西瓜基质栽培研究进展.pdf

经验交流 2023 6 西瓜是我国重要的经济作物 其种植面积和产 量均居国际首位 1 随着西瓜种植技术水平的提高 专业化 产业化发展速度加快 西瓜生产逐步走向规 模化 区域化的格局 形成了众多的地理标志品牌 建立了质量控制技术规范 提升了西瓜产业经济效 益 推动了西瓜种植面积再增加 但由于西瓜栽培中 存在连作障碍 持续连年种植面积的扩大 导致植瓜 土地资源更加紧缺 连作问题也越来越突出 枯萎 病 土传病害等发生严重 产量和品质明显下降 西 瓜基质栽培是解决植瓜用地矛盾 缓解连作障碍 资 源高效利用和可持续发展的重要途径 2 3 目前 已有 100多个国家在广泛应用基质栽培 发达国家和地区 采用计算机自动控制 为植物提供最佳的生长条件 实现了高产与周年生产供应产品 经济效益显著 4 5 近年来 我国基质栽培在小规模试验研究的基础上 发展迅速 形成了许多符合国情的基质栽培技术 6 7 其中西瓜基质栽培呈现技术不断提升 规模逐渐扩 大 生产逐步标准化 产品质量不断提高的特征 2 8 9 本文作者总结了近年来西瓜基质栽培中基质配比 栽培模式 水肥新技术 基质重复利用及国内基质栽 培中存在的问题 旨在为西瓜基质栽培的研究及产 业升级提供参考 1 基质种类和配比对西瓜生长和产量的影响 在西瓜基质栽培生产实际中 由于受基质资源 栽培条件及经济效益的影响 常采用混合基质 混合 基质可弥补单一基质的不足 有效调节基质的理化 性状 增加营养物质含量 调节基质 C N 比 改善保 水性和通气性 降低成本 提高效益 用于西瓜生产的 基质主要有珍珠岩 蛭石 草炭 椰糠 蘑菇渣 牛粪 羊粪 蚯蚓粪 灰渣 碎木屑 松针粉 秸秆粉及稻壳 等 西瓜栽培基质可选择的原料种类较多 因此混配 原料组分和配比是制作优良混合基质的核心技术 10 1 1 以草炭为主要成分的基质配比 草炭又称泥碳 含有大量水分 植物残体 腐植 质及部分矿物质 是重要的有机基质材料和绿色肥 料 用草炭和珍珠岩以体积 7 3 混配栽培西瓜 其长 势 产量 品质均好于纯椰糠基质栽培 其中产量显 著提高 18 2 11 以草炭 珍珠岩 蛭石为 7 3 4 复配 并加入发酵鸡粪 30 m 3 hm 2 在日光温室栽培早熟小 型西瓜 产量达到 62 689 5 kg hm 2 较常规生产增 加29 7 12 1 2 以椰糠为主要成分的基质配比 椰糠是椰子外壳纤维粉末 在海南有独特的资 源优势 经加工处理后非常适合用作栽培基质 以椰 糠作为基础材料添加微生物有机肥进行配方筛选 筛选出椰糠 微生物有机肥为 7 1 的效果最佳 添加 微生物有机肥强增了西瓜长势 增加了西瓜可溶性 固形物含量 提高了产量 为海南椰糠基质栽培西瓜 西瓜基质栽培研究进展 席凯鹏 席吉龙 张建诚 山西农业大学棉花研究所 山西运城044000 摘要 我国是西瓜生产与消费大国 西瓜基质栽培对解决种植西瓜用地矛盾 缓解连作障碍 资源 高效利用和可持续发展具有重要意义 本文作者比较了不同基质配比 栽培模式 水肥协同对西瓜 产量 品质的影响 同时也比较了基质栽培对病虫害和连作的影响及基质重复利用效应 指出了西 瓜基质栽培生产中存在的问题 并提出了研究重点和相应建议 关键词 西瓜 基质栽培 基质配方 营养液 研究进展 基金项目 山西省运城市农业农村局项目 设施西瓜连作避碍栽培技术研究与应用 2021ZXQT061 山西省重点研发计划项目 201903D221062 作者简介 席凯鹏 1989 男 硕士 助理研究员 从事作物栽培与土壤营养等研究 E mail xikaipeng 通讯作者 席吉龙 1963 男 本科 副研究员 从事作物栽培生理与连作避碍等研究 E mail shxxjl1963 139 2023 6 经验交流 周年生产提供了技术支撑 13 14 1 3 以菇渣 发酵粪肥等为主要成分的基质配比 采用香菇渣 猪粪 珍珠岩为 6 2 2 的混合基质 布槽式基质栽培黄金三号西瓜 单果质量在 2 kg 左 右 产量 60 000 kg hm 15 陈亮 10 以发酵腐熟的中药 渣 牛粪 菇渣为组分筛选基质配方 筛选的最佳基质 配方中药渣 牛粪 菇渣为 3 4 3 促进了西瓜生长和干 物质积累 产量达 62 253 3 kg hm 2 果实可溶形固性 物含量显著提高了12 08 基质中加入蚯蚓粪能够 改善基质的物理结构 增加养分含量 提高微生物数 量 生物多样性及活性 用蚯蚓粪替代基质中草炭的 25 50 更有利于植物的生长 16 施用蚯蚓粪能提 高蔬菜中的还原糖和维生素C含量 17 1 4 基质组配工作中的注意事项 有关专家对西瓜基质配方的研究做了大量工 作 基质的配比必须要有科学性 依据西瓜的生长发 育特性和基质材料的理化性质进行配比 在满足西 瓜栽培需求的基质环境基础上 充分利用当地的可 用资源 降低基质成本是关键 促进西瓜基质栽培技 术的推广 实现农业的绿色可持续发展 2 西瓜基质栽培模式 种植模式是西瓜充分利用光热资源 合理利用 土地 高效利用水分和养分 改善生态环境 增加西 瓜产量 实现规模化生产的有效栽培措施 18 西瓜出 现的连作障碍给土地资源高效利用和可持续生产带 来了一定的困难 基质栽培已成为西瓜消减连作障 碍 提高产量和品质的关键技术 西瓜基质栽培多为 限根栽培 其栽培模式有沟式 垄式 袋式 2 1 沟式 沟式是指在地表以下挖沟 沟底和两侧铺上膜或 地布 或者安装基质槽 在地面挖深 30 cm 宽40 cm 的长条形沟 沟内填混合基质 以沟底和两侧壁铺膜 作限根处理 将底部膜间隔一定距离打孔为半限根 处理 沟内不铺膜为半基质栽培 结果表明限根栽培 和半限根栽培的单果质量均明显低于对照 果实可 溶性固形物含量均明显高于对照 半限根与限根栽 培相比产量明显提高 19 在基质栽培沟两壁和底部铺 无纺布 显著提高了地表下 5 25 cm 处的根域温度 促进了西瓜植株茎 叶及根系的生长 增加果实的可 溶性固形物含量 改善了果实的品质 对西瓜单果质 量影响不显著 20 2 2 垄式 垄式是指在地上起两条平行的垄 在两垄之间垄 沟里铺上膜或地布 或者安装基质槽 土垄栽培处理 能够提高夜间根区平均温度0 5 左右 垄嵌基质栽培 抗低温能力要优于沟嵌基质栽培 但根区温度稳定性 较弱 垄嵌覆膜与沟嵌覆膜基质栽培能够提高根区温 热效应和产量 尤以垄嵌覆膜基质栽培效果更优 21 22 2 3 袋式 袋式栽培是将调配好的基质放入袋中用来种植 西瓜 袋与袋之间相互独立 移动方便 总之 我国西瓜基质栽培大多采用人工 半人工 管理的方式 种植模式的选择要依据生产条件 机械 化程度 管理水平综合确定 针对模式优缺点 适度 调整密度 水肥供应及管理措施 将会实现预期的产 量和质量目标 3 西瓜基质栽培水肥应用 水肥管理是基质栽培西瓜成功与否的关键 实 现水肥量化控制管理是实现西瓜基质栽培精准化的 基础 基质中可供西瓜利用的速效养分有限 西瓜主 要靠输送营养液供其生长发育 3 1 营养液配方及要求 营养液是由植物生长发育所必需的各种营养元 素的可溶性化合物科学配制而成的溶液 科学的营 养液配方 浓度 以及合理的营养液管理是提高园艺 植物产量和品质的保障 23 马超等 24 在西瓜专用基质 配方草炭 珍珠岩 蛭石质量比为 7 3 4 的基础上 研 究形成了西瓜基质栽培专用肥配方 A 硝酸钾 四水 硝酸钙为7 4 配方B 磷酸二氢铵 七水硫酸镁为 1 1 并在北京地区大棚生产小型西瓜中大面积应用 马 超等 24 研究制定了基质栽培西瓜不同生育时期营养 液灌溉方案 确定了全生育期营养液 EC 值均控制在 1 5 2 5 mS cm 之间 其中苗期营养液 EC 值控制在 1 5 1 8 mS cm 之间 伸蔓期营养液 EC 值控制在 1 8 2 0 mS cm 之间 坐果期营养液 EC 值控制在 2 0 2 5 mS cm 之间 确定了整个生育期营养液 pH 适宜范围在 5 5 6 0 之间 其中苗期营养液 pH 在 5 5 5 8 之间 伸蔓期营养液 pH 在 5 8 6 0 之间 坐 果期营养液 pH 在 5 8 6 0 之间 王雪威 25 研究以猪 粪 牛粪 羊粪的浸提液混合制作有机营养液配方 以猪粪为主的营养液能够促进西瓜生长发育 提高 果实品质 更好地协调各个生长时期的养分分配 但 也有研究认为有机肥源是土壤栽培的优质肥源 但 140 经验交流 2023 6 并不是基质栽培的理想肥源 因其含有无益的矿物 质和部分过量的重金属元素 使西瓜根部形成高盐 分胁迫环境 影响有益元素的吸收 其复杂的养分成 分会影响基质栽培精准的养分管理 不利于基质栽 培的优质与安全 3 2 营养液精准供应 针对设施西瓜研究与应用自动化的水肥管理技 术十分必要 西瓜不同生育阶段对水肥的需求不 同 利用不同水肥组合 采用滴灌水肥一体化分阶 段精准供应 有效地提高了西瓜水肥利用率及产量 和品质 22 26 27 灌溉用时序控制实现了自动定时定量 灌溉 28 物联网的水肥精准管控系统 可实现环境参 数的实时监测 肥料间的配比调节 水肥量控制等功 能 实现农业生产的网络化 智能化 精准化管理 29 4 基质的重复利用 连作会危害西瓜生长发育 使西瓜植株病虫害 增加 产量和品质降低 西瓜基质栽培生产中无论采 用何种基质 连作仍会造成一定的连作障碍 轻则影 响西瓜生长发育特性及产量 重则导致绝收 宋修超 等 30 的研究表明西瓜栽培旧基质理化特性发生了显 著变化 氮素养分显著下降 尖孢镰刀菌的数量显著 增加 枯萎病发病率可达35 为降低基质成本而更 换基质成分 或者对基质消毒而后进行重复利用 或 者基质中添加生物菌剂 有利于切断病虫害的传播 渠道 可有效地消减西瓜连作障碍 4 1 基质消毒 棉隆是一种广谱土壤熏蒸剂 在土壤或基质中 扩散对病菌 线虫 杂草及地下害虫均有杀灭作用 尤其杀线虫的作用全面而持久 旧基质经棉隆熏蒸 消毒处理后 尖孢镰刀菌数量均显著减少 西瓜产量 和单果质量与新基质相比均无显著差异 31 有些栽培 模式利用棉隆进行基质原位熏蒸消毒 不需要将基 质集中 可节省人工成本 旧基质利用导热油外加热 的消毒设备灭菌能满足西瓜生产需求 31 徐云焕等 32 对旧基质先淋洗后集中堆放 添加杀菌药剂 用棚膜 覆盖封严 利用太阳热高温消毒 30 d 以上 使基质的 主要理化指标重回合理范围 可达到新基质的栽培 效果 除蒸汽消毒 化学消毒和太阳能消毒等消毒方 法外 贾海遥等 33 设计了有机基质臭氧消毒设备 利 用臭氧的消毒特性实现了对有机基质的消毒 4 2 旧基质中null加微生物菌剂 陈子彪等 34 在栽培旧基质中添加枯草芽孢杆 菌 粉红粘帚霉菌剂 提高了基质中脲酶 碱性磷酸 酶和硝酸还原酶活性 促进了西瓜幼苗的生长 添加 内生菌复合菌剂可以提高西瓜的枯萎病抗性 35 采用 混配菌剂的复合基质 有效地改善了西瓜根际环境 显著地提高了西瓜产量 36 多黏类芽孢杆菌制成的微 生物菌肥 有效降低了土壤中尖孢镰刀菌数量 促进 了西瓜根系生长 37 马凤捷等 38 发现娄彻式链霉菌能 有效提高果实品质和土壤酶活性 5 存在的问题 5 1 缺乏成本低nullnull合绿色标准的基质 现有的西瓜基质栽培生产成本高于土壤栽培 缺乏成本低又符合绿色标准的基质 缺乏混配基质 的规模化和标准化生产 5 2 关键技术成熟度不够 西瓜基质栽培与土壤栽培的生产管理模式存在 着很大的差别 现有的西瓜基质栽培新技术研究 多 有局限性且停留在试验阶段 技术成熟度不够 缺乏 有深度的系统的应用性研究 缺少集成创新各环节 关键技术的综合技术或规程 5 3 缺乏null用西瓜品种 西瓜的生长发育和产量表现受遗传和环境因素 的共同影响 在基质栽培条件下 西瓜限根栽培技术 与节水灌溉技术综合运用 不同西瓜品种的适应性 和产量表现有很大差异 5 4 肥害null重 在西瓜基质栽培中 常常重视营养液的配制 忽 视基质营养液的电导率变化 造成根部盐分胁迫 从 而导致西瓜植株生理性失水萎焉 盲目增加营养液 中的某个营养元素的浓度 或跟外追肥 造成严重的 高浓度肥害 出现水肥代谢障碍 严重时还会枯萎 死亡 6 前景展null与null后的研究方null 我国基质栽培的生产及开发在农业 林业 园艺 等方面进入一个新的发展阶段 随着人民生活水平 的提高 对绿色优质产品的需求越来越多 对基质栽 培生产绿色优质产品提出了更高的要求 随着基质 栽培研究的不断深入 西瓜基质栽培的基质标准化 生产 温湿度的调控 营养液的配制和管理 病虫害 防治 基质重复利用等多个技术将会取得突破性进 展 必将建立起有区域特色的节水节肥绿色高效的 基质栽培技术 同时解决西瓜连作障碍问题 因此 国内西瓜基质栽培前景广阔 141 2023 6 经验交流 我国西瓜基质栽培今后的研究方向重点在以下 几个方面 研究开发适合西瓜栽培的标准化 商品 化 低成本 无污染的基质 研究水肥耦合与水肥 一体化应用技术 建立不同生态区域的基质栽培水 肥高效利用技术体系 研究基质重复利用技术 解 决连作障碍 提高资源高效利用和经济效益 研究 基质栽培与西瓜生长 发育 产量 品质的关系 创新 成套栽培技术 选育适合基质栽培的西瓜专用品 种 研究基于物联网的的设施基质栽培生产中精 细化 网络化 智能化管理 研究绿色防控 优先采 取生态控制 农业防治和生物防治等友好型技术措 施 确保生产绿色产品 参考文献 1 王娟娟 李莉 尚怀国 我国西瓜甜瓜产业现状与对策建议 J 中国瓜菜 2020 33 5 69 73 2 张华峰 古斌权 应泉盛 等 设施小果型西瓜水肥一体化基质 无土栽培技术 J 中国蔬菜 2018 1 98 100 3 攸学松 曾剑波 朱莉 等 西瓜栽培模式应用现状研究 J 中国 果菜 2019 39 12 81 84 4 Fascella G Montoneri E Rouphael Y Biowaste derived hu mic like substances improve growth and quality of Orange Jasmine Murraya paniculata L Jacq plants in soilless potted culture J Resources 2021 10 8 80 91 5 Nguyen T K L Yeom M S Oh M M Effect of a newly devel oped nutrient solution and electrical conductivity on growth and bioactive compounds in perilla frutescens var Crispa J Agronomy 2021 11 5 932 947 6 李婷婷 马蓉丽 成妍 等 中国蔬菜基质栽培研究新进展 J 农 学学报 2013 3 4 30 34 7 晏琼 刘晓宇 虞昊安 等 植物无土栽培技术研究进展 J 中国 农业大学学报 2022 27 5 1 11 8 黄金艳 李智 李文信 等 大棚西瓜基质栽培技术规程 J 中国 瓜菜 2017 30 12 47 49 9 杨洋 吴晓蕾 高洪波 等 小果型西瓜基质栽培技术规程 J 中 国瓜菜 2021 34 4 145 146 10 陈亮 栾倩倩 蔺毅 等 中药渣复合基质对设施西瓜生长及果 实产量品质的影响 J 福建农业学报 2021 36 12 1422 1430 11 曹建云 蔡祺 不同基质对小果型西瓜生长发育及其产量 品质的影响 J 上海农业科技 2020 2 54 54 12 余翔 张黎杰 王夏雯 等 早春设施西瓜菇渣基质栽培技 术 J 中国蔬菜 2012 11 48 49 13 戚志强 党选民 李汉丰 等 海南以椰糠为基础的设施小西 瓜栽培基质配方筛选 摘要 J 中国瓜菜 2014 S1 90 14 周明 姜立纲 刘明池 等 我国热带海岛地区椰糠基质栽培 系统下主要蔬菜品种营养液配方研究 J 北方园艺 2010 12 35 36 15 徐志豪 陈攀 陈新娟 等 适宜西甜瓜生产的布槽式基质栽 培系统及其配套高品质栽培技术 J 上海农业科技 2020 4 76 77 16 马海龙 刘忠华 段志平 等 蚯蚓粪替代泥炭的栽培基质 特性及对绿萝和吊兰花卉生长的影响 J 中国土壤与肥料 2021 5 112 118 17 胡玥 金敏凤 王全喜 不同无土栽培方式及其对蔬菜品质影 响的研究进展 J 上海师范大学学报 自然科学版 2015 44 6 672 680 18 谭德水 江丽华 谭淑樱 等 基于减少土壤硝态氮淋失的作 物搭配种植模式研究进展 J 中国生态农业学报 2014 22 2 136 142 19 吴杨焕 周进 王静静 等 限根对设施无土栽培精品西瓜品 质及产量的影响 J 江苏农业科学 2018 46 16 113 115 20 武衍 陈佩 王灿磊 等 无纺布限根栽培对西瓜果实发育及 其营养品质的影响 J 中国农业大学学报 2013 18 2 45 49 21 李宝石 李浩 王奇 等 覆膜对日光温室垄嵌及沟嵌基质栽 培根区温度和甜椒幼苗生长的影响 J 山东农业科学 2021 53 6 33 38 22 傅国海 刘文科 土垄内嵌基质栽培方式对日光温室春甜椒 的降温增产效应 J 中国农业气象 2016 37 2 199 205 23 张更 颜志明 王全智 等 我国设施草莓无土栽培技术的研 究进展与发展建议 J 江苏农业科学 2019 47 18 58 61 24 马超 曾剑波 朱莉 等 北京地区春大棚小型西瓜基质栽培 优质高效栽培技术 J 园艺与种苗 2021 41 4 7 9 25 王雪威 全有机营养袋式栽培西瓜杂交组合筛选及营养液 配方优化研究 D 杨凌 西北农林科技大学 2021 26 贾宋楠 刘胜尧 范凤翠 等 日光温室膜下滴灌西瓜节水灌 溉技术规程 J 河北农业科学 2020 24 4 26 27 27 蔺多钰 河西走廊灌区早春拱棚西瓜平作膜下滴灌水肥一 体化高效栽培 J 蔬菜 2020 3 38 40 28 岳焕芳 胡潇怡 孟范玉 等 农业灌溉用时序控制装置研发 及其在基质栽培小西瓜上的应用 J 蔬菜 2021 6 62 65 29 王高弟 白皓然 宋晨勇 等 基于物联网的水肥精准管控系 统设计 J 农机化研究 2020 8 207 211 217 30 宋修超 罗佳 马艳 等 加热消毒设备处理西瓜重茬基质工 艺优化及栽培效果 J 农业工程学报 2019 35 11 167 174 31 张晶 郭德杰 宋修超 等 棉隆消毒改善发酵床垫料基质连 茬栽培西瓜的效果研究 J 农业资源与环境学报 2017 34 6 562 567 32 徐云焕 张豫超 杨肖芳 等 基质不同处理方式对草莓生长 及产量品质的影响 J 浙江农业学报 2016 28 11 1890 1894 33 贾海遥 王琨琦 赵倩 等 有机基质消毒方法与装备开发 J 农业工程 2020 4 32 35 34 陈子彪 肖波 不同微生物菌剂对基质培西瓜幼苗生长及基 质土壤酶活性的影响 J 长江蔬菜 2022 10 9 12 35 王夏 刘金平 孙菲菲 内生菌肥料对设施西瓜生长的影响 J 北方园艺 2019 4 80 84 36 郭松 刘声锋 杜慧莹 等 生物菌复合基质对压砂地土壤墒 情及西瓜产量的影响 J 中国瓜菜 2021 34 9 62 65 37 凌宁 王秋君 杨兴明 等 根际施用微生物有机肥防治连作 西瓜枯萎病研究 J 植物营养与肥料学报 2009 5 1136 1141 38 马凤捷 蔡立群 刘垠霖 等 不同微生物菌剂处理对哈密瓜 品质及土壤养分和酶活性的影响 J 中国土壤与肥料 2021 2 69 77 142