不同類型栽培槽對熱帶設(shè)施甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

曹 明，楊小鋒,2，黃 植，楊光華 ，張雪彬

(1.三亞市南繁科學技術(shù)研究院/海南省熱帶設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，海南三亞 572000；2.海南大學農(nóng)學院，?？?570228)

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不同類型栽培槽對熱帶設(shè)施甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

曹 明1，楊小鋒1,2，黃 植1，楊光華1，張雪彬1

(1.三亞市南繁科學技術(shù)研究院/海南省熱帶設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，海南三亞 572000；2.海南大學農(nóng)學院，?？?570228)

摘要：【目的】研究不同栽培槽類型對甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為熱帶設(shè)施甜瓜無土栽培選擇合適的栽培槽類型。【方法】以甜瓜品種“南海蜜”為材料，設(shè)計4種不同栽培槽類型(地平式、地下式、半包式和全包式栽培槽)，研究熱帶設(shè)施無土栽培條件下栽培槽類型對甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響?！窘Y(jié)果】甜瓜株高、莖粗、功能葉葉面積、干重物質(zhì)累積量、果實縱橫徑和產(chǎn)量均以全包式槽處理最大。果實品質(zhì)方面，可溶性糖含量高低排序為地下槽>全包槽>半包槽>地平槽；可溶性蛋白含量高低排序為全包槽≥地下槽>半包槽>地平槽；VC含量高低排序表現(xiàn)為地下槽≥全包槽>地平槽>半包槽；而中心和邊緣可溶性固形物差異均不顯著?！窘Y(jié)論】在熱帶設(shè)施甜瓜無土栽培生產(chǎn)中，采用全包式栽培槽栽培是較好選擇。

關(guān)鍵詞：熱帶無土栽培;栽培槽;甜瓜;產(chǎn)量;品質(zhì)

0引 言

【研究意義】無土栽培能夠提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，有效克服土壤次生鹽漬化、土傳病蟲害等連作障礙問題[1-2]。目前無土栽培的類型很多，總體包括2大類：固體基質(zhì)培和非固體基質(zhì)培。對于固體基質(zhì)培來說，采用何種類型的栽培槽盛裝基質(zhì)，直接關(guān)系到植物根系的生長環(huán)境。因此，研究無土栽培栽培槽的類型，對于指導固體基質(zhì)培標準化生產(chǎn)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】目前對于甜瓜無土栽培的基質(zhì)配方、水肥管理[3-4]以及營養(yǎng)元素吸收[5]等方面已有深入研究，但有關(guān)無土栽培裝置的報道還較少。上海孫橋由、卜崇興[6-8]研制了一種桶狀無土栽培裝置。它將作物的栽培環(huán)境分成了基質(zhì)、空間和營養(yǎng)液3部分, 較好地調(diào)節(jié)了裝置內(nèi)固體、氣體、液體三相的平衡解決了無土栽培中根際供液和供氧的矛盾。然而在實際使用中發(fā)現(xiàn), 生產(chǎn)者很難清楚了解下部營養(yǎng)液是否已用完，根系經(jīng)常處于枯死、再生、旺盛生長的循環(huán)中。鄭奕等[9]在此基礎(chǔ)上做了部分改進，使用新裝置栽培番茄,植株生長旺盛, 果實品質(zhì)有所改善,產(chǎn)量有明顯的提高。但其不足在于此類裝置結(jié)構(gòu)復雜，市場上無成品出售，裝置均為實驗者自己制作。另外該裝置下的植株根系會扎入土壤中生長, 在土傳病害較嚴重的區(qū)域可能會由此感染土傳病害?！颈狙芯壳腥朦c】實際生產(chǎn)中栽培槽類型多種多樣，效果也參差不齊。熱帶地區(qū)相對于其他地區(qū)而言，又需要特別考慮基質(zhì)水分的保持和基質(zhì)溫度的控制等問題。因此，關(guān)于熱帶設(shè)施條件下甜瓜栽培采用何種簡便且經(jīng)濟的栽培槽類型還有待試驗探討。研究不同類型栽培槽對熱帶設(shè)施甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】試驗采用無土栽培模式，研究海南熱帶設(shè)施甜瓜栽培槽類型, 為熱帶設(shè)施甜瓜無土栽培技術(shù)推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)指導。

1材料與方法

1.1材 料

試驗于2012年11月～2013年2月在海南省三亞市海棠灣鎮(zhèn)熱帶設(shè)施大棚內(nèi)，設(shè)施大棚長24.0 m，跨度5.5 m，頂高2.5 m。供試作物為甜瓜品種南海蜜，該品種為新疆寶豐種業(yè)有限公司和三亞市南繁科學技術(shù)研究院聯(lián)合選育的黃皮類中早熟哈密瓜新品種。其生育期85 d左右，雌花開放到果實成熟45 d左右。供試甜瓜采用穴盤育苗，待幼苗長至1葉1心時移栽。試驗所用銀黑雙色膜為市場購買，為PE材質(zhì)，厚度為0.05 mm，寬度為1.50 m。試驗無土基質(zhì)為椰糠與河沙按2∶1混制而成，并加入精制有機肥26 kg/m3(有機質(zhì)≥45.0%，N+P2O5+K2O≥7.0%)，其基本理化性質(zhì)如下：容重0.68 g/cm3，pH 6.54，Nmin107 mg/kg，速效磷(P2O5)124.21 mg/kg，速效鉀(K2O)389.10 mg/kg。

1.2 方 法

1.2 .1試驗設(shè)計

試驗采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置地平式、半包式、全包式和地下式栽培槽4個處理。其中地平式栽培槽是指在地面平鋪寬150 cm，長1 000 cm的銀黑雙色膜，其上堆放20 cm厚度的栽培基質(zhì)；半包式栽培槽結(jié)構(gòu)由同樣規(guī)格的銀黑雙色膜做成底寬50 cm，高20 cm的半封閉的栽培槽，內(nèi)放置栽培基質(zhì)；全包式栽培槽由同規(guī)格的銀黑雙色膜做成底寬50 cm，高20 cm的全封閉的栽培槽，內(nèi)放置栽培基質(zhì)；地下式栽培槽則指向地下挖出長1 000 cm，寬50 cm，深20 cm的土槽，后鋪上銀黑雙色膜，里面填滿基質(zhì)即可。每個處理3次重復，每小區(qū)種植25株，株距40 cm，行距110 cm，小區(qū)面積為11.0 m2，單行種植，中間鋪設(shè)一條滴灌管，供應(yīng)每株甜瓜營養(yǎng)與水分。營養(yǎng)液大量元素采用山崎營養(yǎng)液標準配方，微量元素采用標準單位微量元素配方，其它田間管理按常規(guī)無土栽培操作進行。

1.2.2 測定指標

每個處理選取10株長勢一致的甜瓜幼苗，掛牌標記測定指標。測定指標包括甜瓜營養(yǎng)生長期株高、莖粗；開花授粉期葉面積；果實生長期的果實縱徑和橫徑；選取同一授粉期甜瓜測定成熟期的單果質(zhì)量，果實可溶性固形物、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量以及VC含量；測定甜瓜各個生育期植株干鮮重。其中每隔6 d測定一次株高和第三節(jié)間莖粗；在開花授粉期采取第15節(jié)位(坐果節(jié)位)葉片，用LA-S植物圖像掃描分析儀測定葉面積；幼苗期、伸蔓期、結(jié)果前期、中、后期植株(根、莖、葉、果實部位)鮮重和干重用0.01電子天平測定；可溶性固形物用手持測糖儀測定[10]，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[10]，可溶性蛋白含量用考馬斯亮藍G-250法測定[10]，VC含量采用2,6-二氯靛酚法測定[10]；植株莖粗及果實縱橫徑用精度為0.02 mm的游標卡尺測量。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計

試驗數(shù)據(jù)均采用Excel 2003軟件處理并作圖，方差分析通過SPSS 17.0軟件ANOVA過程處理，采用鄧肯新復極差法進行差異顯著性檢驗。

2結(jié)果與分析

2.1 不同栽培槽類型對熱帶設(shè)施甜瓜植株生長的影響

2.1.1不同栽培槽類型對甜瓜株高、莖粗的影響

研究表明，不同栽培槽類型對熱帶設(shè)施甜瓜株高有影響。隨著甜瓜生育期的延長，各處理甜瓜株高差異越大，到開花授粉打頂前表現(xiàn)為，全包槽>地下槽>半包槽>地平槽，其中全包槽分別比后三者株高高出5.80%、9.02%和21.78%。不同栽培槽類型處理的甜瓜莖粗也有差異，其中整個營養(yǎng)生長期里，全包槽處理甜瓜莖粗最大，地平槽處理莖粗最小，而地下槽和半包槽處理居中。由此表明，不同栽培槽類型對熱帶設(shè)施甜瓜營養(yǎng)期生長有影響，在甜瓜開花授粉前，使用全包槽栽培優(yōu)于其他栽培槽類型。圖1，圖2

圖1不同處理下甜瓜植株株高變化
Fig.1Effect of different treatment on

plant height of melon

圖2不同處理下甜瓜植株莖粗變化
Fig.2Effect of different treatment on stem diameter of melon

2.1.2 不同栽培槽類型對甜瓜功能葉葉面積的影響

研究表明，不同栽培槽類型顯著影響甜瓜功能葉葉面積。4個處理中，全包槽處理的甜瓜功能葉葉面積最大，達到339.21 cm2，顯著大于地下槽、地平槽和半包槽，較后三者分別增大了16.40%、32.13%和45.86%。功能葉葉面積的增加為增強甜瓜光合作用提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，可能對甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生影響。圖3

注：柱形圖上標不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)

Note：The different small letters above each column mean significant difference(P<0.05)

圖3 不同處理下甜瓜功能葉葉面積變化Fig.3Effect of different treatment

on the area of melon leaf

2.1.3 不同栽培槽類型對甜瓜地上部干物質(zhì)累積量的影響

研究表明，隨著甜瓜生育期的延長，地上部干物質(zhì)量累積逐漸增加，生長呈現(xiàn)先慢后快的規(guī)律。不同栽培槽類型對甜瓜成熟期地上部干物質(zhì)累積量影響顯著。成熟期時，全包槽處理的甜瓜根、莖、葉片、果實干物質(zhì)量均最大，顯著大于地平槽和半包槽處理。而與地下槽相比，全包槽處理顯著增加甜瓜根干重，增幅達52.08%。從果實干重占地上部總干重的比例來看，4個處理表現(xiàn)為全包槽(72.70%)>地下槽(70.45%)>地平槽(65.43%)>半包槽(59.48%)。由此表明，使用全包槽栽培較其他類型槽更有利于熱帶設(shè)施甜瓜植株干物質(zhì)累積，為提高產(chǎn)量奠定基礎(chǔ)。圖4 ，表1

圖4 不同處理下甜瓜地上部干物質(zhì)累積量變化
Fig.4Effect of different treatment on the accumulation amount of dry matter aboveground

2.2不同栽培槽類型對熱帶設(shè)施甜瓜果實形態(tài)和產(chǎn)量的影響

研究表明，不同栽培槽類型顯著影響熱帶設(shè)施甜瓜果實形態(tài)。使用全包槽栽培的甜瓜果實縱徑和橫徑均表現(xiàn)最優(yōu)，顯著大于地下槽、地平槽和半包槽處理。其中，全包槽處理甜瓜果實縱徑較后三者分別增加了6.16%、11.52%和16.21%，果實橫徑增加了7.73%、14.02%和8.18%。全包槽、地下槽和地平槽果型指數(shù)相當，半包槽最小。各處理下甜瓜的腔徑大小無明顯差異。

表1不同處理下成熟期甜瓜干物質(zhì)累積量
Table 1Effect of different treatments on accumulation amount of dry matter aboveground at the mature stage

處理Treatment干物質(zhì)量Amountofdrymatter(g)根Root莖Stems葉片Leaf果實Fruit地上部分Abovegroundplant地下槽Undergroundbed0.96±0.05b16.01±1.14a29.26±1.34a107.92±1.55a153.19±1.55a地平槽Horizontalbed0.65±0.08b11.11±0.99b29.64±3.18a77.15±3.54b117.91±2.33b半包槽Semi-closedbed0.96±0.20b13.49±1.70ab31.29±1.22a65.73±4.58b110.51±6.90b全包槽Closedbed1.46±0.11a16.64±0.60a28.36±0.22a119.85±4.71a164.86±5.25a

注：同列數(shù)據(jù)后標不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)，下表同

Note: The data in the same column following the different small letters mean no significant difference among the treatments by Duncan's multiple test (P<0.05). The same as below

不同栽培槽類型對熱帶設(shè)施甜瓜產(chǎn)量的影響顯著。全包槽栽培的甜瓜單果質(zhì)量達2.12 kg/株，折合產(chǎn)量為40.17 t/hm2，比地下槽、地平槽和半包槽處理分別提高了21.84%、45.21%和32.50%，差異達顯著水平。全包槽栽培增加甜瓜產(chǎn)量的原因在于增加了果實縱徑和橫徑。由此表明，使用槽栽培是比較適合熱帶設(shè)施甜瓜栽培的栽培模式。表2

表2不同處理下甜瓜果實形態(tài)和產(chǎn)量變化
Table 2Effect of differents treatments on fruit shape and yield of melon

處理treatment縱徑Longitudinaldiameter(mm)橫徑Transversediameter(mm)果型指數(shù)Indexesoffruitshape(縱/橫)腔徑Lumendiameter(mm)單果質(zhì)量Fruitmass(kg/株)產(chǎn)量Yield(t/hm2)地下槽Undergroundbed206.23±2.21b123.92±1.25b1.6651.33±3.84a1.74±0.02b32.97地平槽Horizontalbed196.32±1.35c117.08±3.60b1.6852.67±1.20a1.46±0.03c27.67半包槽Semi-closedbed188.39±2.38c123.40±1.68b1.5352.33±2.73a1.60±0.05bc30.32全包槽Closedbed218.93±4.32a133.50±1.54a1.6457.67±0.88a2.12±0.08a40.17

2.3 不同栽培槽類型對熱帶設(shè)施甜瓜果實品質(zhì)的影響

研究表明，不同栽培槽類型對熱帶設(shè)施甜瓜果實品質(zhì)影響顯著。其中，可溶性糖含量高低表現(xiàn)為地下槽>全包槽>半包槽>地平槽；可溶性蛋白含量高低表現(xiàn)為全包槽≥地下槽>半包槽>地平槽；VC含量高低表現(xiàn)為地下槽≥全包槽>地平槽>半包槽。4個處理的甜瓜中心和邊緣可溶性固形物含量差異均未達顯著水平。表3

使用地下槽和全包槽栽培甜瓜，其果實品質(zhì)較半包槽和地平槽優(yōu)，而地下槽栽培更能顯著提高果實可溶性糖含量。可能的原因在于地下槽在保持水分和溫度的同時，拉大了晝夜溫差，減少了呼吸消耗，從而提高了果實對糖分的累積。

表3不同處理下熱帶設(shè)施甜瓜果實品質(zhì)變化
Table 3Effect of different treatments on internal quality of melon

處理Treatment可溶性糖含量Solublesugarcontent(%)可溶性蛋白含量Solubleproteincontent(mg/g)VC含量VCcontent(mg/100g)中心可溶性固形物Solublesolidsinthecentre(%)邊緣可溶性固形物Solublesolidsattheedge(%)地下槽Undergroundbed8.33±0.07a0.88±0.01a26.76±0.85a9.67±0.46a6.27±0.55a地平槽Horizontalbed6.42±0.16c0.66±0.02c21.21±0.86b8.70±1.01a6.17±0.41a半包槽Semi-closedbed6.68±0.12bc0.82±0.01b17.81±1.10c8.87±0.73a6.33±0.50a全包槽Closedbed6.93±0.12b0.90±0.01a26.48±0.60a9.20±0.15a5.53±0.32a

3討 論

土傳病害和根結(jié)線蟲危害已成為一些地區(qū)設(shè)施瓜菜發(fā)展的技術(shù)瓶頸。當土壤 20～ 30 cm表層或亞表層中水溶性鹽類累計量超過 0.1%或 0.2%,或土壤中堿化層的堿化度超過 5% 時, 就發(fā)生土壤鹽漬化[11]。由于設(shè)施栽培長期處于高集約化、高復種指數(shù)、高肥水施用的生產(chǎn)狀態(tài)下, 其特殊的生態(tài)微環(huán)境與不合理的水肥管理措施導致了土壤次生鹽漬化、土壤酸化等諸多生產(chǎn)問題, 直接危害作物的正常生長發(fā)育[12-13]。無土栽培采用薄膜將栽培基質(zhì)與問題土壤有效隔離，能很好的避免問題土壤影響到植物的正常生長。實驗采用無土栽培手段，研究不同栽培槽類型對甜瓜生長的影響，試驗結(jié)果表明，與全包槽栽培方式相比, 半包槽和地平槽栽培方式不論是植株生長、產(chǎn)量還是品質(zhì)均顯著降低,這與陳四明等[14]的研究結(jié)果有差異，主要的原因可能與水分有關(guān)。水分是影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素,合理的灌水量是無土栽培的關(guān)鍵技術(shù)[15]。在熱帶地區(qū)，由于太陽光強，溫度高，基質(zhì)水分極容易散失。因此保持基質(zhì)水分，控制基質(zhì)溫度是設(shè)施栽培管理中非常重要的方面。試驗監(jiān)測了同一時間等量澆水24 h后不同栽培槽內(nèi)基質(zhì)含水率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，地平槽內(nèi)基質(zhì)含水率為20.78%，半包槽為25.49%，地下槽為38.48%，全包槽為50.17%。全包槽含水量顯著大于其它處理，很好的克服了水分易散失問題，保障了適宜的水分和根部溫度條件，故甜瓜植株長勢好、產(chǎn)量高、品質(zhì)佳。可見, 全包式栽培槽在有效防止土傳病害和土壤次生鹽漬化危害的同時還能為植株生長提供良好的根際微環(huán)境。因此, 在熱帶設(shè)施栽培中, 全包槽式栽培方式是保證甜瓜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)比較適合的栽培方式。

4結(jié) 論

采用全包式槽栽培甜瓜的株高、莖粗、功能葉葉面積、干重物質(zhì)累積量、果實縱橫徑和產(chǎn)量最大。在果實品質(zhì)方面，盡管全包式槽栽培甜瓜的可溶性糖含量不如地下槽處理，但可溶性蛋白含量與地下槽處理無差異，中心和邊緣可溶性固形物差異均不顯著。在海南熱帶設(shè)施甜瓜無土栽培生產(chǎn)中，采用全包式栽培槽栽培是較好選擇。

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Effects of Different Types of Cultivation Bed on the Yield and Quality of Tropical Facility Melon

CAO Ming1，YANG Xiao-feng1,2，HUANG Zhi1，YANG Guang-hua1，ZHANG Xue-bin1

(1.SanyaScienceandTechnologyAcademyforCorpWinterMultiplication,HainanEngineeringResearchCenterforTropicalFacilityAgriculture,SanyaHainan572000,China; 2.CollegeofAgronomy,HainanUniversity,Haikou570228,China)

Abstract：【Objective】 The purpose is to select the appropriate type of cultivation bed by studying the effects of soilless cultivation bed on yield and quality of tropical facility melon.【Method】 Four kinds of cultivation bed (the horizontal, the underground, the semi- closed and the closed style) were designed and the effects of soilless cultivation bed on yield and quality of melon studied. 【Result】 The results indicated that the height, stem diameter, function leaf area, dry matter accumulation, vertical and horizontal diameters of the fruit and yield reached the highest point in the closed bed treatment. As to the fruit quality and soluble sugar content, their ranking was: the under ground bed>the closed bed>the semi-closed bed>the horizontal bed, soluble protein content ranking: the closed bed ≥ the under ground bed>the semi-closed bed>the horizontal bed, vitamin C content as follows: the under ground bed ≥ the closed bed>the horizontal bed>the semi-closed bed. The difference of the fruit edge and center soluble solids content did not reach significant level. 【Conclusion】 Considering the yield and quality, in melon production facilities of Hainan tropical soilless cultivation, the closed cultivation bed is a good choice.

Key words:tropical soilless cultivation; cultivation bed; melon; yield; quality

中圖分類號：S652.4

文獻標識碼：A

文章編號：1001-4330(2016)03-0400-07

作者簡介:曹明(1985-)，男，四川蓬溪人，助理研究員，碩士，研究方向為熱帶設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培與植物營養(yǎng)，(E-mail)youme125@163.com通訊作者:楊小鋒(1977-)，男，陜西西安人，副研究員，博士研究生，研究方向為設(shè)施園藝與無土栽培，(E-mail)hnmelon2008@163.com

基金項目:“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計劃課題“南方蔬菜優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(2014BAD05B04)；三亞市農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新項目“甜瓜新品種“南海蜜”關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)研究與示范”(2012NK09)

收稿日期：2015-08-08

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2016.03.002

Fund project:"The twelfth five-year" national science and technology plan project in rural areas"Research on and demonstration of the key technology of high quality and efficiency production of vegetables in Southern China" (2014BAD05B04) and The agricultural scientific and technological innovation project in Sanya"Research on and demonstration of the key technology of new melon variety 'Nanhaimi'" 2012NK09