摘要:以西瓜品種‘圣女紅’‘黃晶’和‘黑津’為材料,使用玻璃溫室無土栽培產生的廢營養液(廢液)灌溉塑料大棚土壤栽培的西瓜,研究廢液對西瓜生長、產量和果實品質的影響。結果表明:無土栽培廢液灌溉可以促進西瓜生長,不同生長時間不同品種西瓜主蔓長、粗均有所增加,但葉片的光合作用沒有顯著增強。無土栽培廢液灌溉可明顯提高不同品種西瓜果實的品質,‘圣女紅’和‘黑津’的中心糖和邊糖含量顯著增加,‘黑津’的可溶性糖含量顯著增加,‘圣女紅’和‘黃晶’的總酚和類黃酮含量顯著增加。無土栽培廢液灌溉顯著增加了‘圣女紅’和‘黃晶’的產量。本研究可為深入探究現代溫室灌溉營養液的串級利用提供參考。

　　關鍵詞:西瓜;無土栽培;廢營養液

　　西瓜為葫蘆科西瓜屬一年生草本植物,廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區,其果肉甘甜多汁,清爽解渴,具有祛暑利尿的作用,是人們非常喜歡的水果之一[1]。據統計,我國西瓜栽培面積已超過200萬hm2,產量占世界西瓜總產量的60%以上,是世界上西瓜生產規模最大的[2]。現代溫室茄果類蔬菜無土栽培方式為水肥一體化灌溉,需要進行營養液的超量灌溉,溫室每天的排液量一般占總灌溉量的20%—30%[3],這些排出的營養液即廢營養液,俗稱為廢液或排液。目前,我國現代溫室蔬菜無土栽培的面積較小,但隨著我國經濟的發展和人們消費水平的提高,現代智能溫室栽培面積將逐年增加,溫室無土栽培廢液的循環利用也成為亟待解決的問題[4]。據此,本試驗以西瓜為材料,開展溫室無土栽培廢液循環利用的研究,以期為溫室營養液的充分利用及減少環境污染和資源浪費探索新的途徑。

　　1材料與方法

　　1.1材料

　　試驗在上海市崇明區港沿鎮設施農業工程技術研究中心崇明基地進行,所用西瓜品種‘圣女紅’‘黃晶’和‘黑津’均由上海市農業科學院設施園藝研究所提供。2019年2月12日,將不同品種西瓜種子浸種8h后,用毛巾包好放入30℃培養箱中進行發芽,待芽長0.5cm時播種至32孔穴盤中,以椰糠作為育苗基質。試驗在塑料大棚中進行,大棚東西走向,長、寬、高分別為32m、8m、3.3m。整地施用“獅馬牌”復合肥10kg(N-P-K=15-15-15,上海市農業生產資料有限公司提供),坐果后再次追施此復合肥10kg。2019年4月2日,西瓜幼苗三葉一心時定植,株距0.25m,行距4m。定植后即搭建小拱棚(寬1m,高0.6m),前期用薄膜進行多層覆蓋。

　　1.2試驗設計與方法

　　將栽培大棚分成18個小區,小區面積約14m2,每個小區隨機選擇5株進行標記。試驗設置6個處理,每個處理3個小區,隨機排列,分別為:(1)‘圣女紅’清水灌溉(對照,CK-圣),(2)‘圣女紅’溫室無土栽培廢液灌溉(FY-圣),(3)‘黃晶’清水灌溉(對照,CK-黃),(4)‘黃晶’溫室無土栽培廢液灌溉(FY黃),(5)‘黑津’清水灌溉(對照,CK-黑),(6)‘黑津’溫室無土栽培廢液灌溉(FY-黑)。廢液為玻璃溫室巖棉無土栽培番茄的灌溉排液,EC值3.4dS∕m、pH6.1,4月18日進行第一次灌溉,5月2日、5月19日分別進行第二次、第三次灌溉;每次每株灌溉無土栽培廢液1L,對照灌溉清水1L。植株均采用雙蔓整枝,主蔓選第2—4雌花留一坐瓜,側蔓坐瓜后摘心,于4月28日—5月3日進行人工授粉并作標記,掛牌后標記授粉日期,其他田間管理按常規方法進行。5月底至6月初全部采收,測定果實品質和產量。

　　2結果與分析

　　2.1無土栽培廢液對西瓜主蔓長和粗的影響

　　如圖1所示,無土栽培廢液灌溉西瓜后,不同生長時間3個品種西瓜的主蔓長、粗均有所增加。西瓜主蔓長不斷增加,但所有處理之間差異不明顯;主蔓粗在廢液澆灌后7d和13d時略有降低,澆灌后19d和25d時又逐步增加。無土栽培廢液對不同品種西瓜主蔓長的增加效果較好。

　　2.2無土栽培廢液對西瓜葉片氣體交換參數的影響

　　從圖2可以看出,無土栽培廢液灌溉西瓜后,不同品種西瓜葉片的凈光合速率有所增加,但與對照差異不顯著;同樣,處理后不同品種西瓜葉片的氣孔導度、胞間二氧化碳濃度與對照差異不顯著;‘黑津’葉片的蒸騰速率最高,‘圣女紅’最低,3個品種間差異顯著,但同一品種不同處理西瓜葉片的蒸騰速率差異不顯著。

　　2.3無土栽培廢液對西瓜果實品質的影響

　　無土栽培廢液灌溉可明顯提高不同品種西瓜果實的品質(圖3)。與對照相比,‘圣女紅’和‘黑津’果實的中心可溶性固形物(中心糖)和邊際可溶性固形物(邊糖)含量在處理后顯著增加,‘黑津’果實的可溶性糖含量顯著增加。廢液灌溉增加了3個品種西瓜果實的可溶性蛋白含量,但與對照差異均不顯著;同時,廢液灌溉顯著提高了‘圣女紅’和‘黃晶’果實的總酚和類黃酮含量。

　　2.4無土栽培廢液對西瓜果實大小和產量的影響

　　從圖4可以看出,無土栽培廢液灌溉西瓜后,不同品種西瓜果實的縱徑、橫徑均有所增加,但與對照差異不顯著,‘黑津’果實的縱徑、橫徑最小。廢液灌溉使‘圣女紅’和‘黃晶’的單果質量和產量顯著增加,其產量較對照分別增加了8.6%和6.1%。

　　3結論與討論

　　試驗發現,無土栽培廢液灌溉后,不同生長時間西瓜的主蔓長和粗雖然有些增加,但差異不明顯,說明無土栽培廢液對促進西瓜植株營養生長的效果有限。光合作用是植物最基本的生理活動,為植物生長發育提供必要的同化物質,保持正常的光合作用是植物生長發育的必要條件[6]。本研究中,不同處理西瓜葉片凈光合速率差異不顯著,均非常大,說明各處理西瓜葉片生長均很好,無土栽培廢液灌溉沒有使西瓜葉片的光合作用受到明顯的影響。

　　西瓜果實的糖、可溶性蛋白、總酚、類黃酮含量是評價西瓜品質的重要指標[7-9]。無土栽培廢液灌溉處理后,不同品種西瓜果實的邊糖和中心糖含量均有所提高,其中‘圣女紅’和‘黑津’為顯著提高。不同處理西瓜果實的可溶性糖、可溶性蛋白含量也有所增加,其中‘黑津’果實的可溶性糖含量為顯著增加,表明無土栽培廢液灌溉對提高西瓜果實中的糖含量有一定作用。杜少平等[10]研究發現,適當調整施肥措施,有利于西瓜果實品質提升。果蔬組織中存在著大量的酚類物質和類黃酮等植物次生代謝產物,它們與果蔬的色澤、品質和風味、抗逆性等關系密切,黃酮類化合物具有抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、降血脂的功效,對減少自由基的產生和清除自由基有一定的作用,即抗氧化作用;酚類物質具有良好的抗氧化、降血脂等作用;酚類物質、類黃酮含量高低是果蔬營養價值和醫療保健作用的重要體現[11-12]。本試驗中無土栽培廢液灌溉后,不同品種西瓜果實的總酚含量和類黃酮含量均有所增加,其中‘圣女紅’和‘黃晶’為顯著增加,說明溫室無土栽培廢液對西瓜果實品質的改善有明顯作用。

　　西瓜栽培生產中,種植者會通過各種方式增加西瓜產量[13-15]。本試驗中無土栽培廢液使‘圣女紅’和‘黃晶’的單瓜質量和產量均顯著增加,‘黑津’產量增加不顯著,這可能與品種有關。總體來看,灌溉無土栽培廢液可提高西瓜產量。

　　溫室無土栽培廢液的有效利用一直是困擾設施生產的重要問題,廢液利用關系到肥料配方的改進、廢液的添加比例、營養液的消毒等問題。本研究表明,將無土栽培廢液直接灌溉大棚土壤栽培的西瓜,可以促進不同品種西瓜的生長,西瓜果實的品質有所改善,產量也有一定提高。本研究對促進西瓜生產和經濟效益的提升,尤其是在較為貧瘠的土壤地區,有重要意義。“現代溫室番茄-土壤西瓜”營養液串級利用的模式,可為探索無土栽培營養液的充分利用提供新的途徑。

　　參考文獻

　　[1]王瑋,汪國蓮,梁雙林,等.葉面噴施氨基多糖硒肥對西瓜生長及產量品質的影響[J].江蘇農業學報,2019,35(6):1413-1420.

　　[2]賀洪軍.西瓜綠色栽培新技術大全[M].北京:農業科學技術出版社,2015.

　　[3]DINGXT,JIANGYP,HUIDF,etal.Modelsimulationofcucumberyieldandmicroclimateanalysisinasemi-closedgreenhouseinChina[J].HortScience,2019,54(3):547-554.

　　[4]范潔群,吳淑杭,褚長彬,等.無土栽培營養液廢液循環利用研究進展[J].農學學報,2014,4(7):51-53.

　　[5]曹建康,姜微波,趙玉梅.果蔬采后生理生化實驗指導[M].北京:輕工業出版社,2007.

　　丁小濤,張帥磊,褚英琪,何立中,王虹,周強,余紀柱?