不同栽培畦型对黄瓜生理特性、产量及品质的影响

马光恕 ，周 超 ，秦智伟 ，廉 华 ，李丹丹 ，辛 明 ，周秀艳

（1.黑龙江八一农垦大学农学院 黑龙江大庆 163319； 2.东北农业大学园艺学院 哈尔滨 150030）

黄瓜（Cucumis sativusL.）属于葫芦科甜瓜属一年生攀援草本植物，黄瓜是设施蔬菜生产中主要栽培作物，其栽培面积约占到设施蔬菜栽培面积的60%[1]。水果黄瓜是近年来栽培量逐渐增加的鲜食类黄瓜，因其品质好、产量高，被很多地区作为名特优蔬菜广泛引种栽培，深受广大消费者喜爱。‘东农808’黄瓜也是一种水果黄瓜，还属于功能性黄瓜，在减脂方面具有独特功效，又被称为“美容黄瓜”[2]。

蔬菜高产必须依赖于优越的环境条件，而相对适宜的环境条件必须借助于合理的栽培技术措施，这是调节蔬菜作物生长发育的重要手段，其中做畦方式则是决定蔬菜生理活性和产量形成的重要因素之一[3]。蔬菜生产中的栽培畦类型不同，对环境因素所产生的效应也不同：垄作和高畦栽培下土层可以加厚，增加土壤肥力，但土壤表层易干燥，相对湿度低；平畦栽培则可减少土壤水分蒸发，保持土壤最佳持水量，利于合理密植和田间管理[4]。不同栽培畦类型造成的土壤水分效应差异将对栽培作物的生理代谢及产量产生较大的影响[5]。关于栽培畦类型对作物生长及产量的影响在其大田作物上研究较多[6-7]，但多是从对田间小气候和土壤性状的改善等方面证明了其优越性[8]，而垄作对黄瓜生理活性和产量的影响报道较少。畦作仅在哈密瓜[9]生产上有初步探索，但缺乏深入研究。笔者以‘东农808’为试材，设置不同栽培畦类型，通过分析黄瓜在结果期叶片生理活性物质、产量和品质的变化，了解栽培畦对设施黄瓜的影响效应，为黄瓜高产优质栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试黄瓜品种为‘东农808’，由东北农业大学园艺学院黄瓜课题组提供，是一种高丙醇二酸功能性黄瓜。

1.2 试验设计

试验地区为黑龙江省大庆市萨尔图区春雷牧场。试验大棚跨度12 m、长度56 m。试验于2015年4月2日播种，5月5日定植在塑料大棚内，土壤类型为黑钙土，0～20 cm土壤基本性状为：土壤碱解氮（ω，后同）178.4 mg·kg-1，速效磷 27.6 mg·kg-1，速效钾 245.3 mg·kg-1，有机质 3.45%，pH 值 7.23，盐总量0.13%。

栽培大棚每hm2施用有机肥5 000 kg、磷酸二氢铵50 kg，土壤进行充分耕翻，准备做畦。畦型规格设置为高畦、平畦和垄作。高畦：下畦宽120 cm、上畦宽为100 cm，畦高13～15 cm，畦长5 m；平畦：畦宽为100 cm，畦长5 m；垄作：宽度为50 cm，高度为 13～15 cm，垄长 5 m。

高畦和平畦均定植2行，株距为25 cm，行距为60 cm，每2畦设置为一个试验小区；垄作设置垄距为60 cm，株距为25 cm，每4垄设置为一个试验小区。每个小区栽植黄瓜84株。试验小区随机区组设计，3次重复，小区面积为12 m2。

1.3 试验实施

2015年4月2日，将黄瓜种子放入55～60℃温水中处理15 min，降温至28～30℃后连续浸种8～12 h。然后置于28～30℃下催芽，12 h后黄瓜开始出芽。

2015年4月3日，将育苗盘（长度×宽度×高度=50 cm×34 cm×12 cm）中装满草炭土，浇透底水。将催芽后的黄瓜种子均匀地播于育苗盘中（每盘200粒左右），上盖适量土后覆盖地膜。齐苗后，揭去塑料薄膜，将育苗盘放置于现代化温室内阳光较好的地方。分苗至8 cm×8 cm营养钵中。出苗后5 d内浇水，每3 d浇灌一次，以保持湿润为宜。

当幼苗长到4叶1心时，选取长势一致的健壮苗定植于大棚内。缓苗后及时吊蔓，单蔓整枝，每3 d浇一次水。黄瓜定植缓苗后及时吊蔓，单蔓整枝，每3 d浇一次水。

1.4 取样时期与方法

正常开花坐瓜后5 d开始取样，每5 d取样1次，共取样5次。每次每个处理中随机选10株植株，利用10株植株的叶片混合样品测定黄瓜结果期各项生理指标。

果实收获后，每个处理随机选取5个果实，利用果实混合样测定品质指标；每个处理随机选取10个果实，进行果实横径、纵径、单瓜质量和产量的测定。

叶片生理指标的测定：叶绿素含量，采用丙酮乙醇法；硝态氮含量，采用酚二磺酸法；硝酸还原酶活性，采用活体分光光度法；蔗糖含量，采用蒽酮比色法；还原糖含量，采用3，5-二硝基水杨酸法；过氧化氢酶（CAT）活性，采用高锰酸钾滴定法；过氧化物酶（POD）活性，采用愈创木酚比色法[10]。超氧化物歧化酶（SOD）活性测定参照李林懋等的方法，采用氮蓝四唑法[11]。

果实品质指标的测定：可溶性固形物含量，采用手持折光仪；可溶性糖含量，采用蒽酮比色法；维生素C含量，采用紫外分光光度法；可溶性蛋白含量，采用考马斯亮蓝G-250染色法；硝酸盐含量，采用酚二磺酸法[12]。丙醇二酸含量，采用高效液相色谱法[13]。

黄瓜果实横径、纵径的测定：每个处理各测定5个瓜，利用游标卡尺进行测量。黄瓜平均单果质量和产量的测定：每个处理各测定5个瓜，利用精度为0.01 g的电子天平称质量，计算平均单瓜质量；同时，跟踪每个重复测定各小区产量，计算平均值，按照小区面积折算为667 m2产量。

1.5 数据统计分析

利用Excel 2003进行图表制作，用DPS 7.05软件进行数据显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片生理指标的影响

2.1.1 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片硝态氮含量的影响 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片硝态氮含量的影响如图1所示，开花后5～25 d，叶片硝态氮含量呈现“∧”型变化趋势，峰值出现在开花后20 d。开花后5～20 d，平畦始终显著高于垄作和高畦，垄作与高畦之间差异不显著。开花后25 d，3种栽培畦型之间差异不显著。

图1 栽培畦型对黄瓜叶片硝态氮含量的影响

2.1.2 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶绿素含量的影响 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶绿素含量的影响如图2所示，开花后5～25 d，叶绿素含量变化规律与叶片硝态氮含量变化趋势一致，峰值也出现在开花后20 d。开花后5～20 d，平畦始终显著高于垄作和高畦，垄作与高畦之间差异不显著。开花后25 d，3种栽培畦型之间差异不显著。

图2 栽培畦型对黄瓜叶绿素含量的影响

2.1.3 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片硝酸还原酶活性的影响 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片硝酸还原酶活性的影响如图3所示，开花后5～25 d，叶片硝酸还原酶活性与硝态氮含量变化趋势一致，峰值也出现在开花后20 d。开花后5～20 d，平畦始终显著高于垄作和高畦，垄作与高畦之间差异不显著。开花后25 d，3种栽培畦型之间差异不显著。

图3 栽培畦型对黄瓜叶片硝酸还原酶活性的影响

2.1.4 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片蔗糖含量的影响 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片蔗糖含量的影响如图4所示，开花后5～25 d，叶片蔗糖含量呈现“∧”型变化趋势，峰值出现在开花后20 d。开花后5～25 d，平畦始终显著高于垄作和高畦，垄作与高畦之间差异不显著。

图4 栽培畦型对黄瓜叶片蔗糖含量的影响

2.1.5 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片还原糖含量的影响 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片还原糖含量的影响如图5所示，开花后5～25 d，叶片还原糖含量与蔗糖含量变化趋势一致，峰值也出现在开花后20 d。开花后5～25 d，平畦始终显著高于垄作和高畦，垄作与高畦之间差异不显著。

图5 栽培畦型对黄瓜叶片还原糖含量的影响

2.1.6 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片过氧化氢酶（CAT）活性的影响 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片CAT活性的影响如图6所示，开花后5～25 d，CAT活性呈现“∧”型变化趋势，峰值出现在开花后20 d。开花后5～20 d，平畦始终显著高于垄作和高畦，垄作与高畦之间差异不显著。开花后25 d，3种栽培畦型之间差异不显著。

图6 栽培畦型对黄瓜叶片过氧化氢酶活性的影响

2.1.7 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片过氧化物酶（POD）活性的影响 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片POD活性的影响如图7所示，开花后5～25 d，POD活性呈现与CAT活性一致的变化趋势。开花后5～25 d，平畦始终显著高于垄作和高畦，垄作与高畦之间差异不显著。

图7 栽培畦型对黄瓜过氧化物酶活性的影响

2.1.8 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响 不同栽培畦型对黄瓜结果期叶片SOD活性的影响如图8所示，开花后5～25 d，SOD活性呈现与CAT活性一致的变化趋势。开花后5～20 d，平畦始终显著高于垄作和高畦，垄作与高畦之间差异不显著。开花后25 d，3种栽培畦型之间差异不显著。

图8 栽培畦型对黄瓜超氧化物歧化酶活性的影响

2.2 不同栽培畦型对黄瓜品质的影响

不同栽培畦型对黄瓜品质的影响如表1所示，黄瓜可溶性糖含量平畦最高，平畦与垄作之间差异不显著但二者均极显著高于高畦。黄瓜维生素C含量、可溶性蛋白质含量、可溶性固形物含量均以平畦最高，但平畦、垄作、高畦之间差异均不显著。黄瓜硝酸盐含量高畦最高，高畦与垄作之间差异不显著但二者均显著高于平畦。黄瓜丙醇二酸含量平畦最高，平畦极显著高于垄作和高畦，垄作与高畦之间差异不显著。

2.3 不同栽培畦型对黄瓜产量构成因素及产量的影响

不同栽培畦型对黄瓜产量构成因素及产量的影响如表2所示，黄瓜果实横径平畦最高，但平畦、垄作、高畦之间差异均不显著。果实纵径、单瓜质量、小区产量、667 m2产量均以平畦最高，平畦极显著高于垄作和高畦，垄作与高畦之间差异不显著。

表1 不同栽培畦型对黄瓜品质的影响

表2 不同栽培畦型对黄瓜产量构成因素及产量的影响

3 讨论与结论

在设施蔬菜生产上，一直存在不同的栽培畦模式，其中垄作、高畦和平畦栽培应用最为普遍。种植方式的不同会对作物群体内的小气候，如温度、湿度、光照等，产生影响，形成了特殊的小气候效应[14]。其中垄作栽培在我国应用时间最久，其小气候效应主要表现在提高地温，降低群体内空气湿度，改善田间的通风和透光状况，充分发挥了植株下部叶片的光合能力，为作物获得较高的生物产量打下了基础[15]。然而，垄作在一年的不同季节中有不同的作用。春季垄作可以增温，为及早播种或返青生长争取生长季。夏季地温不是主要影响因子，且因为作物茂密，遮荫明显，垄作的温度效应不突出[16]。所有，垄作栽培技术作为整个耕作栽培体系中的一个环节，需因地、因时、因作物制宜地加以运用[17]。垄作与畦作是目前应用最广的两种栽培方式，但因各有利弊，不同季节应合理运用不同的栽培方式，以利于蔬菜生长进行。春夏高温季节蔬菜定植，宜采用畦作，而不宜采用垄作。若采用垄栽常因地温高或根系吸水不足造成高温为害，致使根系受伤，进而发生萎蔫，影响产量；而平畦栽培则可避免地温高或根系吸水不足的问题[18]。‘东农808’黄瓜跟其他黄瓜生物学特性一致，对土壤深层水分吸收能力差，再加上地上部叶片多、叶片薄、叶面积大等，蒸发量大，所以黄瓜对土壤湿度极其敏感。同时，黄瓜要求较高的空气湿度，以80%～90%为宜，这可促进黄瓜的营养生长[19]。因此，在黄瓜设施生产上如何创造相对比较适宜的湿度环境成为影响黄瓜产量和品质的关键所在。

笔者研究表明，在三种栽培畦处理中，设施黄瓜在夏季平畦栽培条件下，由于土壤湿度适宜，根系吸水充足，加上设施适宜的温度和光照条件，叶片各种生理活性物质含量及各种保护性酶活性均得到有效提高，进而提高黄瓜光合能力和生理代谢水平，提高黄瓜产量和品质，是较适宜的栽培畦型。通过研究垄作、平畦、高畦对黄瓜结果期生理特性、产量和品质指标影响，确定了设施黄瓜生产上应用的最佳栽培畦类型，将为黄瓜高产栽培提供技术保证，也有助于品质的改善。