限根對(duì)設(shè)施無(wú)土栽培精品西瓜品質(zhì)及產(chǎn)量的影響.pdf

， ， ， ，2，（）： - ： 2 - 2 2 2 限根對(duì)設(shè)施無(wú)土栽培精品西瓜品質(zhì)及產(chǎn)量的影響 ， ， ， ， ， （新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆五家渠 ）摘要：在坑式無(wú)土栽培條件下，設(shè)置限根（坑內(nèi)兩壁和底部鋪膜）、半限根（坑內(nèi)兩壁和底部鋪膜，每隔 用直徑2 的鋼管將底部膜穿孔）、對(duì)照（坑內(nèi)不鋪膜）種方式栽種西瓜，于2年月2日西瓜膨大期采用英 國(guó)公司生產(chǎn)的- 2型脈沖調(diào)制式熒光儀測(cè)定植株頂部向下第張完全展開(kāi)功能葉片的葉綠素?zé)晒鈪?數(shù)，在月2日西瓜采收期測(cè)定果實(shí)橫縱徑、單果質(zhì)量、糖度、可滴定酸等果實(shí)性狀。結(jié)果表明，限根栽培、半限根栽 培都會(huì)使西瓜的最大縱橫徑、單果質(zhì)量減小，不利于產(chǎn)量的形成，果實(shí)的邊緣可溶性固形物含量有明顯提高；半限根栽 培的西瓜與限根栽培相比產(chǎn)量有明顯提高，因其有較高的光合潛力，有利于形成較高的產(chǎn)量。關(guān)鍵詞：限根栽培；葉綠素?zé)晒鈪?shù)；生長(zhǎng)發(fā)育；西瓜；坑式無(wú)土栽培；品質(zhì)；產(chǎn)量中圖分類(lèi)號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： 文章編號(hào)：2 - 2（2） - - 收稿日期：27 - 2 - 基金項(xiàng)目：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)師域計(jì)劃（編號(hào)：2）；新疆生 產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師科技攻關(guān)計(jì)劃（編號(hào)：）。 作者簡(jiǎn)介：吳楊煥（），男，湖北孝感人，碩士，助理研究員，從事 農(nóng)業(yè)信息化與精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究。 -：2 。 通信作者：周 進(jìn)，高級(jí)農(nóng)藝師，從事設(shè)施果蔬新品種選育與栽培技 術(shù)研究。 -：727 。西瓜（ ）果實(shí)汁多味美、營(yíng)養(yǎng)豐富，是世界 上一種重要的經(jīng)濟(jì)園藝作物，而我國(guó)是世界上西瓜產(chǎn)量最大 的國(guó)家。隨著城市化進(jìn)程加快，我國(guó)許多地區(qū)的環(huán)境條件惡 化，土地資源受到破壞，再加上連年耕作而導(dǎo)致的土壤次生鹽 漬化和連作障礙問(wèn)題，使得土地資源無(wú)法持續(xù)高效利用。 無(wú) 土栽培采取基質(zhì)代替土壤，不僅可提高設(shè)施土地資源的重復(fù) 利用率，在某種程度可克服土壤連作障礙問(wèn)題，而且可提高西 瓜產(chǎn)量，有效改善西瓜的品質(zhì) - ，已成為設(shè)施西甜瓜生產(chǎn)的 主要栽培方法。 限根栽培是指利用一定的方法將植物根系控制在一定的 空間或范圍內(nèi)，通過(guò)限制根系的分布和生長(zhǎng)，減少根系生長(zhǎng)冗 余，提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)的一種栽培方式 ，主要栽培方式有壟式、 箱筐式和坑式。壟式適合在冬季沒(méi)有土壤結(jié)凍的溫暖區(qū)域使 用，在夏季會(huì)導(dǎo)致土壤溫度和水分不穩(wěn)定；箱筐式由于方便移 動(dòng)，適宜在設(shè)施栽培條件下使用；與壟式和箱筐式相比，坑式 中根系區(qū)域的水分溫度變化幅度相對(duì)較小，較適合在北方寒 冷的地區(qū)應(yīng)用 。 等研究葡萄、櫻桃等果樹(shù)限根栽培時(shí) 發(fā)現(xiàn)，限根栽培的葡萄、櫻桃等果樹(shù)生長(zhǎng)受到抑制，坐果率得 到明顯提高，果實(shí)品質(zhì)有較大改善 - 。 本試驗(yàn)通過(guò)設(shè)施西 瓜坑式無(wú)土限根栽培，研究不同限根栽培方式對(duì)西瓜產(chǎn)量、品 質(zhì)及葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響，為設(shè)施西瓜無(wú)土限根栽培在北 方地區(qū)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。 材料與方法 供試西瓜品種為新優(yōu)2號(hào)，屬早熟品種，為新疆生產(chǎn)建 設(shè)兵團(tuán)第六師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所育成，生育期7 ，果實(shí)發(fā)育期 2 ，生長(zhǎng)勢(shì)中等，第朵雌花出現(xiàn)在主蔓第 7節(jié)，坐瓜節(jié) 位一般在主蔓 節(jié)；果實(shí)圓形，果型指數(shù)為；果皮黑綠， 平均皮厚 ；肉色大紅，質(zhì)地細(xì)脆多汁，風(fēng)味上乘，中心 可溶性固形物含量 ；種子中等偏小，種皮黑 麻色，千粒質(zhì)量 2 ；平均單瓜質(zhì)量 2 ，平均單產(chǎn) 2 ；不裂瓜，耐貯運(yùn)、耐低溫和高濕，適宜露地和保護(hù)地 栽培。 2 試驗(yàn)在新疆五家渠共青團(tuán)農(nóng)業(yè)科技園區(qū)溫室內(nèi)進(jìn)行，溫 室坐北朝南。西瓜種植采用坑式無(wú)土栽培模式，無(wú)土栽培基 質(zhì)為草炭、蛭石、珍珠巖按體積比2 的比例配制而成， 其容重為 22 ，值為 ，值為 。 試驗(yàn)設(shè)個(gè)處理，分別為限根（ ，簡(jiǎn)稱(chēng)）、 半限根（ ，簡(jiǎn)稱(chēng)）、對(duì)照（），限根組處 理方法為挖深 、寬 、長(zhǎng) 的長(zhǎng)形溝，底部和兩壁 鋪上膜，用基質(zhì)進(jìn)行回填；半限根處理方法為在限根鋪膜后每 隔 用直徑2 的鋼管將底部膜穿孔；以不鋪膜 為對(duì)照。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng) 、寬 ，西瓜種植株距為 、種植密度為 7萬(wàn)株 2 。 每處理重復(fù)次。 根據(jù) 西瓜生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)，均留單蔓，選取第2朵雌花授粉留果。 果實(shí)性狀 于2年月2日西瓜果實(shí)采收期， 隨機(jī)選取個(gè)果實(shí)，分別采用游標(biāo)卡尺、凱-2型電子秤 測(cè)量果實(shí)橫縱徑、單果質(zhì)量；采用日本愛(ài)拓公司產(chǎn)L - 型 數(shù)顯糖度計(jì)測(cè)定果心、果皮內(nèi)側(cè)（果肉邊緣）可溶性固形物含 量，重復(fù)次；采用酸堿滴定法 測(cè)定可滴定酸含量，重復(fù) 次。出汁率測(cè)定方法：用直徑 的打孔器分別從個(gè)果 實(shí)上各取片厚約 的果肉圓片，裝進(jìn)墊有吸水紙的離 心管中， 離心 ，以果肉圓片離心后的失重 率作為出汁率。 2 葉綠素?zé)晒鈪?shù) 在月2日西瓜膨大期，用英國(guó) 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2年第卷第期 公司生產(chǎn)的 - 2型脈沖調(diào)制式熒光儀測(cè)定植 株頂部向下第張完全展開(kāi)功能葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)，包 括光測(cè)定初始熒光（ ）、最大熒光（ ）、穩(wěn)態(tài)熒光（ ）、光 下最大熒光（ ）、光下最小熒光（ ），計(jì)算可變熒光（ ）、 最大光化學(xué)效率、量子產(chǎn)額（ ）、光化學(xué)猝滅系 數(shù)（ ）、非光化學(xué)猝滅系數(shù)（ ），公式分別為 - ； 最大光化學(xué)效率 ； （ - ） ； （ - ） （ - ）； - （ - ） （ - ）。 采用 2軟件整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)及作圖，采用 軟件及最小顯著性差異法（ ， ）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。 結(jié)果與分析 2 由表可知，限根栽培的西瓜果實(shí)最大橫徑、最大縱徑分 別比顯著減小 2、 2 ，平均單果質(zhì)量、產(chǎn)量比 顯著減少 7 、 2 2 （ ）；半限根栽培的西 瓜果實(shí)最大縱徑、平均單果質(zhì)量、產(chǎn)量分別為 、 2 、7 2 2 ，顯著高于限根栽培、低于不鋪膜 處理（ ），半限根栽培的西瓜果實(shí)最大橫徑與限根、 處理相比差異不顯著（ ）；限根、半限根、處理 的西瓜果實(shí)皮厚、果形指數(shù)相互間差異不顯著（ ）。 表 限根對(duì)西瓜果實(shí)發(fā)育及產(chǎn)量的影響 處理 皮厚（） 最大縱徑（） 最大橫徑（） 果形指數(shù) 平均單果質(zhì)量（） 產(chǎn)量（ 2 ） L 7 ± B ± “ ± 蝌 ± 栽 2 ± ± 2 L 7 ± B ± “ 2 ± 7 蝌 2 ± 2 栽 ± 2 7 2 ± 7 L 7 ± 7 B ± 7 “ ± 蝌 2 ± 2 栽 ± 2 7 ± 注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著（ ）。 表 2同。 2 2 由表2可知，限根栽培對(duì)新優(yōu)2號(hào)西瓜的果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)生 明顯的影響；限根栽培可顯著提高果心和邊緣可溶性固形物 含量（ ），分別達(dá)到 7、 2，限根栽培、半限 根栽培、對(duì)照處理的可溶性固形物含量相互間差異顯著（ ）；限根栽培處理的果實(shí)可滴定酸含量降低，與半限根栽 培差異不顯著，顯著低于對(duì)照處理；限根栽培處理的西瓜果實(shí) 出汁率提高，達(dá)到 7 7，顯著高于半限根栽培處理（ ），而與對(duì)照處理之間差異不顯著。 表 限根栽培對(duì)西瓜果實(shí)品質(zhì)的影響 處理 果心可溶性固形物含量（） 邊緣可溶性固形物含量（） 可滴定酸含量（） 出汁率（） 壙 7 ± 瓏 2 ± 27 妸 2 ± 7 7 ± 2 2 壙 ± 72 瓏 ± 妸 ± 72 2 ± 壙 ± 瓏 ± 妸 ± 7 7 ± 2 2 2 初始熒光、最大熒光、最大光化學(xué)效率及量子產(chǎn)額 最大光化學(xué)效率的變化可直接判斷植物是否受到光抑制，比 值越小，則其發(fā)生的光抑制作用越大，而量子產(chǎn)額可以表明實(shí) 際光化學(xué)效率 ，其大小可直接反映反應(yīng)中心的開(kāi)放程 度。由圖可知，與對(duì)照相比，限根栽培、半限根栽培條件下 的西瓜葉片初始熒光、最大熒光均有所降低，限根栽培的西瓜 葉片最大光化學(xué)效率及量子產(chǎn)額明顯大于對(duì)照，這說(shuō)明與對(duì) 照相比，限根栽培條件下的西瓜葉片反應(yīng)中心可能受到 破壞，導(dǎo)致初始熒光與最大熒光降低、最大光化學(xué)效率與量子 產(chǎn)額增加，在限制根系生長(zhǎng)的條件下西瓜更容易受到環(huán)境脅 迫；限根栽培、半限根、對(duì)照處理下的西瓜葉片最大光化學(xué)效 率分別為 2 、 2、 2 7，說(shuō)明半限根栽培下西瓜 葉片具有更高的光能利用率；西瓜葉片量子產(chǎn)額由高到低順 序?yàn)榘胂薷耘嘞薷耘?對(duì)照，半限根栽培較高的量子 產(chǎn)額有利于西瓜葉片光能轉(zhuǎn)化效率的提高，可為暗反應(yīng)中的 光合碳化積累更多的能量，有利于促進(jìn)碳同化的運(yùn)轉(zhuǎn)和有機(jī) 物的積累。 2 2 光化學(xué)猝滅系數(shù)和非光化學(xué)猝滅系數(shù) 光化學(xué)猝滅 系數(shù)可以反映電子傳遞的活性大小 ，而非光化學(xué)猝滅系數(shù) 可以反映植物耗散過(guò)剩光能發(fā)熱的能力，熱耗散可以防御光 抑制的破壞，對(duì)光合機(jī)構(gòu)起自我保護(hù)作用 。 由圖2可知， 限根栽培、半限根栽培、對(duì)照處理下的光化學(xué)猝滅系數(shù)分別為 7 、 、 2 ，而非光化學(xué)猝滅系數(shù)分別為 、 7、 ，各處理間的光化學(xué)猝滅系數(shù)和非 光化學(xué)猝滅系數(shù)差異不顯著（ ），說(shuō)明與對(duì)照相比，限 根栽培能有效提高電子的傳遞活性，但同時(shí)更容易受到光 抑制。 結(jié)論與討論 植物在自然條件下生長(zhǎng)，當(dāng)光照不足時(shí)，較高的株高可有 效提高其光合效率，而水分不足時(shí)，較大的根系能夠在有限的 環(huán)境內(nèi)獲取更多水分。 盛承發(fā)等研究認(rèn)為，植物產(chǎn)生過(guò)多的 器官并不利于形成較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量 - 2 。 植物通過(guò)根系吸 收營(yíng)養(yǎng)、積累干物質(zhì)，而積累量的大小可直接反映在果實(shí)品質(zhì) 上，充分發(fā)揮植物部分根系的作用，限制根系生長(zhǎng)，可實(shí)現(xiàn)植 物的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，限根栽培會(huì)使西瓜的最大 縱橫徑及單果質(zhì)量減小，這與楊洪強(qiáng)等的研究結(jié)果 不太一 致，可能是由于根系限制程度過(guò)小，導(dǎo)致根系生長(zhǎng)較為緩慢， 或是由于限根區(qū)域覆蓋塑料膜導(dǎo)致基質(zhì)含水量一直保持在較 高水平，造成西瓜貪青晚熟，不利于其生長(zhǎng)發(fā)育；限根栽培可 使西瓜果心、邊緣的可溶性固形物含量和出汁率提高，這與舒 海波等的研究結(jié)果 基本一致；限根栽培在果實(shí)發(fā)育期限制 了根系向下生長(zhǎng)，增加了根系密度，控制地上部植株的生長(zhǎng)， 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2年第卷第期 能較好地調(diào)節(jié)光合產(chǎn)物的分配，果實(shí)品質(zhì)明顯提高。因此，在 限根栽培條件下要減少灌水量，以少量、高頻次灌水為宜，而 對(duì)限根區(qū)域大小對(duì)西瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響須進(jìn)一步研究。 光合作用是作物形成生物學(xué)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的基礎(chǔ)，光 合強(qiáng)度不但與葉片的生理狀況有關(guān)，而且和根系的發(fā)育密切 相關(guān)。本研究結(jié)果表明，與對(duì)照相比，限根栽培能有效提高電 子的傳遞活性，也更容易受到光抑制，這與楊洪強(qiáng)等的研究結(jié) 果 基本一致。 目前，雖有限根對(duì)植株光合無(wú)影響的報(bào) 道 ，但極度限根會(huì)使光合速率下降 。 本試驗(yàn)結(jié)果表明， 限根栽培會(huì)減小西瓜最大縱橫徑及單果質(zhì)量，不利于產(chǎn)量的 形成，而與限根栽培相比，半限根栽培的西瓜產(chǎn)量有明顯提 高，因其有較高的光合潛力，有利于形成較高的產(chǎn)量。 參考文獻(xiàn)： 萬(wàn)振煌，任有鳳，徐華義，等西瓜不同基質(zhì)栽培試驗(yàn)長(zhǎng)江 蔬菜，22（）： - 2王喜慶，賈云鶴，尤海波日光節(jié)能溫室有機(jī)基質(zhì)栽培對(duì)風(fēng)味 號(hào)甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響北方園藝，2（2）： - 姚玉敏，王秀峰，于喜艷，等不同栽培基質(zhì)對(duì)甜瓜品質(zhì)和養(yǎng)分含 量的影響山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2（2）： - 7 ， Z， - ，（2）：2 - 2 王世平，張才喜，羅菊花，等果樹(shù)根域限制栽培研究進(jìn)展 果樹(shù)學(xué)報(bào)，22，（）：2 - ， ， - ，7，2： - 7 ， ， ，7，： - ， ， ， （）：7 - 2 趙麗英，鄧西平，山 侖不同水分處理下冬小麥旗葉葉綠素?zé)晒?參數(shù)的變化研究中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，27，（）： - 張守仁葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)的意義及討論植物學(xué)通 報(bào)，（）： - 盛承發(fā)生長(zhǎng)的冗余一作物對(duì)于蟲(chóng)害的超越補(bǔ)償作用的一種解 釋?xiě)?yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，（）：2 - 2張大勇，姜新華對(duì)于作物生產(chǎn)的生態(tài)學(xué)思考植物生態(tài)學(xué) 報(bào)，2，2（）： - 楊洪強(qiáng)，李林光，接玉玲園藝植物的根系限制及其應(yīng)用 園藝學(xué)報(bào)，2，2（增刊）：7 - 7 舒海波，賀超興，王懷松，等園藝作物限根栽培技術(shù)研究進(jìn)展 農(nóng)業(yè)科技通訊，2（）： - ， ， ，（）： - ， ， ，7，7（）： - 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2年第卷第期