設(shè)施西瓜不同基質(zhì)栽培方式比較試驗(yàn)

楊 娜 楊志國(guó) 王 珂 張建誠(chéng) 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(guó)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(guò)多年發(fā)展， 已形成 “夏樂(lè)”“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(wèn)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(guò)基質(zhì)吸收營(yíng)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(guò)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(pán)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(kāi)。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(zhǎng)，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(méi)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(lè)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(wèn)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(zhǎng)后期限制了根系的向下生長(zhǎng)， 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(zhǎng)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(wèn)題，減少了對(duì)水分過(guò)量對(duì)植株的影響。 西瓜枯萎病在土壤中存活最長(zhǎng)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(kāi)放式的壟溝基質(zhì)栽培方式有利于西瓜的生長(zhǎng)和產(chǎn)量提高， 未出現(xiàn)明顯的枯萎病， 說(shuō)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(wèn)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(lái)，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。