不同类型栽培槽对热带设施甜瓜产量和品质的影响

曹 明，杨小锋,2，黄 植，杨光华 ，张雪彬

(1.三亚市南繁科学技术研究院/海南省热带设施农业工程技术研究中心，海南三亚 572000；2.海南大学农学院，海口 570228)



不同类型栽培槽对热带设施甜瓜产量和品质的影响

曹 明1，杨小锋1,2，黄 植1，杨光华1，张雪彬1

(1.三亚市南繁科学技术研究院/海南省热带设施农业工程技术研究中心，海南三亚 572000；2.海南大学农学院，海口 570228)

摘要：【目的】研究不同栽培槽类型对甜瓜产量和品质的影响，为热带设施甜瓜无土栽培选择合适的栽培槽类型。【方法】以甜瓜品种“南海蜜”为材料，设计4种不同栽培槽类型(地平式、地下式、半包式和全包式栽培槽)，研究热带设施无土栽培条件下栽培槽类型对甜瓜产量和品质的影响。【结果】甜瓜株高、茎粗、功能叶叶面积、干重物质累积量、果实纵横径和产量均以全包式槽处理最大。果实品质方面，可溶性糖含量高低排序为地下槽>全包槽>半包槽>地平槽；可溶性蛋白含量高低排序为全包槽≥地下槽>半包槽>地平槽；VC含量高低排序表现为地下槽≥全包槽>地平槽>半包槽；而中心和边缘可溶性固形物差异均不显著。【结论】在热带设施甜瓜无土栽培生产中，采用全包式栽培槽栽培是较好选择。

关键词：热带无土栽培;栽培槽;甜瓜;产量;品质

0引 言

【研究意义】无土栽培能够提高作物的产量和品质，有效克服土壤次生盐渍化、土传病虫害等连作障碍问题[1-2]。目前无土栽培的类型很多，总体包括2大类：固体基质培和非固体基质培。对于固体基质培来说，采用何种类型的栽培槽盛装基质，直接关系到植物根系的生长环境。因此，研究无土栽培栽培槽的类型，对于指导固体基质培标准化生产具有重要意义。【前人研究进展】目前对于甜瓜无土栽培的基质配方、水肥管理[3-4]以及营养元素吸收[5]等方面已有深入研究，但有关无土栽培装置的报道还较少。上海孙桥由、卜崇兴[6-8]研制了一种桶状无土栽培装置。它将作物的栽培环境分成了基质、空间和营养液3部分, 较好地调节了装置内固体、气体、液体三相的平衡解决了无土栽培中根际供液和供氧的矛盾。然而在实际使用中发现, 生产者很难清楚了解下部营养液是否已用完，根系经常处于枯死、再生、旺盛生长的循环中。郑奕等[9]在此基础上做了部分改进，使用新装置栽培番茄,植株生长旺盛, 果实品质有所改善,产量有明显的提高。但其不足在于此类装置结构复杂，市场上无成品出售，装置均为实验者自己制作。另外该装置下的植株根系会扎入土壤中生长, 在土传病害较严重的区域可能会由此感染土传病害。【本研究切入点】实际生产中栽培槽类型多种多样，效果也参差不齐。热带地区相对于其他地区而言，又需要特别考虑基质水分的保持和基质温度的控制等问题。因此，关于热带设施条件下甜瓜栽培采用何种简便且经济的栽培槽类型还有待试验探讨。研究不同类型栽培槽对热带设施甜瓜产量和品质影响。【拟解决的关键问题】试验采用无土栽培模式，研究海南热带设施甜瓜栽培槽类型, 为热带设施甜瓜无土栽培技术推广应用提供理论依据和技术指导。

1材料与方法

1.1材 料

试验于2012年11月～2013年2月在海南省三亚市海棠湾镇热带设施大棚内，设施大棚长24.0 m，跨度5.5 m，顶高2.5 m。供试作物为甜瓜品种南海蜜，该品种为新疆宝丰种业有限公司和三亚市南繁科学技术研究院联合选育的黄皮类中早熟哈密瓜新品种。其生育期85 d左右，雌花开放到果实成熟45 d左右。供试甜瓜采用穴盘育苗，待幼苗长至1叶1心时移栽。试验所用银黑双色膜为市场购买，为PE材质，厚度为0.05 mm，宽度为1.50 m。试验无土基质为椰糠与河沙按2∶1混制而成，并加入精制有机肥26 kg/m3(有机质≥45.0%，N+P2O5+K2O≥7.0%)，其基本理化性质如下：容重0.68 g/cm3，pH 6.54，Nmin107 mg/kg，速效磷(P2O5)124.21 mg/kg，速效钾(K2O)389.10 mg/kg。

1.2 方 法

1.2 .1试验设计

试验采用单因素随机区组设计，设置地平式、半包式、全包式和地下式栽培槽4个处理。其中地平式栽培槽是指在地面平铺宽150 cm，长1 000 cm的银黑双色膜，其上堆放20 cm厚度的栽培基质；半包式栽培槽结构由同样规格的银黑双色膜做成底宽50 cm，高20 cm的半封闭的栽培槽，内放置栽培基质；全包式栽培槽由同规格的银黑双色膜做成底宽50 cm，高20 cm的全封闭的栽培槽，内放置栽培基质；地下式栽培槽则指向地下挖出长1 000 cm，宽50 cm，深20 cm的土槽，后铺上银黑双色膜，里面填满基质即可。每个处理3次重复，每小区种植25株，株距40 cm，行距110 cm，小区面积为11.0 m2，单行种植，中间铺设一条滴灌管，供应每株甜瓜营养与水分。营养液大量元素采用山崎营养液标准配方，微量元素采用标准单位微量元素配方，其它田间管理按常规无土栽培操作进行。

1.2.2 测定指标

每个处理选取10株长势一致的甜瓜幼苗，挂牌标记测定指标。测定指标包括甜瓜营养生长期株高、茎粗；开花授粉期叶面积；果实生长期的果实纵径和横径；选取同一授粉期甜瓜测定成熟期的单果质量，果实可溶性固形物、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量以及VC含量；测定甜瓜各个生育期植株干鲜重。其中每隔6 d测定一次株高和第三节间茎粗；在开花授粉期采取第15节位(坐果节位)叶片，用LA-S植物图像扫描分析仪测定叶面积；幼苗期、伸蔓期、结果前期、中、后期植株(根、茎、叶、果实部位)鲜重和干重用0.01电子天平测定；可溶性固形物用手持测糖仪测定[10]，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[10]，可溶性蛋白含量用考马斯亮蓝G-250法测定[10]，VC含量采用2,6-二氯靛酚法测定[10]；植株茎粗及果实纵横径用精度为0.02 mm的游标卡尺测量。

1.3数据统计

试验数据均采用Excel 2003软件处理并作图，方差分析通过SPSS 17.0软件ANOVA过程处理，采用邓肯新复极差法进行差异显著性检验。

2结果与分析

2.1 不同栽培槽类型对热带设施甜瓜植株生长的影响

2.1.1不同栽培槽类型对甜瓜株高、茎粗的影响

研究表明，不同栽培槽类型对热带设施甜瓜株高有影响。随着甜瓜生育期的延长，各处理甜瓜株高差异越大，到开花授粉打顶前表现为，全包槽>地下槽>半包槽>地平槽，其中全包槽分别比后三者株高高出5.80%、9.02%和21.78%。不同栽培槽类型处理的甜瓜茎粗也有差异，其中整个营养生长期里，全包槽处理甜瓜茎粗最大，地平槽处理茎粗最小，而地下槽和半包槽处理居中。由此表明，不同栽培槽类型对热带设施甜瓜营养期生长有影响，在甜瓜开花授粉前，使用全包槽栽培优于其他栽培槽类型。图1，图2

图1不同处理下甜瓜植株株高变化
Fig.1Effect of different treatment on

plant height of melon

图2不同处理下甜瓜植株茎粗变化
Fig.2Effect of different treatment on stem diameter of melon

2.1.2 不同栽培槽类型对甜瓜功能叶叶面积的影响

研究表明，不同栽培槽类型显著影响甜瓜功能叶叶面积。4个处理中，全包槽处理的甜瓜功能叶叶面积最大，达到339.21 cm2，显著大于地下槽、地平槽和半包槽，较后三者分别增大了16.40%、32.13%和45.86%。功能叶叶面积的增加为增强甜瓜光合作用提供了物质基础，可能对甜瓜产量和品质产生影响。图3

注：柱形图上标不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)

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

图3 不同处理下甜瓜功能叶叶面积变化Fig.3Effect of different treatment

on the area of melon leaf

2.1.3 不同栽培槽类型对甜瓜地上部干物质累积量的影响

研究表明，随着甜瓜生育期的延长，地上部干物质量累积逐渐增加，生长呈现先慢后快的规律。不同栽培槽类型对甜瓜成熟期地上部干物质累积量影响显著。成熟期时，全包槽处理的甜瓜根、茎、叶片、果实干物质量均最大，显著大于地平槽和半包槽处理。而与地下槽相比，全包槽处理显著增加甜瓜根干重，增幅达52.08%。从果实干重占地上部总干重的比例来看，4个处理表现为全包槽(72.70%)>地下槽(70.45%)>地平槽(65.43%)>半包槽(59.48%)。由此表明，使用全包槽栽培较其他类型槽更有利于热带设施甜瓜植株干物质累积，为提高产量奠定基础。图4 ，表1

图4 不同处理下甜瓜地上部干物质累积量变化
Fig.4Effect of different treatment on the accumulation amount of dry matter aboveground

2.2不同栽培槽类型对热带设施甜瓜果实形态和产量的影响

研究表明，不同栽培槽类型显著影响热带设施甜瓜果实形态。使用全包槽栽培的甜瓜果实纵径和横径均表现最优，显著大于地下槽、地平槽和半包槽处理。其中，全包槽处理甜瓜果实纵径较后三者分别增加了6.16%、11.52%和16.21%，果实横径增加了7.73%、14.02%和8.18%。全包槽、地下槽和地平槽果型指数相当，半包槽最小。各处理下甜瓜的腔径大小无明显差异。

表1不同处理下成熟期甜瓜干物质累积量
Table 1Effect of different treatments on accumulation amount of dry matter aboveground at the mature stage

处理Treatment干物质量Amountofdrymatter(g)根Root茎Stems叶片Leaf果实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：同列数据后标不同小写字母者表示差异显著(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

不同栽培槽类型对热带设施甜瓜产量的影响显著。全包槽栽培的甜瓜单果质量达2.12 kg/株，折合产量为40.17 t/hm2，比地下槽、地平槽和半包槽处理分别提高了21.84%、45.21%和32.50%，差异达显著水平。全包槽栽培增加甜瓜产量的原因在于增加了果实纵径和横径。由此表明，使用槽栽培是比较适合热带设施甜瓜栽培的栽培模式。表2

表2不同处理下甜瓜果实形态和产量变化
Table 2Effect of differents treatments on fruit shape and yield of melon

处理treatment纵径Longitudinaldiameter(mm)横径Transversediameter(mm)果型指数Indexesoffruitshape(纵/横)腔径Lumendiameter(mm)单果质量Fruitmass(kg/株)产量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 不同栽培槽类型对热带设施甜瓜果实品质的影响

研究表明，不同栽培槽类型对热带设施甜瓜果实品质影响显著。其中，可溶性糖含量高低表现为地下槽>全包槽>半包槽>地平槽；可溶性蛋白含量高低表现为全包槽≥地下槽>半包槽>地平槽；VC含量高低表现为地下槽≥全包槽>地平槽>半包槽。4个处理的甜瓜中心和边缘可溶性固形物含量差异均未达显著水平。表3

使用地下槽和全包槽栽培甜瓜，其果实品质较半包槽和地平槽优，而地下槽栽培更能显著提高果实可溶性糖含量。可能的原因在于地下槽在保持水分和温度的同时，拉大了昼夜温差，减少了呼吸消耗，从而提高了果实对糖分的累积。

表3不同处理下热带设施甜瓜果实品质变化
Table 3Effect of different treatments on internal quality of melon

处理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(%)边缘可溶性固形物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讨 论

土传病害和根结线虫危害已成为一些地区设施瓜菜发展的技术瓶颈。当土壤 20～ 30 cm表层或亚表层中水溶性盐类累计量超过 0.1%或 0.2%,或土壤中碱化层的碱化度超过 5% 时, 就发生土壤盐渍化[11]。由于设施栽培长期处于高集约化、高复种指数、高肥水施用的生产状态下, 其特殊的生态微环境与不合理的水肥管理措施导致了土壤次生盐渍化、土壤酸化等诸多生产问题, 直接危害作物的正常生长发育[12-13]。无土栽培采用薄膜将栽培基质与问题土壤有效隔离，能很好的避免问题土壤影响到植物的正常生长。实验采用无土栽培手段，研究不同栽培槽类型对甜瓜生长的影响，试验结果表明，与全包槽栽培方式相比, 半包槽和地平槽栽培方式不论是植株生长、产量还是品质均显著降低,这与陈四明等[14]的研究结果有差异，主要的原因可能与水分有关。水分是影响作物产量和品质的重要因素,合理的灌水量是无土栽培的关键技术[15]。在热带地区，由于太阳光强，温度高，基质水分极容易散失。因此保持基质水分，控制基质温度是设施栽培管理中非常重要的方面。试验监测了同一时间等量浇水24 h后不同栽培槽内基质含水率，结果发现，地平槽内基质含水率为20.78%，半包槽为25.49%，地下槽为38.48%，全包槽为50.17%。全包槽含水量显著大于其它处理，很好的克服了水分易散失问题，保障了适宜的水分和根部温度条件，故甜瓜植株长势好、产量高、品质佳。可见, 全包式栽培槽在有效防止土传病害和土壤次生盐渍化危害的同时还能为植株生长提供良好的根际微环境。因此, 在热带设施栽培中, 全包槽式栽培方式是保证甜瓜高产优质比较适合的栽培方式。

4结 论

采用全包式槽栽培甜瓜的株高、茎粗、功能叶叶面积、干重物质累积量、果实纵横径和产量最大。在果实品质方面，尽管全包式槽栽培甜瓜的可溶性糖含量不如地下槽处理，但可溶性蛋白含量与地下槽处理无差异，中心和边缘可溶性固形物差异均不显著。在海南热带设施甜瓜无土栽培生产中，采用全包式栽培槽栽培是较好选择。

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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

中图分类号：S652.4

文献标识码：A

文章编号：1001-4330(2016)03-0400-07

作者简介:曹明(1985-)，男，四川蓬溪人，助理研究员，硕士，研究方向为热带设施农业栽培与植物营养，(E-mail)youme125@163.com通讯作者:杨小锋(1977-)，男，陕西西安人，副研究员，博士研究生，研究方向为设施园艺与无土栽培，(E-mail)hnmelon2008@163.com

基金项目:“十二五”农村领域国家科技计划课题“南方蔬菜优质高效生产关键技术研究与示范”(2014BAD05B04)；三亚市农业科技创新项目“甜瓜新品种“南海蜜”关键生产技术研究与示范”(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