轻度水分亏缺：温室甜瓜增产提质又防裂的灌溉新策略

为解决不合理灌溉导致的甜瓜果实开裂影响产量和品质的问题，研究人员开展了关于温室甜瓜（Cucumis melo var. chinensis）对亏缺灌溉（DI）响应的研究。结果表明，成熟阶段轻度 DI 可降低裂果率、提高果实品质和产值。该研究为甜瓜生产提供了合理灌溉策略。

　　在西北干旱地区，水资源短缺与农田退化问题日益严峻，而甜瓜作为当地重要的经济作物，其种植面临着诸多挑战。传统的灌溉方式为追求高产，往往过度灌溉，这不仅造成水资源浪费，还使得甜瓜果实开裂现象频发。果实开裂严重影响了甜瓜的产量和品质，进而降低了经济效益，成为制约甜瓜产业发展的一大难题。在这样的背景下，探寻一种既能保证产量和品质，又能减少果实开裂的合理灌溉策略迫在眉睫。

为此，中国农业大学的研究人员展开了深入研究。他们进行了为期三个生长季（2021 年春季、2022 年春季和 2022 年夏季）的亏缺灌溉实验，旨在探究不同生育期亏缺灌溉对温室甜瓜的植物水分状况、产量、灌溉水生产率（IWP）、果实开裂率、产值和果实品质的影响，进而制定合理的水分管理策略。研究成果发表在《Agricultural Water Management》上，为甜瓜种植灌溉提供了重要的理论依据和实践指导。

在研究方法上，研究人员主要采用了以下关键技术：

• 设置多处理实验：选用 “亭林” 甜瓜品种，在定制的基质袋（椰糠：椰饼 = 1:1 v/v）中种植。将果实生长的生殖期分为开花膨果期（stage F）和果实成熟期（stage M），设置对照（W0，满足每日实际蒸散量 ET），以及在不同阶段施加不同程度亏缺灌溉的处理，如轻度亏缺（W1，75% W0 灌溉量）和重度亏缺（W2，50% W0 灌溉量） 。
• 多指标测定：测定多项指标评估实验效果。包括计算 IWP（果实鲜重与总灌溉水量的比值）、统计果实开裂率；测定植物水分状况指标，如叶片气体交换参数（净光合速率 A_n、气孔导度 g_s、蒸腾速率 T_r）和茎水势（ψ_md）；测定果实品质指标，像果实纵横径、鲜重、干重、硬度、维生素 C 含量、各类糖分含量、可滴定酸含量等。
• 综合评价分析：运用主成分分析（PCA）和隶属函数法综合评估甜瓜品质，通过熵权 TOPSIS 法全面权衡产量、IWP、产值、裂果率和综合品质，确定合理的灌溉策略。

研究结果如下：

• ET、IWP、果实开裂率和产值：总体上，全灌溉（W0）下各生长阶段的 ET 高于亏缺灌溉处理，且亏缺程度越大，ET 越低。不同灌溉处理对甜瓜产量、IWP 和裂果率影响显著。例如，2021 年春季，W1M 处理与 W0 产量差异不显著，但其他 DI 处理产量显著降低；多数 DI 处理降低了 IWP，但 W1M 处理的产值最高，相比 W0 增加了 16.14%，同时 DI 显著降低了果实开裂率，在果实成熟期进行 DI 处理可使裂果率降低 72.79 - 87.34%。
• 果实品质响应：亏缺灌溉在不同季节对不同生长阶段的果实品质影响显著。以 2021 年春季为例，在 stage F，W1 和 W2 处理使果实鲜重和干重下降；在 stage M，多数亏缺灌溉处理使果实鲜重和干重降低，果实硬度在 stage F 因重度亏缺而增加，在 stage M 则下降。此外，亏缺灌溉还影响果实的营养成分，如在 stage M，DI 处理显著增加了淀粉、果糖、蔗糖和总可溶性糖含量（SSC），提高了 TSSC/TA 比值和总可溶性固体（TSS）含量。
• 果实品质评价：PCA 分析提取出 3 个主成分，其累积方差贡献率超 75%。综合品质得分显示，W0 处理在三个季节中得分最低，各阶段的轻度和重度 DI 处理均可提升甜瓜品质。在相同 DI 强度下，整个生殖期进行 DI 处理的甜瓜综合品质得分高于仅在 stage M 进行亏缺灌溉的处理，后者又高于仅在 stage F 进行亏缺灌溉的处理。
• 相关性分析：不同生长阶段的植物水分状况与产量、IWP、裂果率、产值和综合品质得分存在相关性。例如，除 stage M 的灌溉量和 A_n外，其他参数在 stage F 和 stage M 均与产量正相关；果实开裂率仅在 stage M 与灌溉量、ψ_md和 T_r正相关；综合品质得分在 stage M 与灌溉量、ET 和部分植物水分状况指标呈显著负相关。
• 综合评价：熵权 TOPSIS 法综合评价结果表明，在果实成熟期进行 DI 处理的综合评价指数（Q_i）最高，其次是整个生殖期进行轻度亏缺灌溉的处理；而在生殖期和 stage F 进行重度亏缺灌溉处理的 Q_i值最低。

研究结论和讨论部分指出，成熟阶段的轻度亏缺灌溉是一种合理的灌溉策略。它不仅能降低果实开裂率，还能提高产值和果实品质。在开花膨果期，充足的灌溉对保证产量和产值至关重要，因为此阶段是果实生长的关键时期，缺水会显著影响果实发育。而轻度亏缺灌溉在改善果实品质的同时，平衡了产量和裂果率之间的关系。例如，DI 处理促进了果实糖分积累，提高了果实风味品质，同时通过限制果实生长降低了裂果风险。

这项研究综合考虑了产量、IWP、裂果率、产值和果实品质等多个因素，确定了适合温室甜瓜种植的合理灌溉策略，为解决西北干旱地区甜瓜种植面临的灌溉难题提供了切实可行的方案，有助于推动当地甜瓜产业的可持续发展，对缓解水资源压力和提高农业经济效益具有重要意义。