不同基質配比對戈壁溫室黃瓜生理代謝和產量及品質的影響

胡小明 陳修斌 李翊華

收稿日期：2024 - 01 - 18

基金項目：2023年張掖市科技計劃-技術研究開發專項（ZY2023JS18）。

作者簡介：胡小明（1983 —），男，甘肅天水人，農藝師，主要從事農作物栽培與生理工作。Email： 915613056@qq.com。

通信作者：陳修斌（1968 —），男，河南鄧州人，教授，碩士，主要從事蔬菜栽培與生理工作。Email： 617190368@qq.com。

摘要：基質是黃瓜生長的基礎，對其產量品質影響巨大，為得到戈壁溫室有機生態型無土栽培中高品質黃瓜生產的最適基質配比，以當前生產中常用基質配比為對照，研究了5種不同配方的基質對黃瓜葉片葉綠素熒光參數及產量品質影響，并比較了不同處理下黃瓜生長生理及產量品質指標。結果表明，采用配方為腐熟牛糞、粉碎玉米秸稈、菌渣、草炭、蛭石體積比為3∶2∶2∶2∶1的基質栽培時，黃瓜葉片最大量子產額（Fv/Fm）與生長潛在活性（Fv/Fo）的值最大，分別為0.76、3.18；黃瓜株高196.15 cm、莖粗0.92 cm、葉片數38.31片、單株結瓜數17.65個、單株產量3.58 kg、折合產量155 508.90 kg/hm2，均高于其他處理。采用該基質配比時黃瓜果實的Vc含量與可溶性糖含量均最高，分別為167.28、19.83 mg/g FW；硝酸鹽含量最低，為78.94 μg/g FW。可見，使用腐熟牛糞、粉碎玉米秸稈、菌渣、草炭、蛭石體積比為3 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1的基質配方時黃瓜綜合表現最佳，產量及品質最優。

關鍵詞：基質配比；黃瓜；生理代謝；產量；品質

中圖分類號：S642.2；S626.5? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ?文章編號：2097-2172（2024）04-0354-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.04.010

Effects of Different Substrate Ratios on the Physiological Metabolism， Yield and Quality of Cucumbers in Gobi Greenhouses

HU Xiaoming 1， CHEN Xiubin 2， 3， LI Yihua 2， 3

（1. Zhangye Shenzhou Lüpeng Agricultural Technology Limited Corporation， Zhangye Gansu 734000， China; 2. College of

Agriculture and Ecological Engineering， Hexi University， Zhangye Gansu 734000， China; 3. Hexi Corridor Precision

Facilities Horticulture Engineering Technology Research Centre， Hexi University， Zhangye Gansu 734000， China）

Abstract： The substrate is the foundation of cucumber growth and has a significant impact on its yield and quality. In order to obtain the optimal substrate ratio for high-quality cucumber production in organic ecological soilless cultivation in Gobi greenhouses， this experiment used the commonly used substrate ratio in production as a control to study effects of 5 different substrate formulations on cucumber leaf chlorophyll fluorescence parameters， yield and quality. Through comparative analysis of cucumber growth physiology and yield and quality indicators under different treatments. The results showed that using the substrate formula of treatment IV（decomposed cow manure， crushed corn straw， bacterial residue， peat， vermiculite at 3∶2∶1∶2∶1）， the maximum quantum yield（Fv/Fm） and growth potential activity（Fv/Fo） of cucumber leaves were the highest， with values of 0.76 and 3.18， respectively. Plant height， stem diameter， number of leaves， number of fruits per plant， yield per plant， and yield peaked， with values of 196.15 cm， 0.92 cm， 38.31 leaves， 17.65 pieces， 3.58 kg， and 155 508.90 kg/ha， respectively， which werehigher than other treatments. The fruits treated with this method had the highest contents of Vc and soluble sugars， which were 167.28 mg·g-1 and 19.83 mg/g FW，respectively， the lowest nitrate content at 78.94 μg/g FW. From this， it can be seen that the matrix formula of decomposed cow manure， crushed corn straw， bacterial residue， peat， vermiculite at 3∶2∶2∶2∶1 has the best comprehensive performance， and the cucumber yield and quality are the best.

Key words： Substrate ratio; Cucumber; Physiological metabolism; Yield; Quality

張掖市位于河西走廊中段，總面積為386.00萬hm2，占甘肅省總面積的8.67%。全市可用于發展戈壁農業的裸地面積36.40萬hm2，其中戈壁、沙漠占28.90%，是一個以農業生產為主的地區。近年來，張掖市充分利用當地自然資源，大力發展戈壁溫室，戈壁溫室蔬菜種植已經成為當地增加農民收入、繁榮農村經濟和實現鄉村振興的主要產業［1 - 3 ］。

黃瓜（Cucumis sativus L.）營養豐富，適應性強，為當地戈壁溫室主要栽培的蔬菜種類之一，無土栽培在黃瓜生產中應用廣泛［4 - 6 ］。近年來，黃瓜采用有機生態型無土栽培常因基質配比不適宜，導致營養失調、產量品質下降等問題，影響了黃瓜的高產優質化生產［7 ］。有關基質在蔬菜生產上的應用方面，張國芳等［8 ］研究了金針菇渣基質對荷蘭黃瓜生長的影響，得到了采用金針菇渣為基質的最適用量；梁倩玉等［9 ］研究了菇渣復合基質對黃瓜幼苗生長的影響，得到了黃瓜在出苗率和葉片葉綠素含量最高、幼苗生長良好時的最佳育苗基質配方；張黎杰等［10 ］研究表明，適宜的菌渣復合基質配比可以促進黃瓜株高、葉片數、葉長、葉寬等形態指標的生長；徐誠等［11 ］研究了以蛭石為主的不同基質對日光溫室黃瓜生長、產量及果實品質的影響，得到了提升日光溫室黃瓜栽培中產量和品質的最適配比；楊雪松等［12 ］研究表明，適宜的基質配比可使黃瓜Vc含量、可溶性糖含量增加，硝酸鹽含量減少，提升品質；時振宇等［13 ］篩選出了適宜黃瓜幼苗生長的最佳復合基質配比，顯著提高了黃瓜幼苗的地下鮮質量、地下干質量、可溶性糖和可溶性蛋白含量。以上研究可以發現，國內學者均是立足當地的資源條件，篩選出了適合本地黃瓜生長的最適基質配比。我們立足當地的自然資源與生產條件，以玉米秸稈和菌棒為主要原料，研究其不同配比對黃瓜葉綠素熒光參數及產量品質的影響，以期篩選出黃瓜在代謝能力最強與產量品質最優時的基質配比，旨在為戈壁溫室黃瓜實現高產優質化提供技術支撐。

1? ?材料與方法

1.1? ?供試材料

指示黃瓜品種為津優31號，由天津科潤黃瓜研究所培育并提供。供試基質原料為粉碎的玉米秸稈、菌渣（雞腿菇菌棒）、草炭、爐渣、蛭石、牛糞，以上材料均購自臨澤縣當地。玉米秸稈和菌棒在使用前粉碎，用塑料薄膜覆蓋發酵25～30 d待用。爐渣按粒徑3～5 mm過篩后備用。

1.2? ?試驗方法

試驗于2023年3 — 8月在臨澤縣倪家營鎮戈壁日光溫室內進行。溫室跨度9.0 m，脊高4.5 m，長度60.0 m，坐北朝南，東西延長。試驗采用槽培方式，栽培槽規格為長8.5 m、寬0.7 m、深30 cm，槽間距0.6 m，槽內鋪設塑料膜。采用單因素隨機排列設計，共設6個處理，分別為CK（腐熟牛糞∶粉碎的玉米秸稈∶菌渣∶爐渣體積比為4∶3∶2∶1，依據當前生產中常用的基質配比而設定）［12 - 13 ］、處理Ⅰ（腐熟牛糞、腐熟玉米秸稈、菌渣、蛭石體積比為 4∶3∶1∶2）、處理Ⅱ（腐熟牛糞、玉米秸稈、菌渣、爐渣體積比為3∶3∶2∶2）、處理Ⅲ（腐熟牛糞、粉碎的玉米秸稈、菌渣、草炭體積比為4∶3∶1∶2）、處理Ⅳ（腐熟牛糞、粉碎的玉米秸稈、菌渣、草炭、蛭石體積比為3∶2∶2∶2∶1）、處理Ⅴ（腐熟牛糞、粉碎的玉米秸稈、菌渣、爐渣、蛭石體積比為4∶2∶2∶1∶1）。每處理種植1槽，3次重復。在栽培槽內填充25 cm深的不同比例的復配基質，于3月10日采用50孔穴盤育苗，4月20日按株距35 cm每槽定植2行，保苗43 455株 / hm2。各處理定植后的管理與日光溫室常規管理相同。

1.3? ?指標測定

1.3.1? ? 熒光參數指標? ? 測定每小區標定5株黃瓜，于結瓜期（6月10日）選擇晴天上午10：00～12：00時，用英國產Handy PEA儀器測定黃瓜葉片生長最大量子產額（Fv/Fm）與黃瓜葉片生長潛在活性（Fv/Fo），其中Fv/Fm表示暗適應下PSⅡ的最大量子產額，Fv/Fo代表葉片PSⅡ潛在活性。測定時光照強度為3 000 μmol/（m2·s），光照持續2 s，取其平均值［14 ］。

1.3.2? ? 生長發育指標測定? ? 每處理隨機標記5株，在黃瓜采收后期（7月20日）測定株高、莖粗與葉片數等生長指標和單株結果數及單株產量。小區產量按照不同處理分別統計匯總并計算折合產量。

1.3.3? ? 營養指標分析? ? 在結瓜后期，每處理隨機摘取10個果實，分別測定不同處理的果實內可溶性糖、可滴定酸、Vc、可溶性蛋白質、游離氨基酸、硝酸鹽含量［15? ］，重復3次，取其平均值。

1.4? ?數據分析

采用DPS 9.50和Excel 2003軟件進行數據分析，采用Duncans法進行差異顯著性分析，顯著性水平設置為α=0.05。

2? ?結果與分析

2.1? ?黃瓜葉片熒光參數

葉綠素熒光技術是研究植物光合生理與環境因子關系的探針，可以反映植物光合效率的高低［16 ］。從圖1可以看出以采用處理Ⅳ的基質配比時，黃瓜葉片生長最大量子產額（Fv/Fm）數值最高，為0.76，與處理CK、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ與Ⅴ相比，分別高出28.71%、20.63%、16.92%、10.14%、7.04%，不同處理呈顯著差異水平。從圖2可以發現，黃瓜葉片生長潛在活性（Fv/Fo）的變化與Fv/Fm相似，各處理也以處理Ⅳ為最高，為3.18，與處理CK、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ與Ⅴ相比，分別高出53.62%、37.66%、28.74%、11.19%、25.69%，這說明處理Ⅳ的黃瓜植株生理代謝最為旺盛，葉片保持較強的光化學效率與潛在活性。

2.2? ?黃瓜植株生長和產量性狀及產量

基質中的營養可以滿足黃瓜生長過程中對養分的需求，使黃瓜保持較強的生長發育速度，有益于植株生長能力的提高。從表1可以發現，黃瓜主要性狀均以處理Ⅳ最高，其中株高196.15 cm、莖粗0.92 cm、葉片數38.31片、單株結瓜數17.65個、單株產量3.58 kg、折合產量155 508.90 kg/hm2，與CK相比分別提高7.44%、21.05%、18.94%、32.21%、20.54%、20.49%。由此可見，處理Ⅳ更有利于黃瓜植株生長，保持著較強的生長勢，提高了黃瓜的結實能力，對黃瓜產量性狀影響顯著。

2.3? ?黃瓜果實品質

黃瓜果實中可溶性糖、可溶性蛋白、Vc含量是影響果實品質和價值的主要因素［17 ］。從表2可以看出，采用處理Ⅳ的黃瓜果實Vc、游離氨基酸、可溶性蛋白含量均最高，分別為167.28、390.79、5.13 mg/g FW，與CK相比分別高出15.18%、14.01%、48.69%；可溶性糖含量也最高，為19.83 mg/g，較CK增加20.47%。處理Ⅰ的可滴定酸含量最高，為0.57%，與CK相比高出7.55%。處理Ⅳ的黃瓜果實硝酸鹽含量最低，為78.94 μg/g FW。處理Ⅳ條件下，黃瓜果實的可溶性糖、可溶性蛋白、Vc、游離氨基酸含量均表現最高，可滴定酸含量較低，硝酸鹽含量最低。由此可見，以基質配比為腐熟牛糞∶粉碎的玉米秸稈∶菌渣∶草炭∶蛭石體積比為3∶2∶2∶2∶1時栽培黃瓜的品質表現最佳。

3? ?討論與結論

本試驗條件下，基質配比為腐熟牛糞∶粉碎的玉米秸稈∶菌渣∶草炭∶蛭石體積比為3∶2∶2∶2∶1時，黃瓜最大量子產額（Fv/Fm）與生長潛在活性（Fv/Fo）的數值表現最高，這說明適宜的基質配比促進了黃瓜對養分吸收，植株保持較強的生理代謝水平；其他處理由于基質種類與用量不同，導致養分配比失衡而影響黃瓜正常生長代謝，從而使Fv/Fm和Fv/Fo數值保持較低水平，這與前人在番茄上研究相一致［18? ］。植株形態是反映植株長勢強弱的重要指標，可直觀反映不同基質配比對植物生長的影響［19 ］。本試驗中，采用腐熟牛糞、粉碎的玉米秸稈、菌渣、草炭、蛭石體積比為3∶2∶2∶2∶1配比的基質營養成分適宜，黃瓜保持較強的生長勢，黃瓜株高、莖粗、葉片數、單株結瓜數、單株產量和折合產量等數值均高于其他處理，表明適宜基質配比有利于植株生長發育和產量的提高，這與張強等［20 ］、諸葛祥謙等［21? ］的研究吻合。不同基質配比對黃瓜品質存在較大影響，營養成分配比平衡可促進果實內營養物質的轉化，在營養代謝平衡條件下可以提高Vc、可溶性糖、游離氨基酸、可溶性蛋白的含量，降低了果實中硝酸鹽的積累，表現為果實內硝酸鹽含量的降低，這與宋曉曉等［22 ］在生菜上的研究相一致。在該基質配比條件下，黃瓜果實中Vc、可溶性糖、游離氨基酸、可溶性蛋白的含量均表現為最高，果實內硝酸鹽含量最低，這表明適宜的基質配比可以提高果實中的營養品質，這與王濤等［23 ］在黃瓜上的研究一致。

本研究表明：采用基質配方為腐熟牛糞∶粉碎玉米秸稈∶菌渣∶草炭∶蛭石體積比為3∶2∶2∶2∶1的基質栽培黃瓜時，黃瓜葉片最大量子產額（Fv/Fm）與生長潛在活性（Fv/Fo）的值最大，分別為0.76、3.18，黃瓜保持較強的生長勢；黃瓜的株高、莖粗、葉片數均最大，分別為196.15 cm、0.92 cm、38.31片；結果能力也最強，單株結瓜數17.65個、單株產量為3.58 kg、折合產量155 508.90 kg/hm2。同時采用該基質配比時黃瓜果實中的Vc含量與可溶性糖含量均最高，分別為167.28、19.83 mg/g FW；硝酸鹽含量最低，為78.94 μg/g FW，有利于黃瓜品質的提升。可見，使用配方為腐熟牛糞、粉碎玉米秸稈、菌渣、草炭、蛭石體積比為 3∶2∶2∶2∶1的基質時，黃瓜代謝能力最強、產量最高、品質最優，綜合表現最佳，可為酒泉地區戈壁溫室黃瓜在種植過程中實現產量的提高與品質提升提供一定的技術支持，應予以推廣。

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