日光温室黄瓜智能灌溉控制指标研究

2008年6月
灌溉排水学报
Journal of Irrig ation and Drainage
第27卷第3期
文章编号:1672-3317(2008)03-0063-03
日光温室黄瓜智能灌溉控制指标研究
*
魏恒文,杨培岭
(中国农业大学水利与土木工程学院,北京100083)
摘 要:在日光温室中进行了不同灌溉土壤水分上、下限对黄瓜生长、生理指标、产量以及品质的影响的试验。

在前期试验研究的基础上,在结瓜期设置了3个处理,灌溉土壤水分分别控制在75%~85%FC 、70%~80%F C 、65%~75%F C 之间。

研究结果表明:在结瓜期3种灌溉水平下的产量分别为:67.637、59.559、52.898t/hm 2,作物水分利用效率分别为:22.03、21.53和20.42kg/m 3。

不同的灌溉水平对黄瓜的产量有显著差异,而对水分利用效率并没有形成显著差异。

综合考虑不同灌溉水平对黄瓜产量、品质、水分利用效率等方面的影响,认为结瓜期灌溉土壤水分保持在75%~85%FC 之间为宜。

关 键 词:日光温室;智能灌溉;黄瓜;指标中图分类号:S274.1 文献标志码:A
日光温室生产与露地栽培相比较,水分对温室内土壤、作物生长和空气湿度的影响更明显。

黄瓜是需水量较大的蔬菜作物,水分对黄瓜开花座果及产量和品质都有较大的影响,前人的研究多集中在灌溉土壤水分下限方面[1-2],上限往往取为田间持水量,有人[3]认为这并不是理想的灌溉指标,因为不同作物、不同生育阶段对土壤水分环境的敏感性有很大差异。

通过日光温室的田间小区试验,研究不同灌溉水平处理下黄瓜生长、生理指标、产量以及品质的影响,以期确定智能灌溉控制的指标,以推广使用灌溉控制系统,实现温室优质、高产、高效的生产目的。

1 材料和方法
试验在北京市水利科学研究所节水试验站进行,该试验站位于北京市通州区永乐店镇。

温室土壤0~10cm 土层干容重1.28g /cm 3
,10~20cm 土层干容重1.39g/cm 3
,而20~40cm 土层干容重达1.55g/cm 3
,40cm 以下干容重在1.43g/cm 3
左右,土壤干容重分层现象较为明显。

试验地土壤属粉壤土。

田间测得0~10、10~20、20~40cm 各土层田间持水率(体积百分比,下同)分别为37.11%,39.25%和35.54%。

试验期间地下水平均埋深8~10m 。

试验于2006年7~10月在规格为55m 5m 的温室中进行,供试品种为天津产 英良四号 秋黄瓜。

试验小区面积16m 2。

黄瓜种植采用双行垄作、宽窄行处理,即宽行80cm ,窄行40cm ,株距30cm 。

2006年7月28日上午直播,8月4日进入幼苗期,8月16日进入初花期,9月5日采摘第一茬黄瓜,10月5日拉秧。

灌溉方式采用滴灌,每行作物铺设一条滴灌带,滴灌系统工作压力0.15M Pa,滴头流量为1.4L/h,滴头间距30cm,滴头下种黄瓜。

在前期试验研究的基础上,设计幼苗期、初花期土壤水分控制在田间持水量(FC)的65%到75%之间;结瓜期设置T1、T2、T3三种处理3个重复,3个处理的土壤水分下限分别为75%FC 、70%FC 和65%FC,对应的上限控制在85%FC 、80%FC 和75%FC,分别称为高灌溉水平、中灌溉水平和低灌溉水平。

当含水量接近处理含水量下限时进行灌溉,灌水量不超过处理含水量的上限。

63
*
收稿日期:
2007-12-27
基金项目:农业科技成果转化资金项目(05EFN217100425)作者简介:魏恒文(1982-),男,河南南阳人,硕士研究生,主要从事水资源开发利用与管理研究工作。

通讯作者:杨培岭(1958-),男,内蒙古呼和浩特人,教授,博士生导师,主要从事农业水土工程和水文学及水资源研究。

土壤含水率用烘干法测定,每4~5d 在灌溉前后各测定一次,测深50cm ,每10cm 为一层;每半个月测定一次100cm 深土体的含水率,观测深层土壤含水率的变化。

取样点选在距黄瓜茎约10cm 处。

地上部分干物质重、根干重,用感量为0.001g 的电子秤称量;进入结瓜期后,分别记录每个处理每次采摘黄瓜鲜重、黄瓜条数,并给每个处理的黄瓜进行品质打分。

黄瓜品质从口感和瓜条均匀度二方面综合评分,采用9分制,9分最好,1分最差,6分可以接受。

黄瓜口感香、脆、甜,且不均匀瓜条数量在5%以内可得9分,随着黄瓜口感逐渐苦涩、瓜皮渐厚、不均匀瓜条数量的增加,品质得分逐渐降低。

有6人同时打分,取其平均值。

2 结果与分析
2.1 黄瓜耗水规律
在不同的土壤水分条件下,黄瓜耗水量在全生育期内的变化过程实测结果如表1所示。

结瓜期以前不同处理的日均耗水量相差不大,进入结瓜期后日均耗水量差异明显增大,而整个生育期内,T 1、T 2、T3的耗水量分别是261.02、216.56和184.65m m,可见不同的水分处理对黄瓜耗水有较大影响。

黄瓜耗水量基本上呈现为幼苗期和初花期小,结瓜初期和盛瓜期大、后期小的规律。

耗水高峰出现在盛瓜期,最大需水强度为7.13mm/d(T 1),不同处理在该期的平均需水强度为5.57m m/d 。

初瓜期,黄瓜对水分的需求猛增,中期对水分的需求相对平稳,后期逐渐降低。

这种变化规律反映了黄瓜在初瓜期营养生长和生殖生长并进的特点,黄瓜植株体的增大,耗水强度随着蒸腾的增强而加大;盛瓜期主要以生殖生长为主,大量果实成熟,对土壤水分的需求强度达到最大;到生育后期,随着果实的不断采摘和植株的逐渐衰老,黄瓜对水分的需求逐渐下降。

表1 黄瓜生育期内各处理不同时段日均耗水量
mm/d
时段/月日
0728~08100810~08200820~08300830~09080908~09150915~09250925~1005T1 1.69a 2.96a 3.29a 4.46a 7.13a 5.51a 3.14a T2 1.30a 3.18a 3.41a 4.02a 5.14a 3.67ab 2.49a T3
1.53a
3.14a
3.72a
3.45a
4.43a
1.87b
1.54a
2.2 不同灌溉水平对黄瓜根、冠生长的影响
由表2可见,根和冠二部分的含水率均随着土壤含水率的降低而减小,T 1最高,T3最小;根和冠的干鲜比随着土壤含水率的降低而增加,与根、冠含水率的变化趋势相反。

在土壤含水率较低的条件下,黄瓜处于生存的本能,向土壤深层延伸较深,主根、侧根都较粗,二次及二次以下侧根较少,而土壤含水率较高的条件下黄瓜根 浮 于地表,主根、侧根较细,二次及二次以下侧根较多,因此土壤含水率较低条件下的黄瓜根系干物质累积量较大。

从黄瓜根冠比随不同灌溉水平的变化规律可以看出,其遵循 旱长根,湿长叶 的基本规律;在高、中、低3个灌溉水平条件下,其根冠比依次为2.597%、4.590%和5.930%。

在试验中发现,结瓜期根、冠含水率较高,有利于黄瓜果实的快速膨大,有利于提高黄瓜的产量和品质。

表2 不同灌溉水平对黄瓜根冠的影响
处理根部分
鲜重/g 干重/g 含水率/%干鲜比/%冠部分
鲜重/g 干重/g 含水率/%干鲜比/%根冠
比/%T151.921 1.86726.810 3.596757.83371.8719.5449.484 2.597T273.430 2.74425.760 3.737558.50059.7808.34210.704 4.590T3
77.681
3.201
23.268
4.121
444.333
53.977
7.232
12.148
5.930
表3 不同灌溉水平处理下的黄瓜产量和品质
处理单位产量/
(t h m -2)瓜条总数/条畸形瓜比例/%口感和均匀度评分T 167.637a 268a 14.97a 8.67a T 259.559b 237b 21.70b 8.0ab T 3
52.898b
211b
28.73c
7.0b
注 口感和均匀度评分采用9分制,9分最好,1分最差,
6分可以接受。

6人同时打分,取其平均值。

2.3 不同灌溉水平对黄瓜产量和品质的影响
各处理的黄瓜产量和品质如表3所示。

黄瓜产量和瓜条总数随着灌溉水平的提高而增加。

随着灌溉水平的提高,畸形瓜所占的比例逐渐下降,口感(从果实脆、香、甜等方面给予评分)和均匀度评分逐渐增大,表明土壤含水率较低,易导致畸形瓜比例的增加和黄瓜品质的下降。

高灌溉水平的黄瓜总产量显著高于中、低灌溉水平的黄瓜产量,3个不同的灌溉水平间畸形瓜比例均有显著差异;瓜条口感和均匀度评分方面,高、低二灌溉水平间存在
64
显著差异,中灌溉水平与其它二灌溉水平的差异没有达到显著水平。

因此,从不同灌溉水平对黄瓜产量和品质二个方面的影响来看,T1对温室黄瓜的生产有利。

2.4 不同处理的黄瓜水分利用效率
黄瓜的经济产量是指扣除畸形瓜后的产量。

水分利用效率随着灌溉水平的降低而降低,高、中、低3个灌溉水平处理水分利用效率的平均值分别为22.03、21.53、20.42kg/m3。

显然,过低的土壤含水率会明显的抑制黄瓜的生长,导致黄瓜产量下降和品质降低,从而降低了黄瓜的水分利用效率。

3 结 论
随着灌溉水平的提高,根、冠含水量增大,根和冠二部分各自的干鲜比则减小,根冠比依次降低。

灌溉水平较低、土壤含水率小,有利于促进黄瓜根系的生长;灌溉水平较高,土壤含水率高,黄瓜的蔓、叶生长旺盛,有利于作物的光合以及产量和品质的提高。

不同的灌溉水平对黄瓜总产量和品质有显著性影响,良性参数(总产量、口感和均匀度评分)随着灌溉水平的提高增加,不良参数(畸形瓜条比例)随着灌溉水平的提高而降低。

黄瓜水分利用效率随着灌溉水平的降低而降低。

结瓜期土壤含水率保持在75%~85%FC之间,黄瓜的产量、品质和水分利用效率较高,以此作为黄瓜结瓜期智能灌溉控制指标的灌溉下限和灌溉上限,有利实现优质、高产、高效的温室生产目的。

参考文献:
[1] S majstrla A G,Locascio S T.T en siometer-controlled,drip-irrigation s cheduling of tomato[J].Applied Engineerin g in Agriculture,1996,12
(3):315-319.
[2] 王培兴,盛平,洪嘉琏.大棚蔬菜滴灌试验与耗水量估算[J].上海交通大学学报(农业科学版),2003,21(1):64-69.
[3] 袁光辉.农田灌溉中需要探讨的几个问题[J].灌溉排水,1994,13(4):19-21.
[4] 贺忠群,邹志荣,陈小红,等.温室黄瓜节水灌溉指标的研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2003,31(3):77-80.
[5] 何华,杜社妮,梁银丽,等.土壤水分条件对温室黄瓜需水规律和水分利用的影响[J].西北植物学报,2003,23(8):1372-1375.
[6] 王新元,李登顺,张喜英.日光温室冬春茬黄瓜产量与灌水量的关系[J].中国蔬菜,1999,(1):18-21.
Intelligent Irrigation Control Index for Cucumber in Solar Greenhouse
WEI Heng-w en,YA NG Pe-i ling
(College of H ydraulic and Civil Eng ineer ing,China A gricultural U niversity,Beijing100083,China)
Abstract:It has optim um meaning to g eneralize intelligent irr ig ation contr ol system for achiev ing the opt-i m ized m anagement of cucum ber moisture in g reenhouse and the purpose of high-quality,hig h-yield,hig h-efficient production.Fo r this reason,w e have carried out different exper im ents of irrigated soil moisture w ith upper o r low er limits,in order to r esearch the im pact on the cucumber grow th,physiolog ical index, yield and quality.On the basis of draw ing lessons from predecessors experimental study,w e have setting up three tr eatments during the period of fructification,the lev els of irrig ated soil moisture are respectiv ely controlled w ith75%to85%FC、70%to80%FC、65%to75%FC.The result o f study show s:during the period of fructification,the y ields after these three irrigation levels are:67.637,59.559,52.898t/hm2, the utilizatio n efficiency of cro p m oisture are:25.84,27.69,28.50kg/m3.Different irrig ation levels have remarkable differences to the yield o f the cucumber,but not to the utilization efficiency of mo isture.A fter generally considering the impact of different irrigation levels o n the aspects o f cucum ber yield、quality、util-i zation efficiency of m oisture etc,the autho r co nsider it better to keep the ir rigated so il moisture betw een 75%to85%FC,during the period of fructification.
Key words:solar g reenhouse;intellig ent irrig ation;cucumber
65。