旱區(qū)壓砂地甜瓜水肥最優(yōu)組合研究

沈暉+田軍倉+馬波

摘要：為了研究甜瓜（Cucumis melo L.）節(jié)水節(jié)肥栽培技術(shù)，采用正交試驗(yàn)法，在旱區(qū)壓砂地上，對膜下滴灌條件下的灌水定額、施肥量和灌水次數(shù)3因素進(jìn)行了最優(yōu)組合方案比較研究。結(jié)果表明，影響甜瓜產(chǎn)量的主要因素是灌水定額，其次是灌水次數(shù)和施肥量；方差分析結(jié)果表明，試驗(yàn)的最優(yōu)因素水平組合是灌水定額為37.5 m3/hm2、施肥量為900 kg/hm2、灌水次數(shù)為5次。

關(guān)鍵詞：壓砂地；甜瓜（Cucumis melo L.）；節(jié)水灌溉；節(jié)肥；寧夏

中圖分類號：S156.5；S652；S274（243） 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）20-5049-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.20.031

Research on Optimum Combination of Water and Fertilizer for Melon in Gravel-Mulched Field SHEN Hui， TIAN Jun-cang， MA Bo

SHEN Hui，TIAN Jun-cang，MA Bo

（College of Civil and Hydraulic Engineering， Ningxia University/ Ningxia Research Center of Technology on Water-saving Irrigation and Water Resources Regulation/Center of Engineering Research on Efficient Utilization of Water Research in Modern Agricultural in Arid Regions， Yinchuan 750021， China）

Abstract： In order to study the water-saving and save fertilizer cultivation techniques of melon （Cucumis melo L.）， the optimal combination of 3 factors including irrigation quota， fertilizer application and irrigation frequency under the condition of drip irrigation under membrane in the pressure in arid sand land was studied by orthogonal experimental method. The result indicated that the main factor affecting melon production is irrigation quota， followed by irrigation frequency and amount of fertilizer. According to variance analysis of melon physiological characteristics and yield， the optimum combination is irrigation quota 37.5m3/hm2， amount of fertilizer 900 kg/hm2， and irrigation frequency 5 times.

Key words： gravel-mulched field； melon（Cucumis melo L.）； water-saving irrigation； save fertilizer； Ningxia

壓砂瓜被稱為“石頭縫里長出的瓜”，是寧夏回族自治區(qū)中部干旱地帶上的同心、海原、中衛(wèi)縣（市）等環(huán)香山地帶的農(nóng)民為了克服惡劣的自然環(huán)境，針對區(qū)域環(huán)境和氣候條件特別適宜瓜類生長的特點(diǎn)，在砂礫淤積深厚的區(qū)域，將直徑為2～5 mm的沖積粗礫石平鋪于地面15～20 mm，利用砂礫鋪壓對地表所具有的節(jié)水、增溫、保墑效果種植西瓜[Citrullus lanatus（Thunb.）Matsum et Nakai]和甜瓜（Cucumis melo L.）的一種特色種瓜模式[1-4]。隨著種植面積的不斷擴(kuò)大， 壓砂瓜產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民脫貧致富的支柱產(chǎn)業(yè)[4，5]。

任何作物在連作情況下都會帶來諸多的不良影響。壓砂地一旦鋪成，只能連作。隨著種植年限的增長，砂地逐年老化，砂土混合嚴(yán)重，土壤養(yǎng)分的平衡被打破，壓砂蓄水的能力減弱，病蟲危害也日趨嚴(yán)重，直接導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)的下降，不僅嚴(yán)重影響中部干旱帶壓砂瓜特色產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定和農(nóng)民收入的增加，也嚴(yán)重影響壓砂地農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展[6，7]。試驗(yàn)以膜下滴灌甜瓜為研究對象，研究不同灌水定額、施肥量和灌水次數(shù)對老壓砂地甜瓜生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，確定老壓砂地甜瓜節(jié)水節(jié)肥最優(yōu)組合方案，以期解決壓砂瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的施肥補(bǔ)水問題，從而為合理利用水資源、提高水肥利用效率及提高壓砂地生產(chǎn)能力提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于中衛(wèi)市香山鄉(xiāng)紅圈子村，該地位于北緯36°15′，東經(jīng)105°15′，海拔1 697.8 m。在2010年5～8月，甜瓜全生育期內(nèi)降雨量為76.0 mm，年日照時間1 079.5 h，年平均氣溫20.0 ℃，平均風(fēng)速4.78 m/s（高度2 m）；試驗(yàn)地土壤為砂壤土（老砂地），其耕作層（0～20 cm）土壤基本理化性質(zhì)是容重1.44 g/cm3、全鹽含量0.47 g/kg、全氮含量0.52 g/kg、全磷含量0.43 g/kg、全鉀含量19.70 g/kg、有機(jī)質(zhì)6.44 g/kg、速效氮 24.00 mg/kg、速效磷 1.60 mg/kg、速效鉀70.00 mg/kg，pH 8.68。endprint

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在種植方式、播種時間、種植密度均相同的情況下，試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)L9（33）設(shè)計(jì)方法[8]。根據(jù)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，選取灌水定額、施肥量和灌水次數(shù)作為試驗(yàn)因素，每個因素有3個水平，因素與水平組合見表1。

1.3 方法與管理

試驗(yàn)采用防雨桶栽方式，自制膜下滴灌設(shè)施，共9個處理，每個處理3次重復(fù)，在田間順序排列。試驗(yàn)桶高46 cm、上口直徑53 cm、下口直徑36.5 cm；盆的下方鋪有3 cm厚的小石子，其上按原始土壤容重分層裝過篩0.5 cm的細(xì)土，最上方鋪砂，厚12 cm；盆中埋有TDR管，用來定期測定土壤含水量。供試作物選擇當(dāng)?shù)靥鸸现髟云贩N；供試肥料為生物有機(jī)肥，是由寧夏大學(xué)與中衛(wèi)市豐盛生物有機(jī)肥廠共同研制生產(chǎn)的新產(chǎn)品，其含N 1.8%、P2O5 0.52%、K2O 2.4%。2010年5月1日播種，6月4日放苗，分別在4月27日、6月17日、7月25日按總施肥量的30%、40%、30%的比例分3次施肥，8月4日收獲。

1.4 觀測項(xiàng)目

觀測項(xiàng)目有甜瓜生育期、葉片數(shù)、蔓長、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累量、灌水量、土壤含水率、土壤養(yǎng)分和產(chǎn)量等。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)處理對甜瓜葉片數(shù)的影響

葉片是作物進(jìn)行光合作用的主要器官（干物質(zhì)的70%由葉片生產(chǎn)），是形成產(chǎn)量的最活躍因素，也是全株有機(jī)營養(yǎng)的惟一來源，關(guān)系到植物干物質(zhì)的積累、器官的建成和最后的生物產(chǎn)量。試驗(yàn)設(shè)置的9個處理對甜瓜葉片數(shù)的影響情況見圖1。由圖1可知，在整個生育期內(nèi)，甜瓜葉片數(shù)的增長呈S形曲線方式；其中從出苗到伸蔓期，甜瓜葉片數(shù)增長速度較為緩慢，不同處理之間差異不大；從開花坐果期到果實(shí)膨大前期，葉片數(shù)增長迅速，處理之間差異加大，此時處理2的葉片數(shù)明顯多于其他處理；各處理的平均葉片數(shù)從11增加到51，達(dá)到整個生育期內(nèi)的最大值；到果實(shí)膨大中后期，葉片數(shù)趨于穩(wěn)定，不再發(fā)生變化，同時植株下部的葉片開始衰亡。

2.2 試驗(yàn)處理對甜瓜蔓長的影響

試驗(yàn)設(shè)置的9個處理對甜瓜蔓長的影響情況見圖2。由圖2可知，各處理甜瓜的蔓長隨著生育期的持續(xù)而逐漸增長，變化趨勢基本一致。其中高灌水定額處理的整體表現(xiàn)較優(yōu)，以處理2最優(yōu)，其次是處理1、處理3；低灌水定額處理的整體表現(xiàn)較弱。從伸蔓期到膨大前期，各處理蔓長增長迅速，處理之間差異明顯，平均蔓長從4.2 cm增加到44.6 cm，日均增長率為1.39 cm/d；從果實(shí)膨大前期到膨大后期，各處理蔓長的增長較為緩慢，平均蔓長從44.6 cm增加到49.6 cm，日均增長率為0.24 cm/d。

2.3 試驗(yàn)處理對甜瓜葉面積的影響

甜瓜葉面積在整個生長過程中大致可分為3個階段，分別為上升期、穩(wěn)定期和衰落期；試驗(yàn)設(shè)置的9個處理對甜瓜葉面積的影響情況見圖3。由圖3可知，在甜瓜出苗后的一段時間，各處理的群體葉面積相對增長速度較慢；但從甜瓜伸蔓期到果實(shí)膨大前期，群體葉面積增長速度加快，其增長速率與時間呈正相關(guān)關(guān)系，各處理的平均葉面積從87.9 cm2增加到3 022.8 cm2，達(dá)到整個生育期的最大值，日均增長率為101.20 cm2/d，并且各處理之間差異明顯；而從果實(shí)膨大前期到膨大中后期，植株下部葉片開始衰弱，平均葉面積從3 022.8 cm2減少到1 855.6 cm2，日均減少率為145.9 cm2/d，各處理之間的差異也很明顯。總的來看，以處理2的葉面積最大。

2.4 各因素對甜瓜產(chǎn)量的影響

試驗(yàn)設(shè)置的正交試驗(yàn)L9（33）對甜瓜產(chǎn)量的影響情況見表2。分析表2可知，各因素的極差為RA（8 688.0 kg/hm2）>RC（2 240.8 kg/hm2）>RB（1 946.1 kg/hm2），表明各因素對甜瓜產(chǎn)量影響的主次順序?yàn)楣嗨~（A）、灌水次數(shù)（C）、施肥量（B）。

灌水定額與產(chǎn)量的關(guān)系見圖4。由圖4可知，隨著灌水定額的增加，產(chǎn)量也逐漸增加，當(dāng)灌水定額由7.5 m3/hm2增加到37.5 m3/hm2時，產(chǎn)量由1 976.2 kg/hm2增加到10 664.1 kg/hm2，即增加單位灌水定額時的產(chǎn)量增加值為289.6 kg/hm2。施肥量與產(chǎn)量的關(guān)系見圖5。由圖5可知，隨著施肥量的增加，產(chǎn)量也隨之增加，但施肥量增加到一定程度時，產(chǎn)量反而下降，呈報酬遞減規(guī)律；如施肥量由450 kg/hm2增加到900 kg/hm2時，產(chǎn)量由5 653.4 kg/hm2增加到7 408.9 kg/hm2，即增加單位施肥量時的產(chǎn)量增加值為3.9 kg/hm2；但當(dāng)施肥量由900 kg/hm2增加到1 350 kg/hm2時，產(chǎn)量由7 408.9 kg/hm2減小到5 462.8 kg/hm2，即增加單位施肥量時的產(chǎn)量減少值為4.3 kg/hm2。灌水次數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系見圖6，由圖6可知，隨著灌水次數(shù)的增加，產(chǎn)量也逐漸增加，當(dāng)灌水次數(shù)由4次增加到6次時，產(chǎn)量由4 752.3 kg/hm2增加到6 993.1 kg/hm2，即增加單位灌水次數(shù)時的產(chǎn)量增加值為1 120.3 kg/hm2。

方差分析結(jié)果見表3。由表3知，灌水定額對甜瓜產(chǎn)量的影響極顯著，故取A1水平；施肥量對產(chǎn)量影響不顯著，取B2水平。灌水次數(shù)對產(chǎn)量影響也不顯著，且C2和C3產(chǎn)量僅相差213.5 kg/hm2，故從節(jié)水角度考慮選取C2水平。

綜合以上分析結(jié)果，試驗(yàn)得到的最優(yōu)因素水平組合為A1B2C2，這與表2的分析結(jié)果一致，即灌水定額為37.5 m3/hm2、施肥量為900 kg/hm2和全生長期灌水5次。

3 小結(jié)

在寧夏旱區(qū)壓砂地上以甜瓜為試材，通過采用正交試驗(yàn)法對膜下滴灌條件下的灌水定額、施肥量和灌水次數(shù)3因素的最優(yōu)組合方案進(jìn)行試驗(yàn)，比較出各因素對甜瓜生長發(fā)育和產(chǎn)量影響的主次順序?yàn)楣嗨~、灌水次數(shù)、施肥量。發(fā)現(xiàn)隨著灌水定額和灌水次數(shù)的增加產(chǎn)量也逐漸增加；隨著施肥量的增加，產(chǎn)量隨之增加，但增加到一定程度時，產(chǎn)量反而下降，呈報酬遞減規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果顯示，壓砂地（老壓砂地）甜瓜在膜下滴灌條件下，全生長期在灌水定額為37.5 m3/hm2、施肥量為900 kg/hm2、灌水次數(shù)5次的管理?xiàng)l件下，生長發(fā)育和產(chǎn)量達(dá)最佳。

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