不同基質(zhì)配比對(duì)戈壁溫室黃瓜生理代謝和產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

胡小明 陳修斌 李翊華

收稿日期：2024 - 01 - 18

基金項(xiàng)目：2023年張掖市科技計(jì)劃-技術(shù)研究開發(fā)專項(xiàng)（ZY2023JS18）。

作者簡(jiǎn)介：胡小明（1983 —），男，甘肅天水人，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)作物栽培與生理工作。Email： 915613056@qq.com。

通信作者：陳修斌（1968 —），男，河南鄧州人，教授，碩士，主要從事蔬菜栽培與生理工作。Email： 617190368@qq.com。

摘要：基質(zhì)是黃瓜生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，對(duì)其產(chǎn)量品質(zhì)影響巨大，為得到戈壁溫室有機(jī)生態(tài)型無(wú)土栽培中高品質(zhì)黃瓜生產(chǎn)的最適基質(zhì)配比，以當(dāng)前生產(chǎn)中常用基質(zhì)配比為對(duì)照，研究了5種不同配方的基質(zhì)對(duì)黃瓜葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)及產(chǎn)量品質(zhì)影響，并比較了不同處理下黃瓜生長(zhǎng)生理及產(chǎn)量品質(zhì)指標(biāo)。結(jié)果表明，采用配方為腐熟牛糞、粉碎玉米秸稈、菌渣、草炭、蛭石體積比為3∶2∶2∶2∶1的基質(zhì)栽培時(shí)，黃瓜葉片最大量子產(chǎn)額（Fv/Fm）與生長(zhǎng)潛在活性（Fv/Fo）的值最大，分別為0.76、3.18；黃瓜株高196.15 cm、莖粗0.92 cm、葉片數(shù)38.31片、單株結(jié)瓜數(shù)17.65個(gè)、單株產(chǎn)量3.58 kg、折合產(chǎn)量155 508.90 kg/hm2，均高于其他處理。采用該基質(zhì)配比時(shí)黃瓜果實(shí)的Vc含量與可溶性糖含量均最高，分別為167.28、19.83 mg/g FW；硝酸鹽含量最低，為78.94 μg/g FW?？梢?，使用腐熟牛糞、粉碎玉米秸稈、菌渣、草炭、蛭石體積比為3 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1的基質(zhì)配方時(shí)黃瓜綜合表現(xiàn)最佳，產(chǎn)量及品質(zhì)最優(yōu)。

關(guān)鍵詞：基質(zhì)配比；黃瓜；生理代謝；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號(hào)：S642.2；S626.5? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2097-2172（2024）04-0354-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.04.010

Effects of Different Substrate Ratios on the Physiological Metabolism， Yield and Quality of Cucumbers in Gobi Greenhouses

HU Xiaoming 1， CHEN Xiubin 2， 3， LI Yihua 2， 3

（1. Zhangye Shenzhou Lüpeng Agricultural Technology Limited Corporation， Zhangye Gansu 734000， China; 2. College of

Agriculture and Ecological Engineering， Hexi University， Zhangye Gansu 734000， China; 3. Hexi Corridor Precision

Facilities Horticulture Engineering Technology Research Centre， Hexi University， Zhangye Gansu 734000， China）

Abstract： The substrate is the foundation of cucumber growth and has a significant impact on its yield and quality. In order to obtain the optimal substrate ratio for high-quality cucumber production in organic ecological soilless cultivation in Gobi greenhouses， this experiment used the commonly used substrate ratio in production as a control to study effects of 5 different substrate formulations on cucumber leaf chlorophyll fluorescence parameters， yield and quality. Through comparative analysis of cucumber growth physiology and yield and quality indicators under different treatments. The results showed that using the substrate formula of treatment IV（decomposed cow manure， crushed corn straw， bacterial residue， peat， vermiculite at 3∶2∶1∶2∶1）， the maximum quantum yield（Fv/Fm） and growth potential activity（Fv/Fo） of cucumber leaves were the highest， with values of 0.76 and 3.18， respectively. Plant height， stem diameter， number of leaves， number of fruits per plant， yield per plant， and yield peaked， with values of 196.15 cm， 0.92 cm， 38.31 leaves， 17.65 pieces， 3.58 kg， and 155 508.90 kg/ha， respectively， which werehigher than other treatments. The fruits treated with this method had the highest contents of Vc and soluble sugars， which were 167.28 mg·g-1 and 19.83 mg/g FW，respectively， the lowest nitrate content at 78.94 μg/g FW. From this， it can be seen that the matrix formula of decomposed cow manure， crushed corn straw， bacterial residue， peat， vermiculite at 3∶2∶2∶2∶1 has the best comprehensive performance， and the cucumber yield and quality are the best.

Key words： Substrate ratio; Cucumber; Physiological metabolism; Yield; Quality

張掖市位于河西走廊中段，總面積為386.00萬(wàn)hm2，占甘肅省總面積的8.67%。全市可用于發(fā)展戈壁農(nóng)業(yè)的裸地面積36.40萬(wàn)hm2，其中戈壁、沙漠占28.90%，是一個(gè)以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的地區(qū)。近年來(lái)，張掖市充分利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源，大力發(fā)展戈壁溫室，戈壁溫室蔬菜種植已經(jīng)成為當(dāng)?shù)卦黾愚r(nóng)民收入、繁榮農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的主要產(chǎn)業(yè)［1 - 3 ］。

黃瓜（Cucumis sativus L.）營(yíng)養(yǎng)豐富，適應(yīng)性強(qiáng)，為當(dāng)?shù)馗瓯跍厥抑饕耘嗟氖卟朔N類之一，無(wú)土栽培在黃瓜生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛［4 - 6 ］。近年來(lái)，黃瓜采用有機(jī)生態(tài)型無(wú)土栽培常因基質(zhì)配比不適宜，導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)失調(diào)、產(chǎn)量品質(zhì)下降等問(wèn)題，影響了黃瓜的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)化生產(chǎn)［7 ］。有關(guān)基質(zhì)在蔬菜生產(chǎn)上的應(yīng)用方面，張國(guó)芳等［8 ］研究了金針菇渣基質(zhì)對(duì)荷蘭黃瓜生長(zhǎng)的影響，得到了采用金針菇渣為基質(zhì)的最適用量；梁倩玉等［9 ］研究了菇渣復(fù)合基質(zhì)對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)的影響，得到了黃瓜在出苗率和葉片葉綠素含量最高、幼苗生長(zhǎng)良好時(shí)的最佳育苗基質(zhì)配方；張黎杰等［10 ］研究表明，適宜的菌渣復(fù)合基質(zhì)配比可以促進(jìn)黃瓜株高、葉片數(shù)、葉長(zhǎng)、葉寬等形態(tài)指標(biāo)的生長(zhǎng)；徐誠(chéng)等［11 ］研究了以蛭石為主的不同基質(zhì)對(duì)日光溫室黃瓜生長(zhǎng)、產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)的影響，得到了提升日光溫室黃瓜栽培中產(chǎn)量和品質(zhì)的最適配比；楊雪松等［12 ］研究表明，適宜的基質(zhì)配比可使黃瓜Vc含量、可溶性糖含量增加，硝酸鹽含量減少，提升品質(zhì)；時(shí)振宇等［13 ］篩選出了適宜黃瓜幼苗生長(zhǎng)的最佳復(fù)合基質(zhì)配比，顯著提高了黃瓜幼苗的地下鮮質(zhì)量、地下干質(zhì)量、可溶性糖和可溶性蛋白含量。以上研究可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)學(xué)者均是立足當(dāng)?shù)氐馁Y源條件，篩選出了適合本地黃瓜生長(zhǎng)的最適基質(zhì)配比。我們立足當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源與生產(chǎn)條件，以玉米秸稈和菌棒為主要原料，研究其不同配比對(duì)黃瓜葉綠素?zé)晒鈪?shù)及產(chǎn)量品質(zhì)的影響，以期篩選出黃瓜在代謝能力最強(qiáng)與產(chǎn)量品質(zhì)最優(yōu)時(shí)的基質(zhì)配比，旨在為戈壁溫室黃瓜實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)化提供技術(shù)支撐。

1? ?材料與方法

1.1? ?供試材料

指示黃瓜品種為津優(yōu)31號(hào)，由天津科潤(rùn)黃瓜研究所培育并提供。供試基質(zhì)原料為粉碎的玉米秸稈、菌渣（雞腿菇菌棒）、草炭、爐渣、蛭石、牛糞，以上材料均購(gòu)自臨澤縣當(dāng)?shù)亍Ｓ衩捉斩捄途粼谑褂们胺鬯?，用塑料薄膜覆蓋發(fā)酵25～30 d待用。爐渣按粒徑3～5 mm過(guò)篩后備用。

1.2? ?試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2023年3 — 8月在臨澤縣倪家營(yíng)鎮(zhèn)戈壁日光溫室內(nèi)進(jìn)行。溫室跨度9.0 m，脊高4.5 m，長(zhǎng)度60.0 m，坐北朝南，東西延長(zhǎng)。試驗(yàn)采用槽培方式，栽培槽規(guī)格為長(zhǎng)8.5 m、寬0.7 m、深30 cm，槽間距0.6 m，槽內(nèi)鋪設(shè)塑料膜。采用單因素隨機(jī)排列設(shè)計(jì)，共設(shè)6個(gè)處理，分別為CK（腐熟牛糞∶粉碎的玉米秸稈∶菌渣∶爐渣體積比為4∶3∶2∶1，依據(jù)當(dāng)前生產(chǎn)中常用的基質(zhì)配比而設(shè)定）［12 - 13 ］、處理Ⅰ（腐熟牛糞、腐熟玉米秸稈、菌渣、蛭石體積比為 4∶3∶1∶2）、處理Ⅱ（腐熟牛糞、玉米秸稈、菌渣、爐渣體積比為3∶3∶2∶2）、處理Ⅲ（腐熟牛糞、粉碎的玉米秸稈、菌渣、草炭體積比為4∶3∶1∶2）、處理Ⅳ（腐熟牛糞、粉碎的玉米秸稈、菌渣、草炭、蛭石體積比為3∶2∶2∶2∶1）、處理Ⅴ（腐熟牛糞、粉碎的玉米秸稈、菌渣、爐渣、蛭石體積比為4∶2∶2∶1∶1）。每處理種植1槽，3次重復(fù)。在栽培槽內(nèi)填充25 cm深的不同比例的復(fù)配基質(zhì)，于3月10日采用50孔穴盤育苗，4月20日按株距35 cm每槽定植2行，保苗43 455株 / hm2。各處理定植后的管理與日光溫室常規(guī)管理相同。

1.3? ?指標(biāo)測(cè)定

1.3.1? ? 熒光參數(shù)指標(biāo)? ? 測(cè)定每小區(qū)標(biāo)定5株黃瓜，于結(jié)瓜期（6月10日）選擇晴天上午10：00～12：00時(shí)，用英國(guó)產(chǎn)Handy PEA儀器測(cè)定黃瓜葉片生長(zhǎng)最大量子產(chǎn)額（Fv/Fm）與黃瓜葉片生長(zhǎng)潛在活性（Fv/Fo），其中Fv/Fm表示暗適應(yīng)下PSⅡ的最大量子產(chǎn)額，F(xiàn)v/Fo代表葉片PSⅡ潛在活性。測(cè)定時(shí)光照強(qiáng)度為3 000 μmol/（m2·s），光照持續(xù)2 s，取其平均值［14 ］。

1.3.2? ? 生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)測(cè)定? ? 每處理隨機(jī)標(biāo)記5株，在黃瓜采收后期（7月20日）測(cè)定株高、莖粗與葉片數(shù)等生長(zhǎng)指標(biāo)和單株結(jié)果數(shù)及單株產(chǎn)量。小區(qū)產(chǎn)量按照不同處理分別統(tǒng)計(jì)匯總并計(jì)算折合產(chǎn)量。

1.3.3? ? 營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)分析? ? 在結(jié)瓜后期，每處理隨機(jī)摘取10個(gè)果實(shí)，分別測(cè)定不同處理的果實(shí)內(nèi)可溶性糖、可滴定酸、Vc、可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸、硝酸鹽含量［15? ］，重復(fù)3次，取其平均值。

1.4? ?數(shù)據(jù)分析

采用DPS 9.50和Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Duncans法進(jìn)行差異顯著性分析，顯著性水平設(shè)置為α=0.05。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?黃瓜葉片熒光參數(shù)

葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)是研究植物光合生理與環(huán)境因子關(guān)系的探針，可以反映植物光合效率的高低［16 ］。從圖1可以看出以采用處理Ⅳ的基質(zhì)配比時(shí)，黃瓜葉片生長(zhǎng)最大量子產(chǎn)額（Fv/Fm）數(shù)值最高，為0.76，與處理CK、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ與Ⅴ相比，分別高出28.71%、20.63%、16.92%、10.14%、7.04%，不同處理呈顯著差異水平。從圖2可以發(fā)現(xiàn)，黃瓜葉片生長(zhǎng)潛在活性（Fv/Fo）的變化與Fv/Fm相似，各處理也以處理Ⅳ為最高，為3.18，與處理CK、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ與Ⅴ相比，分別高出53.62%、37.66%、28.74%、11.19%、25.69%，這說(shuō)明處理Ⅳ的黃瓜植株生理代謝最為旺盛，葉片保持較強(qiáng)的光化學(xué)效率與潛在活性。

2.2? ?黃瓜植株生長(zhǎng)和產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量

基質(zhì)中的營(yíng)養(yǎng)可以滿足黃瓜生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)養(yǎng)分的需求，使黃瓜保持較強(qiáng)的生長(zhǎng)發(fā)育速度，有益于植株生長(zhǎng)能力的提高。從表1可以發(fā)現(xiàn)，黃瓜主要性狀均以處理Ⅳ最高，其中株高196.15 cm、莖粗0.92 cm、葉片數(shù)38.31片、單株結(jié)瓜數(shù)17.65個(gè)、單株產(chǎn)量3.58 kg、折合產(chǎn)量155 508.90 kg/hm2，與CK相比分別提高7.44%、21.05%、18.94%、32.21%、20.54%、20.49%。由此可見，處理Ⅳ更有利于黃瓜植株生長(zhǎng)，保持著較強(qiáng)的生長(zhǎng)勢(shì)，提高了黃瓜的結(jié)實(shí)能力，對(duì)黃瓜產(chǎn)量性狀影響顯著。

2.3? ?黃瓜果實(shí)品質(zhì)

黃瓜果實(shí)中可溶性糖、可溶性蛋白、Vc含量是影響果實(shí)品質(zhì)和價(jià)值的主要因素［17 ］。從表2可以看出，采用處理Ⅳ的黃瓜果實(shí)Vc、游離氨基酸、可溶性蛋白含量均最高，分別為167.28、390.79、5.13 mg/g FW，與CK相比分別高出15.18%、14.01%、48.69%；可溶性糖含量也最高，為19.83 mg/g，較CK增加20.47%。處理Ⅰ的可滴定酸含量最高，為0.57%，與CK相比高出7.55%。處理Ⅳ的黃瓜果實(shí)硝酸鹽含量最低，為78.94 μg/g FW。處理Ⅳ條件下，黃瓜果實(shí)的可溶性糖、可溶性蛋白、Vc、游離氨基酸含量均表現(xiàn)最高，可滴定酸含量較低，硝酸鹽含量最低。由此可見，以基質(zhì)配比為腐熟牛糞∶粉碎的玉米秸稈∶菌渣∶草炭∶蛭石體積比為3∶2∶2∶2∶1時(shí)栽培黃瓜的品質(zhì)表現(xiàn)最佳。

3? ?討論與結(jié)論

本試驗(yàn)條件下，基質(zhì)配比為腐熟牛糞∶粉碎的玉米秸稈∶菌渣∶草炭∶蛭石體積比為3∶2∶2∶2∶1時(shí)，黃瓜最大量子產(chǎn)額（Fv/Fm）與生長(zhǎng)潛在活性（Fv/Fo）的數(shù)值表現(xiàn)最高，這說(shuō)明適宜的基質(zhì)配比促進(jìn)了黃瓜對(duì)養(yǎng)分吸收，植株保持較強(qiáng)的生理代謝水平；其他處理由于基質(zhì)種類與用量不同，導(dǎo)致養(yǎng)分配比失衡而影響黃瓜正常生長(zhǎng)代謝，從而使Fv/Fm和Fv/Fo數(shù)值保持較低水平，這與前人在番茄上研究相一致［18? ］。植株形態(tài)是反映植株長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)弱的重要指標(biāo)，可直觀反映不同基質(zhì)配比對(duì)植物生長(zhǎng)的影響［19 ］。本試驗(yàn)中，采用腐熟牛糞、粉碎的玉米秸稈、菌渣、草炭、蛭石體積比為3∶2∶2∶2∶1配比的基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)成分適宜，黃瓜保持較強(qiáng)的生長(zhǎng)勢(shì)，黃瓜株高、莖粗、葉片數(shù)、單株結(jié)瓜數(shù)、單株產(chǎn)量和折合產(chǎn)量等數(shù)值均高于其他處理，表明適宜基質(zhì)配比有利于植株生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的提高，這與張強(qiáng)等［20 ］、諸葛祥謙等［21? ］的研究吻合。不同基質(zhì)配比對(duì)黃瓜品質(zhì)存在較大影響，營(yíng)養(yǎng)成分配比平衡可促進(jìn)果實(shí)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，在營(yíng)養(yǎng)代謝平衡條件下可以提高Vc、可溶性糖、游離氨基酸、可溶性蛋白的含量，降低了果實(shí)中硝酸鹽的積累，表現(xiàn)為果實(shí)內(nèi)硝酸鹽含量的降低，這與宋曉曉等［22 ］在生菜上的研究相一致。在該基質(zhì)配比條件下，黃瓜果實(shí)中Vc、可溶性糖、游離氨基酸、可溶性蛋白的含量均表現(xiàn)為最高，果實(shí)內(nèi)硝酸鹽含量最低，這表明適宜的基質(zhì)配比可以提高果實(shí)中的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，這與王濤等［23 ］在黃瓜上的研究一致。

本研究表明：采用基質(zhì)配方為腐熟牛糞∶粉碎玉米秸稈∶菌渣∶草炭∶蛭石體積比為3∶2∶2∶2∶1的基質(zhì)栽培黃瓜時(shí)，黃瓜葉片最大量子產(chǎn)額（Fv/Fm）與生長(zhǎng)潛在活性（Fv/Fo）的值最大，分別為0.76、3.18，黃瓜保持較強(qiáng)的生長(zhǎng)勢(shì)；黃瓜的株高、莖粗、葉片數(shù)均最大，分別為196.15 cm、0.92 cm、38.31片；結(jié)果能力也最強(qiáng)，單株結(jié)瓜數(shù)17.65個(gè)、單株產(chǎn)量為3.58 kg、折合產(chǎn)量155 508.90 kg/hm2。同時(shí)采用該基質(zhì)配比時(shí)黃瓜果實(shí)中的Vc含量與可溶性糖含量均最高，分別為167.28、19.83 mg/g FW；硝酸鹽含量最低，為78.94 μg/g FW，有利于黃瓜品質(zhì)的提升?？梢姡褂门浞綖楦炫＜S、粉碎玉米秸稈、菌渣、草炭、蛭石體積比為 3∶2∶2∶2∶1的基質(zhì)時(shí)，黃瓜代謝能力最強(qiáng)、產(chǎn)量最高、品質(zhì)最優(yōu)，綜合表現(xiàn)最佳，可為酒泉地區(qū)戈壁溫室黃瓜在種植過(guò)程中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的提高與品質(zhì)提升提供一定的技術(shù)支持，應(yīng)予以推廣。

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［19］ 孫? ?潔，劉? ?俊，郁培義，等.? 不同基質(zhì)配方對(duì)降香黃檀幼苗生長(zhǎng)生理的影響［J］.? 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，35（7）：45-49.

［20］ 張? ?強(qiáng)，王順利，曲明山，等.? 以粉煤灰為主要原材料的黃瓜育苗基質(zhì)配方篩選［J］.? 北方園藝，2018（21）：17-21.

［21］ 諸葛祥謙，程? ?斐，李? ?群，等.? 不同硫磺粉用量對(duì)菇渣基質(zhì)培黃瓜生長(zhǎng)的影響［J］.? 中國(guó)瓜菜，2018，

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［22］ 宋曉曉，鄒志榮，曹? ?凱，等．? 不同有機(jī)基質(zhì)對(duì)生菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］．? 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，41（6）：153-160.

［23］ 王? ?濤，雷錦桂，黃語(yǔ)燕，等.? D-最優(yōu)混料設(shè)計(jì)優(yōu)化草菇菇渣復(fù)合基質(zhì)的黃瓜栽培配方［J］.? 土壤，2022，

54（4）：723-732.