全 文 ：园 艺 学 报 2010，37（8）：1339–1344
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期：2010–05–05；修回日期：2010–07–21
基金项目：国家‘863’项目（2010AA10A301）；北京市农业科技示范推广项目；扬州大学研究生培养创新工程项目
﹡ 通信作者 Author for correspondence（E-mail：xuexz@nercita.org.cn）
供水吸力对温室盆栽黄瓜产量与品质的影响
李 邵 1,2，薛绪掌 1,*，郭文善 2，张伟娟 1，张 敏 1，陈 菲 1
（1 国家农业智能装备工程技术研究中心，北京 100097；2 扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室，江苏扬州
225009）
摘 要：采用负水头供水控水盆栽装置，通过设定不同的供水吸力（1、3、5、7、9、11和 13 kPa）
稳定控制温室盆栽黄瓜的土壤水分值，研究其对黄瓜产量与品质的影响。结果表明：黄瓜单株产量、水
分利用效率与商品率都随着供水吸力的增加先增加后减少，单株产量和商品率分别在3 ~ 9 kPa和3 ~ 5 kPa
处理内达到最高；但 3 ~ 13 kPa处理内水分利用效率无显著差异。不同处理的果实含水量和比质量无显著
差异，除 1 kPa处理的果实长、单果质量和果皮总色素含量显著较低外，其它各处理差异不显著。3 ~ 5 kPa
处理的果实单宁含量显著高于 7 ~ 13 kPa处理，但可溶性固形物、维生素 C含量显著低于 7 ~ 13 kPa处理，
3 ~ 7 kPa处理范围的果实硝酸盐含量显著低于 9 ~ 13 kPa处理。综合分析，3 ~ 7 kPa供水吸力范围内的黄
瓜单株产量与整体品质较高，对应的土壤体积含水量范围为 55% ~ 81%。
关键词：黄瓜；负水头控水；产量；品质；水分利用效率
中图分类号：S 642.2 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2010）08-1339-06

Influence of Water Supply Tension on Yield and Quality of Potted
Cucumber in Greenhouse
LI Shao1,2，XUE Xu-zhang1,*，GUO Wen-shan2，ZHANG Wei-juan1，ZHANG Min1，and CHEN Fei1
（1 National Engineering Research Center for Intelligent Agricultural Equipment，Beijing 100097，China；2 Key Laboratory
of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province，Yangzhou University，Yangzhou，Jiangsu 225009，China）
Abstract：A negative pressure water supplying and controlling pot device was used to control
different soil water contents by setting the water supply tensions（WST）of the devices at different values.
Yield and quality of potted cucumber fruit in greenhouse were study under seven WST，i.e.，1，3，5，7，
9，11 and 13 kPa. The results showed that yield，WUE and marketable rate of fruit had a parabola change
tendency under seven treatments，the maximum yield and marketable rate of fruit value appeared in 3–9
kPa and 3–5 kPa separately，but plant WUE in 3–13 kPa had no differences. There were no significantly
differences in water content and specific gravity of fruit among the seven treatments，and also the fruit
length，mean fruit weight and total pigment content of peel except 1 kPa，which was significantly lower
than other treatments. Tannin content within 3–5 kPa treatments were significantly bigger than 7–13 kPa
treatments. Soluble solids and vitamin C content of fruits were significantly lower. Nitrate content of
cucumber fruits within 3–7 kPa treatments were significantly lower than 9–13 kPa treatments. The
above results indicated that range of 3–7 kPa water supply tension when soil relatively water content

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within 55%–81% were more suitable for the enhancement of fruit yield and quality in cucumber.
Key words：cucumber；negative pressure water control；yield；quality；WUE

国内外研究发现，黄瓜产量随着灌水量的增加而增加，但水分利用效率与品质呈抛物线变化趋
势 （王新元 等，1999；韩建会 等，2000；张宪法 等，2002；Mao et al.，2003）；而在黄瓜开花
期和初瓜期保持 80% ~ 90%田间持水量，盛瓜期保持 90% ~ 100%田间持水量和生育后期降至 70% ~
80%田间持水量的土壤水分处理，能同时实现最高产量和最大水分利用效率（何华 等，2003）。还
有研究表明，90%的田间持水量灌溉上限有利于黄瓜产量、水分利用效率以及果实营养品质的提高
（邹志荣 等，2005；常莉飞和邹志荣，2007）。然而，这些研究中的土壤水分控制大多为常规浇灌
方式，土壤水分都会经历一个干湿交替的过程，从而会影响水分控制的精确性和改变土壤的松紧度
等，对试验结果会造成一定的影响。
本试验采用一种负水头供水控水盆栽装置进行土壤含水量的精确控制，其主要利用土壤的吸力
与灌溉装置的负水头值呈一定对应关系的原理，而负水头值我们将其表述为灌溉装置的供水吸力值，
通过调节装置的供水吸力值就可以稳定地控制土壤不同的含水量，避免了土壤的干湿交替。恒定的
土壤含水量对作物生长的影响研究还未见报道，前人已利用此装置研究了不同供水吸力对温室苗期
小麦、黄瓜、菜豆和观赏辣椒等作物生长发育的影响（万克江，2005；耿伟 等，2006；邹朝望，2007；
李邵 等，2008a），但缺乏对不同供水吸力下作物品质的研究。
本试验中利用负水头供水控水盆栽装置，研究不同供水吸力对温室黄瓜产量和品质的影响，以
期为温室黄瓜水分量化管理以及负水头供水控水盆栽装置的推广提供理论与实践依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料与处理
试验于 2008年 2—7月在北京市农林科学院日光温室内进行。试验盆钵规格为高 30 cm，内径
30 cm的 PVC圆桶。盆栽用土为院内试验田表层褐土，容重为 1.3 g · cm-3，过 50目筛，每盆装土
15 kg，施入腐熟鸡粪 500 g、过磷酸钙 3 g、尿素 3 g作为基肥，在开花期，盛果期分别追施尿素 0.5
g、硫酸钾 1 g、磷酸氢二铵 1 g。采用负水头供水控水盆栽装置（邹朝望，2007；李邵 等，2008b），
设 1、3、5、7、9、11和 13 kPa 共 7个供水吸力值处理来控制不同的土壤含水量，每处理 4次重复。
试验黄瓜品种为“津春 4号”，2月 21日育苗，3月 12日定植，每盆 1株。黄瓜幼苗定植前即按设
定的供水吸力值供水。黄瓜采收时间为 4月 28日—6月 13日。
1.2 试验取样与指标测定
土壤含水量用烘干法测定。每天 9：00读取试验装置储水管内的水位高度，累积法计算黄瓜全
生育期耗水量。记录黄瓜采收期内收获总瓜条数和质量，测定单果质量与水分利用效率。用直尺测
量瓜条长度，游标卡尺测量瓜条直径，烘干法测定果实含水量，排水法测定果实比质量；瓜条商品
率根据“商品瓜条数/总瓜条数 × 100”计算。
所有用来测定品质指标的样品均为采收盛期（5月 15—25日）的果实。沿果实纵向削下宽 1 cm、
厚 0.2 cm左右的表皮，采用 95%乙醇与 80%丙酮按 1︰1混合提取法（沈伟其，1988）测定果皮的
叶绿素和类胡萝卜素含量，并计算总色素含量。另取整根黄瓜果实捣碎混匀供品质指标测定用；果
实单宁含量采用高锰酸钾滴定法测定；硝酸盐含量采用沸水浸提、紫外分光光度法测定；维生素 C
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图 1 不同供水吸力处理土壤含水量的变化
Fig. 1 Variation of soil water content under different water supply tension
采用 2，6–二氯酚靛酚滴定法测定；可溶性固形物采用 ATAGO-P32手持折射仪测定；有机酸采用
碱滴定法测定。各处理样品平行重复测定 2次，取平均值。
采用 Excel 2003和 DPS V7.55软件进行试验数据统计分析与作图。
2 结果与分析
2.1 不同供水吸力下的土壤含水量变化
选取装置运行稳定后的一天（3月 10日），
测定各处理 20 cm深的土壤质量含水量（图 1）。
可知，随着供水吸力增大，土壤含水量逐渐减
少，土壤含水量与供水吸力值成反比关系。供
水吸力控制在 1 ~ 13 kPa的土壤含水量范围为
42.32% ~ 14.23%，对应的土壤体积含水量范围
为 100% ~ 34%。
2.2 不同供水吸力对黄瓜产量和水分利用效率的影响
产量与水分利用效率是决定设施黄瓜经济效益的重要指标。不同供水吸力处理下的黄瓜单株产
量呈先增加后减少的变化趋势（图 2），3 ~ 9 kPa处理较高，1 kPa处理为最低。水分利用效率在 1 kPa
处理下最低，为 6.36 kg · m-3，3 ~ 13 kPa处理的水分利用效率明显提高，但差异不显著。试验结果
表明土壤水分的减少对黄瓜水分利用效率的影响较小，但对产量影响显著。
图 2 不同供水吸力对黄瓜产量与水分利用效率的影响
不同小写字母表示相同测定指标在 P＜0.05水平上显著。下同。
Fig. 2 Effects on yield and WUE of cucumber under different water supply tension
Different small letters represent statistic significance at level of 0.05.
The same below.

2.3 不同供水吸力对黄瓜形态与品质指标的影响
2.3.1 果实形态 由表 1可见，不同供水吸力处理黄瓜果实的含水量和比质量无显著差异。1 kPa处
理的果实长和直径、单果质量、果实商品率、果皮光合色素含量都低于其它处理；而 3 ~ 13 kPa处
理范围的果实长和直径、单果质量的差异不显著；5 kPa和 3 kPa处理的果实商品率较高；各处理的
果皮光合色素含量总体表现 5 ~ 13 kPa处理高于 1 ~ 3 kPa处理。
1342 园 艺 学 报 37卷
表 1 不同供水吸力对果实形态指标与商品率的影响
Table 1 Effects of different water supply tension on fruits morphological indexes and marketable fruit rate
供水吸力/
kPa
Water
supply
tension
果长/cm
Fruit length
直径/mm
Diameter
单果质量/g
Mean fruit weight
含水量/%
Water content
比质量/
（g · cm-3)
Specific
gravity
商品率/%
Fruits
marketable
rate
果皮光合色素
含量/ (mg · g-1)
Peel total
pigment content
1 24.88 ± 4.52b 30.14 ± 2.96bc 125.71 ± 38.82b 96.34 ± 0.37a 0.99 ± 0.08a 8.3e 34.81 ± 4.08c
3 31.91 ± 2.88a 33.72 ± 2.68a 165.14 ± 29.68ab 96.58 ± 0.54a 0.92 ± 0.10a 82.7a 36.01 ± 2.94bc
5 33.35 ± 2.88a 33.68 ± 3.12ab 176.51 ± 12.76ab 96.27 ± 0.17a 0.94 ± 0.02a 88.3a 45.79 ± 0.18a
7 33.52 ± 3.18a 33.49 ± 3.82abc 173.81 ± 15.31ab 96.34 ± 0.58a 0.90 ± 0.05a 70.6ab 44.31 ± 0.47a
9 34.61 ± 4.55a 31.34 ± 3.60abc 173.68 ± 17.50ab 96.12 ± 0.19a 0.98 ± 0.04a 53.9bc 43.18 ± 3.23ab
11 33.41 ± 3.06a 34.07 ± 3.17a 180.68 ± 11.31a 96.11 ± 0.28a 0.95 ± 0.08a 43.2cd 43.61 ± 3.95a
13 31.15 ± 3.86a 32.80 ± 2.55abc 163.69 ± 26.32ab 96.03 ± 0.21a 0.95 ± 0.08a 30.5d 42.67 ± 0.08ab

2.3.2 果实营养品质 单宁的含量与黄瓜涩味程度密切相关（徐坤范 等，2006），由表 2可知，黄
瓜果实单宁含量随供水吸力的增加呈逐渐降低的变化趋势，1 ~ 5 kPa处理的单宁含量显著高于其它
处理。表明适当增加供水吸力值即降低土壤含水量能减少黄瓜果实单宁含量，从而减弱果实的涩味
程度；不同供水吸力处理的黄瓜硝酸盐含量有一定差异（表 2），1 kPa处理的最高，为 309.79 mg · kg-1；
而 3 ~ 7 kPa处理范围的显著低于 1 kPa 和 9 ~ 13 kPa处理。但各处理黄瓜均未超出国家对无公害瓜
果类蔬菜硝酸盐 NO3- ≤ 438 mg · kg-1（GB18406.1-2001）的安全要求。
各处理果实维生素 C含量随着供水吸力的增加呈增加的趋势，9 ~ 13 kPa处理显著较高；果实
可溶性固形物含量在 9 kPa与 11 kPa处理下较高，其它各处理无显著差异；1 kPa和 3 kPa处理的果
实有机酸含量显著低于其它处理，7 ~ 13 kPa处理含量较高。
表 2 不同供水吸力对果实营养品质指标含量的影响
Table 2 Effects of different water supply tension on nutrient quality of cucumber fruits
供水吸力/kPa
Water supply
tension
单宁/%
Tannin content
硝酸盐含量/
(mg · kg-1)
Nitrate content
维生素 C/ (mg · kg-1)
Vitamin C
可溶性固形物/ %
Soluble solids
有机酸/ %
Organic acid content
1 0.498 ± 0.006a 309.79 ± 32.06a 35.62 ± 2.25c 2.73 ± 0.65b 0.66 ± 0.14b
3 0.484 ± 0.009a 250.76 ± 7.34c 50.67 ± 1.53b 2.75 ± 0.07b 0.79 ± 0.10b
5 0.486 ± 0.011a 247.35 ± 2.36c 50.23 ± 0.95b 2.78 ± 0.05b 1.04 ±0.13ab
7 0.455 ± 0.012b 253.02 ± 7.30c 53.26 ± 1.37ab 3.20 ± 0.22b 1.31 ± 0.25a
9 0.428 ± 0.004c 296.64 ± 30.54b 56.13 ± 3.48a 3.55 ± 0.19ab 1.31 ± 0.25a
11 0.424 ± 0.003c 276.01 ± 21.05b 57.23 ± 0.86a 4.25 ± 0.25a 1.32 ± 0.10a
13 0.422 ± 0.002c 281.39 ± 19.49b 55.59 ± 1.84a 3.00 ± 0.18b 1.39 ±0.21a
3 讨论
本试验采用一种负水头供水控水盆栽装置进行水分持续稳定控制，旨在探讨不同的恒定土壤水
分值对黄瓜产量和品质的影响。该装置是基于盘式负压入渗仪的负压控制原理研制而成，属于一种
亚表层滴灌技术，而目前亚表层滴灌的设备系统和使用技术已经基本成熟（Ayars et al.，1999；Freddie
& Todd，2003）。试验装置利用一透水不透气的陶瓷灌水器与一负水头控制装置相连，将这种出水
均匀的灌水器埋入土壤中，通过调整装置负水头值即供水吸力值就能控制不同土壤水分，而装置的
持续供水又避免了土壤的干湿交替，使得土壤水分值一直保持持续稳定的状态。本试验表明该装置
能通过调节不同的供水吸力值来控制不同的土壤水分值，且供水吸力值与土壤水分值呈反比对应关
系，1 ~ 13 kPa范围内的供水吸力处理控制的土壤含水量范围为 42.32% ~ 14.23%，对应的土壤体积
含水量范围为 100% ~ 34%。
8期 李 邵等：供水吸力对温室盆栽黄瓜产量与品质的影响 1343

研究认为，水分对温室黄瓜的产量和品质的影响比较显著。王新元等（1999）研究表明黄瓜产
量随灌水量的增加而增加，但水分利用效率较低；而抗旱灌溉水分利用效率最高，但产量较低。本
试验结果表明黄瓜单株产量与水分利用效率都随供水吸力的增加呈先增加后减少的变化趋势，但 3 ~
13 kPa处理范围内的水分利用效率无显著差异，这可能是由于黄瓜一直处于恒定的土壤水分值下，
其生长与其土壤水分值达成一定的协调关系，从而形成高土壤水分下单株产量较高，低土壤水分条
件下单株产量较低的现象。试验中 3 ~ 5 kPa处理范围的黄瓜单株产量要显著高于 1和 11 ~ 13 kPa
的处理，但与 7 ~ 9 kPa的差异不明显，此时土壤的体积含水量范围为 67% ~ 81%，要低于前人研究
的最适土壤含水量值，这可能是本试验的水分是通过盆钵底部的供水盘向上渗透水分的，各层的土
壤含水量分布较均匀，整个土体中可被植物吸收利用的水分相对较多；而在常规灌溉中，灌水后土
壤表层土壤含水量一般要大于底层含水量，土表蒸发相对较大，而且离灌水日时间越长，土壤水分
越低，这就有可能需要加大灌溉量，才能保证一段时间黄瓜对水分的需求量。
灌水量的增加可使黄瓜产量增加，但品质会呈现一定的下降趋势，具体表现在可溶性糖、可溶
性蛋白与维生素 C含量的降低（王新元 等，1999；张西平，2005）；邹志荣等（2005）的研究表明
结果期适当的水分胁迫有利于黄瓜果实内代谢产物的积累，能提高果实可溶性糖、可溶性固形物等
品质指标的含量。本试验研究结果表明，黄瓜果实含水量、比质量与单果质量基本不受供水吸力值
的影响；较低的供水吸力能提高黄瓜的瓜条商品率，但降低了果实果皮色素的含量，这可能是由于
低供水吸力下的土壤含水量较高，黄瓜果实充实较快，有效地降低了畸形瓜数量，但对果皮色素积
累可能存在一定的抑制作用。较高的供水吸力能降低黄瓜果实的单宁含量，但使果实内的硝酸盐显
著积累，这可能是由于干旱使黄瓜体内的硝酸还原酶含量下降、活性降低，从而使硝酸盐的积累显
著增加（沈明珠 等，1982；王利群 等，2003）。各处理黄瓜果实内的维生素 C、可溶性固形物、有
机酸含量都随着供水吸力的增加呈增加趋势；这与前人的研究结果一致。试验表明，9 ~ 13 kPa的
高供水吸力处理下黄瓜果实的可溶性固形物、维生素 C、有机酸含量较高，单宁含量较低，但硝酸
盐含量较高；3 ~ 7 kPa的供水吸力处理下产量较高，硝酸盐含量较低，瓜条商品率较高。综合分析
表明，黄瓜在 3 ~ 7 kPa的供水吸力下，即整个生育期保持 55% ~ 81%的土壤体积含水量范围更有利
于提高产量与品质以及水分利用效率。但由于黄瓜植株不同生育期对水分需求不同，而本试验中黄
瓜整个生育期的土壤含水量都控制在同一水平，所以进行不同生育期的不同供水吸力值控制试验，
探讨黄瓜优质、高产与高效的水分管理策略是进一步研究的目标。

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