江 姣 賈文紅 靳凱業(yè) 于 琪 馬 超 潘 林 董 帥 李 嬋 蘆金生 哈雪姣

（1.北京市大興區(qū)種植業(yè)技術(shù)推廣站 北京 102600；2.北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站 北京100029）

設(shè)施農(nóng)業(yè)是在環(huán)境相對(duì)可控的條件下，采用工程技術(shù)手段，進(jìn)行動(dòng)植物高效生產(chǎn)的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方式，其關(guān)鍵技術(shù)是能夠最大限度利用太陽(yáng)能，覆蓋材料寒冷季節(jié)高透明、高保溫，夏季能夠有效降溫，將太陽(yáng)光的無(wú)用光波轉(zhuǎn)變?yōu)檫m應(yīng)光合需要的光波，且具有良好的防塵抗風(fēng)雨功能等。2012 年我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)面積已占世界總面積的85%以上，其中95%以上是利用聚烯烴溫室大棚膜覆蓋。設(shè)施栽培是露天種植產(chǎn)量的3.5 倍，我國(guó)人均耕地面積僅有世界人均面積的40%，發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)是解決我國(guó)人多地少制約可持續(xù)發(fā)展問題的最有效技術(shù)工程[1]。

隨著北京市都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的進(jìn)一步推進(jìn)，西瓜生產(chǎn)逐步走向規(guī)?；痆2]，北京市西甜瓜種植區(qū)域主要集中在大興、順義、通州、昌平、延慶等區(qū)，其中以大興區(qū)與順義區(qū)為主要產(chǎn)區(qū)[3-4]。其種植的西瓜品種，小果型西瓜占比約為60%，中果型西瓜占比為40%。北京地區(qū)春茬西瓜普遍在3 上中旬定植，5 月初上市，5 月中旬左右達(dá)到最大供應(yīng)量，6 月底接近尾聲；秋茬西瓜主要在7 月下旬定植，10 月中上旬成熟上市，10 月底接近尾聲。目前，北京地區(qū)主要為春茬種植，秋茬種植面積較小。設(shè)施西瓜栽培一般分為連棟溫室、日光溫室、塑料大棚、小拱棚（遮陽(yáng)棚）4 類。北京地區(qū)栽培模式主要為冷棚、日光溫室與露地栽培，其中冷棚種植占比最大。春茬種植早期面臨著低溫、寡照，后期面臨著高溫、降雨等問題[5]，設(shè)施棚膜覆蓋能在一定程度上解決這些問題。但是我國(guó)設(shè)施的覆蓋材料差，透光、抗化、防塵等常規(guī)要求的性能都遠(yuǎn)低于國(guó)外，并且壽命短。設(shè)施棚膜的透光率一般要求在85%以上，透光率越高，進(jìn)入棚室的光能越多，越有利于作物生長(zhǎng)[6]。設(shè)施棚膜顏色有多種，藍(lán)色農(nóng)膜保溫作用和升溫作用較好，有利于培育矮壯秧苗；紅色農(nóng)膜可以透視紅光，阻止其他顏色光線進(jìn)入，有利于植物光合作用，能提高果產(chǎn)的含糖量和加速莖的生長(zhǎng)；綠色農(nóng)膜可以減少可見光照射，從而降低地面雜草的光合作用，起到防除雜草的作用，同時(shí)增產(chǎn)效果較好；紫色農(nóng)膜有利于作物養(yǎng)分的增加和積累，可以提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，短紫光可以使作物矮化和葉片增厚，所以紫色農(nóng)膜適合冬春溫室和塑料大棚的茄果類和綠葉蔬菜使用；銀灰色農(nóng)膜又稱避蚜膜，有良好的防病、防蚜蟲和白粉虱及改良品質(zhì)的作用，適用于夏季蔬菜、瓜類、煙草的覆蓋栽種；黑白雙色膜的主要作用是降溫，白色一面可反射光線，而黑色一面可防止光線通過，從而降低地表溫度，適合夏秋季瓜果防曬降溫使用。北京地區(qū)多以藍(lán)色棚膜為主。藍(lán)色棚膜又稱藍(lán)色增光膜，具有良好的保溫性能，升溫速度快，在弱光條件下透光率比普通的農(nóng)膜好，但在強(qiáng)光條件下透光率又低于一般的農(nóng)膜。由于光學(xué)的互補(bǔ)作用，透明的藍(lán)色棚膜對(duì)于紅色光和紅外線的吸收較多，可以有效提升棚室溫度。近幾年，分光紅膜逐漸出現(xiàn)并為種植戶使用。分光膜具有提高地溫、保墑降溫等作用。本文作者通過研究冷棚不同棚膜對(duì)西瓜生長(zhǎng)與品質(zhì)的影響，以期篩選出更加優(yōu)質(zhì)的覆蓋材料，為西瓜設(shè)施栽培提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

本試驗(yàn)于2023 年3-6 月在北京市技豐園農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷專業(yè)合作社基地冷棚進(jìn)行。

1.2 供試材料

種植品種為小果型紅瓤西瓜L600，是北京市大興區(qū)種植業(yè)技術(shù)推廣站選育的小型西瓜雜種1 代，植株生長(zhǎng)勢(shì)中等，第1 雌花平均節(jié)位8.1 節(jié)，果實(shí)發(fā)育期32.3 d。嫁接砧木為京欣砧4，由北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心選育，是印度南瓜與中國(guó)南瓜雜交的西瓜砧木1 代雜種，嫁接親和力好，共生親和力強(qiáng)，成活率高，發(fā)芽容易且整齊，芽勢(shì)好，出苗壯，對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響小。覆蓋棚膜分別為常規(guī)藍(lán)色0.10 mm聚乙烯塑料棚膜與0.12 mm 紅色分光膜。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用立架栽培，冷棚種植，棚膜覆蓋1/2 采用常規(guī)藍(lán)色棚膜，其余1/2 采用紅色分光膜。棚長(zhǎng)50 m、寬8 m，雙行種植，種植5 溝，株距35 cm。施腐熟雞糞5 m3、谷雨復(fù)合肥50 kg（北京綠得工貿(mào)有限公司生產(chǎn)，養(yǎng)分含量為N 18%、P2O59%、K2O 18%）。試驗(yàn)于2023 年3-6 月進(jìn)行，2 月13 日播種，2 月25 日嫁接，采用貼接方式嫁接。棚室溫度白天25℃，夜間溫度不低于12℃。各處理田間管理措施一致。4 月10 日覆蓋棚膜，4 月14 日定植，5 月15 日進(jìn)行蜜蜂授粉，6 月27 日開始考種。于植株団棵期、伸蔓期、坐果期與膨瓜期，分別在藍(lán)色棚膜與紅色分光膜處各選取5 點(diǎn)測(cè)量距離地面60 cm（后期結(jié)果處）高度位置的光照度。于植株坐果期前（5 月8 日）、坐果期（5 月16 日）、膨大期（5 月23 日）分別測(cè)定植株最大葉片的葉綠素相對(duì)含量與葉片氮素含量。生育期內(nèi)統(tǒng)計(jì)不同棚膜植株坐果與染病情況。成熟期各處理隨機(jī)取10 個(gè)商品瓜測(cè)定西瓜單瓜重與品質(zhì)，通過實(shí)測(cè)小區(qū)商品瓜產(chǎn)量來(lái)計(jì)算畝產(chǎn)量。

測(cè)定方法：光照度采用TES-1332A 數(shù)位式照度計(jì)測(cè)量；葉綠素相對(duì)含量及葉片氮素含量使用SPAD-502Plus 葉綠素儀測(cè)定；采用直尺測(cè)量西瓜縱徑與橫徑，利用公式計(jì)算果形指數(shù)，果形指數(shù)＝西瓜縱徑/西瓜橫徑；采用電子折光儀（PAL-1）測(cè)量西瓜中心可溶性固形物含量和邊緣可溶性固形物含量；采用電子數(shù)顯水果硬度計(jì)（GY-4）測(cè)量西瓜皮的硬度，以上所有數(shù)據(jù)均取平均值。試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用Excel 圖表與SPSS statistics 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同棚膜覆蓋棚室內(nèi)光照度分析

由圖1 可知，大興區(qū)5 月日最高氣溫變化情況，坐果期前（5 月8 日）為28℃，后續(xù)氣溫逐漸升高；坐果期（5 月16 日）達(dá)到當(dāng)月最高溫度，為34℃，后續(xù)氣溫有所下降；膨大期（5 月23 日）為30℃。

圖1 大興區(qū)5 月日最高氣溫

大棚內(nèi)光照度直接影響西瓜的光合效率，且因天氣、地區(qū)緯度和時(shí)間等因素而變化，并隨著外界光強(qiáng)的增加而增加。棚內(nèi)的光照度自上而下減弱，棚內(nèi)上部約為自然光照的61%，距地面150 cm 處為自然光照的35%，近地面處為自然光照的25%。隨著西瓜植株生長(zhǎng)發(fā)育，棚室內(nèi)溫度與光照逐漸增加。在西瓜植株處于団棵期時(shí)，植株較小無(wú)遮擋，而此時(shí)期外界溫度處于20℃左右；伸蔓期以后，由于植株生長(zhǎng)高度影響了光照，所以測(cè)量位置的光照度下降。由圖2 可知，整個(gè)生育期紅色分光膜光照度高于藍(lán)色棚膜，藍(lán)色棚膜棚室的平均光照度為14 766 lx，紅色分光膜棚室的平均光照度為15 715 lx。

圖2 不同棚膜覆蓋棚室內(nèi)光照度分析

2.2 不同棚膜覆蓋植株葉綠素相對(duì)含量分析

由圖3 可知，植株的葉綠素相對(duì)含量在坐果前較低，坐果期達(dá)到最高，膨大期有所下降。作物的產(chǎn)量與光合作用密切相關(guān)，而葉綠素是高等植物和其他所有能進(jìn)行光合作用的生物體含有的一類綠色色素，它主要吸收紅光和藍(lán)紫光。在坐果前與膨大期為藍(lán)色棚膜高于紅色分光膜，坐果期則為紅色分光膜高于藍(lán)色棚膜。2 個(gè)處理植株在開花坐果期葉綠素相對(duì)含量達(dá)到最高，這階段是西瓜從以營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)為主向生殖生長(zhǎng)為主的轉(zhuǎn)折期，此時(shí)期氣溫達(dá)到當(dāng)月最高值。溫度過高會(huì)加速葉綠素分解，此時(shí)紅色分光膜植株相對(duì)葉綠素含量高于藍(lán)色棚膜，說明紅色分光膜在外界較高溫度時(shí)可在一定程度上保持棚室內(nèi)較低溫度，確保葉綠素不受高溫影響而分解。果實(shí)膨大期以果實(shí)生長(zhǎng)為中心，直至達(dá)到成熟時(shí)，果實(shí)停止發(fā)育而進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化，葉綠素分解，形成大量番茄紅素、胡蘿卜素和維生素等，因此，此時(shí)期葉綠素相對(duì)含量逐漸下降。高溫下葉綠素分解大于合成，膨大期藍(lán)色棚膜葉綠素相對(duì)含量高于紅色分光膜，說明紅色分光膜處理棚室的溫度高于藍(lán)色棚膜。2 個(gè)處理的葉綠素相對(duì)含量不存在顯著差異。

圖3 不同棚膜覆蓋植株葉綠素相對(duì)含量分析

2.3 不同棚膜覆蓋植株葉片氮素含量分析

由圖4 可知，植株的氮素含量在坐果前較低，坐果期達(dá)到最高，膨大期有所下降。在坐果前與膨大期為藍(lán)色棚膜高于紅色分光膜，坐果期則為紅色分光膜高于藍(lán)色棚膜，與葉綠素相對(duì)含量變化一致。葉片含氮量越高，葉綠素含量也越高，葉色越綠，葉片越嫩、越大，葉片更容易吸收水分；葉片含氮量越低，葉綠素含量越低，葉片顏色會(huì)趨于黃綠色，葉片越小、越硬，葉片產(chǎn)生水分流失現(xiàn)象。葉片缺氮會(huì)加速葉片組織的衰老，也加快了蛋白質(zhì)、酶的分解和氮素的轉(zhuǎn)移。隨著生育期延長(zhǎng)，藍(lán)色棚膜葉片的氮素含量高于紅色分光膜，說明后期植株的葉片衰老可能會(huì)早于藍(lán)色棚膜。2 個(gè)處理的氮素含量不存在顯著性差異。

圖4 不同棚膜覆蓋植株葉片氮素含量分析

2.4 不同棚膜覆蓋植株坐果率與染病情況分析

由表1 可知，藍(lán)色棚膜覆蓋的植株長(zhǎng)勢(shì)中等，坐果率為100%，整個(gè)生育期植株染病率為1%；紅色分光膜植株長(zhǎng)勢(shì)中強(qiáng)，坐果率為100%，整個(gè)生育期植株染病率為0，長(zhǎng)勢(shì)良好。

表1 不同棚膜覆蓋植株坐果率與染病情況分析

2.5 不同棚膜覆蓋果實(shí)性狀分析

由表2、圖5 可知，2 個(gè)處理的果實(shí)縱徑相同，紅色分光膜的橫徑小于藍(lán)色棚膜，因此，2 個(gè)處理的果形指數(shù)分別為1.22、1.21，均為橢圓形；2 個(gè)處理果實(shí)皮厚紅色分光膜小于藍(lán)色棚膜，分別為0.60 cm、0.65 cm，紅色分光膜處理果實(shí)可食用部分更多；果實(shí)硬度藍(lán)色棚膜為8.62 kg/cm2、紅色分光膜為6.70 kg/cm2。2 個(gè)處理的果實(shí)性狀在0.05 水平上無(wú)顯著差異。

表2 不同棚膜覆蓋果實(shí)性狀

2.6 不同棚膜覆蓋果實(shí)品質(zhì)分析

由表3、圖6 可知，2 個(gè)處理的果實(shí)單瓜重相同；折合畝產(chǎn)量均為3 097 kg；紅色分光膜的心糖與邊糖含量均高于藍(lán)色棚膜，紅色分光膜覆蓋的處理分別為12.07%、10.23%，藍(lán)色棚膜分別為11.90%、9.58%，且紅色分光膜心糖與邊糖含量梯度小，為1.84%，果實(shí)口感更好；2 個(gè)處理的纖維含量均為少。2 個(gè)處理果實(shí)品質(zhì)在0.05 水平上無(wú)顯著差異。

表3 不同棚膜覆蓋果實(shí)品質(zhì)

圖6 不同棚膜覆蓋果實(shí)品質(zhì)分析

3 討論與結(jié)論

綜合分析不同棚膜覆蓋棚室內(nèi)光照度、葉綠素相對(duì)含量、氮素含量，以及果實(shí)性狀、品質(zhì)與單瓜重、折合畝產(chǎn)量可知，紅色分光膜的光照度均高于藍(lán)色棚膜，整個(gè)生育期平均光照度為15 715 lx；葉綠素相對(duì)含量與氮素含量在坐果期時(shí)紅色分光膜高于藍(lán)色棚膜，其他時(shí)期紅色分光膜則低于藍(lán)色棚膜；果實(shí)性狀方面，2 個(gè)處理均為橢圓形，紅色分光膜的果皮厚度為0.60 cm，可食用部分更多，但是果皮硬度略低；果實(shí)性質(zhì)方面，紅色分光膜的心糖與邊糖含量更高，可溶性固形物含量分別為12.07%、10.23%，且心糖與邊糖含量梯度小，果實(shí)口感更好，同時(shí)病害發(fā)生減少。因此，紅色分光膜處理對(duì)西瓜生長(zhǎng)與果實(shí)品質(zhì)有很好的提升效果。在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，2 個(gè)處理的植株在開花坐果期葉綠素相對(duì)含量最大，此時(shí)期氣溫達(dá)到當(dāng)月最高值，紅色分光膜植株相對(duì)葉綠素含量高于藍(lán)色棚膜，說明紅色分光膜在外界較高溫度時(shí)可在一定程度上保持棚室內(nèi)較低溫度，確保葉綠素不受高溫影響而分解；果實(shí)膨大期葉綠素相對(duì)含量逐漸下降，此時(shí)藍(lán)色棚膜葉綠素相對(duì)含量高于紅色分光膜，說明分光紅膜處理的棚室溫度高于藍(lán)色棚膜。因此，分析紅色分光膜可能存在調(diào)節(jié)棚室溫度的效果，外界溫度較高時(shí)棚室內(nèi)可緩慢升溫，外界溫度較低時(shí)棚室內(nèi)可以在一定程度上蓄熱維持平穩(wěn)溫度，此效果有待進(jìn)一步研究。