北京地区西瓜新型覆膜试验探究

江 姣 贾文红 靳凯业 于 琪 马 超 潘 林 董 帅 李 婵 芦金生 哈雪姣

（1.北京市大兴区种植业技术推广站 北京 102600；2.北京市农业技术推广站 北京100029）

设施农业是在环境相对可控的条件下，采用工程技术手段，进行动植物高效生产的一种现代农业方式，其关键技术是能够最大限度利用太阳能，覆盖材料寒冷季节高透明、高保温，夏季能够有效降温，将太阳光的无用光波转变为适应光合需要的光波，且具有良好的防尘抗风雨功能等。2012 年我国设施农业面积已占世界总面积的85%以上，其中95%以上是利用聚烯烃温室大棚膜覆盖。设施栽培是露天种植产量的3.5 倍，我国人均耕地面积仅有世界人均面积的40%，发展设施农业是解决我国人多地少制约可持续发展问题的最有效技术工程[1]。

随着北京市都市型现代农业建设的进一步推进，西瓜生产逐步走向规模化[2]，北京市西甜瓜种植区域主要集中在大兴、顺义、通州、昌平、延庆等区，其中以大兴区与顺义区为主要产区[3-4]。其种植的西瓜品种，小果型西瓜占比约为60%，中果型西瓜占比为40%。北京地区春茬西瓜普遍在3 上中旬定植，5 月初上市，5 月中旬左右达到最大供应量，6 月底接近尾声；秋茬西瓜主要在7 月下旬定植，10 月中上旬成熟上市，10 月底接近尾声。目前，北京地区主要为春茬种植，秋茬种植面积较小。设施西瓜栽培一般分为连栋温室、日光温室、塑料大棚、小拱棚（遮阳棚）4 类。北京地区栽培模式主要为冷棚、日光温室与露地栽培，其中冷棚种植占比最大。春茬种植早期面临着低温、寡照，后期面临着高温、降雨等问题[5]，设施棚膜覆盖能在一定程度上解决这些问题。但是我国设施的覆盖材料差，透光、抗化、防尘等常规要求的性能都远低于国外，并且寿命短。设施棚膜的透光率一般要求在85%以上，透光率越高，进入棚室的光能越多，越有利于作物生长[6]。设施棚膜颜色有多种，蓝色农膜保温作用和升温作用较好，有利于培育矮壮秧苗；红色农膜可以透视红光，阻止其他颜色光线进入，有利于植物光合作用，能提高果产的含糖量和加速茎的生长；绿色农膜可以减少可见光照射，从而降低地面杂草的光合作用，起到防除杂草的作用，同时增产效果较好；紫色农膜有利于作物养分的增加和积累，可以提高作物的产量和品质，短紫光可以使作物矮化和叶片增厚，所以紫色农膜适合冬春温室和塑料大棚的茄果类和绿叶蔬菜使用；银灰色农膜又称避蚜膜，有良好的防病、防蚜虫和白粉虱及改良品质的作用，适用于夏季蔬菜、瓜类、烟草的覆盖栽种；黑白双色膜的主要作用是降温，白色一面可反射光线，而黑色一面可防止光线通过，从而降低地表温度，适合夏秋季瓜果防晒降温使用。北京地区多以蓝色棚膜为主。蓝色棚膜又称蓝色增光膜，具有良好的保温性能，升温速度快，在弱光条件下透光率比普通的农膜好，但在强光条件下透光率又低于一般的农膜。由于光学的互补作用，透明的蓝色棚膜对于红色光和红外线的吸收较多，可以有效提升棚室温度。近几年，分光红膜逐渐出现并为种植户使用。分光膜具有提高地温、保墒降温等作用。本文作者通过研究冷棚不同棚膜对西瓜生长与品质的影响，以期筛选出更加优质的覆盖材料，为西瓜设施栽培提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地点

本试验于2023 年3-6 月在北京市技丰园农产品产销专业合作社基地冷棚进行。

1.2 供试材料

种植品种为小果型红瓤西瓜L600，是北京市大兴区种植业技术推广站选育的小型西瓜杂种1 代，植株生长势中等，第1 雌花平均节位8.1 节，果实发育期32.3 d。嫁接砧木为京欣砧4，由北京市农林科学院蔬菜研究中心选育，是印度南瓜与中国南瓜杂交的西瓜砧木1 代杂种，嫁接亲和力好，共生亲和力强，成活率高，发芽容易且整齐，芽势好，出苗壮，对果实品质影响小。覆盖棚膜分别为常规蓝色0.10 mm聚乙烯塑料棚膜与0.12 mm 红色分光膜。

1.3 试验方法

试验采用立架栽培，冷棚种植，棚膜覆盖1/2 采用常规蓝色棚膜，其余1/2 采用红色分光膜。棚长50 m、宽8 m，双行种植，种植5 沟，株距35 cm。施腐熟鸡粪5 m3、谷雨复合肥50 kg（北京绿得工贸有限公司生产，养分含量为N 18%、P2O59%、K2O 18%）。试验于2023 年3-6 月进行，2 月13 日播种，2 月25 日嫁接，采用贴接方式嫁接。棚室温度白天25℃，夜间温度不低于12℃。各处理田间管理措施一致。4 月10 日覆盖棚膜，4 月14 日定植，5 月15 日进行蜜蜂授粉，6 月27 日开始考种。于植株団棵期、伸蔓期、坐果期与膨瓜期，分别在蓝色棚膜与红色分光膜处各选取5 点测量距离地面60 cm（后期结果处）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）分别测定植株最大叶片的叶绿素相对含量与叶片氮素含量。生育期内统计不同棚膜植株坐果与染病情况。成熟期各处理随机取10 个商品瓜测定西瓜单瓜重与品质，通过实测小区商品瓜产量来计算亩产量。

测定方法：光照度采用TES-1332A 数位式照度计测量；叶绿素相对含量及叶片氮素含量使用SPAD-502Plus 叶绿素仪测定；采用直尺测量西瓜纵径与横径，利用公式计算果形指数，果形指数＝西瓜纵径/西瓜横径；采用电子折光仪（PAL-1）测量西瓜中心可溶性固形物含量和边缘可溶性固形物含量；采用电子数显水果硬度计（GY-4）测量西瓜皮的硬度，以上所有数据均取平均值。试验数据统计采用Excel 图表与SPSS statistics 统计软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同棚膜覆盖棚室内光照度分析

由图1 可知，大兴区5 月日最高气温变化情况，坐果期前（5 月8 日）为28℃，后续气温逐渐升高；坐果期（5 月16 日）达到当月最高温度，为34℃，后续气温有所下降；膨大期（5 月23 日）为30℃。

图1 大兴区5 月日最高气温

大棚内光照度直接影响西瓜的光合效率，且因天气、地区纬度和时间等因素而变化，并随着外界光强的增加而增加。棚内的光照度自上而下减弱，棚内上部约为自然光照的61%，距地面150 cm 处为自然光照的35%，近地面处为自然光照的25%。随着西瓜植株生长发育，棚室内温度与光照逐渐增加。在西瓜植株处于団棵期时，植株较小无遮挡，而此时期外界温度处于20℃左右；伸蔓期以后，由于植株生长高度影响了光照，所以测量位置的光照度下降。由图2 可知，整个生育期红色分光膜光照度高于蓝色棚膜，蓝色棚膜棚室的平均光照度为14 766 lx，红色分光膜棚室的平均光照度为15 715 lx。

图2 不同棚膜覆盖棚室内光照度分析

2.2 不同棚膜覆盖植株叶绿素相对含量分析

由图3 可知，植株的叶绿素相对含量在坐果前较低，坐果期达到最高，膨大期有所下降。作物的产量与光合作用密切相关，而叶绿素是高等植物和其他所有能进行光合作用的生物体含有的一类绿色色素，它主要吸收红光和蓝紫光。在坐果前与膨大期为蓝色棚膜高于红色分光膜，坐果期则为红色分光膜高于蓝色棚膜。2 个处理植株在开花坐果期叶绿素相对含量达到最高，这阶段是西瓜从以营养生长为主向生殖生长为主的转折期，此时期气温达到当月最高值。温度过高会加速叶绿素分解，此时红色分光膜植株相对叶绿素含量高于蓝色棚膜，说明红色分光膜在外界较高温度时可在一定程度上保持棚室内较低温度，确保叶绿素不受高温影响而分解。果实膨大期以果实生长为中心，直至达到成熟时，果实停止发育而进行物质转化，叶绿素分解，形成大量番茄红素、胡萝卜素和维生素等，因此，此时期叶绿素相对含量逐渐下降。高温下叶绿素分解大于合成，膨大期蓝色棚膜叶绿素相对含量高于红色分光膜，说明红色分光膜处理棚室的温度高于蓝色棚膜。2 个处理的叶绿素相对含量不存在显著差异。

图3 不同棚膜覆盖植株叶绿素相对含量分析

2.3 不同棚膜覆盖植株叶片氮素含量分析

由图4 可知，植株的氮素含量在坐果前较低，坐果期达到最高，膨大期有所下降。在坐果前与膨大期为蓝色棚膜高于红色分光膜，坐果期则为红色分光膜高于蓝色棚膜，与叶绿素相对含量变化一致。叶片含氮量越高，叶绿素含量也越高，叶色越绿，叶片越嫩、越大，叶片更容易吸收水分；叶片含氮量越低，叶绿素含量越低，叶片颜色会趋于黄绿色，叶片越小、越硬，叶片产生水分流失现象。叶片缺氮会加速叶片组织的衰老，也加快了蛋白质、酶的分解和氮素的转移。随着生育期延长，蓝色棚膜叶片的氮素含量高于红色分光膜，说明后期植株的叶片衰老可能会早于蓝色棚膜。2 个处理的氮素含量不存在显著性差异。

图4 不同棚膜覆盖植株叶片氮素含量分析

2.4 不同棚膜覆盖植株坐果率与染病情况分析

由表1 可知，蓝色棚膜覆盖的植株长势中等，坐果率为100%，整个生育期植株染病率为1%；红色分光膜植株长势中强，坐果率为100%，整个生育期植株染病率为0，长势良好。

表1 不同棚膜覆盖植株坐果率与染病情况分析

2.5 不同棚膜覆盖果实性状分析

由表2、图5 可知，2 个处理的果实纵径相同，红色分光膜的横径小于蓝色棚膜，因此，2 个处理的果形指数分别为1.22、1.21，均为椭圆形；2 个处理果实皮厚红色分光膜小于蓝色棚膜，分别为0.60 cm、0.65 cm，红色分光膜处理果实可食用部分更多；果实硬度蓝色棚膜为8.62 kg/cm2、红色分光膜为6.70 kg/cm2。2 个处理的果实性状在0.05 水平上无显著差异。

表2 不同棚膜覆盖果实性状

2.6 不同棚膜覆盖果实品质分析

由表3、图6 可知，2 个处理的果实单瓜重相同；折合亩产量均为3 097 kg；红色分光膜的心糖与边糖含量均高于蓝色棚膜，红色分光膜覆盖的处理分别为12.07%、10.23%，蓝色棚膜分别为11.90%、9.58%，且红色分光膜心糖与边糖含量梯度小，为1.84%，果实口感更好；2 个处理的纤维含量均为少。2 个处理果实品质在0.05 水平上无显著差异。

表3 不同棚膜覆盖果实品质

图6 不同棚膜覆盖果实品质分析

3 讨论与结论

综合分析不同棚膜覆盖棚室内光照度、叶绿素相对含量、氮素含量，以及果实性状、品质与单瓜重、折合亩产量可知，红色分光膜的光照度均高于蓝色棚膜，整个生育期平均光照度为15 715 lx；叶绿素相对含量与氮素含量在坐果期时红色分光膜高于蓝色棚膜，其他时期红色分光膜则低于蓝色棚膜；果实性状方面，2 个处理均为椭圆形，红色分光膜的果皮厚度为0.60 cm，可食用部分更多，但是果皮硬度略低；果实性质方面，红色分光膜的心糖与边糖含量更高，可溶性固形物含量分别为12.07%、10.23%，且心糖与边糖含量梯度小，果实口感更好，同时病害发生减少。因此，红色分光膜处理对西瓜生长与果实品质有很好的提升效果。在试验过程中发现，2 个处理的植株在开花坐果期叶绿素相对含量最大，此时期气温达到当月最高值，红色分光膜植株相对叶绿素含量高于蓝色棚膜，说明红色分光膜在外界较高温度时可在一定程度上保持棚室内较低温度，确保叶绿素不受高温影响而分解；果实膨大期叶绿素相对含量逐渐下降，此时蓝色棚膜叶绿素相对含量高于红色分光膜，说明分光红膜处理的棚室温度高于蓝色棚膜。因此，分析红色分光膜可能存在调节棚室温度的效果，外界温度较高时棚室内可缓慢升温，外界温度较低时棚室内可以在一定程度上蓄热维持平稳温度，此效果有待进一步研究。