溫室黃瓜果實鮮質量非破壞性測定方法研究

趙大球 ，高海潔 ，倪紀恒 ，徐強，陳春宏 ，陳學好

（1.揚州大學園藝與植物保護學院，江蘇揚州，225009；2.上海市農業科學院，上海設施園藝重點實驗室）

黃瓜（Cucumis sativusL.）是一種世界性的重要蔬菜，也是我國目前種植范圍最廣、栽培面積最大的蔬菜之一。黃瓜果實鮮質量是黃瓜產量形成的基本因素，是栽培、育種研究的重要指標之一。黃瓜果實質量約占植株總干質量的60%或總鮮質量的80%[1]。在果實生長發育的研究中常需要對同一果實進行連續觀察測定，在此情況下，果長和果徑或果周長可以直接測量，而果質量（包括鮮質量和干質量）無法直接測定，因此難以對果實生長發育的動態變化進行研究。

果實鮮質量的測定一般分為破壞性測定與非破壞性測定2種。破壞性測定必須在果實采收以后進行，破壞了植物體本身的源庫關系，影響研究結果，也無法對同一果實進行動態測定。而非破壞性測定方法可以在黃瓜果實非離體的情況下，對同一果實進行連續性的動態測定。關于對黃瓜植株的非破壞性測定，目前的研究主要集中在黃瓜葉面積[2～4]，但對于黃瓜果實鮮質量的非破壞性測定方法的研究報道卻很少[5～6]。因此，本試驗以溫室黃瓜為試驗材料，研究黃瓜果實鮮質量與果長、果徑之間的關系，建立經驗性應用模型，并通過其他試驗數據來驗證模型的可靠性與模擬精度，為黃瓜果實的非破壞性測定提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2007年2～6月在上海市農科院農業奉賢園區的現代化Venlo-型溫室中進行，選用荷蘭常規溫室黃瓜栽培品種“戴多星（Cucumis sativuscv Deltestar）”。50孔穴盤育苗，育苗基質為珍珠巖和蛭石，比例為1∶1，在育苗室中進行。待黃瓜幼苗長至1葉1心時定植，采用珍珠巖袋培，單稈整枝，Priva Integro 2715控制系統進行溫室環境和灌溉的管理。從第6節開始留果，每2節留1個果，當植株到了采收期時，每2 d采收1次，測定果實鮮質量、果長以及果徑。

1.2 試驗設計

本試驗共設3個播期，分別于2007年2月1日，11日，23日播種，分別于2月10日，23日和3月4日定植，采用播期1的數據進行模型的構建，利用播期2、播期3的數據對模型進行驗證。

1.3 測定項目和方法

采用精度為0.1 g的電子天平測量黃瓜果實鮮質量。黃瓜果實的果徑和果長分別采用游標卡尺和直尺測量，其中果徑為黃瓜果實直徑的最大值，果長為從黃瓜果實基部至頂部的長度。

1.4 模型的驗證

采用檢驗模型時常用的統計方法——回歸估計標準誤差（RMSE）對模擬值和觀察值之間的符合度進行統計分析。RMSE值越小，模擬值與觀察值的一致性越好，模擬值和觀測值之間的偏差越小，即模型的模擬結果越準確、可靠。因此，RMSE能夠很好地反映模型模擬值的預測性，其計算公式如下

圖1 果實鮮質量與果實體積的關系

式中OBSi為實際觀測值，SIMi為模型模擬值，n為樣本容量。

2 結果與分析

2.1 模型的構建

通過對播期1的試驗數據進行分析，擬合出2個經驗性模型（圖1）。

模 型 Ⅰ ：FW=0.700 8 ×FD2×FL，R2=0.977 4，RMSE=10.18 g；

模型Ⅱ：FW=2.120 1×（FD2×FL）0.7901，R2=0.983 9，RMSE=14.41 g。

其中，FW 為單果鮮質量 （g），FD為果實直徑（cm），FL 為果實長度（cm）。

2.2 模型的驗證

采用播期2與播期3的試驗數據，將果徑和果長輸入到模型Ⅰ和模型Ⅱ中，將模型的模擬值與實測值采用國際上常用的1∶1圖（圖2）進行比較。結果表明，模型Ⅰ果實鮮質量模擬值與實測值之間相關系數（R2）和回歸估計標準誤差分別為0.95和24 g。模型Ⅱ果實鮮質量模擬值與實測值之間的相關系數和回歸估計標準誤差分別為0.91和40 g。說明模型Ⅰ能夠很好的模擬果實的鮮質量。

3 小結與討論

本試驗通過對現代化溫室黃瓜果實鮮質量與體積關系的研究，構建了模型Ⅰ和模型Ⅱ兩個經驗性模型，模型Ⅰ很好的預測了黃瓜果實的鮮質量，同時具有參數少模擬精度高的特點，易于應用于生產實踐中。

另外，黃瓜果實鮮質量不僅受到本身源庫關系的影響，同時也受輻射、溫度以及水分的影響，本模型的研究目前僅局限于水分、養分充分供應的溫室生產中，對于有機基質栽培、大棚栽培和大田栽培的黃瓜來說是否適合，還需要進一步的試驗數據來進行驗證。我國幅員遼闊，從南到北都有黃瓜種植，其中栽培品種和栽培方式各不一樣，因此本模型還需要不同品種、地點的試驗數據來進一步進行驗證。

圖2 果實鮮質量模擬值與實測值的比較

[1]Marcelis L F M.The dynamic of growth and dry matter distribution in cucumber[J].Annals of Botany,1992,69:875-879.

[2]龔建華，向軍.黃瓜群體葉面積無破壞性速測方法研究[J].中國蔬菜，2001（4）：7-9.

[3]王貴臣，顧興芳.關于溫室黃瓜葉面積測量方法的初探[J].中國蔬菜，1987（3）：34-36.

[4]裴孝伯，李世誠，張福墁，等.溫室黃瓜葉面積計算及其與株高的相關性研究[J].中國農學通報，2005（8）：80-82.

[5]Marcelis L F M.Non-destructive measurements and analysis of the cucumber fruit[J].Journal of Horticultural Science,1992,67(4):457-464.

[6]Marcelis L F M.Fruit shape in cucumber as influenced by position within the plant,fruit load and temperature[J].Scientia Horticulture,1994(56):299-308.