盐渍水灌溉对拱棚基质栽培迷你西瓜成熟期产量与品质的影响及离子分布调控机制

为解决淡水资源短缺地区农业灌溉难题，研究人员以拱棚基质栽培迷你西瓜(Citrullus lanatus)为模型，探究成熟期盐渍水灌溉(1.0-10.6 dS·m?1)对产量、品质及器官离子(Na+/K+/Ca2+)分布的影响。研究发现盐渍水灌溉维持产量稳定，降低维生素C(14.7%-73.2%)和硝酸盐(16.3%-45.8%)含量，显著改变离子器官特异性分布模式，实现20%淡水节约，为盐水资源化利用提供科学依据。

　　

全球水资源危机正严重威胁农业生产，据世界资源研究所统计，每年至少有40亿人面临阶段性缺水。中国作为人均水资源量不足世界均值1/3的缺水大国，却拥有2599亿立方米的盐水资源亟待开发。传统盐渍水灌溉易引发土壤次生盐渍化并抑制作物生长，而基质栽培技术能有效规避这一风险。迷你西瓜因其经济价值高、生长周期短成为设施农业新宠，但其盐渍水灌溉响应机制尚不明确。为此，新疆农业科学院联合多家机构在《Agricultural Water Management》发表研究，揭示成熟期盐渍水灌溉对基质栽培迷你西瓜的生理调控机制。

研究采用蒸发皿法精准控制灌溉量（1.3倍蒸发量），设置7个盐度梯度（1.0-10.6 dS·m^?1），通过ICP-AES（电感耦合等离子体原子发射光谱）测定器官离子含量，结合紫外分光光度法分析品质指标。实验设计创新性地采用"前期淡水+成熟期盐渍水"的分阶段灌溉策略，通过两年重复试验验证结论可靠性。

3.1 基质EC和pH变化
盐度提升使基质EC值增长85.2%-378.8%，pH维持弱酸性(5.4-6.7)，2024年EC增幅较2022年更显著（T4处理增加1.22 dS·m^?1），表明盐分累积具有年际差异。

3.2 产量与形态指标
单果体积(477.5-792.0 cm³)和产量(14,946-26,168 kg·hm^?2)无显著差异，但2024年因温度升高和灌溉量增加，产量同比提升32.4%，证实成熟期盐渍灌溉不影响生殖生长。

3.3 果实品质
可溶性糖(7.1%-8.5%)和固形物(10.2-11.8°Brix)含量稳定，维生素C降幅显著(T6处理降低73.2%)，硝酸盐含量随盐度升高递减，最低达45.8%（T3处理），符合食品安全标准。

3.4 离子分布特征
Na⁺在根中富集量最高（较CK增加621.1%），形成"根-茎-叶"递减梯度；K⁺在茎中占比达38.6%，构建"茎>叶>根"的分配模式；Ca²⁺在叶片积累量提升242.5%，形成"叶>茎>根"的防御屏障。器官间协同作用表现为：根部拦截Na⁺、茎部富集K⁺、叶片激活Ca²⁺信号通路。

该研究首次阐明基质栽培迷你西瓜通过器官级离子分区调控适应盐胁迫的生理机制。实践层面，成熟期盐渍水灌溉可实现20%淡水替代而不减产，对干旱区农业可持续发展具有重要价值。理论层面，发现KT/HAK/KUP转运体（钾离子转运蛋白）和HKT（高亲和性钾转运体）介导的离子选择性运输是维持K⁺/Na⁺平衡的关键，为作物抗逆育种提供新靶点。未来研究可拓展至全生育期盐渍灌溉阈值探索及品质预测模型构建。