溫室無土栽培廢液對西瓜生長及品質(zhì)的影響

　　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(chǎn)生的廢營養(yǎng)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(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明:無土栽培廢液灌溉可以促進(jìn)西瓜生長,不同生長時(shí)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(qiáng)。無土栽培廢液灌溉可明顯提高不同品種西瓜果實(shí)的品質(zhì),‘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(chǎn)量。本研究可為深入探究現(xiàn)代溫室灌溉營養(yǎng)液的串級利用提供參考。

　　關(guān)鍵詞:西瓜;無土栽培;廢營養(yǎng)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(qū),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(jù)統(tǒng)計(jì),我國西瓜栽培面積已超過200萬hm2,產(chǎn)量占世界西瓜總產(chǎn)量的60%以上,是世界上西瓜生產(chǎn)規(guī)模最大的[2]。現(xiàn)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(jìn)行營養(yǎng)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(yǎng)液即廢營養(yǎng)液,俗稱為廢液或排液。目前,我國現(xiàn)代溫室蔬菜無土栽培的面積較小,但隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們消費(fèi)水平的提高,現(xiàn)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(huán)利用也成為亟待解決的問題[4]。據(jù)此,本試驗(yàn)以西瓜為材料,開展溫室無土栽培廢液循環(huán)利用的研究,以期為溫室營養(yǎng)液的充分利用及減少環(huán)境污染和資源浪費(fèi)探索新的途徑。

　　1材料與方法

　　1.1材料

　　試驗(yàn)在上海市崇明區(qū)港沿鎮(zhèn)設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心崇明基地進(jìn)行,所用西瓜品種‘圣女紅’‘黃晶’和‘黑津’均由上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院設(shè)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(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)芽,待芽長0.5cm時(shí)播種至32孔穴盤中,以椰糠作為育苗基質(zhì)。試驗(yàn)在塑料大棚中進(jìn)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(fù)合肥10kg(N-P-K=15-15-15,上海市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料有限公司提供),坐果后再次追施此復(fù)合肥10kg。2019年4月2日,西瓜幼苗三葉一心時(shí)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(jìn)行多層覆蓋。

　　1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

　　將栽培大棚分成18個(gè)小區(qū),小區(qū)面積約14m2,每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選擇5株進(jìn)行標(biāo)記。試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)處理,每個(gè)處理3個(gè)小區(qū),隨機(jī)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?guī)r棉無土栽培番茄的灌溉排液,EC值3.4dS∕m、pH6.1,4月18日進(jìn)行第一次灌溉,5月2日、5月19日分別進(jìn)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(cè)蔓坐瓜后摘心,于4月28日—5月3日進(jìn)行人工授粉并作標(biāo)記,掛牌后標(biāo)記授粉日期,其他田間管理按常規(guī)方法進(jìn)行。5月底至6月初全部采收,測定果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量。

　　2結(jié)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(shí)間3個(gè)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(shí)略有降低,澆灌后19d和25d時(shí)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(shù)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(dǎo)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(gè)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(shí)品質(zhì)的影響

　　無土栽培廢液灌溉可明顯提高不同品種西瓜果實(shí)的品質(zhì)(圖3)。與對照相比,‘圣女紅’和‘黑津’果實(shí)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(shí)的可溶性糖含量顯著增加。廢液灌溉增加了3個(gè)品種西瓜果實(shí)的可溶性蛋白含量,但與對照差異均不顯著;同時(shí),廢液灌溉顯著提高了‘圣女紅’和‘黃晶’果實(shí)的總酚和類黃酮含量。

　　2.4無土栽培廢液對西瓜果實(shí)大小和產(chǎn)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(shí)的縱徑、橫徑均有所增加,但與對照差異不顯著,‘黑津’果實(shí)的縱徑、橫徑最小。廢液灌溉使‘圣女紅’和‘黃晶’的單果質(zhì)量和產(chǎn)量顯著增加,其產(chǎn)量較對照分別增加了8.6%和6.1%。

　　3結(jié)論與討論

　　試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),無土栽培廢液灌溉后,不同生長時(shí)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(jìn)西瓜植株?duì)I養(yǎng)生長的效果有限。光合作用是植物最基本的生理活動(dòng),為植物生長發(fā)育提供必要的同化物質(zhì),保持正常的光合作用是植物生長發(fā)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(shí)的糖、可溶性蛋白、總酚、類黃酮含量是評價(jià)西瓜品質(zhì)的重要指標(biāo)[7-9]。無土栽培廢液灌溉處理后,不同品種西瓜果實(shí)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(shí)的可溶性糖、可溶性蛋白含量也有所增加,其中‘黑津’果實(shí)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(shí)中的糖含量有一定作用。杜少平等[10]研究發(fā)現(xiàn),適當(dāng)調(diào)整施肥措施,有利于西瓜果實(shí)品質(zhì)提升。果蔬組織中存在著大量的酚類物質(zhì)和類黃酮等植物次生代謝產(chǎn)物,它們與果蔬的色澤、品質(zhì)和風(fēng)味、抗逆性等關(guān)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(chǎn)生和清除自由基有一定的作用,即抗氧化作用;酚類物質(zhì)具有良好的抗氧化、降血脂等作用;酚類物質(zhì)、類黃酮含量高低是果蔬營養(yǎng)價(jià)值和醫(yī)療保健作用的重要體現(xiàn)[11-12]。本試驗(yàn)中無土栽培廢液灌溉后,不同品種西瓜果實(shí)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(shí)品質(zhì)的改善有明顯作用。

　　西瓜栽培生產(chǎn)中,種植者會(huì)通過各種方式增加西瓜產(chǎn)量[13-15]。本試驗(yàn)中無土栽培廢液使‘圣女紅’和‘黃晶’的單瓜質(zhì)量和產(chǎn)量均顯著增加,‘黑津’產(chǎn)量增加不顯著,這可能與品種有關(guān)?？傮w來看,灌溉無土栽培廢液可提高西瓜產(chǎn)量。

　　溫室無土栽培廢液的有效利用一直是困擾設(shè)施生產(chǎn)的重要問題,廢液利用關(guān)系到肥料配方的改進(jìn)、廢液的添加比例、營養(yǎng)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(jìn)不同品種西瓜的生長,西瓜果實(shí)的品質(zhì)有所改善,產(chǎn)量也有一定提高。本研究對促進(jìn)西瓜生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益的提升,尤其是在較為貧瘠的土壤地區(qū),有重要意義。“現(xiàn)代溫室番茄-土壤西瓜”營養(yǎng)液串級利用的模式,可為探索無土栽培營養(yǎng)液的充分利用提供新的途徑。

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　　丁小濤,張帥磊,褚英琪,何立中,王虹,周強(qiáng),余紀(jì)柱?

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