設(shè)施西瓜不同基質(zhì)栽培方式比較試驗(yàn)

楊 娜 楊志國 王 珂 張建誠 徐雋銘 席吉龍

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所 山西 運(yùn)城 044000；2.運(yùn)城市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 山西 運(yùn)城 044000）

西瓜是我國的優(yōu)勢(shì)果品產(chǎn)業(yè)[1]。 設(shè)施西瓜栽培經(jīng)濟(jì)效益較高，山西省夏縣設(shè)施西瓜栽培始于20 世紀(jì)90 年代， 經(jīng)過多年發(fā)展， 已形成 “夏樂”“夏寶”等10 余個(gè)品牌[2]，是夏縣的一張亮麗名片。 由于設(shè)施西瓜的大棚、溫室等較為固定，連年種植會(huì)使土壤中的鐮刀菌數(shù)量增加，引起西瓜枯萎病等，對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生很大影響，連作障礙凸顯[3]。 因此，種植戶為了保證西瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)，多采用“土地一年一更換”的方式進(jìn)行種植。 而由此產(chǎn)生如土地租賃成本增加，不利于規(guī)模化發(fā)展等一系列問題。 基質(zhì)栽培是用固體基質(zhì)（介質(zhì)）固定植物根系，并通過基質(zhì)吸收營養(yǎng)液和氧氣的一種栽培方式。 此栽培技術(shù)不受土壤條件的限制，利用該栽培方式進(jìn)行西瓜生產(chǎn)能夠有效克服連作障礙，同時(shí)使廢棄資源再利用[4]，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 目前，西瓜基質(zhì)配方及基質(zhì)配比已有較多研究[5-7]，西瓜基質(zhì)栽培方式主要有槽式[8]、袋式[9]等，壟溝栽培方式在甜椒[10]、番茄[11]、黃瓜[12]等作物上有相關(guān)報(bào)道。 本研究通過對(duì)西瓜不同基質(zhì)栽培方式進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)， 旨在為西瓜基質(zhì)栽培應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2021 年在夏縣宏偉瓜業(yè)專業(yè)合作社進(jìn)行。 供試材料為當(dāng)?shù)爻Ｓ梦鞴掀贩N美都，采用穴盤育苗，定植時(shí)間為2021 年3 月12 日，頭茬瓜收獲時(shí)間為6 月8 日，二茬瓜收獲時(shí)間為7 月13 日。

西瓜栽培方式為基質(zhì)栽培， 所用基質(zhì)為本課題組自主研發(fā)的基質(zhì)配方，主要成分為菇渣、草炭和珍珠巖。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)分溝槽栽培、 壟溝栽培和膜上栽培3 種方式（圖1）。 溝槽種植方法為挖深30 cm、寬30 cm 的溝槽，槽內(nèi)鋪上塑料膜，然后用基質(zhì)填充。 膜上基質(zhì)栽培為將塑料膜平鋪于地面， 膜上填入寬40 cm、深15 cm 的基質(zhì)，橫切面為龜背形。 壟溝栽培是半地下槽，槽口橫切面為梯形，上口寬40 cm、下底寬20 cm，高20 cm，并填充基質(zhì)，此方式土壤與基質(zhì)間未用塑料膜隔開。基質(zhì)與上口齊平。所有處理基質(zhì)上鋪設(shè)白色塑料薄膜。 定植株距為26 cm。 處理間植株所處的環(huán)境條件一致， 采用雙蔓整枝方式， 灌溉方式為滴灌，其他均按田間管理技術(shù)正常管理。

圖1 試驗(yàn)栽培方式

1.3 測(cè)定方法

根區(qū)溫度測(cè)定： 用江蘇省精創(chuàng)電氣股份有限公司的RC-4 溫度記錄儀進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)， 每小時(shí)記錄1 次， 埋設(shè)深度為5 cm， 設(shè)定7：00-18：59 為白天，19：00-6：59（翌日）為黑夜；選取2021 年4 月數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

產(chǎn)量測(cè)定：西瓜成熟后，隨機(jī)選取連續(xù)10 株植株進(jìn)行單瓜質(zhì)量測(cè)定，并計(jì)算單位面積產(chǎn)量。

糖度測(cè)定： 用數(shù)字折射儀PAL-1（ATAGO，Japan）進(jìn)行中心糖度測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 軟件處理數(shù)據(jù)和作圖，用DPS 數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)栽培方式對(duì)土壤溫度日變化的影響

由圖2 可知，不同栽培方式土壤溫度日變化呈S形曲線，相同滴灌水平下不同基質(zhì)栽培方式根區(qū)溫度日變化之間存在一定的差異，溝槽基質(zhì)栽培和膜上基質(zhì)栽培變化趨勢(shì)一致， 壟溝基質(zhì)栽培較其他2 種方式溫度波動(dòng)小，具有更強(qiáng)的溫度緩沖能力，有利于維持溫度的穩(wěn)定性。 以4 月根區(qū)溫度日變化為例：3 種栽培方式根區(qū)土壤最低溫度出現(xiàn)在8：00， 最高溫度出 現(xiàn) 在16：00； 日 均 溫 分 別 為22.0℃、22.3℃和22.0℃，3 種方式間差異不大；日最高溫平均值以膜上基質(zhì)栽培最高， 為25.9℃， 壟溝基質(zhì)栽培最低，為23.8℃； 日最低溫平均以壟溝基質(zhì)栽培最高，為20.5℃，膜上基質(zhì)栽培最低，為19.1℃（表1）。 對(duì)比最高溫與最低溫的差值表明，以壟溝基質(zhì)栽培最低。

表1 不同基質(zhì)栽培方式根區(qū)溫差變化（4 月）

圖2 不同栽培方式4 月根區(qū)溫度變化

2.2 栽培方式對(duì)產(chǎn)量和糖度的影響

表2反映了不同栽培方式對(duì)西瓜產(chǎn)量和糖度的影響。3 種基質(zhì)栽培方式以膜上基質(zhì)栽培單瓜重及畝產(chǎn)量均為最高， 頭茬單瓜重4.89 kg， 二茬單瓜重3.57 kg， 總產(chǎn)量為5 964.3 kg/畝； 壟溝基質(zhì)栽培單瓜重略低于膜上基質(zhì)栽培， 差異未達(dá)到顯著水平，頭茬單瓜重4.69 kg， 二茬單瓜重3.49 kg，總產(chǎn)量為5 766.9 kg/畝； 與產(chǎn)量最低的溝槽栽培方式相比，膜上基質(zhì)栽培和壟溝基質(zhì)栽培頭茬瓜單重分別提高17.55%、12.74%， 西瓜總產(chǎn)量分別提高18.99%、15.05%。 由此表明，不同基質(zhì)栽培方式對(duì)西瓜產(chǎn)量影響較大， 膜上基質(zhì)栽培和壟溝基質(zhì)栽培更有利于西瓜生長，提高西瓜產(chǎn)量。

表2 不同栽培方式西瓜產(chǎn)量和糖度

3 種基質(zhì)栽培方式的西瓜中心糖度均在11°以上，處理間沒有顯著差異，但以壟溝基質(zhì)栽培最高，因此，基質(zhì)栽培的西瓜達(dá)到夏樂西瓜糖度要求標(biāo)準(zhǔn)，能夠保證西瓜的口感。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

基質(zhì)栽培是克服西瓜連作障礙問題的有效措施之一[13]。 研究表明，起壟內(nèi)嵌基質(zhì)栽培方式能夠緩沖作物根區(qū)的溫度[12，14]，同時(shí)有利于作物吸收積累在底部的養(yǎng)分[15]。 王燦磊等對(duì)限根栽培西瓜的研究表明，限根栽培在生長后期限制了根系的向下生長， 調(diào)節(jié)了光合產(chǎn)物的分配，促進(jìn)了西瓜品質(zhì)的提升[16]。 本研究溝槽基質(zhì)栽培方式的單瓜重和畝產(chǎn)量均低于其他2 種方式， 其原因一方面是與壟溝基質(zhì)栽培方式相比，溝槽栽培方式的基質(zhì)與土壤完全隔離，為全封閉栽培，基質(zhì)緩沖能力差，水分不易控制，導(dǎo)致植株長勢(shì)弱，產(chǎn)量低；另一方面與膜上基質(zhì)栽培方式相比，膜上基質(zhì)栽培方式雖是全封閉栽培，但鋪設(shè)面較寬，深度淺，避免了溝槽栽培方式水分累積的問題，減少了對(duì)水分過量對(duì)植株的影響。 西瓜枯萎病在土壤中存活最長可達(dá)10 年[17]，本研究使用的地塊為種植西瓜5～6 年后的土地， 此條件下全開放式的壟溝基質(zhì)栽培方式有利于西瓜的生長和產(chǎn)量提高， 未出現(xiàn)明顯的枯萎病， 說明在連作障礙較輕的地塊適宜采用壟溝基質(zhì)栽培方式； 但此方式尚未在連作障礙嚴(yán)重的地塊或種植西瓜1～2 年后的地塊進(jìn)行研究。 此方式下溫差較另外2 種方式偏低， 是該方式基質(zhì)與土壤完全接觸， 土壤環(huán)境對(duì)其溫度的緩沖能力較強(qiáng)所致。 膜上基質(zhì)栽培方式的產(chǎn)量最高，是由于此栽培方式基質(zhì)整體位于土壤表層， 隨環(huán)境變化對(duì)基質(zhì)微環(huán)境產(chǎn)生影響， 晝夜溫差較高， 促進(jìn)了光合產(chǎn)物的積累；同時(shí)因其基質(zhì)面較寬，水分易散發(fā)，避免了根系積水的問題，從而產(chǎn)量較高。 基質(zhì)栽培研究已進(jìn)行多年，但因商品基質(zhì)價(jià)格較高，大面積推廣仍存在一定的局限性[18]。 近年來，針對(duì)基質(zhì)配方的研究已有一些報(bào)道， 本研究中自制的基質(zhì)配方成分以當(dāng)?shù)貜U棄菇渣作為主材料進(jìn)行配制， 一方面從源頭上降低了基質(zhì)栽培的使用成本， 另一方面實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化再利用[4]，符合社會(huì)生產(chǎn)的需求，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

3.2 結(jié)論

研究表明，3 種方式根區(qū)日平均溫度在22.0～22.3℃，雖然處理間日均溫度相差不大，但不同栽培方式根區(qū)溫度日變化幅度不同。 西瓜中心糖度以壟溝基質(zhì)栽培的最高。 就生產(chǎn)性能而言，膜上基質(zhì)栽培和壟溝基質(zhì)栽培西瓜產(chǎn)量較高。 綜上所述，本研究條件下， 膜上基質(zhì)栽培和壟溝基質(zhì)栽培方式均為適宜的西瓜栽培方式，而壟溝基質(zhì)栽培因水肥管理方便、用工少，具有更廣泛的應(yīng)用前景。