不同有机生态型无土栽培方式对基质特性和西瓜产量及品质影响

王勤礼 闫 芳 华 军 王增君 边开奇 张文斌 夏 叶

（1 河西学院甘肃省食用菌菌糠资源化利用工程研究中心，甘肃张掖 734000；2 河西学院河西走廊设施蔬菜工程技术研究中心，甘肃张掖 734000；3 临泽县奋君矿业有限公司，甘肃临泽 734200；4 张掖市经济作物技术推广站，甘肃张掖 734000；5 张掖市农业农村局，甘肃张掖 734000）

西瓜是我国栽培面积较大的瓜类作物之一，其种植面积和产量均居世界第一（任少鹏 等，2018）。西瓜也是河西走廊设施栽培的主要瓜类作物，但是近年来由于连作障碍现象严重，致使产量下降、品质降低等问题凸显，严重影响了西瓜设施栽培效益。

有机生态型无土栽培在克服土传性病虫害、土壤返盐、连作障碍、果实品质及产量降低等方面均较土壤栽培有着无可比拟的优越性（蒲兴秀，2004），现已成为我国无土栽培的主要形式，推广应用面积超过全国无土栽培总面积的60%（Jiang et al.，2001）。但有机生态型无土栽培目前采用的栽培方式为槽式栽培，前期投入太大，限制了该项技术的推广。

有关有机生态型无土栽培种植方式的研究前人多有报道。孙世海等（2001）在室内采用3 种无土栽培方式和土壤栽培进行试验，结果表明有机生态型无土栽培的韭菜硝酸盐含量最低。王勤礼等（2005）研究了荒漠区日光温室3 种不同栽培方式，认为有机生态型无土栽培为荒漠区最佳栽培方式。刘刚和王惠军（2014）研究表明，有机生态型无土栽培番茄产量最高，但前期投入较大，导致经济效益并不理想。李宝光等（2002）研究表明，有机生态型无土栽培可有效降低叶用莴苣（生菜）的硝酸盐含量，使温室复种指数提高4 倍。本试验在荒漠区栽培条件下，探讨有机生态型无土栽培不同种植方式对西瓜产量及品质的影响，筛选荒漠区西瓜有机生态型无土栽培低成本、高产、优质的种植方式，以期解决有机生态型无土栽培前期投入过大等问题，为荒漠区西瓜有机生态型无土栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试西瓜品种为抗旱龙，由临泽县奋君矿业有限公司提供。

栽培基质为甘肃省食用菌菌糠资源化利用工程研究中心研发的菌糠有机生态型无土栽培基质，由临泽县奋君矿业有限公司生产。

1.2 试验设计

试验于2021 年在临泽县板桥镇凹凸棒石产业园区临泽县奋君矿业有限公司基地进行，设置枕栽、平栽、槽栽、穴栽4 种栽培方式，采用随机区组排列，3 次重复，小区面积10.8 m。西瓜于3月20 日穴盘育苗，4 月21 日定植于荒漠钢架大棚内，每个小区保苗数均为30 株，株距0.9 m，行距0.4 m。全生育期追施生物有机肥（菌糠、枯草芽孢杆菌+胶冻样类芽孢杆菌）2 次，每次用量200 kg ·（667 m）。采用滴灌，每次灌溉量2～5 m·（667 m），全生育期灌溉量为600 m·（667 m）。双蔓整枝，摘去根瓜，每株留1 个瓜。5月17 日开花，6 月24 日采收，4 种栽培方式的田间管理一致。

1.3 试验方法

枕栽：将基质装于基质枕后定植西瓜苗，基质用量12.06 t ·（667 m）。

平栽：利用旋耕机将基质混翻于沙地中后定植西瓜苗，基质用量8.10 t ·（667 m）。

槽栽：在钢架大棚地平面上开挖长、宽、高分别为50、48、24 cm 的“U”形凹槽，槽底部和两侧铺无孔棚膜，每隔3～5 m 用棍棒打一直径为5 cm 左右的小孔；将基质填入“U”形槽后定植西瓜苗，基质用量34.56 t ·（667 m）。

穴栽：在沙地上开挖直径25～30 cm、深25～30 cm 的栽培穴，填入基质后定植西瓜苗，基质用量13.82 t ·（667 m）。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 基质理化性质 拉秧后测定各处理栽培基质的理化性质。容重、孔隙度、pH 和电导率参照NY/T 2118—2012 规定的方法测定；其他理化指标测定参照鲍士旦（2020）的方法，碱解氮含量采用碱解扩散法测定，有效磷含量采用乙酸钠-钼锑抗分光光度法测定，速效钾含量采用乙酸铵浸提火焰光度法测定，有机质含量采用重铬酸钾容量法测定。

1.4.2 西瓜植株生长指标 拉秧后，每处理随机选取10 株，测定茎叶、根鲜质量；然后采用烘干法，105 ℃杀青15 min，75 ℃烘干至恒重，测定茎叶、根干质量，取平均值。

1.4.3 西瓜中心含糖量 果实成熟期，每处理随机选取10 个大小近似的成熟西瓜，使用手持式糖量仪测定中心折光糖含量。

1.4.4 西瓜产量 果实成熟期，每处理随机选取10株，测定单瓜质量，取平均值。每次收获后记录各小区产量，拉秧后统计小区总产量，并折算每667 m产量。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2007 软件进行数据处理和作图，采用DPS.12.3 软件进行方差分析，差异显著性检验运用Duncan 法。

2 结果与分析

2.1 不同栽培方式对基质理化性质的影响

由表1 可知，西瓜拉秧后，平栽方式的基质容重最高，为1.216 7 g·cm，与枕栽、槽栽差异极显著，与穴栽差异不显著；槽栽方式的基质容重最低，为0.763 3 g·cm，但孔隙度最高，为64.02%，且显著高于平栽；枕栽基质孔隙度位居第二，与所有栽培方式间均无显著差异。

表1 不同栽培方式对基质理化性质的影响

枕栽方式的基质电导率、有机质含量和速效钾含量最高，分别为3.81 mS·cm、18.78%和308.50 mg·kg，pH 仅低于平栽；平栽的基质pH最高，为8.96，显著高于其他栽培方式，但电导率、有机质含量、碱解氮含量和速效磷含量均为最低；槽栽的基质pH 为8.02，极显著低于其他栽培方式，碱解氮、速效磷含量最高，且碱解氮含量与平栽和穴栽差异极显著。各栽培方式间基质速效磷含量差异不显著，枕栽的基质速效钾含量显著高于其他栽培方式。综上可见，槽栽方式的基质理化指标综合表现最优。

2.2 不同栽培方式对西瓜植株干、鲜质量的影响

由表2 可知，槽栽方式的西瓜根、茎叶鲜质量和根、茎叶干质量均最高，其中茎叶鲜、干质量均与枕栽和穴栽差异显著或极显著，根干质量显著高于枕栽。各指标均以枕栽方式最低。

表2 不同栽培方式对西瓜植株干、鲜质量的影响g·株-1

2.3 不同栽培方式对西瓜产量及品质的影响

由表3 可知，槽栽西瓜单瓜质量和产量最高，分别为1.88 kg 和3 261.13 kg ·（667 m），且与其他栽培方式间差异显著；其次为平栽和穴栽，两者差异不显著；枕栽最低，单瓜质量和产量均极显著低于其他栽培方式。

含糖量是评价西瓜品质的一项重要指标。由表3 可以看出，槽栽方式的西瓜中心含糖量最高，为11.26%，与其他栽培方式间差异达极显著水平；其次为枕栽，与平栽、穴栽差异显著；平栽和穴栽的中心含糖量较低，分别为8.40%和8.20%。

表3 不同栽培方式对西瓜产量及品质的影响

2.4 不同栽培方式成本分析

由表4 可知，西瓜有机生态型无土栽培基质用量中槽栽最高，为34.56 t ·（667 m），所需基质成本和人工成本也最高，分别为9 676.80、720.00元 ·（667 m）；其次为穴栽、枕栽，但枕栽其他成本最高，为1 675.00 元 ·（667 m），总成本高于穴栽；平栽的基质用量最低，且无其他成本，总成本最低。

表4 不同栽培方式成本分析

3 结论与讨论

3.1 讨论

理化性质是衡量栽培基质质量的重要因素之一。有关基质理化性质标准虽有报道，但参数较多，标准不一，操作性差，国内尚未统一标准（李赛群 等，2013）。李谦盛（2003）研究认为，理想的基质理化性质为容重0.15～0.80 g·cm，总孔隙度70%～90%，电导率0.75～2.00 mS·cm，pH 5.8～7.0。本试验结果表明，经过1 茬西瓜种植后，槽栽、枕栽的基质容重在上述范围内，平栽、穴栽超出范围。各栽培方式基质孔隙度均未达到理想标准，但槽栽和枕栽孔隙度较高。其原因是槽栽方式的凹槽底部及两侧覆有塑料棚膜，基质与原沙地土壤完全隔离；枕栽基质装于基质枕中，也起到了隔离作用；而穴栽、平栽无隔离措施，在栽培过程中基质易与沙地土壤混合，使其容重增大，孔隙度减小。枕栽方式的基质电导率较高，其原因是枕栽密闭性较好，灌水施肥后易在基质中积累盐分，导致电导率增高。各栽培方式的pH 均较高，其主要原因是灌溉水和荒漠区地下水pH 较高所引起的。

有机生态型无土栽培基质理想营养水平为氮200～450 mg·L，磷200～400 mg·L，钾250～500 mg·L（陈慕松，2018）。本试验结果表明，栽培1 茬西瓜后，除平栽外，其他各栽培方式碱解氮、速效磷含量均在以上范围内。槽栽和枕栽的基质与原沙地土壤完全隔离，枕栽速效钾含量在以上范围，槽栽接近以上范围，且两者有机质含量均较高，生产的西瓜中心含糖量也较高。

本试验中，槽栽西瓜植株的各部位干、鲜质量及产量性状指标表现最优，其次为平栽、穴栽，枕栽最低。主要原因是，槽栽基质处于密闭环境中，纯基质栽培西瓜，从而促进了西瓜植株生长、提高了产量；平栽、穴栽在农事操作过程中，基质易与原沙地土壤混合，使有机质及养分含量降低，影响西瓜生长及产量；而枕栽限制了植株根系的生长，影响西瓜产量。除枕栽外，各处理单瓜质量均在1.5～2.0 kg 之间，适合目前家庭消费。

3.2 结论

综合来看，槽栽方式的西瓜各项指标表现最优，但一次性投入成本过高。平栽方式的西瓜产量仅次于槽栽，且一次性投入成本最低。枕栽限制了植株根系生长，产量最低，在露地栽培条件下不宜采用。因此，荒漠区种植西瓜，宜选用有机生态型无土栽培的平栽方式和选择含糖量较高的西瓜品种，增施生物有机肥，能有效降低成本投入，提高生产效益。