溫室黃瓜果實鮮質量非破壞性測定方法研究

趙大球 ，高海潔 ，倪紀恒 ，徐強，陳春宏 ，陳學好

（1.揚州大學園藝與植物保護學院，江蘇揚州，225009；2.上海市農業(yè)科學院，上海設施園藝重點實驗室）

黃瓜（Cucumis sativusL.）是一種世界性的重要蔬菜，也是我國目前種植范圍最廣、栽培面積最大的蔬菜之一。黃瓜果實鮮質量是黃瓜產量形成的基本因素，是栽培、育種研究的重要指標之一。黃瓜果實質量約占植株總干質量的60%或總鮮質量的80%[1]。在果實生長發(fā)育的研究中常需要對同一果實進行連續(xù)觀察測定，在此情況下，果長和果徑或果周長可以直接測量，而果質量（包括鮮質量和干質量）無法直接測定，因此難以對果實生長發(fā)育的動態(tài)變化進行研究。

果實鮮質量的測定一般分為破壞性測定與非破壞性測定2種。破壞性測定必須在果實采收以后進行，破壞了植物體本身的源庫關系，影響研究結果，也無法對同一果實進行動態(tài)測定。而非破壞性測定方法可以在黃瓜果實非離體的情況下，對同一果實進行連續(xù)性的動態(tài)測定。關于對黃瓜植株的非破壞性測定，目前的研究主要集中在黃瓜葉面積[2～4]，但對于黃瓜果實鮮質量的非破壞性測定方法的研究報道卻很少[5～6]。因此，本試驗以溫室黃瓜為試驗材料，研究黃瓜果實鮮質量與果長、果徑之間的關系，建立經驗性應用模型，并通過其他試驗數(shù)據(jù)來驗證模型的可靠性與模擬精度，為黃瓜果實的非破壞性測定提供理論依據(jù)和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2007年2～6月在上海市農科院農業(yè)奉賢園區(qū)的現(xiàn)代化Venlo-型溫室中進行，選用荷蘭常規(guī)溫室黃瓜栽培品種“戴多星（Cucumis sativuscv Deltestar）”。50孔穴盤育苗，育苗基質為珍珠巖和蛭石，比例為1∶1，在育苗室中進行。待黃瓜幼苗長至1葉1心時定植，采用珍珠巖袋培，單稈整枝，Priva Integro 2715控制系統(tǒng)進行溫室環(huán)境和灌溉的管理。從第6節(jié)開始留果，每2節(jié)留1個果，當植株到了采收期時，每2 d采收1次，測定果實鮮質量、果長以及果徑。

1.2 試驗設計

本試驗共設3個播期，分別于2007年2月1日，11日，23日播種，分別于2月10日，23日和3月4日定植，采用播期1的數(shù)據(jù)進行模型的構建，利用播期2、播期3的數(shù)據(jù)對模型進行驗證。

1.3 測定項目和方法

采用精度為0.1 g的電子天平測量黃瓜果實鮮質量。黃瓜果實的果徑和果長分別采用游標卡尺和直尺測量，其中果徑為黃瓜果實直徑的最大值，果長為從黃瓜果實基部至頂部的長度。

1.4 模型的驗證

采用檢驗模型時常用的統(tǒng)計方法——回歸估計標準誤差（RMSE）對模擬值和觀察值之間的符合度進行統(tǒng)計分析。RMSE值越小，模擬值與觀察值的一致性越好，模擬值和觀測值之間的偏差越小，即模型的模擬結果越準確、可靠。因此，RMSE能夠很好地反映模型模擬值的預測性，其計算公式如下

圖1 果實鮮質量與果實體積的關系

式中OBSi為實際觀測值，SIMi為模型模擬值，n為樣本容量。

2 結果與分析

2.1 模型的構建

通過對播期1的試驗數(shù)據(jù)進行分析，擬合出2個經驗性模型（圖1）。

模 型 Ⅰ ：FW=0.700 8 ×FD2×FL，R2=0.977 4，RMSE=10.18 g；

模型Ⅱ：FW=2.120 1×（FD2×FL）0.7901，R2=0.983 9，RMSE=14.41 g。

其中，F(xiàn)W 為單果鮮質量 （g），F(xiàn)D為果實直徑（cm），F(xiàn)L 為果實長度（cm）。

2.2 模型的驗證

采用播期2與播期3的試驗數(shù)據(jù)，將果徑和果長輸入到模型Ⅰ和模型Ⅱ中，將模型的模擬值與實測值采用國際上常用的1∶1圖（圖2）進行比較。結果表明，模型Ⅰ果實鮮質量模擬值與實測值之間相關系數(shù)（R2）和回歸估計標準誤差分別為0.95和24 g。模型Ⅱ果實鮮質量模擬值與實測值之間的相關系數(shù)和回歸估計標準誤差分別為0.91和40 g。說明模型Ⅰ能夠很好的模擬果實的鮮質量。

3 小結與討論

本試驗通過對現(xiàn)代化溫室黃瓜果實鮮質量與體積關系的研究，構建了模型Ⅰ和模型Ⅱ兩個經驗性模型，模型Ⅰ很好的預測了黃瓜果實的鮮質量，同時具有參數(shù)少模擬精度高的特點，易于應用于生產實踐中。

另外，黃瓜果實鮮質量不僅受到本身源庫關系的影響，同時也受輻射、溫度以及水分的影響，本模型的研究目前僅局限于水分、養(yǎng)分充分供應的溫室生產中，對于有機基質栽培、大棚栽培和大田栽培的黃瓜來說是否適合，還需要進一步的試驗數(shù)據(jù)來進行驗證。我國幅員遼闊，從南到北都有黃瓜種植，其中栽培品種和栽培方式各不一樣，因此本模型還需要不同品種、地點的試驗數(shù)據(jù)來進一步進行驗證。

圖2 果實鮮質量模擬值與實測值的比較

[1]Marcelis L F M.The dynamic of growth and dry matter distribution in cucumber[J].Annals of Botany,1992,69:875-879.

[2]龔建華，向軍.黃瓜群體葉面積無破壞性速測方法研究[J].中國蔬菜，2001（4）：7-9.

[3]王貴臣，顧興芳.關于溫室黃瓜葉面積測量方法的初探[J].中國蔬菜，1987（3）：34-36.

[4]裴孝伯，李世誠，張福墁，等.溫室黃瓜葉面積計算及其與株高的相關性研究[J].中國農學通報，2005（8）：80-82.

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[6]Marcelis L F M.Fruit shape in cucumber as influenced by position within the plant,fruit load and temperature[J].Scientia Horticulture,1994(56):299-308.