不同基质配比对戈壁温室西瓜生长及产量品质的影响

陈修斌，杨彬，李翊华，许耀照

（河西学院农业与生态工程学院，甘肃张掖 734000）

河西走廊指甘肃境内黄河以西，东起乌鞘岭，西至古玉门关，南、北介于两山之间的狭长平地。区域内地势平坦，日照充足，水、土、光、热资源丰富，发展以日光温室为主体的设施农业有得天独厚的区位优势。近年来，随着农业产业结构调整，河西走廊的张掖、酒泉、武威等地市在戈壁、沙滩和荒漠区大力建造日光温室，戈壁温室蔬菜种植已经成为农业增效、农民增收的支柱产业。

西瓜（Catullus lanatus Matsum. et Nakai）是戈壁温室内种植的主要作物，有关西瓜无土栽培基质配方的研究，何声团等[1]以椰糠和羊粪为主要原料，得到了羊粪与椰糠按1∶5 基质配比最适宜于西瓜无土栽培；崔广禄[2]研究了基质与椰糠不同比例配比对小果型西瓜无土栽培的影响，得出基质与椰糠按7∶3 配比最适宜于西瓜生长。笔者选择河西走廊在农业产业化发展过程中产生的玉米秸秆、食用菌下脚料等农业废弃物为主要原料，加入一定量的河沙、牛粪、蛭石等，组成不同种类的栽培基质进行西瓜无土栽培，以期筛选出适合河西走廊戈壁温室西瓜生产的最适宜无土栽培基质，为西瓜无土栽培实现高产优质化生产提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验于2019 年5—9 月在张掖市绿之源农业发展有限公司温室内进行。供试的基质种类为玉米秸秆、食用菌下脚料、河沙、牛粪、蛭石，玉米秸秆粉碎成粒径为2～3 cm的片状材料，然后按1 m3加入4 kg 的尾菜腐熟剂，在20～25℃的温度条件下发酵4～5 d；食用菌下脚料的种类选择鸡腿菇的菌渣，堆放在温室内，用塑料薄膜覆盖发酵25～30 d；沙粒为经过淘洗过滤的直径为1～2 mm 沙粒；牛粪使用前经过充分腐熟。以西瓜品种凯旋2012 为指示品种，品种由新大陆种苗经营中心销售。

1.2 试验设计

试验共设6 个处理，分别为对照CK（河沙∶蛭石∶牛粪＝1∶1.5∶1），处理Ⅰ（玉米秸秆∶牛粪∶蛭石∶河沙＝1∶1∶1∶1.5），处理Ⅱ（食用菌下脚料∶牛粪∶蛭石∶河沙＝1∶1∶1∶1.5），处理Ⅲ（玉米秸秆∶食用菌下脚料∶牛粪∶蛭石∶河沙＝1∶1∶2∶2∶1.5），处理Ⅳ（玉米秸秆∶食用菌下脚料∶牛粪∶蛭石∶河沙＝2∶1∶2∶3∶2.5），处理Ⅴ（玉米秸秆∶食用菌下脚料∶牛粪∶蛭石∶河沙＝2∶2∶2∶3∶2.5）。将以上不同种类的基质按照不同的体积比，混合均匀后装入栽培槽内。栽培槽的设置为南北方向，与温室走向垂直，槽的上口宽度60 cm，下口宽度40 cm，深度30 cm，长8 m，槽内铺设规格为0.08 mm棚膜，槽间距50 cm，每槽正中央安装1 条滴灌带。采用田间随机区组试验设计，不同处理分别种植1 槽，重复3 次。于5 月15 日将具有4 叶1 心的西瓜幼苗定植于栽培槽内，株距45 cm，行距50 cm，保苗数3.75 万株/hm2。分别于西瓜果实膨大的初期与盛期，追施尿素300 kg/hm2、硫酸钾225 kg/hm2；选择第2 坐瓜节位留瓜，每株保留1 瓜，其他管理同日光温室常规管理。

1.3 测定项目

1.3.1 植株光合指标测定。在西瓜膨大的盛期（7 月20日），于 10：00—12：00，每个处理随机选择 6 株同叶位的叶子，用英国Hansatech 公司的TPS-2 便携式光合仪测定净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、细胞间隙 CO2浓度（Ci）及气孔导度（Gs），取其平均值。

1.3.2 植株农艺性状与产量统计。于西瓜生长期（7 月25日），每处理随机选6 株，用卷尺测定其株高、茎粗、开展度；每次收获时，各处理按小区分别统计产量，最后计算折合产量。

1.3.3 果实品质测定。随机选取不同处理的18 个果实，测定其可溶性糖、可溶性固形物、维生素C、可溶性蛋白质和游离氨基酸含量。维生素C 含量采用钼蓝比色法测定；可溶性蛋白质含量用紫外分光光度法测定；游离氨基酸含量用茚三酮法测定；可溶性糖含量用苯酚法测定；手持折光仪测定可溶性固形物含量[3]。各指标测定重复3 次，取其平均值。

1.4 数据分析

采用DPS 9.50 和Excel 2003 软件进行数据计算与分析，采用Duncan’s 法进行差异显著性分析，显著性水平设置为α＝0.05。

2 结果与分析

2.1 不同处理对西瓜光合特性的影响

从表1 可以看出，以采用处理Ⅳ（玉米秸秆∶食用菌下脚料∶牛粪∶蛭石∶河沙＝2∶1∶2∶3∶2.5）的基质配比，西瓜光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度数值最高，显著高于其他处理，分别为2.65 μmol/（m2·s）、1.67 mmol/（m2·s）、356 mmol/（m2·s）与213 mmol/（m2·s），不同处理间呈现一定的差异水平；与处理CK 相比，分别高出0.69 μmol/（m2·s）、0.62 mmol/（m2·s）、41 mmol/（m2·s）与17 mmol/（m2·s），说明该处理下西瓜保持较强的生理代谢能力，究其原因主要是由于该处理的基质配比促进了西瓜对养分与水分的吸收，因此植株表现出在生理代谢指标数值的提高，这与李翊华等[4]的研究相一致。

表1 不同处理对西瓜光合特性的影响

2.2 不同处理对西瓜农艺性状与产量的影响

从表2 可以看出，以处理Ⅳ的基质配比，西瓜在株高、蔓粗、开展度、单株产量和折合产量等性状数值上表现最高，分别为 173 cm、0.87 cm、44.38 cm、3.01 kg/株和112.95 t/hm2，显著高于其他处理，与处理CK 相比，分别高出 11 cm、0.02 cm、8.13 cm、0.17 kg/株和 6.45 t/hm2。不同处理对产量的影响大小顺序为Ⅳ＞Ⅴ＞CK＞Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ，这是因为不同基质配比由于基质组成种类及数量上存在差异，导致西瓜对养分吸收不同，从而造成植株在生长势与果实发育方面存在较大差异，因此出现了不同处理产量高低不同。

表2 不同处理对西瓜农艺性状与产量的影响

2.3 不同处理西瓜品质指标的比较

从表3 可以看出，不同处理西瓜果实内可溶性糖含量，以处理Ⅴ最高，可达96.54 mg/g，显著高于其他处理，与处理CK 相比高出8.76%；处理Ⅳ的西瓜果实在可溶性固形物、维生素C 含量、可溶性蛋白和游离氨基酸含量等指标上的数值显著高于其他处理，分别为8.55%、10.91 mg/100 g、0.96 mg（/g·FW）与46.21 μg（/g·FW），与处理CK 相比分别高出1.56%、3.88 mg/100 g、0.14 mg（/g·FW）与4.47 μg（/g·FW），不同处理间的可溶性固形物、维生素C 含量、可溶性蛋白和游离氨基酸含量呈现显著差异水平。导致不同处理果实品质差异的原因主要是由于不同基质配比条件下，西瓜对营养物质吸收存在差异，从而反映在形成品质指标数值高低的不同。

表3 不同处理对西瓜品质的影响

3 结论与讨论

作物产量的高低与其光合能力大小有密切关系[5]，该试验中，以采用处理Ⅳ的基质配比，西瓜在光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度数值上显著高于其他处理，植株保持较强的代谢能力，进而反映在株高、蔓粗、开展度、单株产量和折合产量上也以该处理最高；同时处理Ⅳ的西瓜果实内可溶性固形物、维生素C、可溶性蛋白和游离氨基酸含量也显著高于其他处理，这主要是由于该处理的基质配比最适宜于西瓜生长对营养的需求，其他处理由于营养失衡，从而造成品质指标在形成过程中积累量的差异，这一研究结论与前人的研究结果相一致[6]。

该试验结果表明，采用处理Ⅳ（玉米秸秆∶食用菌下脚料∶牛粪∶蛭石∶河沙＝2∶1∶2∶3∶2.5）的基质配比，西瓜保持较强的光合作物，植株生长最旺，产量最高，同时品质最优，不同处理对西瓜产量的影响大小顺序为Ⅳ＞Ⅴ＞CK＞Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ，这一研究结果可为河西走廊戈壁温室西瓜无土栽培实现高产高效生产提供理论指导。