温室无土栽培废液对西瓜生长及品质的影响

　　摘要:以西瓜品种‘圣女红’‘黄晶’和‘黑津’为材料,使用玻璃温室无土栽培产生的废营养液(废液)灌溉塑料大棚土壤栽培的西瓜,研究废液对西瓜生长、产量和果实品质的影响。结果表明:无土栽培废液灌溉可以促进西瓜生长,不同生长时间不同品种西瓜主蔓长、粗均有所增加,但叶片的光合作用没有显著增强。无土栽培废液灌溉可明显提高不同品种西瓜果实的品质,‘圣女红’和‘黑津’的中心糖和边糖含量显著增加,‘黑津’的可溶性糖含量显著增加,‘圣女红’和‘黄晶’的总酚和类黄酮含量显著增加。无土栽培废液灌溉显著增加了‘圣女红’和‘黄晶’的产量。本研究可为深入探究现代温室灌溉营养液的串级利用提供参考。

　　关键词:西瓜;无土栽培;废营养液

　　西瓜为葫芦科西瓜属一年生草本植物,广泛分布于热带和亚热带地区,其果肉甘甜多汁,清爽解渴,具有祛暑利尿的作用,是人们非常喜欢的水果之一[1]。据统计,我国西瓜栽培面积已超过200万hm2,产量占世界西瓜总产量的60%以上,是世界上西瓜生产规模最大的[2]。现代温室茄果类蔬菜无土栽培方式为水肥一体化灌溉,需要进行营养液的超量灌溉,温室每天的排液量一般占总灌溉量的20%—30%[3],这些排出的营养液即废营养液,俗称为废液或排液。目前,我国现代温室蔬菜无土栽培的面积较小,但随着我国经济的发展和人们消费水平的提高,现代智能温室栽培面积将逐年增加,温室无土栽培废液的循环利用也成为亟待解决的问题[4]。据此,本试验以西瓜为材料,开展温室无土栽培废液循环利用的研究,以期为温室营养液的充分利用及减少环境污染和资源浪费探索新的途径。

　　1材料与方法

　　1.1材料

　　试验在上海市崇明区港沿镇设施农业工程技术研究中心崇明基地进行,所用西瓜品种‘圣女红’‘黄晶’和‘黑津’均由上海市农业科学院设施园艺研究所提供。2019年2月12日,将不同品种西瓜种子浸种8h后,用毛巾包好放入30℃培养箱中进行发芽,待芽长0.5cm时播种至32孔穴盘中,以椰糠作为育苗基质。试验在塑料大棚中进行,大棚东西走向,长、宽、高分别为32m、8m、3.3m。整地施用“狮马牌”复合肥10kg(N-P-K=15-15-15,上海市农业生产资料有限公司提供),坐果后再次追施此复合肥10kg。2019年4月2日,西瓜幼苗三叶一心时定植,株距0.25m,行距4m。定植后即搭建小拱棚(宽1m,高0.6m),前期用薄膜进行多层覆盖。

　　1.2试验设计与方法

　　将栽培大棚分成18个小区,小区面积约14m2,每个小区随机选择5株进行标记。试验设置6个处理,每个处理3个小区,随机排列,分别为:(1)‘圣女红’清水灌溉(对照,CK-圣),(2)‘圣女红’温室无土栽培废液灌溉(FY-圣),(3)‘黄晶’清水灌溉(对照,CK-黄),(4)‘黄晶’温室无土栽培废液灌溉(FY黄),(5)‘黑津’清水灌溉(对照,CK-黑),(6)‘黑津’温室无土栽培废液灌溉(FY-黑)。废液为玻璃温室岩棉无土栽培番茄的灌溉排液,EC值3.4dS∕m、pH6.1,4月18日进行第一次灌溉,5月2日、5月19日分别进行第二次、第三次灌溉;每次每株灌溉无土栽培废液1L,对照灌溉清水1L。植株均采用双蔓整枝,主蔓选第2—4雌花留一坐瓜,侧蔓坐瓜后摘心,于4月28日—5月3日进行人工授粉并作标记,挂牌后标记授粉日期,其他田间管理按常规方法进行。5月底至6月初全部采收,测定果实品质和产量。

　　2结果与分析

　　2.1无土栽培废液对西瓜主蔓长和粗的影响

　　如图1所示,无土栽培废液灌溉西瓜后,不同生长时间3个品种西瓜的主蔓长、粗均有所增加。西瓜主蔓长不断增加,但所有处理之间差异不明显;主蔓粗在废液浇灌后7d和13d时略有降低,浇灌后19d和25d时又逐步增加。无土栽培废液对不同品种西瓜主蔓长的增加效果较好。

　　2.2无土栽培废液对西瓜叶片气体交换参数的影响

　　从图2可以看出,无土栽培废液灌溉西瓜后,不同品种西瓜叶片的净光合速率有所增加,但与对照差异不显著;同样,处理后不同品种西瓜叶片的气孔导度、胞间二氧化碳浓度与对照差异不显著;‘黑津’叶片的蒸腾速率最高,‘圣女红’最低,3个品种间差异显著,但同一品种不同处理西瓜叶片的蒸腾速率差异不显著。

　　2.3无土栽培废液对西瓜果实品质的影响

　　无土栽培废液灌溉可明显提高不同品种西瓜果实的品质(图3)。与对照相比,‘圣女红’和‘黑津’果实的中心可溶性固形物(中心糖)和边际可溶性固形物(边糖)含量在处理后显著增加,‘黑津’果实的可溶性糖含量显著增加。废液灌溉增加了3个品种西瓜果实的可溶性蛋白含量,但与对照差异均不显著;同时,废液灌溉显著提高了‘圣女红’和‘黄晶’果实的总酚和类黄酮含量。

　　2.4无土栽培废液对西瓜果实大小和产量的影响

　　从图4可以看出,无土栽培废液灌溉西瓜后,不同品种西瓜果实的纵径、横径均有所增加,但与对照差异不显著,‘黑津’果实的纵径、横径最小。废液灌溉使‘圣女红’和‘黄晶’的单果质量和产量显著增加,其产量较对照分别增加了8.6%和6.1%。

　　3结论与讨论

　　试验发现,无土栽培废液灌溉后,不同生长时间西瓜的主蔓长和粗虽然有些增加,但差异不明显,说明无土栽培废液对促进西瓜植株营养生长的效果有限。光合作用是植物最基本的生理活动,为植物生长发育提供必要的同化物质,保持正常的光合作用是植物生长发育的必要条件[6]。本研究中,不同处理西瓜叶片净光合速率差异不显著,均非常大,说明各处理西瓜叶片生长均很好,无土栽培废液灌溉没有使西瓜叶片的光合作用受到明显的影响。

　　西瓜果实的糖、可溶性蛋白、总酚、类黄酮含量是评价西瓜品质的重要指标[7-9]。无土栽培废液灌溉处理后,不同品种西瓜果实的边糖和中心糖含量均有所提高,其中‘圣女红’和‘黑津’为显著提高。不同处理西瓜果实的可溶性糖、可溶性蛋白含量也有所增加,其中‘黑津’果实的可溶性糖含量为显著增加,表明无土栽培废液灌溉对提高西瓜果实中的糖含量有一定作用。杜少平等[10]研究发现,适当调整施肥措施,有利于西瓜果实品质提升。果蔬组织中存在着大量的酚类物质和类黄酮等植物次生代谢产物,它们与果蔬的色泽、品质和风味、抗逆性等关系密切,黄酮类化合物具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、降血脂的功效,对减少自由基的产生和清除自由基有一定的作用,即抗氧化作用;酚类物质具有良好的抗氧化、降血脂等作用;酚类物质、类黄酮含量高低是果蔬营养价值和医疗保健作用的重要体现[11-12]。本试验中无土栽培废液灌溉后,不同品种西瓜果实的总酚含量和类黄酮含量均有所增加,其中‘圣女红’和‘黄晶’为显著增加,说明温室无土栽培废液对西瓜果实品质的改善有明显作用。

　　西瓜栽培生产中,种植者会通过各种方式增加西瓜产量[13-15]。本试验中无土栽培废液使‘圣女红’和‘黄晶’的单瓜质量和产量均显著增加,‘黑津’产量增加不显著,这可能与品种有关。总体来看,灌溉无土栽培废液可提高西瓜产量。

　　温室无土栽培废液的有效利用一直是困扰设施生产的重要问题,废液利用关系到肥料配方的改进、废液的添加比例、营养液的消毒等问题。本研究表明,将无土栽培废液直接灌溉大棚土壤栽培的西瓜,可以促进不同品种西瓜的生长,西瓜果实的品质有所改善,产量也有一定提高。本研究对促进西瓜生产和经济效益的提升,尤其是在较为贫瘠的土壤地区,有重要意义。“现代温室番茄-土壤西瓜”营养液串级利用的模式,可为探索无土栽培营养液的充分利用提供新的途径。

　　参考文献

　　[1]王玮,汪国莲,梁双林,等.叶面喷施氨基多糖硒肥对西瓜生长及产量品质的影响[J].江苏农业学报,2019,35(6):1413-1420.

　　[2]贺洪军.西瓜绿色栽培新技术大全[M].北京:农业科学技术出版社,2015.

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

　　[4]范洁群,吴淑杭,褚长彬,等.无土栽培营养液废液循环利用研究进展[J].农学学报,2014,4(7):51-53.

　　[5]曹建康,姜微波,赵玉梅.果蔬采后生理生化实验指导[M].北京:轻工业出版社,2007.

　　丁小涛,张帅磊,褚英琪,何立中,王虹,周强,余纪柱?

《温室无土栽培废液对西瓜生长及品质的影响》

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