不同有機生態(tài)型無土栽培方式對基質(zhì)特性和西瓜產(chǎn)量及品質(zhì)影響

王勤禮 閆 芳 華 軍 王增君 邊開奇 張文斌 夏 葉

（1 河西學院甘肅省食用菌菌糠資源化利用工程研究中心，甘肅張掖 734000；2 河西學院河西走廊設(shè)施蔬菜工程技術(shù)研究中心，甘肅張掖 734000；3 臨澤縣奮君礦業(yè)有限公司，甘肅臨澤 734200；4 張掖市經(jīng)濟作物技術(shù)推廣站，甘肅張掖 734000；5 張掖市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，甘肅張掖 734000）

西瓜是我國栽培面積較大的瓜類作物之一，其種植面積和產(chǎn)量均居世界第一（任少鵬 等，2018）。西瓜也是河西走廊設(shè)施栽培的主要瓜類作物，但是近年來由于連作障礙現(xiàn)象嚴重，致使產(chǎn)量下降、品質(zhì)降低等問題凸顯，嚴重影響了西瓜設(shè)施栽培效益。

有機生態(tài)型無土栽培在克服土傳性病蟲害、土壤返鹽、連作障礙、果實品質(zhì)及產(chǎn)量降低等方面均較土壤栽培有著無可比擬的優(yōu)越性（蒲興秀，2004），現(xiàn)已成為我國無土栽培的主要形式，推廣應(yīng)用面積超過全國無土栽培總面積的60%（Jiang et al.，2001）。但有機生態(tài)型無土栽培目前采用的栽培方式為槽式栽培，前期投入太大，限制了該項技術(shù)的推廣。

有關(guān)有機生態(tài)型無土栽培種植方式的研究前人多有報道。孫世海等（2001）在室內(nèi)采用3 種無土栽培方式和土壤栽培進行試驗，結(jié)果表明有機生態(tài)型無土栽培的韭菜硝酸鹽含量最低。王勤禮等（2005）研究了荒漠區(qū)日光溫室3 種不同栽培方式，認為有機生態(tài)型無土栽培為荒漠區(qū)最佳栽培方式。劉剛和王惠軍（2014）研究表明，有機生態(tài)型無土栽培番茄產(chǎn)量最高，但前期投入較大，導致經(jīng)濟效益并不理想。李寶光等（2002）研究表明，有機生態(tài)型無土栽培可有效降低葉用萵苣（生菜）的硝酸鹽含量，使溫室復種指數(shù)提高4 倍。本試驗在荒漠區(qū)栽培條件下，探討有機生態(tài)型無土栽培不同種植方式對西瓜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，篩選荒漠區(qū)西瓜有機生態(tài)型無土栽培低成本、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的種植方式，以期解決有機生態(tài)型無土栽培前期投入過大等問題，為荒漠區(qū)西瓜有機生態(tài)型無土栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試西瓜品種為抗旱龍，由臨澤縣奮君礦業(yè)有限公司提供。

栽培基質(zhì)為甘肅省食用菌菌糠資源化利用工程研究中心研發(fā)的菌糠有機生態(tài)型無土栽培基質(zhì)，由臨澤縣奮君礦業(yè)有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2021 年在臨澤縣板橋鎮(zhèn)凹凸棒石產(chǎn)業(yè)園區(qū)臨澤縣奮君礦業(yè)有限公司基地進行，設(shè)置枕栽、平栽、槽栽、穴栽4 種栽培方式，采用隨機區(qū)組排列，3 次重復，小區(qū)面積10.8 m。西瓜于3月20 日穴盤育苗，4 月21 日定植于荒漠鋼架大棚內(nèi)，每個小區(qū)保苗數(shù)均為30 株，株距0.9 m，行距0.4 m。全生育期追施生物有機肥（菌糠、枯草芽孢桿菌+膠凍樣類芽孢桿菌）2 次，每次用量200 kg ·（667 m）。采用滴灌，每次灌溉量2～5 m·（667 m），全生育期灌溉量為600 m·（667 m）。雙蔓整枝，摘去根瓜，每株留1 個瓜。5月17 日開花，6 月24 日采收，4 種栽培方式的田間管理一致。

1.3 試驗方法

枕栽：將基質(zhì)裝于基質(zhì)枕后定植西瓜苗，基質(zhì)用量12.06 t ·（667 m）。

平栽：利用旋耕機將基質(zhì)混翻于沙地中后定植西瓜苗，基質(zhì)用量8.10 t ·（667 m）。

槽栽：在鋼架大棚地平面上開挖長、寬、高分別為50、48、24 cm 的“U”形凹槽，槽底部和兩側(cè)鋪無孔棚膜，每隔3～5 m 用棍棒打一直徑為5 cm 左右的小孔；將基質(zhì)填入“U”形槽后定植西瓜苗，基質(zhì)用量34.56 t ·（667 m）。

穴栽：在沙地上開挖直徑25～30 cm、深25～30 cm 的栽培穴，填入基質(zhì)后定植西瓜苗，基質(zhì)用量13.82 t ·（667 m）。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 基質(zhì)理化性質(zhì) 拉秧后測定各處理栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)。容重、孔隙度、pH 和電導率參照NY/T 2118—2012 規(guī)定的方法測定；其他理化指標測定參照鮑士旦（2020）的方法，堿解氮含量采用堿解擴散法測定，有效磷含量采用乙酸鈉-鉬銻抗分光光度法測定，速效鉀含量采用乙酸銨浸提火焰光度法測定，有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法測定。

1.4.2 西瓜植株生長指標 拉秧后，每處理隨機選取10 株，測定莖葉、根鮮質(zhì)量；然后采用烘干法，105 ℃殺青15 min，75 ℃烘干至恒重，測定莖葉、根干質(zhì)量，取平均值。

1.4.3 西瓜中心含糖量 果實成熟期，每處理隨機選取10 個大小近似的成熟西瓜，使用手持式糖量儀測定中心折光糖含量。

1.4.4 西瓜產(chǎn)量 果實成熟期，每處理隨機選取10株，測定單瓜質(zhì)量，取平均值。每次收獲后記錄各小區(qū)產(chǎn)量，拉秧后統(tǒng)計小區(qū)總產(chǎn)量，并折算每667 m產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007 軟件進行數(shù)據(jù)處理和作圖，采用DPS.12.3 軟件進行方差分析，差異顯著性檢驗運用Duncan 法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同栽培方式對基質(zhì)理化性質(zhì)的影響

由表1 可知，西瓜拉秧后，平栽方式的基質(zhì)容重最高，為1.216 7 g·cm，與枕栽、槽栽差異極顯著，與穴栽差異不顯著；槽栽方式的基質(zhì)容重最低，為0.763 3 g·cm，但孔隙度最高，為64.02%，且顯著高于平栽；枕栽基質(zhì)孔隙度位居第二，與所有栽培方式間均無顯著差異。

表1 不同栽培方式對基質(zhì)理化性質(zhì)的影響

枕栽方式的基質(zhì)電導率、有機質(zhì)含量和速效鉀含量最高，分別為3.81 mS·cm、18.78%和308.50 mg·kg，pH 僅低于平栽；平栽的基質(zhì)pH最高，為8.96，顯著高于其他栽培方式，但電導率、有機質(zhì)含量、堿解氮含量和速效磷含量均為最低；槽栽的基質(zhì)pH 為8.02，極顯著低于其他栽培方式，堿解氮、速效磷含量最高，且堿解氮含量與平栽和穴栽差異極顯著。各栽培方式間基質(zhì)速效磷含量差異不顯著，枕栽的基質(zhì)速效鉀含量顯著高于其他栽培方式。綜上可見，槽栽方式的基質(zhì)理化指標綜合表現(xiàn)最優(yōu)。

2.2 不同栽培方式對西瓜植株干、鮮質(zhì)量的影響

由表2 可知，槽栽方式的西瓜根、莖葉鮮質(zhì)量和根、莖葉干質(zhì)量均最高，其中莖葉鮮、干質(zhì)量均與枕栽和穴栽差異顯著或極顯著，根干質(zhì)量顯著高于枕栽。各指標均以枕栽方式最低。

表2 不同栽培方式對西瓜植株干、鮮質(zhì)量的影響g·株-1

2.3 不同栽培方式對西瓜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

由表3 可知，槽栽西瓜單瓜質(zhì)量和產(chǎn)量最高，分別為1.88 kg 和3 261.13 kg ·（667 m），且與其他栽培方式間差異顯著；其次為平栽和穴栽，兩者差異不顯著；枕栽最低，單瓜質(zhì)量和產(chǎn)量均極顯著低于其他栽培方式。

含糖量是評價西瓜品質(zhì)的一項重要指標。由表3 可以看出，槽栽方式的西瓜中心含糖量最高，為11.26%，與其他栽培方式間差異達極顯著水平；其次為枕栽，與平栽、穴栽差異顯著；平栽和穴栽的中心含糖量較低，分別為8.40%和8.20%。

表3 不同栽培方式對西瓜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

2.4 不同栽培方式成本分析

由表4 可知，西瓜有機生態(tài)型無土栽培基質(zhì)用量中槽栽最高，為34.56 t ·（667 m），所需基質(zhì)成本和人工成本也最高，分別為9 676.80、720.00元 ·（667 m）；其次為穴栽、枕栽，但枕栽其他成本最高，為1 675.00 元 ·（667 m），總成本高于穴栽；平栽的基質(zhì)用量最低，且無其他成本，總成本最低。

表4 不同栽培方式成本分析

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

理化性質(zhì)是衡量栽培基質(zhì)質(zhì)量的重要因素之一。有關(guān)基質(zhì)理化性質(zhì)標準雖有報道，但參數(shù)較多，標準不一，操作性差，國內(nèi)尚未統(tǒng)一標準（李賽群 等，2013）。李謙盛（2003）研究認為，理想的基質(zhì)理化性質(zhì)為容重0.15～0.80 g·cm，總孔隙度70%～90%，電導率0.75～2.00 mS·cm，pH 5.8～7.0。本試驗結(jié)果表明，經(jīng)過1 茬西瓜種植后，槽栽、枕栽的基質(zhì)容重在上述范圍內(nèi)，平栽、穴栽超出范圍。各栽培方式基質(zhì)孔隙度均未達到理想標準，但槽栽和枕栽孔隙度較高。其原因是槽栽方式的凹槽底部及兩側(cè)覆有塑料棚膜，基質(zhì)與原沙地土壤完全隔離；枕栽基質(zhì)裝于基質(zhì)枕中，也起到了隔離作用；而穴栽、平栽無隔離措施，在栽培過程中基質(zhì)易與沙地土壤混合，使其容重增大，孔隙度減小。枕栽方式的基質(zhì)電導率較高，其原因是枕栽密閉性較好，灌水施肥后易在基質(zhì)中積累鹽分，導致電導率增高。各栽培方式的pH 均較高，其主要原因是灌溉水和荒漠區(qū)地下水pH 較高所引起的。

有機生態(tài)型無土栽培基質(zhì)理想營養(yǎng)水平為氮200～450 mg·L，磷200～400 mg·L，鉀250～500 mg·L（陳慕松，2018）。本試驗結(jié)果表明，栽培1 茬西瓜后，除平栽外，其他各栽培方式堿解氮、速效磷含量均在以上范圍內(nèi)。槽栽和枕栽的基質(zhì)與原沙地土壤完全隔離，枕栽速效鉀含量在以上范圍，槽栽接近以上范圍，且兩者有機質(zhì)含量均較高，生產(chǎn)的西瓜中心含糖量也較高。

本試驗中，槽栽西瓜植株的各部位干、鮮質(zhì)量及產(chǎn)量性狀指標表現(xiàn)最優(yōu)，其次為平栽、穴栽，枕栽最低。主要原因是，槽栽基質(zhì)處于密閉環(huán)境中，純基質(zhì)栽培西瓜，從而促進了西瓜植株生長、提高了產(chǎn)量；平栽、穴栽在農(nóng)事操作過程中，基質(zhì)易與原沙地土壤混合，使有機質(zhì)及養(yǎng)分含量降低，影響西瓜生長及產(chǎn)量；而枕栽限制了植株根系的生長，影響西瓜產(chǎn)量。除枕栽外，各處理單瓜質(zhì)量均在1.5～2.0 kg 之間，適合目前家庭消費。

3.2 結(jié)論

綜合來看，槽栽方式的西瓜各項指標表現(xiàn)最優(yōu)，但一次性投入成本過高。平栽方式的西瓜產(chǎn)量僅次于槽栽，且一次性投入成本最低。枕栽限制了植株根系生長，產(chǎn)量最低，在露地栽培條件下不宜采用。因此，荒漠區(qū)種植西瓜，宜選用有機生態(tài)型無土栽培的平栽方式和選擇含糖量較高的西瓜品種，增施生物有機肥，能有效降低成本投入，提高生產(chǎn)效益。