大蔥伴生栽培對日光溫室甜瓜生理指標和產量的影響

倪棟 陳應素 周艷麗

摘要：為了研究大蔥伴生栽培對日光溫室甜瓜生理指標和產量的影響，采用盆栽試驗方法，以大蔥伴生甜瓜和單作甜瓜為研究對象，對甜瓜葉片的光合參數、保護酶活性、根系活力的動態變化及產量等指標進行測定。結果表明，大蔥伴生處理可顯著提高甜瓜的凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率和葉綠素含量;在甜瓜生長中后期，大蔥伴生處理可提高甜瓜的根系活力和保護酶活性，同時抑制甜瓜MDA含量的增加;大蔥伴生處理甜瓜的產量比單作處理增加了12.7%，且差異達顯著水平。綜合表明，大蔥伴生處理在減緩甜瓜葉綠素降解速度和抑制氧自由基積累的同時還提高了凈光合速率和根系活力，從而延緩甜瓜葉片的衰老，進而增加產量。

關鍵詞：伴生栽培;大蔥;甜瓜;生理指標;產量;日光溫室;保護酶活性

中圖分類號： S652.01? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）17-0141-04

收稿日期：2021-01-13

基金項目：吉林省教育廳“十三五”科學技術項目（編號：JJKH20190938KJ）。

作者簡介：倪 棟（1996―），男，江蘇常州人，碩士研究生，主要從事蔬菜栽培與生理生態研究。E-mail：1972775285@qq.com。

通信作者：周艷麗，博士，副教授，主要從事蔬菜栽培與生理生態教學與研究工作。E-mail：zhouyanli7427@163.com。

甜瓜（Cucumis melon L.）為葫蘆科一年生蔓性草本植物，在我國各地廣泛栽培，在我國北方地區多以日光溫室和塑料大棚設施栽培為主。然而設施蔬菜由于連續種植、單一栽培以及農藥和肥料的大量使用，根際土壤的微生態環境逐漸惡化，使得蔬菜的生長發育受到抑制，產量大幅降低，設施蔬菜生產的可持續發展受到制約[1-3]，因此，改善設施內土壤環境、平衡土壤養分、降低土傳病害的危害已經成為設施蔬菜栽培過程中亟待解決的重要問題。

目前，有學者認為利用不同植物間的化感作用來減輕或消除連作障礙的發生將是比較安全的措施之一，西北農林科技大學和東北農業大學科研團隊研究發現，利用大蒜和分蘗洋蔥的套作、間作、輪作、伴生或“閑填”模式，會使土壤微生態環境得以改善，可以促進作物生長發育，提高產量和品質，從而減輕或克服土壤的連作障礙[4-8]。伴生是一種特殊的間作模式，不以收獲伴生作物為目的。分蘗洋蔥伴生模式可以提高番茄的根系活力，促進對磷和錳礦質養分的吸收，同時還能夠提高番茄對灰霉病的抗性[9];還能夠通過減少土壤中酚類物質積累、降低土壤酸化和鹽堿化程度，來改善土壤生態環境，促進番茄植株的生長[10];李玉紅研究發現，分蘗洋蔥伴生能夠提高番茄根系保護酶活性和番茄根系抗黃萎病相關基因的表達[11];大蔥和大蒜伴生栽培可促進黃瓜的生長，增產顯著[12]。本研究依據大蔥具有生長期長、耐熱的特點，采用盆栽的方式，擬以設施內大蔥伴生甜瓜的栽培模式，以大蔥伴生和非伴生甜瓜植株為研究對象，分析甜瓜不同生長期根系生長發育情況以及光合性能和保護酶活性的動態變化，初步探明大蔥伴生對甜瓜根系生長、葉片生理指標、產量和品種的影響，評價大蔥伴生甜瓜栽培模式的可行性，以期為消減甜瓜連作障礙有效措施的研究提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試甜瓜品種為景路甜蜜王，大蔥品種為普威長夏。供試土壤取自吉林農業大學園藝學院蔬菜教學基地甜瓜連作5年的地塊，土壤基本理化性質：有機質含量為58.35 g/kg，堿解氮含量為99.47 mg/kg，速效磷含量為201.24 mg/kg，速效鉀含量為 701.25 mg/kg，pH值為7.01。

1.2 試驗設計

試驗采用盆栽方式，于2020年4―10月在吉林農業大學園藝學院蔬菜教學基地進行，試驗設甜瓜單作（DZ）與大蔥伴生（BS）2個處理，每個處理30盆，3次重復，共180盆。具體方法：先將土壤與有機肥按20 ∶1體積比混勻后分別均勻裝入規格為26 cm×21 cm的黑色營養缽中，將營養缽按照 45 cm×90 cm 的株行距擺放在大棚內，6月23日將5株株高為20 cm的大蔥沿著營養缽的邊緣均勻地移栽到營養缽中，6月25日直播甜瓜種子于營養缽的中心位置，每缽3粒，甜瓜2葉1心時間苗，選留1株健壯秧苗，吊蔓栽培，當植株具有5～6張真葉時去掉主蔓生長點，選留2條長勢一致的子蔓，抹掉孫蔓側芽，分別在第7節和第15節留瓜，待子蔓20張葉時摘心，常規肥水管理。

待子蔓第7張葉片葉腋處雌花開放時，對第7張葉進行標記，以后每隔10 d取樣1次，共取樣5次，進行指標測定，3次重復。收獲期選取長勢一致的植株進行品質測定和產量統計。

1.3 測定項目與方法

光合參數采用LI-6400XT便攜式光合測定儀于晴天的09：00―11：00進行測定;葉綠素含量、保護酶活性、根系活力和丙二醛（MDA）含量均參考王學奎等的方法進行測定[13];總根表面積采用Epson Expression 1200XL根系掃描儀進行測定;可溶性固形物含量采用MHY-22747手持式糖量計進行測定;果實硬度采用FT-327水果硬度計進行測定;根據平均單果質量、單株結瓜數和栽培密度統計出產量。

1.4 數據處理

數據整理采用Excel 2010軟件完成，差異顯著性分析采用SAS V9數據處理軟件完成。

2 結果與分析

2.1 大蔥伴生對甜瓜光合參數的影響

由圖1可以看出，大蔥伴生甜瓜與單作甜瓜第7張葉凈光合速率、氣孔導度等光合生理指標隨著植株的生長均呈現出先升高后降低的變化趨勢，各指標均在標記后第20天達到最高。由圖1-A可知，伴生處理甜瓜的凈光合速率在第10天、第20天、第30天和第40天時均顯著高于單作處理（P<0.05），分別比單作處理增加了12.9%、10.1%、16.2%、38.9%。由圖1-B可知，伴生處理甜瓜的氣孔導度在第40天時比單作處理增加了22.8%，差異達顯著水平（P<0.05），其余4個時期伴生處理均高于單作處理，但差異未達顯著水平。由圖 1-C 可知，伴生處理甜瓜的蒸騰速率在第10天、第20天、第30天和第40天時均顯著高于單作處理（P<0.05）。由圖1-D可知，伴生處理甜瓜的葉綠素含量在第30天和第40天時顯著高于單作處理（P<0.05），分別比單作處理增加了5.5%、13.1%。表明大蔥伴生可以增強甜瓜葉片的光合能力，有利于光合產物的積累。

2.2 大蔥伴生對甜瓜根系生長發育的影響

根的生長情況和活力水平直接影響地上部的生長和營養狀況及產量水平。由圖2-A可知，伴生處理甜瓜根系活力在整個取樣期內均高于單作處理，在甜瓜生長前期2個處理之間差異未達顯著水平，在第7張葉標記后的第40天和第50天時，伴生處理甜瓜根系活力顯著高于單作處理（P<0.05），分別增加了9.8%、6.5%。由圖2-B可知，總根表面積的變化趨勢與根系活力相同，在第7張葉標記后的第40天和第50天時，伴生處理比單作處理分別增加了11.7%、8.8%，差異均達顯著水平（P<0.05）。表明，大蔥伴生可以促進甜瓜根系的生長，進而提高養分和水分的吸收能力。

2.3 大蔥伴生對甜瓜保護酶活性和丙二醛含量的影響

第7張葉隨著標記時間的增加逐漸衰老，超氧化物歧化酶（SOD）活性、過氧化氫酶（CAT）活性、過氧化物酶（POD）活性和丙二醛（MDA）含量的變化見圖3。由圖3-A、圖3-B、圖3-C可以看出，3種酶的活性均呈現出先升高后降低的變化趨勢。由圖3-A可知，伴生處理甜瓜SOD活性在第7張葉標記第30天、第40天和第50天時顯著高于單作處理（P<0.05）。由圖3-B可知，CAT活性在第20天時最高，各處理間差異未達顯著水平，但在第40天和第50天時伴生處理均顯著高于單作處理（P<0.05）。由圖3-C可知，POD活性在第30天時最高，各處理間差異未達顯著水平，但在第40天和第50天時伴生處理均顯著高于單作處理（P<0.05）。由圖3-D可知，葉片中MDA含量隨著時間的延長逐漸增加，單作處理在第40天時迅速增加，顯著高于伴生處理（P<0.05）。表明，大蔥伴生可以提高甜瓜保護酶活性，同時抑制MDA含量的積累，從而能夠延緩甜瓜葉片衰老。

2.4 大蔥伴生對甜瓜果實品質和產量的影響

由表1可知，伴生處理與單作處理對甜瓜果實硬度和可溶性固形物含量的影響差異不顯著;伴生處理甜瓜單果質量、單株產量及產量均顯著高于單作處理（P<0.05），伴生處理單果質量比單作處理增加了13.1%，產量增加了12.7%。

3 討論與結論

伴生是一種特殊的間作模式，是將2種或2種以上的植物栽種在一起。分蘗洋蔥伴生可以提高番茄的根系活力，促進番茄植株的生長[8];提高黃瓜幼苗的抗性[14];番茄在大蔥伴生栽培模式下光合作用顯著高于單作處理，長勢優于單作[15];大蔥間作栽培模式下的桔梗根SOD、POD、CAT活性均顯著提高，MDA含量顯著降低[16]。本試驗對大蔥伴生甜瓜葉片光合參數、保護酶活性、根系發育情況以及產量和品質進行分析，結果表明，大蔥伴生處理甜瓜第7張葉片的葉綠素含量均高于單作處理，且在標記后的第30天、第40天、第50天差異達顯著水平;凈光合速率均高于單作處理，除標記后的第30天和第50天外，其余時期差異均達顯著水平。許多研究表明，葉片衰老程度越嚴重，葉綠素含量越低，凈光合速率也越低[17]。本研究還表明，與甜瓜單作相比，大蔥伴生處理甜瓜的葉綠素降解速度比單作處理慢，整個標記時期內積累的凈光合產物較多，對產量的提高能夠起到積極的作用。大蔥伴生甜瓜根系活力和總根表面積均高于單作處理，有利于養分和水分的吸收，促進植物生長，大蔥伴生甜瓜的單果質量和產量明顯高于單作處理，這與夏秀波等的研究結果[15]一致。

SOD、POD和CAT活性以及MDA含量不僅可以作為逆境生理指標，比較作物的抗逆能力，也可以作為鑒定葉片衰老的生理生化指標[18-19]。本試驗結果表明，大蔥伴生處理甜瓜標記的第7張葉片生長后期（第40天和第50天）SOD、POD和CAT活性顯著高于單作處理，MDA含量顯著低于單作處理，這一結果與孫文帥的研究結果[16]一致，說明被標記的第7張葉片生育后期，大蔥伴生處理能夠有效阻止甜瓜葉片高濃度氧的積累，防止細胞膜的膜脂過氧化作用，對葉片起到保護作用，從而延緩甜瓜葉片衰老。綜上，大蔥伴生對于設施甜瓜生產具有積極的效果，但是對于設施連作土壤微生態環境的影響目前還不清楚，還有待于進一步研究。

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