不同栽培畦型對黃瓜生理特性、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

馬光恕 ，周 超 ，秦智偉 ，廉 華 ，李丹丹 ，辛 明 ，周秀艷

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院 黑龍江大慶 163319； 2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 哈爾濱 150030）

黃瓜（Cucumis sativusL.）屬于葫蘆科甜瓜屬一年生攀援草本植物，黃瓜是設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中主要栽培作物，其栽培面積約占到設(shè)施蔬菜栽培面積的60%[1]。水果黃瓜是近年來栽培量逐漸增加的鮮食類黃瓜，因其品質(zhì)好、產(chǎn)量高，被很多地區(qū)作為名特優(yōu)蔬菜廣泛引種栽培，深受廣大消費者喜愛?！畺|農(nóng)808’黃瓜也是一種水果黃瓜，還屬于功能性黃瓜，在減脂方面具有獨特功效，又被稱為“美容黃瓜”[2]。

蔬菜高產(chǎn)必須依賴于優(yōu)越的環(huán)境條件，而相對適宜的環(huán)境條件必須借助于合理的栽培技術(shù)措施，這是調(diào)節(jié)蔬菜作物生長發(fā)育的重要手段，其中做畦方式則是決定蔬菜生理活性和產(chǎn)量形成的重要因素之一[3]。蔬菜生產(chǎn)中的栽培畦類型不同，對環(huán)境因素所產(chǎn)生的效應(yīng)也不同：壟作和高畦栽培下土層可以加厚，增加土壤肥力，但土壤表層易干燥，相對濕度低；平畦栽培則可減少土壤水分蒸發(fā)，保持土壤最佳持水量，利于合理密植和田間管理[4]。不同栽培畦類型造成的土壤水分效應(yīng)差異將對栽培作物的生理代謝及產(chǎn)量產(chǎn)生較大的影響[5]。關(guān)于栽培畦類型對作物生長及產(chǎn)量的影響在其大田作物上研究較多[6-7]，但多是從對田間小氣候和土壤性狀的改善等方面證明了其優(yōu)越性[8]，而壟作對黃瓜生理活性和產(chǎn)量的影響報道較少。畦作僅在哈密瓜[9]生產(chǎn)上有初步探索，但缺乏深入研究。筆者以‘東農(nóng)808’為試材，設(shè)置不同栽培畦類型，通過分析黃瓜在結(jié)果期葉片生理活性物質(zhì)、產(chǎn)量和品質(zhì)的變化，了解栽培畦對設(shè)施黃瓜的影響效應(yīng)，為黃瓜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試黃瓜品種為‘東農(nóng)808’，由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院黃瓜課題組提供，是一種高丙醇二酸功能性黃瓜。

1.2 試驗設(shè)計

試驗地區(qū)為黑龍江省大慶市薩爾圖區(qū)春雷牧場。試驗大棚跨度12 m、長度56 m。試驗于2015年4月2日播種，5月5日定植在塑料大棚內(nèi)，土壤類型為黑鈣土，0～20 cm土壤基本性狀為：土壤堿解氮（ω，后同）178.4 mg·kg-1，速效磷 27.6 mg·kg-1，速效鉀 245.3 mg·kg-1，有機質(zhì) 3.45%，pH 值 7.23，鹽總量0.13%。

栽培大棚每hm2施用有機肥5 000 kg、磷酸二氫銨50 kg，土壤進行充分耕翻，準(zhǔn)備做畦。畦型規(guī)格設(shè)置為高畦、平畦和壟作。高畦：下畦寬120 cm、上畦寬為100 cm，畦高13～15 cm，畦長5 m；平畦：畦寬為100 cm，畦長5 m；壟作：寬度為50 cm，高度為 13～15 cm，壟長 5 m。

高畦和平畦均定植2行，株距為25 cm，行距為60 cm，每2畦設(shè)置為一個試驗小區(qū)；壟作設(shè)置壟距為60 cm，株距為25 cm，每4壟設(shè)置為一個試驗小區(qū)。每個小區(qū)栽植黃瓜84株。試驗小區(qū)隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積為12 m2。

1.3 試驗實施

2015年4月2日，將黃瓜種子放入55～60℃溫水中處理15 min，降溫至28～30℃后連續(xù)浸種8～12 h。然后置于28～30℃下催芽，12 h后黃瓜開始出芽。

2015年4月3日，將育苗盤（長度×寬度×高度=50 cm×34 cm×12 cm）中裝滿草炭土，澆透底水。將催芽后的黃瓜種子均勻地播于育苗盤中（每盤200粒左右），上蓋適量土后覆蓋地膜。齊苗后，揭去塑料薄膜，將育苗盤放置于現(xiàn)代化溫室內(nèi)陽光較好的地方。分苗至8 cm×8 cm營養(yǎng)缽中。出苗后5 d內(nèi)澆水，每3 d澆灌一次，以保持濕潤為宜。

當(dāng)幼苗長到4葉1心時，選取長勢一致的健壯苗定植于大棚內(nèi)。緩苗后及時吊蔓，單蔓整枝，每3 d澆一次水。黃瓜定植緩苗后及時吊蔓，單蔓整枝，每3 d澆一次水。

1.4 取樣時期與方法

正常開花坐瓜后5 d開始取樣，每5 d取樣1次，共取樣5次。每次每個處理中隨機選10株植株，利用10株植株的葉片混合樣品測定黃瓜結(jié)果期各項生理指標(biāo)。

果實收獲后，每個處理隨機選取5個果實，利用果實混合樣測定品質(zhì)指標(biāo)；每個處理隨機選取10個果實，進行果實橫徑、縱徑、單瓜質(zhì)量和產(chǎn)量的測定。

葉片生理指標(biāo)的測定：葉綠素含量，采用丙酮乙醇法；硝態(tài)氮含量，采用酚二磺酸法；硝酸還原酶活性，采用活體分光光度法；蔗糖含量，采用蒽酮比色法；還原糖含量，采用3，5-二硝基水楊酸法；過氧化氫酶（CAT）活性，采用高錳酸鉀滴定法；過氧化物酶（POD）活性，采用愈創(chuàng)木酚比色法[10]。超氧化物歧化酶（SOD）活性測定參照李林懋等的方法，采用氮藍四唑法[11]。

果實品質(zhì)指標(biāo)的測定：可溶性固形物含量，采用手持折光儀；可溶性糖含量，采用蒽酮比色法；維生素C含量，采用紫外分光光度法；可溶性蛋白含量，采用考馬斯亮藍G-250染色法；硝酸鹽含量，采用酚二磺酸法[12]。丙醇二酸含量，采用高效液相色譜法[13]。

黃瓜果實橫徑、縱徑的測定：每個處理各測定5個瓜，利用游標(biāo)卡尺進行測量。黃瓜平均單果質(zhì)量和產(chǎn)量的測定：每個處理各測定5個瓜，利用精度為0.01 g的電子天平稱質(zhì)量，計算平均單瓜質(zhì)量；同時，跟蹤每個重復(fù)測定各小區(qū)產(chǎn)量，計算平均值，按照小區(qū)面積折算為667 m2產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

利用Excel 2003進行圖表制作，用DPS 7.05軟件進行數(shù)據(jù)顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片生理指標(biāo)的影響

2.1.1 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片硝態(tài)氮含量的影響 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片硝態(tài)氮含量的影響如圖1所示，開花后5～25 d，葉片硝態(tài)氮含量呈現(xiàn)“∧”型變化趨勢，峰值出現(xiàn)在開花后20 d。開花后5～20 d，平畦始終顯著高于壟作和高畦，壟作與高畦之間差異不顯著。開花后25 d，3種栽培畦型之間差異不顯著。

圖1 栽培畦型對黃瓜葉片硝態(tài)氮含量的影響

2.1.2 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉綠素含量的影響 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉綠素含量的影響如圖2所示，開花后5～25 d，葉綠素含量變化規(guī)律與葉片硝態(tài)氮含量變化趨勢一致，峰值也出現(xiàn)在開花后20 d。開花后5～20 d，平畦始終顯著高于壟作和高畦，壟作與高畦之間差異不顯著。開花后25 d，3種栽培畦型之間差異不顯著。

圖2 栽培畦型對黃瓜葉綠素含量的影響

2.1.3 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片硝酸還原酶活性的影響 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片硝酸還原酶活性的影響如圖3所示，開花后5～25 d，葉片硝酸還原酶活性與硝態(tài)氮含量變化趨勢一致，峰值也出現(xiàn)在開花后20 d。開花后5～20 d，平畦始終顯著高于壟作和高畦，壟作與高畦之間差異不顯著。開花后25 d，3種栽培畦型之間差異不顯著。

圖3 栽培畦型對黃瓜葉片硝酸還原酶活性的影響

2.1.4 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片蔗糖含量的影響 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片蔗糖含量的影響如圖4所示，開花后5～25 d，葉片蔗糖含量呈現(xiàn)“∧”型變化趨勢，峰值出現(xiàn)在開花后20 d。開花后5～25 d，平畦始終顯著高于壟作和高畦，壟作與高畦之間差異不顯著。

圖4 栽培畦型對黃瓜葉片蔗糖含量的影響

2.1.5 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片還原糖含量的影響 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片還原糖含量的影響如圖5所示，開花后5～25 d，葉片還原糖含量與蔗糖含量變化趨勢一致，峰值也出現(xiàn)在開花后20 d。開花后5～25 d，平畦始終顯著高于壟作和高畦，壟作與高畦之間差異不顯著。

圖5 栽培畦型對黃瓜葉片還原糖含量的影響

2.1.6 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片過氧化氫酶（CAT）活性的影響 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片CAT活性的影響如圖6所示，開花后5～25 d，CAT活性呈現(xiàn)“∧”型變化趨勢，峰值出現(xiàn)在開花后20 d。開花后5～20 d，平畦始終顯著高于壟作和高畦，壟作與高畦之間差異不顯著。開花后25 d，3種栽培畦型之間差異不顯著。

圖6 栽培畦型對黃瓜葉片過氧化氫酶活性的影響

2.1.7 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片過氧化物酶（POD）活性的影響 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片POD活性的影響如圖7所示，開花后5～25 d，POD活性呈現(xiàn)與CAT活性一致的變化趨勢。開花后5～25 d，平畦始終顯著高于壟作和高畦，壟作與高畦之間差異不顯著。

圖7 栽培畦型對黃瓜過氧化物酶活性的影響

2.1.8 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響 不同栽培畦型對黃瓜結(jié)果期葉片SOD活性的影響如圖8所示，開花后5～25 d，SOD活性呈現(xiàn)與CAT活性一致的變化趨勢。開花后5～20 d，平畦始終顯著高于壟作和高畦，壟作與高畦之間差異不顯著。開花后25 d，3種栽培畦型之間差異不顯著。

圖8 栽培畦型對黃瓜超氧化物歧化酶活性的影響

2.2 不同栽培畦型對黃瓜品質(zhì)的影響

不同栽培畦型對黃瓜品質(zhì)的影響如表1所示，黃瓜可溶性糖含量平畦最高，平畦與壟作之間差異不顯著但二者均極顯著高于高畦。黃瓜維生素C含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、可溶性固形物含量均以平畦最高，但平畦、壟作、高畦之間差異均不顯著。黃瓜硝酸鹽含量高畦最高，高畦與壟作之間差異不顯著但二者均顯著高于平畦。黃瓜丙醇二酸含量平畦最高，平畦極顯著高于壟作和高畦，壟作與高畦之間差異不顯著。

2.3 不同栽培畦型對黃瓜產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響

不同栽培畦型對黃瓜產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響如表2所示，黃瓜果實橫徑平畦最高，但平畦、壟作、高畦之間差異均不顯著。果實縱徑、單瓜質(zhì)量、小區(qū)產(chǎn)量、667 m2產(chǎn)量均以平畦最高，平畦極顯著高于壟作和高畦，壟作與高畦之間差異不顯著。

表1 不同栽培畦型對黃瓜品質(zhì)的影響

表2 不同栽培畦型對黃瓜產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響

3 討論與結(jié)論

在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)上，一直存在不同的栽培畦模式，其中壟作、高畦和平畦栽培應(yīng)用最為普遍。種植方式的不同會對作物群體內(nèi)的小氣候，如溫度、濕度、光照等，產(chǎn)生影響，形成了特殊的小氣候效應(yīng)[14]。其中壟作栽培在我國應(yīng)用時間最久，其小氣候效應(yīng)主要表現(xiàn)在提高地溫，降低群體內(nèi)空氣濕度，改善田間的通風(fēng)和透光狀況，充分發(fā)揮了植株下部葉片的光合能力，為作物獲得較高的生物產(chǎn)量打下了基礎(chǔ)[15]。然而，壟作在一年的不同季節(jié)中有不同的作用。春季壟作可以增溫，為及早播種或返青生長爭取生長季。夏季地溫不是主要影響因子，且因為作物茂密，遮蔭明顯，壟作的溫度效應(yīng)不突出[16]。所有，壟作栽培技術(shù)作為整個耕作栽培體系中的一個環(huán)節(jié)，需因地、因時、因作物制宜地加以運用[17]。壟作與畦作是目前應(yīng)用最廣的兩種栽培方式，但因各有利弊，不同季節(jié)應(yīng)合理運用不同的栽培方式，以利于蔬菜生長進行。春夏高溫季節(jié)蔬菜定植，宜采用畦作，而不宜采用壟作。若采用壟栽常因地溫高或根系吸水不足造成高溫為害，致使根系受傷，進而發(fā)生萎蔫，影響產(chǎn)量；而平畦栽培則可避免地溫高或根系吸水不足的問題[18]?！畺|農(nóng)808’黃瓜跟其他黃瓜生物學(xué)特性一致，對土壤深層水分吸收能力差，再加上地上部葉片多、葉片薄、葉面積大等，蒸發(fā)量大，所以黃瓜對土壤濕度極其敏感。同時，黃瓜要求較高的空氣濕度，以80%～90%為宜，這可促進黃瓜的營養(yǎng)生長[19]。因此，在黃瓜設(shè)施生產(chǎn)上如何創(chuàng)造相對比較適宜的濕度環(huán)境成為影響黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵所在。

筆者研究表明，在三種栽培畦處理中，設(shè)施黃瓜在夏季平畦栽培條件下，由于土壤濕度適宜，根系吸水充足，加上設(shè)施適宜的溫度和光照條件，葉片各種生理活性物質(zhì)含量及各種保護性酶活性均得到有效提高，進而提高黃瓜光合能力和生理代謝水平，提高黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)，是較適宜的栽培畦型。通過研究壟作、平畦、高畦對黃瓜結(jié)果期生理特性、產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)影響，確定了設(shè)施黃瓜生產(chǎn)上應(yīng)用的最佳栽培畦類型，將為黃瓜高產(chǎn)栽培提供技術(shù)保證，也有助于品質(zhì)的改善。