种植方式和密度互作对露地立架小型西瓜产量和品质影响

王磊，常培培，张自坤，陶士会，王静静，贺洪军

近年来，随着人民生活水平提高，家庭小型化和旅游业兴起，小型西瓜因其果形美观小巧、肉质细嫩、汁多味甜、品质极佳，便于携带，越来越受消费者青睐，种植面积逐年增大[1,2]。果型较小、单瓜重轻、产量较低等问题一直制约小型西瓜的快速发展，为此创新小型西瓜高产栽培方式对小型西瓜产业迅速发展具有重要意义。西瓜产量往往受到诸如品种、气候、栽培措施等多种因素的影响，其中，种植方式和密度是各种栽培措施中影响西瓜产量的最直接因素[3]。研究表明，设施条件下采用吊蔓方式进行小型西瓜栽培时，采用单行定植，并且适当提高小型西瓜种植密度，可显著提高小型西瓜产量，增加经济效益[4]。栽培方式和种植密度可通过改变西瓜群体结构的通风透光性、西瓜的叶面积指数以及西瓜群体光能利用率，从而影响西瓜产量和品质[5,6]。杜少平等[7]研究表明，随着西瓜种植密度增加，虽养分消耗越多，单株结瓜重降低，但由于单位面积坐瓜数增多而产量增加。目前，关于小型西瓜种植方式和密度的研究主要集中于设施条件下的吊蔓西瓜，针对西瓜需求最大的露地茬口研究还较少，分析主要原因是露地西瓜多进行地爬种植，植株群体光能利用率难以提高，为此，我们开展了露地小型西瓜立体栽培技术方面研究，在前期发明露地小型西瓜立体支撑装置(专利号：201620668483.7)的基础上，研究了种植方式和密度对露地小型西瓜产量和品质的影响，拟在集成露地小型西瓜高产立体增密种植技术的同时，为创新小型西瓜露地茬口的高产栽培种植模式提供理论和技术支撑。

1 试验材料与方法

1.1 试验设计

试验于2016年3-7月在德州市农业科学研究院科技示范园进行。试验区土壤为砂质壤土，中等地力，定植前土壤养分含量(0～30 cm土层)：有机质1.44 g·kg-1、全氮0.77 g·kg-1、速效磷57.23 mg·kg-1、速效钾 181.67 mg·kg-1、pH 8.12。供试小型西瓜品种为“京颖-6”，其植株长势强，果实椭圆形，果肉红色，口感好，糖度高，适合周年生产。试验为两因素裂区试验设计，主区为种植方式(R)，副区为定植密度(D)，3次重复。种植方式分别为等行距种植(ER)和大小行种植(BSR)，其中等行距种植的行距为80 cm，大小行种植的大行行距为120 cm，小行行距为40 cm，密度设为37 500株·hm-2(D1)、33 000株·hm-2(D2)和28 500株·hm-2(D3)，小区面积为36 m2。植株均采用双蔓整枝，主蔓第二雌花坐瓜，侧蔓坐瓜后摘心，人工授粉，挂牌后标记授粉日期，其它田间管理按常规方法进行。

1.2 测定项目和方法

1.2.1 植株生长指标测定

从植株定植后20 d始，每个小区随机选取5株植株，测定植株主蔓长、茎粗和叶片数，计算其平均值，重复3次，以后每隔10 d测定一次，直至测定到定植后50 d。

1.2.2 植株各器官干物质量测定

于植株定植后45 d，每个小区随机选取5株，分别测定西瓜根系、茎、叶片和果实鲜重，计算其平均值，重复3次。之后将西瓜根系、茎和叶片置鼓风干燥箱内105 ℃杀青15 min，并于70 ℃烘干至恒重，测定其干物质质量。

1.2.3 小型西瓜产量和果实品质测定

果实成熟后按小区采摘，每个小区所有植株的单株产量总和计为该小区产量，并按照小区面积计算出单位产量，同时统计每个小区的结瓜数和裂瓜数，计算出每个处理的坐果指数和裂瓜率。

每个处理选取5个果实(同一授粉日期)，测定平均单瓜重及果实纵经、横径，计算果形指数。采用LB20T型手持式测糖仪测定果实中心糖和边糖，然后计算中边差；西瓜瓜瓤质地按照西瓜种质资源描述规范进行评价[8]。

1.3 数据处理

试验数据采用Excel和SPSS 17.0软件进行处理和统计分析，Duncan 新复极差法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 种植方式和密度对露地小型西瓜植株生长的影响

由图1可见，种植方式和密度均可显著影响露地小型西瓜植株的主蔓长、茎粗和叶片数(P<0.05)。全生育期内，随着生长的进行，各处理之间的主蔓长度、茎粗和叶片数差异逐渐增大，其中与等行距相比，大小行种植的D2和D1处理表现较好，如定植后50 d时，大小行种植D2的主蔓长度、茎粗和叶片数分别较等行距种植D2高21.07%、9.36%和25.00%，大小行种植D1的主蔓长度、茎粗和叶片数也分别较等行距种植D1高17.65%、8.71%和32.00%。同时由图1可知，所有等行距种植处理中，D3植株长势较好，D1较弱，如定植后30 d时，等行距D3主蔓长和茎粗分别为88.0 cm和6.68 mm，而等行距D1仅为74.0 cm和6.36 mm；对于大小行种植方式，D2表现较好，D1次之，D3较弱，如定植后40 d时，大小行种植D2主蔓长和茎粗分别较大小行D3高11.14%和5.56%。由此可见，不同种植方式可显著改变不同密度对露地小型西瓜植株生长的影响。

图1 不同处理对露地小型西瓜生长指标的影响Fig.1 Effect of different treatments on growth index of mini-watermelon cultivated in the open field

2.2 种植方式和密度对露地小型西瓜各器官物质积累量的影响

由表1可知，种植方式和密度可显著或极显著影响植株茎叶鲜、干质量和果实鲜质量以及根冠比，且两者交互作用显著。尽管种植方式和密度可显著影响根系鲜质量，但对根系干质量无显著影响。可见，种植方式和密度主要影响小型西瓜植株地上部的生长，其中大小行种植方式的植株茎叶鲜质量和果实鲜质量显著高于等行距种植方式，且大小行方式植株的根冠比为0.036，较等行距种植低27.78%，大小行种植方式更促进植株地上部物质的积累。且密度较低，西瓜地上部物质积累量较高，如D2和D3茎叶鲜质量较D1高18.11%和47.97%，D1根冠比较D2和D3高41.7%。

表1 不同处理小型西瓜植株鲜重、干重方差分析及多重比较Table 1 Analysis of fresh and dry weight of mini-watermelon among different treatments

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05);不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。

Note: Values with different small letters in same column are significantly different from each other atP<0.05. Values in the same column followed by the different capital letters are significantly different from each other atP<0.01.

2.3 种植方式和密度对露地小型西瓜产量构成的影响

由表2可见，露地小型西瓜的单瓜重、坐瓜指数和单位产量均因种植方式和栽培密度不同而表现显著差异(P<0.05)。其中大小行种植的单瓜重、坐瓜指数和单位产量较等行距种植的分别高41.86%、22.09%和73.08%，因此，采用大小行种植更容易促进露地小型西瓜产量的形成，且大小行种植植株裂瓜率较低，仅为6.9%。但不同种植方式下，不同密度对植株产量的构成表现并不一致，等行距种植方式下，随着密度的增加，单瓜重和坐瓜指数逐渐减少，产量逐渐降低，此时D1单位产量仅为23 122.7 kg·hm-2，分别较D2和D3低5.13%和11.96%，而大小行种植方式下，虽D3单瓜重仍较高，但D3的产量却显著低于D2和D1，分别较D2和D1低7.59%和5.37%，且D3处理裂瓜率也较高，为9.1%，由此说明，大小行种植方式更适合露地小型西瓜高密度栽培。

表2 不同处理小型西瓜产量形成及裂瓜率方差分析及多重比较Table 2 Analysis of yield formation and melon cracking rate of mini-watermelon among different treatments

2.4 种植方式和密度对露地小型西瓜果实特性及品质的影响

表3可见，种植方式和密度可显著影响小型西瓜果实性状，且交互作用显著。与等行距种植方式相比，大小行种植方式可显著提高小型西瓜果实横径、纵经和果实指数，降低果皮厚度。虽然不同种植方式下，不同密度对果实性状影响不同，但通过分析可知，定植密度较低，小型西瓜果实横径、纵经较高，果皮厚度也较高，如D3横径、纵经和果皮厚分别较D1高11.36%、9.09%和42.86%。小型西瓜果实品质也因种植方式和密度不同而显著不同，其中种植方式对小型西瓜品质的影响远大于密度，如大小行种植的小型西瓜中心糖、边糖含量分别较等行距方式高8.58%和13.70%，且果肉酥脆和沙脆，而密度却只显著影响中心糖含量(P<0.05)，对边糖含量无显著影响(P>0.05)，D2的中心糖仅比D1和D3高5.00%和7.14%。

3 讨论与结论

前人研究表明，种植方式和种植密度是调控作物群体特征的重要途径，通过优化种植方式，调控种植密度，可显著改善作物自身库、源的平衡，有效提高作物产量[9,10]。等行距种植和大小行种植是西瓜栽培的两种常见种植方式，张保东等[11]研究表明，采用大小行种植，可显著提高西瓜产量，减少西瓜病害发生，这可能与大小行种植方式可增大定植行间空隙，有助于扩大光合面积，增加光合有效辐射，提高群体光合速率[12]，同时增加空气流通有关。这与本试验研究结果一致，本研究表明，大小行种植方式可显著提高露地小型西瓜植株地上部干物质积累，促进果实膨大，提高西瓜单瓜重和坐瓜指数，从而显著增加西瓜产量，同时小型西瓜裂瓜率也显著降低。常高正等[13]研究表明，小型西瓜定植时，密度过大或过小均可显著降低植株株高、茎粗和单瓜重，但密度增加却提高植株坐瓜率，产量显著提高。戚志强等[14]研究却表明，定植密度增加，坐瓜率下降，同时小型西瓜单瓜重也逐渐降低，单位产量也显著下降。本试验条件下，随着种植密度增加，植株主蔓长、茎粗显著减少，地上部鲜质量和干质量显著降低，单瓜重和坐瓜指数也显著降低，但单位产量却以密度33 000株·hm-2较高，这可能随着密度增加，虽单瓜重和坐瓜指数降低，但由于单位面积植株数增加，坐瓜数增加，也可显著提高产量[15]。此外，本试验结果还表明，种植方式与种植密度对露地小型西瓜植株生长、地上部干、鲜质量积累及产量均有显著的交互作用。等行距种植方式下，随着密度增加，植株主蔓长、茎粗和叶片数逐渐减少，地上部干、鲜质量积累降低，单瓜重和坐瓜指数显著降低，单位产量以D3较高。而采用大小行种植时，以D2和D1处理的植株生长较快，地上部干、鲜质量较大，虽D2和D1单瓜重低于D3，D2坐瓜指数却与D3无显著差异，单位产量以D2较高，D1次之，D3较低。可见，露地小型西瓜采用进行高密度栽培时，选用大小行种植方式更容易促进植株生长及产量的形成，这与杨吉顺等[16]对玉米的研究结果一致。

表3 不同处理小型西瓜果实特性及品质分析Table 3 Analysis of fruit characteristics and quality of mini-watermelon among different treatments

李荣华等[17]对设施小西瓜研究表明，种植密度对西瓜中心糖和边糖含量无显著影响。本试验结果表明，种植密度对露地小型西瓜边糖含量无显著影响，但显著影响果实中心糖含量以及果实横径、纵经、果形指数和果皮厚度，这与耿玉华等[18]对露地西瓜研究结果并不一致，可能与本试验小型西瓜在露地采用立架栽培有关。此外，本试验还表明，种植方式也可显著影响小型西瓜果实性状及果实中心糖、边糖含量，且对果实品质的影响远大于种植密度。与等行距种植方式相比，采用大小行种植，小型西瓜果实横径、纵径较大，果皮较薄，中心糖、边糖含量较高，且中边差较小，果肉酥脆或沙脆。因此，综合考虑种植方式和密度对西瓜植株生长、产量和品质等因素影响，在露地条件下利用立架进行小型西瓜栽培时，采用大小行种植方式，密度为33 000株·hm-2，产量可达43 966.4 kg·hm-2，且品质较佳。

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