滴灌節水技術對設施甜瓜品質和效益的影響分析

闞子武 高尚鵬 李廣杰

聊城市水文局 山東 聊城 252000

引言

我國是農業大國，設施瓜菜產量近年來一直位居世界第一。莘縣位于山東省西部，冀魯豫三省交界處，是農業大縣、蔬菜大縣。山東蔬菜發展“東有壽光、西有莘縣”。目前，莘縣現有耕地140萬畝，其中瓜菜菌播種面積達到100萬畝，總產量達500多萬噸，擁有冬暖式蔬菜大棚27萬座，大拱棚25萬畝，是聊城國家農業科技園區核心區、國家級出口食品農產品質量安全示范區、中國香瓜之鄉、中國雙孢菇之鄉、中國蔬菜第一縣、中國最美綠色生態旅游名縣。

莘縣當地水資源主要是地表水和地下水，境內河流均為季節性河流，受降水資源時空分布不均影響，形成年際變化較大，區域性缺水和季節性缺水，汛期水多易澇，非汛期干旱缺水。地表水資源不足，致使莘縣用水嚴重依賴地下水開采，造成地下水大量開采，導致地下水位連年下降，根據莘縣地下水觀測資料顯示，2019年全縣地下水最大埋深為24.86 m，位于燕店鎮；根據2020年聊城市地下水動態第1期顯示，莘縣地下水平均埋深15.73 m，漏斗面積1341k m2，占全縣總面積的94.4%；全縣地下水埋深大于18 m 的漏斗區達357k m2，地下水超采嚴重。山東省水利廳《關于公布我省地下水限采區和禁采區的通知》(魯水資字〔2015〕1號)，莘縣大部鎮、街道位于莘縣-夏津淺層地下水超采區，應嚴格控制地下水開采，保護當地地下水資源。

隨著國民經濟的發展，水資源供需矛盾不斷加劇，水資源緊缺已成為制約莘縣經濟發展的重要因素。莘縣水資源短缺，嚴重依賴客水資源，客水資源主要有引黃河水、金堤河水及南水北調長江水，由于受供水指標、供水用途及上游來水條件影響，可用而不可靠，不能徹底解決莘縣水資源短缺的現狀。

大棚種植等農業灌溉用水主要靠引黃河、引金堤河客水和開采淺層地下水。灌溉方式長期采用傳統的大水漫灌方式，灌溉水有效利用系數為0.66，相對較低。而莘縣農業用水量占全縣總用水量的71%。降低農業用水量必須以節水農業為核心，強化節水技術的應用。節水農業的關鍵就是提高農業用水的有效性，實現水、土、作物資源的綜合開發利用。大力發展節水農業，就是在節水上下功夫，主要表現在4個方面：農藝節水，改進種植業結構，調整作物種植區域，完善間套作等，采用先進耕作工藝；生理節水，協調農業部門，廣泛采用耐旱抗逆作物品種等；管理節水，建立健全科學合理的水資源調控機制，合理調整水價、水費，推廣應用節水技術；工程節水，在建灌溉工程項目大量采用節水技術，大力推廣精準灌溉、微噴灌、滴灌等。因此，節水灌溉是節水農業的重要舉措，主要措施有：渠道防滲、管道輸水、低壓管灌、噴灌、微灌、滴灌、膜上灌溉、膜下滴灌和灌溉管理制度。推廣節水農業灌溉對緩解莘縣水資源供需矛盾具有極其重要的意義。

莘縣現有甜瓜種植面積8萬余畝，設施甜瓜瓜農片面追求高產量，施用超量化肥和灌溉水，不僅資源浪費，還造成甜瓜品質下降和環境污染，嚴重制約著甜瓜產業的安全及可持續發展。因此，提高設施甜瓜的水肥利用效率有助于節約水資源、同時促進我國甜瓜產業安全生產和可持續發展。研究表明水肥一體化(滴灌)能做到精準灌溉、科學施肥，具有水肥均衡、節水節肥，減輕病害，提高水肥利用率，減少人力與物力，改善蔬菜品質和生態環境的優點，有利于提高設施農業的生產能力和農業標準化和自動化發展。為此，本文以設施甜瓜為對象，在優化施肥的基礎上布置了滴灌和漫灌試驗，對不同處理下的灌溉進行比較。探索水肥一體化技術在設施甜瓜上的應用效果，為設施甜瓜合理灌溉施肥提供技術指導。

1 材料與方法

1.4 數據分析 用Excel表格進行數據整理和畫圖，用SPSS軟件對數據進行方差分析。

2 結果與分析

圖1 不同灌溉處理的甜瓜產量

圖2 不同灌溉處理的甜瓜水分利用效率

2.2 不同灌溉處理對甜瓜品質的影響 維生素C含量、硝酸鹽含量、可溶性糖含量、酸度和糖酸比等指標常常用來表征蔬菜品質的高低。如表1所示，滴灌處理(DI)相比漫灌處理(FI)可以顯著提高甜瓜維生素C含量，增幅達到了15.7%；能顯著降低甜瓜硝酸鹽含量，降低幅度達到了51%；滴灌處理(DI)相比漫灌處理(FI)提高了甜瓜可溶性糖含量，提高了5.0%，同時輕微降低了甜瓜酸度。總體來講，滴灌相比漫灌能改善甜瓜品質。

表1 不同灌溉處理下甜瓜的品質性狀

2.3 不同灌溉處理對甜瓜經濟效益的影響 由于滴灌處理增加了甜瓜產量，滴灌相比漫灌增加了收入，盡管滴灌增加了設備費，但是還是增加了相對凈收入(表2)。滴灌相比漫灌相對凈收入增加了6.96%，每畝多收1193元。滴灌設備一次投入，可以用很多年，以后會降低灌溉成本，預計滴灌處理的相對凈收入還要高。

表2 不同灌溉處理下甜瓜經濟效益分析

4 結論

綜合上述結果，滴灌施肥相比漫灌施肥在節水20%的前提下：設施甜瓜產量增加了14.3%，水分利用效率提高了42.8%，甜瓜品質得到大幅度提升，每畝多收入1193元。