太陽(yáng)能土壤加熱系統(tǒng)在西瓜反季節(jié)栽培中的應(yīng)用

馬彥霞 ，石建業(yè) ，張旦 ，李春花 ，葉丙鑫 ，王劍

近年來(lái)，節(jié)能日光溫室西瓜栽培在半干旱區(qū)發(fā)展很快，栽培面積逐年擴(kuò)大。西瓜屬喜溫性植物，整個(gè)生育期要求較高的溫度，但在我國(guó)北方地區(qū)，冬季利用日光溫室種植西瓜，溫室內(nèi)氣溫可滿足植物的生長(zhǎng)要求，但由于地溫偏低，根系生長(zhǎng)受阻，水分、養(yǎng)分吸收困難，造成作物生長(zhǎng)狀況不佳，進(jìn)而影響產(chǎn)量和效益。為此，本試驗(yàn)在西瓜反季節(jié)栽培中應(yīng)用太陽(yáng)能土壤加熱系統(tǒng)，以期解決這一問(wèn)題，為反季節(jié)栽培西瓜提供良好條件。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

砧木選用新士佐南瓜，接穗選用京欣一號(hào)西瓜，接穗比砧木晚播3 d。當(dāng)砧木苗具1片真葉時(shí)采用“十”字斜插接法進(jìn)行嫁接。具體操作如下：先將砧木生長(zhǎng)點(diǎn)用刀片刮凈，用竹簽（事先將竹簽前面1 cm削成扁平尖狀）在2片子葉中間由一側(cè)向另一側(cè)，以30°向下斜插0.7 cm，深度達(dá)苗莖斷面的2/3，用刀片將接穗苗在子葉下方2 cm處削成楔形，拔出竹簽，把接穗插進(jìn)砧木，使砧木和接穗的子葉成“十”字形，用嫁接夾固定好。嫁接好的苗子用遮陽(yáng)網(wǎng)遮光，3~4 d后早晚除掉遮陽(yáng)網(wǎng)見(jiàn)光通風(fēng)1 h，持續(xù)5~6 d（逐漸加長(zhǎng)見(jiàn)光時(shí)間），7~8 d后可除掉遮陽(yáng)網(wǎng)，之后轉(zhuǎn)入正常管理。

1.2 太陽(yáng)能土壤加熱系統(tǒng)及試驗(yàn)區(qū)設(shè)計(jì)

①太陽(yáng)能土壤加溫系統(tǒng) 主要由太陽(yáng)能集熱器、保溫儲(chǔ)熱水箱、散熱管、循環(huán)系統(tǒng)4部分組成。

②試驗(yàn)區(qū)設(shè)計(jì) 按起壟標(biāo)準(zhǔn)先鋪好散熱管，使來(lái)回散熱管正好處于壟下（具體鋪法如圖1所示）。鋪好后整平地起壟，壟寬80 cm，壟高25 cm，壟心間距120 cm，壟中間挖寬20 cm，深1 cm的暗溝。

試驗(yàn)小區(qū)面積120 m2，試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，1個(gè)對(duì)照，3次重復(fù)。處理Ⅰ（T1）：地下20 cm深處埋散熱管；處理Ⅱ（T2）：地下25 cm深處埋散熱管；處理Ⅲ（T3）：地下 30 cm 深處埋散熱管；處理Ⅳ（T4）：地下35 cm深處埋散熱管；對(duì)照（CK）：無(wú)地?zé)峁軈^(qū)。太陽(yáng)能地?zé)嵯到y(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為每天18：00至第2天8：00，每 2 h 循環(huán) 20 min。

1.3 數(shù)據(jù)采集

①溫度測(cè)點(diǎn)布置 2010年10月至2011年5月在定西市旱農(nóng)中心實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)日光溫室中進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)試。各試驗(yàn)區(qū)分別設(shè)5個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，用臺(tái)灣產(chǎn)AZ8829S溫濕度記錄儀記錄溫室氣溫，用直角地溫計(jì)測(cè)量地溫。地上1.5 m處布置1個(gè)室溫測(cè)量點(diǎn)，地溫測(cè)量點(diǎn)設(shè)在地面下15 cm處（根系周?chē)?。西瓜定植后每天采集一次?shù)據(jù)。

②西瓜生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)調(diào)查 從西瓜3葉1心開(kāi)始（2011年1月20日），每10 d隨機(jī)在每個(gè)小區(qū)取樣10株，測(cè)定蔓長(zhǎng)、主莖粗度，共測(cè)60 d。

圖1 試驗(yàn)區(qū)設(shè)計(jì)

③西瓜果實(shí)品質(zhì)分析 選擇開(kāi)花日期相同、子房大小相近、坐瓜節(jié)位一致、長(zhǎng)勢(shì)相似的植株作為采樣株。自授粉之日起掛牌標(biāo)記。果實(shí)成熟后隨機(jī)在每個(gè)小區(qū)取3個(gè)果，稱單瓜質(zhì)量，取樣（采用4分法）。用手持糖度計(jì)測(cè)定可溶性固形物含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度變化

試驗(yàn)過(guò)程中，外界環(huán)境條件都是動(dòng)態(tài)變化的，受天氣條件的影響，土壤溫度測(cè)試結(jié)果會(huì)有一定的差異，但總體趨勢(shì)不會(huì)有影響。選取天氣晴好的典型測(cè)定日2010年3月16~20日（5 d平均值）的測(cè)試結(jié)果為例進(jìn)行討論。7：40揭簾，18：30蓋簾，晴天10：30 揭風(fēng)口，16：30 蓋風(fēng)口。

從圖2可以看出，加溫并沒(méi)有影響土溫隨時(shí)間變化的規(guī)律。日光溫室室內(nèi)溫度的變化幅度比地溫大，出現(xiàn)了3個(gè)峰值，而地溫的變化較平緩。9：00~17：00各處理的地溫變化不大，基本趨于穩(wěn)定。18：00~8：00各處理地溫都較對(duì)照有所升高，其中T4處理的地溫最高，比對(duì)照平均高2~3℃，T1處理最低?？梢?jiàn)太陽(yáng)能土壤加溫系統(tǒng)對(duì)土壤溫度影響較大。

2.2 太陽(yáng)能土壤加溫系統(tǒng)對(duì)西瓜蔓長(zhǎng)和主莖粗度的影響

圖2 日光溫室室內(nèi)溫度與地下15 cm處地溫變化情況

本研究采用立架栽培，單蔓整枝，坐果后摘心。從圖3可知，各處理的植株長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)于對(duì)照，蔓長(zhǎng)與莖粗呈正相關(guān)。其中T4處理西瓜植株長(zhǎng)勢(shì)較好，蔓長(zhǎng)比同期對(duì)照長(zhǎng)35.8 cm，主莖較對(duì)照粗0.3 cm。這表明太陽(yáng)能土壤加溫系統(tǒng)能夠促進(jìn)西瓜莖蔓增粗、植株長(zhǎng)勢(shì)增強(qiáng)。

2.3 太陽(yáng)能土壤加溫系統(tǒng)對(duì)西瓜單瓜質(zhì)量及可溶性固形物含量的影響

從圖4可以得知，所有處理的單瓜質(zhì)量和可溶性固形物含量均高于對(duì)照，其中T4處理的單瓜質(zhì)量和可溶性固形物含量最高，分別為5.1 kg和12.5%，分別比同期對(duì)照高1.9 kg和1.3%。

3 結(jié)論

圖4 西瓜單瓜質(zhì)量及可溶性固形物含量的變化

綜上所述，在太陽(yáng)能土壤加溫系統(tǒng)循環(huán)期間可提高地下 15 cm處溫度0.5~3℃，其中T4處理的效果最好，比對(duì)照地溫高2~3℃；T4處理長(zhǎng)勢(shì)也較好，蔓長(zhǎng)比對(duì)照長(zhǎng)35.8 cm，主莖較對(duì)照粗0.3 cm，其單瓜質(zhì)量和可溶性固形物含量也最高，分別為5.1 kg和12.5%。試驗(yàn)結(jié)果表明，太陽(yáng)能土壤加溫系統(tǒng)能夠增強(qiáng)西瓜植株長(zhǎng)勢(shì)，提高西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)，特別是將散熱管埋設(shè)在距地面35 cm處時(shí)效果最好。