武威地区日光温室黄瓜黄沙栽培适应性研究

栾倩倩 陈亮 杨恒恒 常浩 张自强 李彦荣

摘要 为筛选适宜武威地区日光温室黄沙栽培的黄瓜品种,以引进的8个黄瓜品种为试材,当地 “天美1号”为对照,比较植株的生长性状、光合特性及果实产量性状等差异。结果表明,黄沙栽培下“翠玉”“津研4号”品种的生物学性状指标和光合指标显著高于对照,“DQB”和“DGQ2”的生长指标显著低于对照,其余无显著差异;从产量品质看,“津研4号”和“翠玉”产量优势显著,产量较对照显著增产8.56%和4.24%,其余品种与对照无显著差异。可见,“翠玉”“津研4号”2个品种生长势好、光合能力较强,产量优势显著,口感脆甜,故推荐“翠玉”和“津研4号”2个品种在甘肃武威地区日光温室黄沙栽培种植。

关键词 黄瓜;黄沙栽培;品种对比;光合特性;产量品质

中图分类号 S642.2 文献标识码 A

文章编号 0517-6611(2021)17-0212-05

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.17.054

Abstract In order to screen cucumber varieties suitable for yellow sand cultivation in solar greenhouse in Wuwei Corridor, the differences in plant growth, disease resistance, leaf photosynthetic characteristics and fruit yield and quality were analyzed by comparing 8 imported cucumber varieties with local variety Tianmei1 as the control. The results showed that the growth indexes and photosynthetic indexes of Cuiyu and Jinyan 4 under yellow sand cultivation were significantly higher than the control, the growth indexes of DQB and DGQ2 were significantly lower than the control, and the other varieties had no significant difference. In terms of yield and quality, the yield advantages of Jinyan4 and Cuiyu were significant, and increased significantly by 8.56% and 4.24% compared with the control, and each of the remaining species was no significant difference. It can be seen that the two varieties of Cuiyu and Jinyan 4 have good growth potential, strong photosynthetic capacity, significant yield advantages, and crisp and sweet taste. Therefore, two varieties of Cuiyu and Jinyan 4 were recommended in Wuwei of Gansu yellow sand cultivation in solar greenhouse.

Key words Cucumber;Yellow sand cultivation;Variety comparison;Photosynthetic characteristics;Yield and quality

黃瓜(Cucumis sativus L.)是葫芦科(Cucurbitaceae)一年生草本植物,因味甘甜营养佳,深受人们的喜爱,因此在全世界范围内广泛栽培[1-2]。目前世界黄瓜生产面积最大、总产量最高的国家是中国。同时黄瓜也是经济蔬菜作物之一,主要以设施栽培为主,近年来,随着武威地区农业领域的变化,黄瓜种植已成为农民增收的支柱产业。但因种质受限,品种过于单一,加之连作障碍现象严重,导致种性退化、抗病性下降、产量品质低等问题,已严重制约武威地区黄瓜优质化生产。为了更好地促进当地设施黄瓜种植业的发展,急需筛选适宜当地栽培的黄瓜品种。李愚鹤等[3]在天津科润黄瓜研究所日光温室内杂交培育了“津优385”品种;尹鑫等[4]为获得河西走廊日光温室黄瓜种植的最适品种,对 6 个不同黄瓜品种进行品比试验;顾兴芳等[5]以强雌系 081048 为母本,普通花自交系为父本,杂交筛选出耐高热抗高产的黄瓜新品种“中农38号”;严湘萍等[6]为筛选出适应西宁地区日光温室栽培的水果黄瓜品种,通过对 5 个参试品种的植株生长、产量、品质及抗病性等性状进行测定和比较,筛选出“荷兰黄瓜”作为西宁地区设施蔬菜主栽品种;秦玉红等[7]选用 4 份华南型黄瓜品种进行春提早栽培品比试验,筛选出品2(2013C699)是产量高、综合性状优异的优良品种。笔者通过分析黄瓜植株生长性状、光合特性及果实产量性状等差异,以期筛选出适宜性好、丰产稳产的黄瓜种质,为当地品种选育和推广提供理论依据,也为将来黄瓜育种提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况与试验材料 试验时间为2019年4—8月,地点在甘肃省武威市凉州区黄羊镇甘肃省农业工程技术研究院日光温室,该地昼夜温差大,日照充足。引选“翠玉”“津研4号”“DGQ2”“DQB”“9930”“Long”“地瓜”和“天美1号”(CK)为试验材料,“天美1号”种子从当地市场购买,其余种子由天津科润农业科技股份有限公司提供;选用黄沙土栽培,有机质、碱解氮、有效磷的含量分别为12.46 g/kg、58.74 mg/kg、16.85 mg/kg,土壤pH为8.41。

1.2 试验设计 随机排列,以供试的8个品种为材料,设置3个区组,每区组共 30 株,各个品种定植顺序随机抽取。起垄覆膜双行种植,垄面宽70 cm,垄面高18 cm,走道宽30 cm,株距30 cm,每垄种植2行(每垄30~32株)。于2019年2月26日在日光温室内采用穴盘育苗,4月15日定植,其他管理措施与当地农户温室管理一致。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 生长指标。不同生育期各选取长势好的6株测定其生长指标,利用钢卷尺测量其叶片縱横径、株高,用游标卡尺测量植株茎粗,采用SPAD502便携式叶绿素仪测定其含量,测量叶片为功能叶,选择部位一致,最终计算平均值。

1.3.2 光合指标。分别选取6株长势好、生长旺的植株检测光合参数,测量时间最好选择晴天10:00左右,测定指标分别为净光合速率(Pn,μmol CO2/(m2·s))、胞间CO2浓度(Ci,μmol/mol)、气孔导度(Gs,mmol/(m2·s))和蒸腾速率(Tr,mmol/(m2·s)),测定的光强一般为850 μmol/(m2·s),提供的外界CO2浓度为420 μmol/mol,叶温为28 ℃。

1.3.3 产量及品质。黄瓜果实成熟后,分批采收考种,各品种选取 10株作为代表,先测定其单株产量,再折算为小区平均产量,最后折算成1 hm2产量。果实性状鉴定及品质测定用商品瓜。

1.4 数据分析 试验数据采用 SPSS 20.0 (Duncan”s 新复极差法P<0.05)进行分析, 作图采用Excel 2012。

2 结果与分析

2.1 植株性状比较

8个黄瓜品种的出苗率在70%~88%,其中“翠玉”和“地瓜”低于对照,其余均高于对照。黄瓜品种果实发育期在40~52 d,其他品种果实发育期均长于CK,除“DGQ2”品种和CK一致外(表1)。其中开花稍早的品种为“地瓜”和“9930”,其果实发育期分别为48、52 d,“Long”品种的开花最晚,果实发育期最短为40 d。除“DGQ2”“DQB”和对照外,其余综合性状表现较强,品种的整齐度和坐果程度表现均好。

2.2 黄瓜品种各个生物学性状比较

2.2.1 株高。

由图1可知,黄瓜品种的株高呈递增趋势,苗期“9930”的株高最高,显著高于CK,开花坐果期和盛果期“津研4号”株高显著高于CK,“翠玉”和“CK”无显著差异(图1)。在苗期,“9930”和“津研4号”显著高于对照34.23%、20.0%,“地瓜”株高显著低于对照9.15%;在开花结果期,株高趋势和苗期一致,“地瓜”最低;在成熟期,“Long”“津研4号”“翠玉”的株高显著高于对照15.46%、20.12%、18.74%,“DGQ2”“9930”“地瓜”显著低于对照11.0%、13.15%、18.12%,品种株高大小为“津研4号”>“翠玉”>“Long”>“CK”>“地瓜”>“DQB”>“9930”>“DGQ2”。

2.2.2 茎粗。茎粗和株高的趋势一致,呈逐渐增高趋势,不同生育时期,“翠玉”的茎粗均显著高于对照(图2)。在苗期,“翠玉”的茎粗显著高于对照9.34%,“Long”的茎粗显著低于对照22.53%,“DQB”与对照无显著差异;在开花坐果期,除“9930”外,依次显著高于对照24.61%、18.16%、2.35%、28.67%、16.58%、10.14%;在成熟期,“地瓜”“津研4号”和“翠玉”的茎粗显著高于对照7.56%、13.44%和11.97%,“DGQ2”“DQB”“Long”和“9930”的茎粗显著低于对照2.65%、5.22%、8.05%和5.81%,茎粗依次为津研4号>翠玉>地瓜>CK>DGQ2>DQB>9930>Long。

2.2.3 叶长。黄瓜品种叶长呈逐渐增加趋势,整个生育期“翠玉”的叶长显著高于“9930”及CK(图3)。在苗期,“翠玉”“DQB”的叶长分别较“津研4号”和CK显著增加15.06%、10.76%。“地瓜”“Long”和“9930”的叶长显著低于对照25.10%、11.76%和28.83%,其余无显著差异;开花坐果期,所有品种均显著高于对照;成熟期,“9930”的叶长显著低于对照4.46%,“翠玉”“地瓜”“DQB”和“津研4号”的叶长显著高于对照20.23%、12.67%、5.47%和10.93%,“DGQ2”“Long”与对照无显著差异。

2.2.4 叶宽。各黄瓜品种叶宽均依次增加,整个生长生育时期,“翠玉”的叶宽最大,显著高于CK,“DGQ2”“Long”“9930”的叶宽均与对照无显著差异(图4)。在开花坐果期,“翠玉”“地瓜”和“津研4号”的叶宽显著高于对照10.90%、7.06%和2.05%,“DQB”“Long”和“9930”的叶宽显著低于对照6.16%、4.65%和8.66%;在成熟期,“翠玉”的叶宽显著高于对照8.86%,“DQB”的叶宽显著低于对照9.98%,其他品种间差异不显著。

2.3 黄瓜叶片光合性能指标比较

2.3.1 叶绿素含量 SPAD。

由图5可知,叶绿素含量表现为先升后降的趋势,开花坐果期最高,“翠玉”的含量最高,显著高于CK,“9930”的含量最小,显著低于CK。在苗期和成熟期,“翠玉”“津研4号”的SPAD值分别显著高于对照11.38%、8.15%和8.65%、3.93%,“地瓜”“Long”的SPAD值显著低于对照5.69%、8.61%和3.01%、2.55%,“DGQ2”和“DQB”的SPAD值在苗期与CK无显著差异,在成熟期显著低于CK 2.56%;在开花坐果期,“翠玉”的 SPAD 值显著高于对照36.77%,“9930”和“Long”的 SPAD值显著低于对照3.61%、3.13%。

2.3.2 叶片净光合速率。

黄瓜叶片净光合速率 Pn 呈先升后降的趋势,于开花结果期达到高峰(图6)。整个生育期,“津研4号”的 Pn 最大,显著高于对照0.73%、31.11%、8.73%,“地瓜”最小,显著低于对照15.62%、9.74%和16.36%。开花结果期,“翠玉”“津研4号”“DGQ2”和“DQB”之间无显著差异,“9930”和“Long”显著高于对照15.38%、11.59%。成熟期,除“津研4号”显著高于对照,“地瓜”显著低于对照外,其余品种无显著差异。

2.3.3 葉片气孔导度。

由图7可知,黄瓜品种叶片气孔导度Gs 类似于Pn,均在开花结果期最高。在3个生育期,“津研4号”品种Gs最大,显著高于其他品种及CK。苗期,“津研4号”Gs显著高于CK,其余各品种间无显著差异;开花坐果期和成熟期,“津研4号”的Gs显著高于对照 1 倍左右,“地瓜”和“Long”显著低于对照30.37%、21.48%,其余品种与对照无显著差异。

2.3.4 叶片胞间CO2浓度。

由图8可知,叶片Ci在苗期和开花坐果期无显著差异,成熟期达到最高。苗期,“津研4号”的Ci显著高于对照47.19%,“翠玉”“DGQ2”和“DQB”的Ci与对照无显著差异,“地瓜”“9930”和“Long”显著低于对照7.66%、7.67%和4.56%;开花坐果期,“翠玉”“津研4号”的Ci显著高于对照10.36%、15.63%,其余品种与CK差异不显著;成熟期,“地瓜”“9930”“Long” 品种的Ci显著低于对照5.49%、4.91%、4.43%,其余差异不显著。

2.3.5 叶片蒸腾速率。

由图9可知,不同品种叶片蒸腾速率Tr先升后降,开花坐果期达最高(图9)。整个生育期,“津研4号”的Tr值最高,“地瓜”的Tr最小。苗期而言,“翠玉”“津研4号”“DGQ2”和“Long”之间无显著差异,却显著高于对照9.88%、19.23%、10.54%和17.65%,“地瓜”“DQB”显著低于对照18.05%、19.63%,“9930”与CK无显著差异;在开花结果期,除“地瓜”显著低于对照8.5%,其余均显著高于CK;成熟期,“翠玉”“津研4号”“Long”的Tr显著高于对照16.18%、14.08%、10.51%;其余品种的Tr与对照无显著差异。

2.4 黄瓜品种的果实性状比较

由表2可知,供试的8个黄瓜品种,“地瓜”“DGQ2”和“DQB”3个品种瓜形为短圆形,其余3个品种瓜形为长圆形。果实外观以长圆形、绿白和绿色果皮为主,“DGQ2”果皮为深绿,“DQB”为油绿色,果肉颜色以白色为主,只有CK为浅绿果肉品种,“翠玉”和“津研4号”为白绿果肉品种,果实刺瘤大部分为瘤小小疏,果刺颜色白刺为主。心室数大部分为3心室,只有“地瓜”品种是4心室,果肉质地大部分为脆,其中“翠玉”和“津研4号”是脆甜,口感表现均可,“津研4号”和“翠玉”打分为5分,口感很好,“地瓜”“DGQ2”4分为良好,其余是中等。

2.5 黄瓜品种的产量比较

由表 3 可知,8 个供试黄瓜品种的果实产量为 7 955.64~10 571.95 kg/hm2 ,“翠玉”和“津研4号”品种的产量显著高于对照品种,其中“翠玉”产量最高,显著高于各品种,较对照增产 8.56%,“津研4号”较对照增产 4.20%,其余 5 个品种产量均低于CK,其中“地瓜”“Long”和“DGQ2”产量显著低于对照11.78%、13.71%和18.30%,“DQB” 的产量与对照无显著差异。综上所述,“翠玉”品种的产量优势显著。

3 结论与讨论

黄瓜果实发育期的植物性状可以衡量黄瓜植株的生长势,该试验中的所有黄瓜品种果实发育期均在40 d以上,与袁廷庆等[8]报道的一致。该试验中的各个品种,田间调查发现,植株的生长、整齐度及综合抗病性方面表现均好,“Long”品种的植株生长势比较弱,但果实成熟早,40 d可以收获,“津研 4 号”和“翠玉”2个品种在株高、茎粗、叶片长宽等方面均显著高于对照,表明2个品种植株营养生长旺盛,适宜武威地区日光温室栽培。研究表明,95% 的作物产量来源于光合作用[9],生长后期叶片的光合作用对作物高产极其重要[10]。该研究通过测量叶片的 SPAD 值,结果发现该值与叶片成熟度、叶片抗性有很大相关性[11-12],该试验中黄瓜叶片的 SPAD 值随着生育期表现为先增加后降低,在开花坐果期达到最大,这与陈亮等[13]在厚皮甜瓜上的研究结果一致。研究表明,叶绿素是植株进行光合作用的重要色素,其含量的多少与光合能力的大小有密切的关系。唐懿等[14]研究表明,低温弱光条件下,茄子幼苗的光合速率会降低,导致膜脂过氧化,严重影响植株的生长势。这与该研究的结果一致。该研究发现黄瓜叶片的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率在开花坐果期最大,而CO2 浓度在成熟期达到最大,表明叶绿素含量越大,植株的光合作用越强,植株后期,叶片衰老,叶绿素减少, CO2 的利用率降低,胞间 CO2 积累,光合作用减弱,此结果和前人的研究结果一致[15];在开花坐果期,“地瓜”“津研 4 号”和“DGQ2”的含量远高于对照,但“津研 4 号”品种的 Pn、Tr 显著高于对照,“地瓜”的Pn、Gs 却显著低于对照,“DGQ2”品种的Gs、Ci 和Tr 显著低于对照,其原因可能是光合色素中叶绿素a和叶绿素b及其他色素所占比例不同引起的,而“9930”与“Long”品种的叶绿素指标与光合指标相一致,此结果与陈利青等[16]的研究结果一致;从黄瓜品种的果实性状方面来看,各个品种均有相似之处,其中“地瓜”是 4 心室,其余为 3 心室,这与张开京等[17]报道的黄瓜具有多心室性状一致;分析黄瓜品种产量数据可知,该试验的产量较低,其原因是水肥管理不当、天气忽冷忽热,导致产量降低。为避免这种现象的发生,温室种植应随时诊断生育状况,应及时打杈摘叶,改善通风透光条件,避免病害多发,同时也要加强水肥研究,以期瓜类作物获得优质高产。温室品种试验发现,“翠玉”和“津研 4 号”品种产量显著高于对照,其余品种产量表现一般,这表明“翠玉”“津研 4 号”品种在温室栽培适应性更强,产量优势显著;口感表现,“翠玉”“津研四号”品种为白色果肉,质地脆,成熟后口感为脆甜,其余品种口感均一般,对于供试黄瓜的口感评分,因品尝人数有限,存在一定的试验误差,今后综合评价应考虑全面,品种间的差异、环境的影响、气候的适应性等。

综合整个植株的生长势、抗病特性、光合特性及产量品质等方面,“翠玉”“津研 4号”和“地瓜”3个品种的生长势较好,“翠玉”和“津研 4 号”2个品种光合能力较强、产量优势明显,口感较好,故“翠玉”和“津研 4 号”品种适宜武威地区日光温室黄沙栽培。

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标签: 光合特性 黄瓜