北京地區(qū)西瓜新型覆膜試驗探究

江 姣 賈文紅 靳凱業(yè) 于 琪 馬 超 潘 林 董 帥 李 嬋 蘆金生 哈雪姣

（1.北京市大興區(qū)種植業(yè)技術推廣站 北京 102600；2.北京市農業(yè)技術推廣站 北京100029）

設施農業(yè)是在環(huán)境相對可控的條件下，采用工程技術手段，進行動植物高效生產的一種現(xiàn)代農業(yè)方式，其關鍵技術是能夠最大限度利用太陽能，覆蓋材料寒冷季節(jié)高透明、高保溫，夏季能夠有效降溫，將太陽光的無用光波轉變?yōu)檫m應光合需要的光波，且具有良好的防塵抗風雨功能等。2012 年我國設施農業(yè)面積已占世界總面積的85%以上，其中95%以上是利用聚烯烴溫室大棚膜覆蓋。設施栽培是露天種植產量的3.5 倍，我國人均耕地面積僅有世界人均面積的40%，發(fā)展設施農業(yè)是解決我國人多地少制約可持續(xù)發(fā)展問題的最有效技術工程[1]。

隨著北京市都市型現(xiàn)代農業(yè)建設的進一步推進，西瓜生產逐步走向規(guī)?；痆2]，北京市西甜瓜種植區(qū)域主要集中在大興、順義、通州、昌平、延慶等區(qū)，其中以大興區(qū)與順義區(qū)為主要產區(qū)[3-4]。其種植的西瓜品種，小果型西瓜占比約為60%，中果型西瓜占比為40%。北京地區(qū)春茬西瓜普遍在3 上中旬定植，5 月初上市，5 月中旬左右達到最大供應量，6 月底接近尾聲；秋茬西瓜主要在7 月下旬定植，10 月中上旬成熟上市，10 月底接近尾聲。目前，北京地區(qū)主要為春茬種植，秋茬種植面積較小。設施西瓜栽培一般分為連棟溫室、日光溫室、塑料大棚、小拱棚（遮陽棚）4 類。北京地區(qū)栽培模式主要為冷棚、日光溫室與露地栽培，其中冷棚種植占比最大。春茬種植早期面臨著低溫、寡照，后期面臨著高溫、降雨等問題[5]，設施棚膜覆蓋能在一定程度上解決這些問題。但是我國設施的覆蓋材料差，透光、抗化、防塵等常規(guī)要求的性能都遠低于國外，并且壽命短。設施棚膜的透光率一般要求在85%以上，透光率越高，進入棚室的光能越多，越有利于作物生長[6]。設施棚膜顏色有多種，藍色農膜保溫作用和升溫作用較好，有利于培育矮壯秧苗；紅色農膜可以透視紅光，阻止其他顏色光線進入，有利于植物光合作用，能提高果產的含糖量和加速莖的生長；綠色農膜可以減少可見光照射，從而降低地面雜草的光合作用，起到防除雜草的作用，同時增產效果較好；紫色農膜有利于作物養(yǎng)分的增加和積累，可以提高作物的產量和品質，短紫光可以使作物矮化和葉片增厚，所以紫色農膜適合冬春溫室和塑料大棚的茄果類和綠葉蔬菜使用；銀灰色農膜又稱避蚜膜，有良好的防病、防蚜蟲和白粉虱及改良品質的作用，適用于夏季蔬菜、瓜類、煙草的覆蓋栽種；黑白雙色膜的主要作用是降溫，白色一面可反射光線，而黑色一面可防止光線通過，從而降低地表溫度，適合夏秋季瓜果防曬降溫使用。北京地區(qū)多以藍色棚膜為主。藍色棚膜又稱藍色增光膜，具有良好的保溫性能，升溫速度快，在弱光條件下透光率比普通的農膜好，但在強光條件下透光率又低于一般的農膜。由于光學的互補作用，透明的藍色棚膜對于紅色光和紅外線的吸收較多，可以有效提升棚室溫度。近幾年，分光紅膜逐漸出現(xiàn)并為種植戶使用。分光膜具有提高地溫、保墑降溫等作用。本文作者通過研究冷棚不同棚膜對西瓜生長與品質的影響，以期篩選出更加優(yōu)質的覆蓋材料，為西瓜設施栽培提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

本試驗于2023 年3-6 月在北京市技豐園農產品產銷專業(yè)合作社基地冷棚進行。

1.2 供試材料

種植品種為小果型紅瓤西瓜L600，是北京市大興區(qū)種植業(yè)技術推廣站選育的小型西瓜雜種1 代，植株生長勢中等，第1 雌花平均節(jié)位8.1 節(jié)，果實發(fā)育期32.3 d。嫁接砧木為京欣砧4，由北京市農林科學院蔬菜研究中心選育，是印度南瓜與中國南瓜雜交的西瓜砧木1 代雜種，嫁接親和力好，共生親和力強，成活率高，發(fā)芽容易且整齊，芽勢好，出苗壯，對果實品質影響小。覆蓋棚膜分別為常規(guī)藍色0.10 mm聚乙烯塑料棚膜與0.12 mm 紅色分光膜。

1.3 試驗方法

試驗采用立架栽培，冷棚種植，棚膜覆蓋1/2 采用常規(guī)藍色棚膜，其余1/2 采用紅色分光膜。棚長50 m、寬8 m，雙行種植，種植5 溝，株距35 cm。施腐熟雞糞5 m3、谷雨復合肥50 kg（北京綠得工貿有限公司生產，養(yǎng)分含量為N 18%、P2O59%、K2O 18%）。試驗于2023 年3-6 月進行，2 月13 日播種，2 月25 日嫁接，采用貼接方式嫁接。棚室溫度白天25℃，夜間溫度不低于12℃。各處理田間管理措施一致。4 月10 日覆蓋棚膜，4 月14 日定植，5 月15 日進行蜜蜂授粉，6 月27 日開始考種。于植株団棵期、伸蔓期、坐果期與膨瓜期，分別在藍色棚膜與紅色分光膜處各選取5 點測量距離地面60 cm（后期結果處）高度位置的光照度。于植株坐果期前（5 月8 日）、坐果期（5 月16 日）、膨大期（5 月23 日）分別測定植株最大葉片的葉綠素相對含量與葉片氮素含量。生育期內統(tǒng)計不同棚膜植株坐果與染病情況。成熟期各處理隨機取10 個商品瓜測定西瓜單瓜重與品質，通過實測小區(qū)商品瓜產量來計算畝產量。

測定方法：光照度采用TES-1332A 數(shù)位式照度計測量；葉綠素相對含量及葉片氮素含量使用SPAD-502Plus 葉綠素儀測定；采用直尺測量西瓜縱徑與橫徑，利用公式計算果形指數(shù)，果形指數(shù)＝西瓜縱徑/西瓜橫徑；采用電子折光儀（PAL-1）測量西瓜中心可溶性固形物含量和邊緣可溶性固形物含量；采用電子數(shù)顯水果硬度計（GY-4）測量西瓜皮的硬度，以上所有數(shù)據(jù)均取平均值。試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用Excel 圖表與SPSS statistics 統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同棚膜覆蓋棚室內光照度分析

由圖1 可知，大興區(qū)5 月日最高氣溫變化情況，坐果期前（5 月8 日）為28℃，后續(xù)氣溫逐漸升高；坐果期（5 月16 日）達到當月最高溫度，為34℃，后續(xù)氣溫有所下降；膨大期（5 月23 日）為30℃。

圖1 大興區(qū)5 月日最高氣溫

大棚內光照度直接影響西瓜的光合效率，且因天氣、地區(qū)緯度和時間等因素而變化，并隨著外界光強的增加而增加。棚內的光照度自上而下減弱，棚內上部約為自然光照的61%，距地面150 cm 處為自然光照的35%，近地面處為自然光照的25%。隨著西瓜植株生長發(fā)育，棚室內溫度與光照逐漸增加。在西瓜植株處于団棵期時，植株較小無遮擋，而此時期外界溫度處于20℃左右；伸蔓期以后，由于植株生長高度影響了光照，所以測量位置的光照度下降。由圖2 可知，整個生育期紅色分光膜光照度高于藍色棚膜，藍色棚膜棚室的平均光照度為14 766 lx，紅色分光膜棚室的平均光照度為15 715 lx。

圖2 不同棚膜覆蓋棚室內光照度分析

2.2 不同棚膜覆蓋植株葉綠素相對含量分析

由圖3 可知，植株的葉綠素相對含量在坐果前較低，坐果期達到最高，膨大期有所下降。作物的產量與光合作用密切相關，而葉綠素是高等植物和其他所有能進行光合作用的生物體含有的一類綠色色素，它主要吸收紅光和藍紫光。在坐果前與膨大期為藍色棚膜高于紅色分光膜，坐果期則為紅色分光膜高于藍色棚膜。2 個處理植株在開花坐果期葉綠素相對含量達到最高，這階段是西瓜從以營養(yǎng)生長為主向生殖生長為主的轉折期，此時期氣溫達到當月最高值。溫度過高會加速葉綠素分解，此時紅色分光膜植株相對葉綠素含量高于藍色棚膜，說明紅色分光膜在外界較高溫度時可在一定程度上保持棚室內較低溫度，確保葉綠素不受高溫影響而分解。果實膨大期以果實生長為中心，直至達到成熟時，果實停止發(fā)育而進行物質轉化，葉綠素分解，形成大量番茄紅素、胡蘿卜素和維生素等，因此，此時期葉綠素相對含量逐漸下降。高溫下葉綠素分解大于合成，膨大期藍色棚膜葉綠素相對含量高于紅色分光膜，說明紅色分光膜處理棚室的溫度高于藍色棚膜。2 個處理的葉綠素相對含量不存在顯著差異。

圖3 不同棚膜覆蓋植株葉綠素相對含量分析

2.3 不同棚膜覆蓋植株葉片氮素含量分析

由圖4 可知，植株的氮素含量在坐果前較低，坐果期達到最高，膨大期有所下降。在坐果前與膨大期為藍色棚膜高于紅色分光膜，坐果期則為紅色分光膜高于藍色棚膜，與葉綠素相對含量變化一致。葉片含氮量越高，葉綠素含量也越高，葉色越綠，葉片越嫩、越大，葉片更容易吸收水分；葉片含氮量越低，葉綠素含量越低，葉片顏色會趨于黃綠色，葉片越小、越硬，葉片產生水分流失現(xiàn)象。葉片缺氮會加速葉片組織的衰老，也加快了蛋白質、酶的分解和氮素的轉移。隨著生育期延長，藍色棚膜葉片的氮素含量高于紅色分光膜，說明后期植株的葉片衰老可能會早于藍色棚膜。2 個處理的氮素含量不存在顯著性差異。

圖4 不同棚膜覆蓋植株葉片氮素含量分析

2.4 不同棚膜覆蓋植株坐果率與染病情況分析

由表1 可知，藍色棚膜覆蓋的植株長勢中等，坐果率為100%，整個生育期植株染病率為1%；紅色分光膜植株長勢中強，坐果率為100%，整個生育期植株染病率為0，長勢良好。

表1 不同棚膜覆蓋植株坐果率與染病情況分析

2.5 不同棚膜覆蓋果實性狀分析

由表2、圖5 可知，2 個處理的果實縱徑相同，紅色分光膜的橫徑小于藍色棚膜，因此，2 個處理的果形指數(shù)分別為1.22、1.21，均為橢圓形；2 個處理果實皮厚紅色分光膜小于藍色棚膜，分別為0.60 cm、0.65 cm，紅色分光膜處理果實可食用部分更多；果實硬度藍色棚膜為8.62 kg/cm2、紅色分光膜為6.70 kg/cm2。2 個處理的果實性狀在0.05 水平上無顯著差異。

表2 不同棚膜覆蓋果實性狀

2.6 不同棚膜覆蓋果實品質分析

由表3、圖6 可知，2 個處理的果實單瓜重相同；折合畝產量均為3 097 kg；紅色分光膜的心糖與邊糖含量均高于藍色棚膜，紅色分光膜覆蓋的處理分別為12.07%、10.23%，藍色棚膜分別為11.90%、9.58%，且紅色分光膜心糖與邊糖含量梯度小，為1.84%，果實口感更好；2 個處理的纖維含量均為少。2 個處理果實品質在0.05 水平上無顯著差異。

表3 不同棚膜覆蓋果實品質

圖6 不同棚膜覆蓋果實品質分析

3 討論與結論

綜合分析不同棚膜覆蓋棚室內光照度、葉綠素相對含量、氮素含量，以及果實性狀、品質與單瓜重、折合畝產量可知，紅色分光膜的光照度均高于藍色棚膜，整個生育期平均光照度為15 715 lx；葉綠素相對含量與氮素含量在坐果期時紅色分光膜高于藍色棚膜，其他時期紅色分光膜則低于藍色棚膜；果實性狀方面，2 個處理均為橢圓形，紅色分光膜的果皮厚度為0.60 cm，可食用部分更多，但是果皮硬度略低；果實性質方面，紅色分光膜的心糖與邊糖含量更高，可溶性固形物含量分別為12.07%、10.23%，且心糖與邊糖含量梯度小，果實口感更好，同時病害發(fā)生減少。因此，紅色分光膜處理對西瓜生長與果實品質有很好的提升效果。在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，2 個處理的植株在開花坐果期葉綠素相對含量最大，此時期氣溫達到當月最高值，紅色分光膜植株相對葉綠素含量高于藍色棚膜，說明紅色分光膜在外界較高溫度時可在一定程度上保持棚室內較低溫度，確保葉綠素不受高溫影響而分解；果實膨大期葉綠素相對含量逐漸下降，此時藍色棚膜葉綠素相對含量高于紅色分光膜，說明分光紅膜處理的棚室溫度高于藍色棚膜。因此，分析紅色分光膜可能存在調節(jié)棚室溫度的效果，外界溫度較高時棚室內可緩慢升溫，外界溫度較低時棚室內可以在一定程度上蓄熱維持平穩(wěn)溫度，此效果有待進一步研究。