对各生长期水分的敏感指数为盛瓜期>初瓜期>初花期，分别为0.635、0.290、0.275。盛瓜期水分敏感指数最大，说明如果此阶段土壤含水率偏低或土壤含水量不足，将对最终产量产生较大影响。初花期敏感指数最小，说明初花期短时间适度的水分亏缺（也就是说不是这个生长阶段的土壤水分一直处于下限水分状态）对后期的产量影响不大，在初花期允许短时间适度的水分亏缺。初瓜期是黄瓜从营养生长向生殖生长过度的关键时期，黄瓜的需水量逐渐增加，适当的水分胁迫对黄瓜最终的产量影响不是很大；盛瓜期是黄瓜需水高峰期，此阶段供水不足，将造成严重的减产损失。

6）以90%田间持水量作为灌溉上限处理条件下，黄瓜植株不论形态指标、光合参数指标、果实品质还是地上茎叶部干重、根干重和根冠比，均优于以田间持水量作为灌溉上限的处理。以90%田间持水量作为灌溉上限处理的单株产量仅比田间持水量灌溉上限处理的单株产量减少0.9%，但水分利用效率却提高了16.84%。所以90%田间持水量为黄瓜较适宜的节水灌溉上限指标。

关键词：黄瓜；生长期；土壤水分下限；土壤水分上限；产量；品质；根冠比；

水分生产函数；水分利用效率