限根对设施无土栽培精品西瓜品质及产量的影响.pdf

， ， ， ，2，（）： - ： 2 - 2 2 2 限根对设施无土栽培精品西瓜品质及产量的影响 ， ， ， ， ， （新疆生产建设兵团第六师农业科学研究所，新疆五家渠 ）摘要：在坑式无土栽培条件下，设置限根（坑内两壁和底部铺膜）、半限根（坑内两壁和底部铺膜，每隔 用直径2 的钢管将底部膜穿孔）、对照（坑内不铺膜）种方式栽种西瓜，于2年月2日西瓜膨大期采用英 国公司生产的- 2型脉冲调制式荧光仪测定植株顶部向下第张完全展开功能叶片的叶绿素荧光参 数，在月2日西瓜采收期测定果实横纵径、单果质量、糖度、可滴定酸等果实性状。结果表明，限根栽培、半限根栽 培都会使西瓜的最大纵横径、单果质量减小，不利于产量的形成，果实的边缘可溶性固形物含量有明显提高；半限根栽 培的西瓜与限根栽培相比产量有明显提高，因其有较高的光合潜力，有利于形成较高的产量。关键词：限根栽培；叶绿素荧光参数；生长发育；西瓜；坑式无土栽培；品质；产量中图分类号： 文献标志码： 文章编号：2 - 2（2） - - 收稿日期：27 - 2 - 基金项目：新疆生产建设兵团师域计划（编号：2）；新疆生 产建设兵团第六师科技攻关计划（编号：）。 作者简介：吴杨焕（），男，湖北孝感人，硕士，助理研究员，从事 农业信息化与精准农业研究。 -：2 。 通信作者：周 进，高级农艺师，从事设施果蔬新品种选育与栽培技 术研究。 -：727 。西瓜（ ）果实汁多味美、营养丰富，是世界 上一种重要的经济园艺作物，而我国是世界上西瓜产量最大 的国家。随着城市化进程加快，我国许多地区的环境条件恶 化，土地资源受到破坏，再加上连年耕作而导致的土壤次生盐 渍化和连作障碍问题，使得土地资源无法持续高效利用。 无 土栽培采取基质代替土壤，不仅可提高设施土地资源的重复 利用率，在某种程度可克服土壤连作障碍问题，而且可提高西 瓜产量，有效改善西瓜的品质 - ，已成为设施西甜瓜生产的 主要栽培方法。 限根栽培是指利用一定的方法将植物根系控制在一定的 空间或范围内，通过限制根系的分布和生长，减少根系生长冗 余，提高经济系数的一种栽培方式 ，主要栽培方式有垄式、 箱筐式和坑式。垄式适合在冬季没有土壤结冻的温暖区域使 用，在夏季会导致土壤温度和水分不稳定；箱筐式由于方便移 动，适宜在设施栽培条件下使用；与垄式和箱筐式相比，坑式 中根系区域的水分温度变化幅度相对较小，较适合在北方寒 冷的地区应用 。 等研究葡萄、樱桃等果树限根栽培时 发现，限根栽培的葡萄、樱桃等果树生长受到抑制，坐果率得 到明显提高，果实品质有较大改善 - 。 本试验通过设施西 瓜坑式无土限根栽培，研究不同限根栽培方式对西瓜产量、品 质及叶绿素荧光参数的影响，为设施西瓜无土限根栽培在北 方地区的推广应用提供理论依据。 材料与方法 供试西瓜品种为新优2号，属早熟品种，为新疆生产建 设兵团第六师农业科学研究所育成，生育期7 ，果实发育期 2 ，生长势中等，第朵雌花出现在主蔓第 7节，坐瓜节 位一般在主蔓 节；果实圆形，果型指数为；果皮黑绿， 平均皮厚 ；肉色大红，质地细脆多汁，风味上乘，中心 可溶性固形物含量 ；种子中等偏小，种皮黑 麻色，千粒质量 2 ；平均单瓜质量 2 ，平均单产 2 ；不裂瓜，耐贮运、耐低温和高湿，适宜露地和保护地 栽培。 2 试验在新疆五家渠共青团农业科技园区温室内进行，温 室坐北朝南。西瓜种植采用坑式无土栽培模式，无土栽培基 质为草炭、蛭石、珍珠岩按体积比2 的比例配制而成， 其容重为 22 ，值为 ，值为 。 试验设个处理，分别为限根（ ，简称）、 半限根（ ，简称）、对照（），限根组处 理方法为挖深 、宽 、长 的长形沟，底部和两壁 铺上膜，用基质进行回填；半限根处理方法为在限根铺膜后每 隔 用直径2 的钢管将底部膜穿孔；以不铺膜 为对照。每个试验小区长 、宽 ，西瓜种植株距为 、种植密度为 7万株 2 。 每处理重复次。 根据 西瓜生长发育特点，均留单蔓，选取第2朵雌花授粉留果。 果实性状 于2年月2日西瓜果实采收期， 随机选取个果实，分别采用游标卡尺、凯-2型电子秤 测量果实横纵径、单果质量；采用日本爱拓公司产L - 型 数显糖度计测定果心、果皮内侧（果肉边缘）可溶性固形物含 量，重复次；采用酸碱滴定法 测定可滴定酸含量，重复 次。出汁率测定方法：用直径 的打孔器分别从个果 实上各取片厚约 的果肉圆片，装进垫有吸水纸的离 心管中， 离心 ，以果肉圆片离心后的失重 率作为出汁率。 2 叶绿素荧光参数 在月2日西瓜膨大期，用英国 江苏农业科学 2年第卷第期 公司生产的 - 2型脉冲调制式荧光仪测定植 株顶部向下第张完全展开功能叶片的叶绿素荧光参数，包 括光测定初始荧光（ ）、最大荧光（ ）、稳态荧光（ ）、光 下最大荧光（ ）、光下最小荧光（ ），计算可变荧光（ ）、 最大光化学效率、量子产额（ ）、光化学猝灭系 数（ ）、非光化学猝灭系数（ ），公式分别为 - ； 最大光化学效率 ； （ - ） ； （ - ） （ - ）； - （ - ） （ - ）。 采用 2软件整理试验数据及作图，采用 软件及最小显著性差异法（ ， ）对数据进行差异显著性分析。 结果与分析 2 由表可知，限根栽培的西瓜果实最大横径、最大纵径分 别比显著减小 2、 2 ，平均单果质量、产量比 显著减少 7 、 2 2 （ ）；半限根栽培的西 瓜果实最大纵径、平均单果质量、产量分别为 、 2 、7 2 2 ，显著高于限根栽培、低于不铺膜 处理（ ），半限根栽培的西瓜果实最大横径与限根、 处理相比差异不显著（ ）；限根、半限根、处理 的西瓜果实皮厚、果形指数相互间差异不显著（ ）。 表 限根对西瓜果实发育及产量的影响 处理 皮厚（） 最大纵径（） 最大横径（） 果形指数 平均单果质量（） 产量（ 2 ） L 7 ± B ± “ ± 蝌 ± 栽 2 ± ± 2 L 7 ± B ± “ 2 ± 7 蝌 2 ± 2 栽 ± 2 7 2 ± 7 L 7 ± 7 B ± 7 “ ± 蝌 2 ± 2 栽 ± 2 7 ± 注：同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著（ ）。 表 2同。 2 2 由表2可知，限根栽培对新优2号西瓜的果实品质产生 明显的影响；限根栽培可显著提高果心和边缘可溶性固形物 含量（ ），分别达到 7、 2，限根栽培、半限 根栽培、对照处理的可溶性固形物含量相互间差异显著（ ）；限根栽培处理的果实可滴定酸含量降低，与半限根栽 培差异不显著，显著低于对照处理；限根栽培处理的西瓜果实 出汁率提高，达到 7 7，显著高于半限根栽培处理（ ），而与对照处理之间差异不显著。 表 限根栽培对西瓜果实品质的影响 处理 果心可溶性固形物含量（） 边缘可溶性固形物含量（） 可滴定酸含量（） 出汁率（） 圹 7 ± 珑 2 ± 27 妸 2 ± 7 7 ± 2 2 圹 ± 72 珑 ± 妸 ± 72 2 ± 圹 ± 珑 ± 妸 ± 7 7 ± 2 2 2 初始荧光、最大荧光、最大光化学效率及量子产额 最大光化学效率的变化可直接判断植物是否受到光抑制，比 值越小，则其发生的光抑制作用越大，而量子产额可以表明实 际光化学效率 ，其大小可直接反映反应中心的开放程 度。由图可知，与对照相比，限根栽培、半限根栽培条件下 的西瓜叶片初始荧光、最大荧光均有所降低，限根栽培的西瓜 叶片最大光化学效率及量子产额明显大于对照，这说明与对 照相比，限根栽培条件下的西瓜叶片反应中心可能受到 破坏，导致初始荧光与最大荧光降低、最大光化学效率与量子 产额增加，在限制根系生长的条件下西瓜更容易受到环境胁 迫；限根栽培、半限根、对照处理下的西瓜叶片最大光化学效 率分别为 2 、 2、 2 7，说明半限根栽培下西瓜 叶片具有更高的光能利用率；西瓜叶片量子产额由高到低顺 序为半限根栽培限根栽培 对照，半限根栽培较高的量子 产额有利于西瓜叶片光能转化效率的提高，可为暗反应中的 光合碳化积累更多的能量，有利于促进碳同化的运转和有机 物的积累。 2 2 光化学猝灭系数和非光化学猝灭系数 光化学猝灭 系数可以反映电子传递的活性大小 ，而非光化学猝灭系数 可以反映植物耗散过剩光能发热的能力，热耗散可以防御光 抑制的破坏，对光合机构起自我保护作用 。 由图2可知， 限根栽培、半限根栽培、对照处理下的光化学猝灭系数分别为 7 、 、 2 ，而非光化学猝灭系数分别为 、 7、 ，各处理间的光化学猝灭系数和非 光化学猝灭系数差异不显著（ ），说明与对照相比，限 根栽培能有效提高电子的传递活性，但同时更容易受到光 抑制。 结论与讨论 植物在自然条件下生长，当光照不足时，较高的株高可有 效提高其光合效率，而水分不足时，较大的根系能够在有限的 环境内获取更多水分。 盛承发等研究认为，植物产生过多的 器官并不利于形成较高的经济产量 - 2 。 植物通过根系吸 收营养、积累干物质，而积累量的大小可直接反映在果实品质 上，充分发挥植物部分根系的作用，限制根系生长，可实现植 物的高产优质。本试验结果表明，限根栽培会使西瓜的最大 纵横径及单果质量减小，这与杨洪强等的研究结果 不太一 致，可能是由于根系限制程度过小，导致根系生长较为缓慢， 或是由于限根区域覆盖塑料膜导致基质含水量一直保持在较 高水平，造成西瓜贪青晚熟，不利于其生长发育；限根栽培可 使西瓜果心、边缘的可溶性固形物含量和出汁率提高，这与舒 海波等的研究结果 基本一致；限根栽培在果实发育期限制 了根系向下生长，增加了根系密度，控制地上部植株的生长， 江苏农业科学 2年第卷第期 能较好地调节光合产物的分配，果实品质明显提高。因此，在 限根栽培条件下要减少灌水量，以少量、高频次灌水为宜，而 对限根区域大小对西瓜生长发育的影响须进一步研究。 光合作用是作物形成生物学产量和经济产量的基础，光 合强度不但与叶片的生理状况有关，而且和根系的发育密切 相关。本研究结果表明，与对照相比，限根栽培能有效提高电 子的传递活性，也更容易受到光抑制，这与杨洪强等的研究结 果 基本一致。 目前，虽有限根对植株光合无影响的报 道 ，但极度限根会使光合速率下降 。 本试验结果表明， 限根栽培会减小西瓜最大纵横径及单果质量，不利于产量的 形成，而与限根栽培相比，半限根栽培的西瓜产量有明显提 高，因其有较高的光合潜力，有利于形成较高的产量。 参考文献： 万振煌，任有凤，徐华义，等西瓜不同基质栽培试验长江 蔬菜，22（）： - 2王喜庆，贾云鹤，尤海波日光节能温室有机基质栽培对风味 号甜瓜产量和品质的影响北方园艺，2（2）： - 姚玉敏，王秀峰，于喜艳，等不同栽培基质对甜瓜品质和养分含 量的影响山东农业科学，2（2）： - 7 ， Z， - ，（2）：2 - 2 王世平，张才喜，罗菊花，等果树根域限制栽培研究进展 果树学报，22，（）：2 - ， ， - ，7，2： - 7 ， ， ，7，： - ， ， ， （）：7 - 2 赵丽英，邓西平，山 仑不同水分处理下冬小麦旗叶叶绿素荧光 参数的变化研究中国生态农业学报，27，（）： - 张守仁叶绿素荧光动力学参数的意义及讨论植物学通 报，（）： - 盛承发生长的冗余一作物对于虫害的超越补偿作用的一种解 释应用生态学报，（）：2 - 2张大勇，姜新华对于作物生产的生态学思考植物生态学 报，2，2（）： - 杨洪强，李林光，接玉玲园艺植物的根系限制及其应用 园艺学报，2，2（增刊）：7 - 7 舒海波，贺超兴，王怀松，等园艺作物限根栽培技术研究进展 农业科技通讯，2（）： - ， ， ，（）： - ， ， ，7，7（）： - 江苏农业科学 2年第卷第期