一种提高设施西瓜产量的梯度密度动态管理方法

1.本发明属于蔬菜栽培技术领域，具体涉及一种适用于提高设施西瓜产量的梯度密度动态管理技术。


背景技术：

2.栽培管理技术的优劣在提高园艺作物产量及提升品质等方面起到了至关重要的作用，加快技术的研究利用和示范推广是当前可持续发展的重要途径，其中利用整枝和密植构建良好的源库关系是提高产量的关键，合理的栽培密度和整枝方式能够有效的提高产量、节约成本、达到增产增效的目的。有研究者认为，整枝、密度、施磷量、施氮量对产量影响大小顺序依次为整枝
×
密度、磷肥
×
氮肥、整枝
×
磷肥(郭松等，2015)。
3.西瓜(citrullus lanatus(thunb.)matsum.et nakai)是葫芦科西瓜属一年生蔓性草本植物，原产非洲南部，栽培历史悠久，地域广泛，含丰富的矿物盐和多种维生素(黄华宁等，2014)，在世界园艺产业中始终占有重要地位，生产规模仅次于葡萄、香蕉、柑橘和苹果，居第5位(赵胜杰等，2017)。近年来，西瓜种植区由于劳动力成本的上涨，导致种植成本也随之上涨(邸承贤等，2014)，瓜农为了提高产量，往往通过增加种植密度的方式，部分地区由于种植密度过大致使西瓜品质严重下降(王志伟等，2019)，因此，适宜栽培技术的创新对提高西瓜产量与效益，具有十分重要的意义。
4.研究发现，在日光温室小型果西瓜种植过程中，合适的整枝方式和栽培密度在提高产量的同时，可取得更好的经济效益(赵平等，2021)，种植密度和施氮量均显著影响西瓜产量，其中密度是导致产量变化的主导因素(杜少平等，2013)。种植密度不同，西瓜个体的营养面积和生育空间也不同，密度主要通过改变西瓜群体结构，进而影响西瓜的叶面积指数、光合强度和地下养分竞争(杜少平等，2013)，随着种植密度增加，西瓜个体生育期推迟，单株产量下降，但由于单位面积坐果数增加而导致总产量增加(林燚等，2008)。
5.双蔓整枝管理技术，即西瓜爬蔓后，会保留一根主蔓和一根最强壮的侧蔓。
6.目前现有的西瓜产区主流栽培密度多控制为560～600株/亩。该密度下植株间隙较大，采用三蔓整枝管理技术。
7.参考文献
8.[1]邸承贤.影响无籽西瓜杂交种子产量与质量的因素分析[d].新疆农业大学,2014.
[0009]
[2]杜少平,马忠明,薛亮.密度、氮肥互作对旱砂田西瓜产量、品质及氮肥利用率的影响[j].植物营养与肥料学报,2013,19(01):150-157.
[0010]
[3]郭松,刘声锋,于蓉,田梅,李程,王志强,董瑞.西瓜整枝密度与氮磷交互数学模型及优化组合方案研究[j].中国农学通报,2015,31(34):75-81.
[0011]
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[0012]
[5]林燚,杨瑜斌,江灵辉,蔡美艳,陈謇.种植密度对丽芳西瓜营养代谢、生育及产
量的影响[j].浙江农业科学,2008(02):156-158.
[0013]
[6]王志伟,戴思慧,蔡雁平,莫小平,孙小武.不同密度和整枝方式对无籽西瓜制种产量的影响[j].种子,2019,38(07):138-140.doi:10.16590/j.cnki.1001-4705.2019.07.138.
[0014]
[7]赵平,李学涛,冯燕青,林英杰,崔方让,王强,康振友.整枝方式和密度对日光温室小果型西瓜综合效益的影响[j].安徽农业科学,2021,49(11):59-61 99.
[0015]
[8]赵胜杰，高磊，路绪强，等.不同类型西瓜果实糖酸组分含量分析[j].中国瓜菜，2017，30(8):7－11.


技术实现要素：

[0016]
本发明解决的问题是提供一种适用于提高设施西瓜产量的梯度密度动态管理技术。
[0017]
为了解决上述技术问题，本发明提供一种提高设施西瓜产量的梯度密度动态管理方法：
[0018]
一、播种与定植时的管理：
[0019]
控制种植密度(折合后密度)为720～800株/亩，采用双蔓整枝管理技术；
[0020]
二、采收后的管理：
[0021]
西瓜第一次采收后，均匀拔除部分植株(采取人工方式)，从而降低种植密度至为560～600株/亩；
[0022]
而后起的二茬西瓜仍然采用双蔓整枝管理技术。
[0023]
说明：本发明的其余管理方式，包括“田间管理”、“授粉、标记、疏果”、“适期采收”、“收获后的当天的补充土壤肥力”等，均同现有技术。
[0024]
收获后的当天的补充土壤肥力具体为：收获后当天，及时补充土壤肥力，施用复合肥4～5斤/亩，保证下一批西瓜的营养供应。
[0025]
作为本发明的提高设施西瓜产量的梯度密度动态管理方法的改进：
[0026]
播种与定植时的管理中：控制株距(原始的种植株距)为28cm～35cm。
[0027]
作为本发明的提高设施西瓜产量的梯度密度动态管理方法的进一步改进：
[0028]
采收后的管理中，拔除部分植株的规则如下：
[0029]
当原始的种植密度为780～800株/亩时，处理方式为每4株内剪去1株(即去除1/4植株数量)；
[0030]
当原始的种植密度为720～740株/亩时，处理方式为每6株内剪去1株(即去除1/6植株数量)；
[0031]
其余种植密度(即原始的种植密度为大于740株/亩且小于780株/亩时)，处理方式为每5株内剪去1株。
[0032]
本发明能解决现有栽培模式的固定种植密度下，果实商品性(单瓜重)与综合产量(多批次亩产总和)无法兼顾的问题。比如，稀植栽培模式下，平均单瓜重大、售价高，但是首批瓜产量低，虽然该稀植栽培模式可多茬采收可提高综合产量，但是综合效益受售价波动影响大；而密植栽培模式下，高密度种植可首批瓜产量较高，但是平均单瓜重较低、后期果实产量与品质急剧降低，导致后期设施投入产出比较低。
[0033]
为了解决上述栽培管理技术问题，本发明综合考虑“稀植-单瓜重大-首批瓜产量与效益低”与“密植
‑‑
单瓜重小-综合产量低”两种栽培模式的优缺点，根据西瓜生长情况灵活改变生长密度，提供一种有益于设施西瓜增产增效的梯度密度动态管理技术，其核心要点如下：
[0034]
以西瓜产区主流栽培密度(560株/亩)为对照，在西瓜幼苗定植过程中，破除常规栽培原有密度或株距，将株距缩小至在28cm-35cm范围内，即720-800株/亩，均匀打孔后进行种植，同时为保证西瓜果实接收到充足的养分和光照，以及高质量的果品形态和果实品质，选择两蔓留单瓜的整枝方式，注意及时摘除畸形果，保证良好的商品性。
[0035]
在第一批西瓜采收后，及时对密度进行动态缩减，采用人工拔除的方式将将栽培密度降低到约560-600株/亩，收获后当天，及时补充土壤肥力，施用复合肥(例如挪威复合肥)4-5斤/亩，保证下一批西瓜的营养供应。
[0036]
需要强调的是：针对多茬西瓜，在二茬西瓜收获后，不再对植株密度进行调整。
[0037]
本发明通过深入分析不同密度和整枝方式及其动态变化对西瓜品质、产量、经济效益的影响，研发了一种可提高设施西瓜产量的梯度密度动态管理技术，利用密度梯度动态模式种植，合理密植，在品质不下降(品质略有提升)的前提下，显著提升初期产量，实现对土地资源和光热资源的高效利用，极大提高设施西瓜的生产效益。
附图说明
[0038]
下面结合附图对本发明的具体实施成果作进一步详细说明。
[0039]
图1不同栽培密度下西瓜果实外观图片；
[0040]
图2不同栽培密度下果实单瓜重与产量差异；每组的从左至右依次为对照、t1组、t2组。
[0041]
图3不同栽培密度下西瓜横切剖面图片；
[0042]
图4不同栽培密度下西瓜果实品质差异；每组的从左至右依次为对照、t1组、t2组。
[0043]
图5为棚载种植的侧面示意图(为常规方式)。
具体实施方式
[0044]
下面结合具体实施案例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
[0045]
本发明中没有详细告知的西瓜栽培管理技术均参照常规的《浙江省地方标准大棚西瓜生产技术规程》进行。
[0046]
实施例1、
[0047]
1.设施西瓜梯度密度动态栽培管理技术与原有栽培密度管理技术的要点如下：
[0048]
1.1.播种与定植
[0049]
根据不同西瓜产区的区域气候特征确定育苗时期，海南特早熟栽培从10月上旬开始育苗，浙江省早熟栽培从11月底开始育苗。
[0050]
下面以海南省特早栽培为例：靠近大棚两边做畦(此处大棚面积约为0.25亩)，每667m2施用商品有机复合肥300kg，集中沟施，施肥后在靠近棚边起两垄，保证有1m左右的爬蔓距离，可以采用透明或银色地膜覆盖增温保墒。此为常规技术，如图5所述。
[0051]
原有栽培技术的株距在40cm-60cm，折合密度约为560～600株/亩，即，采用三蔓整枝管理技术(三蔓留单瓜)。而本发明的密度梯度的动态管理技术株距控制在28cm-35cm范围内，折合密度为720-800株/亩，在不改变原有施肥方式和其他栽培管理模式的基础上，将植株数量增加了原有规模的129％-142％，采用双蔓整枝管理技术(两蔓留单瓜)。对两垄均匀打孔后(按照“28cm-35cm”的间距进行打孔)进行定植，并按照常规方式浇足够水分用于缓苗，提高西瓜植株适应性。
[0052]
1.2采收后及时疏株
[0053]
本发明在第一批西瓜采收后进行植株密度的动态改变，处理组采取人工方式将部分植株拔除，降低植株密度至接近对照，折合密度600株/亩，具体操作方式如下：720株/亩的处理为每6株内剪去1株(即去除1/6植株数量)；800株/亩的处理为每4株内剪去1株(即去除1/4植株数量)，减少后期因高密度栽培导致的植株早衰，避免密植栽培常见的后期产量品质骤降现象。
[0054]
而现有技术不作调整。
[0055]
2.其余均按照现有的设施西瓜栽培管理方式(《浙江省地方标准大棚西瓜生产技术规程》)，进行如下操作：
[0056]
2.1田间管理
[0057]
西瓜定植后分六次进行持续性施肥，种植后10-28天，肥水一体化方式分5次施用挪威复合肥，另外座果期施用纯钾肥1次。具体施肥方法是：第一次为定植10天后施用5斤/亩，第二次13-15天施用10斤/亩，第三次15-20天施用12-13斤/亩，第四次20-25天施用12-13斤/亩，第五次25-28天施用5斤/亩，第六次在定植28-30天施用纯钾肥5斤/亩，可以保证土地肥力持续均一并满足西瓜生长所需的营养要求。第一批西瓜收获后当天，及时补充土壤肥力，施用挪威复合肥4-5斤/亩，保证下一批西瓜在营养生长和生殖生长期间的营养供应。
[0058]
挪威复合肥是一个常规复合肥，例如可选用挪威复合肥(雅苒苗乐有机复合肥)，颗粒配方：n：p：k＝15：15：15，氮：15％(硝态氮6.5％，铵态氮8.5％)，磷：15％，钾：15％(不含氯)，硫酸钾型复合肥中氯离子含量低，特别适用于高值的经济作物和忌氯作物，例如西瓜，该复合肥采用硝酸磷肥工艺生产，产品中硝态氮含量占总氮量的42％，铵态氮占58％，水溶性磷占总有效磷的68％以上，多聚磷占总有效磷的20-25％，适用于作物的营养生长期，容易与单质氮肥和钾肥配合施用。
[0059]
2.2授粉、标记、疏果
[0060]
西瓜在授粉时可用塑料线或棉线绑在叶柄位置，塑料线或棉线可选择多种颜色，及时观察幼果坐果情况，在幼瓜鸡蛋达到大小时，进行疏果选瓜，每蔓留1瓜，除去畸形瓜，以提高西瓜商品性。若为吊蔓，在幼瓜250g左右时可用果托托瓜，同样可以按照上述方法对幼果在果柄处绑不同颜色的线，以达到标记作用，方便采摘时判断成熟度。
[0061]
2.3适期采收
[0062]
根据品种特征，一般在授粉后30d(天)左右成熟，果实表面花纹清晰、具光泽，果柄基部略有收缩，茸毛稀疏脱落，果脐向内凹陷，也可根据标记的授粉坐果后天数作为采摘标准。若栽培方式为吊蔓，西瓜由于长在瓜蔓下面，有叶片阻挡阳光直射，果实成熟相比爬地西瓜晚3～5d(天)。
[0063]
2.试验结果与分析
[0064]
2021～2022年冬春季，在海南省三亚市昌江黎族自治县老古地开展设施西瓜梯度密度动态种植管理技术的研发与示范。
[0065]
早期田间长势观察发现，2个处理组(t1、t2)虽然每亩株数显著增加，但每亩蔓数(t1:720*2＝1480蔓；t2：800*2＝1600蔓)比对照组(600*3＝1800蔓)反而显著降低，前期长势并未受株距降低影响。最典型表现为，处理组坐果率(t1:98.33％；t2：100％)较对照组(99.29％)没有显著差异。2022年1月23日对第一批西瓜进行采收，产量分析表明：t1及t2两个处理的单瓜重与对照组相比没有显著差异(图1，2)，但是由于株数与坐瓜数显著增加，亩产量显著提高(t1:31.38％；t2：46.17％；图2)。另外，品质分析表明：不同处理组与对照组，在剖面均匀度、瓤色、中心与边缘糖度等指标不存在显著差异(图3、图4)。说明栽培密度增加在不改变果品质量和商品性情况下，实现显著的增收增产效果。
[0066]
第一茬西瓜采摘后，处理组栽培密度动态调整后，可显著缓解密植带来的植株空间胁迫和高温胁迫，主要表现为，处理组坐果率(t1:51.33％；t2：49.33％)较对照组(50％)没有显著差异。2022年3月10日对第二批西瓜进行采收，产量分析表明：t1及t2两个处理的单瓜重和产量相比对照组非显著性下降(图1，2)。另外，品质分析表明：处理组与对照组，在剖面均匀度、瓤色、中心糖度等指标不存在显著差异，但边缘糖度略有下降。
[0067]
具体参数如下：
[0068]
适用于设施西瓜梯度密度动态种植管理技术，化肥施用方式为在西瓜进入伸蔓期、开花期、膨瓜期后以肥水一体化技术施用。除ck外，分别设定t1、t2这2个方案，密度梯度动态设置情况如下所述。
[0069][0070]
2.1西瓜果实品质
[0071]
2.1.1西瓜果品形态及果形指数
[0072]
第一批瓜中单瓜重没有呈现显著性差异，其中t1处理组的单瓜重最大，ck处理组的单瓜重最小，密度的增大并未导致单瓜重出现下降趋势；各处理组中t1的横径最大，t2和ck组次之，但差距不明显；t1和t2的纵径差距较小且都高于ck组；三个处理组中t1果形指数最小，证明其商品性较好，三组皮厚无显著性差异；ck处理组和t1处理组的皮厚均值相同，略大于t2处理组。第二批瓜中，皮厚有明显差异，t2处理组显著小于其他两组处理，证明其果皮变薄，其余均无显著性差异，可以表明在合理密植且进行密度动态改变的条件下，能够保证西瓜果品形态的均一性和良好的商品性。
[0073]
表1不同密度栽培模式对西瓜果实形态的影响
[0074][0075]
2.1.2西瓜果实糖分含量
[0076]
通过纵向对比两批西瓜糖度后可以发现，第二批中心糖度以及边缘糖度均低于第一批，t1、t2处理的下降趋势相较于ck更为明显，但在同一批西瓜中其每种处理的糖度无显著性或显著性差异较小。t1处理在第一批西瓜中的平均糖度最高，甜度优势明显，第二批中优势减弱，边缘糖度较低。第二皮西瓜采收后对其最终的可溶性糖进行检测，发现t2处理后可溶性糖中蔗糖含量为0.67mg/ml，显著高于ck及t1，但果糖和葡萄糖含量ck组均为最大值，t1处理组次之，t2处理组的含量均为最低。
[0077]
表2不同密度栽培模式对西瓜果实糖分的影响
[0078][0079]
表3不同密度栽培模式对西瓜果实可溶性糖含量的影响
[0080]
处理组蔗糖(mg/ml)葡萄糖(mg/ml)果糖(mg/ml)ck0.59 0.0210b1.08 0.0136a1.92 0.0594at10.47 0.0094c1.01 0.0016b1.63 0.0236bt20.67 0.0245a0.75 0.0173c1.41 0.0232c
[0081]
2.2西瓜产量及增产增收效果
[0082]
各处理组西瓜共收获2批，第一批在t2处理组收获的西瓜个数和亩产量最高，第二批在ck处理组收获的西瓜个数和亩产量最高。对照原有ck密度为560株/亩(原有种植密度)西瓜亩产量2101.68kg，t2组亩产量达到3072kg，t1亩产量也达到2761.20kg，增产效果分别为46.17％和31.38％，从表1、表4中可以直观发现三种处理的单瓜重并未有显著性差异，单瓜重非常相近，可见增产的核心原因是在不改变种植面积的基础上通过单位面积植株数量的增加导致可收获西瓜个数的大幅度增长，从而获得产量的提高。
[0083]
第一批西瓜中未出现单瓜重≤2.00kg的果实，t1、t2处理下单瓜重＞4.00kg的果实占比均较ck高10％，但在第二批西瓜中，各处理均未出现单瓜重＞4.00kg的果实，且t1、t2处理下单瓜重≤2.00kg的果实占比均较ck高20％。按当年当地西瓜市场的价格，第一批
西瓜定价较高，每千克售价4.6元，第二批因品质下降售价也有所下调，为每千克1.5元，最终可以得到两批瓜的每亩总售价(表5)，在合理的密度栽培管理条件下，综合两批西瓜亩产量及每亩总收益，计算出t1、t2两处理条件下分别可使种植户增收25.35％和41.31％。
[0084]
表4不同处理组西瓜产量及增产效果
[0085][0086]
表5不同处理组西瓜总收益及增收效果
[0087][0088]
2.3试验结论
[0089]
在第一批西瓜采收后对相关指标进行分析可以发现，t1及t2两个处理与对照组相比，其单瓜重量，果实形态指标以及中心边缘糖度均无显著性差异，但其亩产量差异巨大，t2组的增产增收效果相比于对照组增加了46.17％，t1组也增加了31.38％，可见密度的增加不仅不会改变原来较好的果品形态和果品质量，对于产量的大幅度提升和经济效益的提高起到了非常显著的促进作用。
[0090]
第二批西瓜在其果实形态指标中除皮厚有显著性差异外，单瓜重、横纵径、果形指数均无显著差异，果皮厚度的差异因t2处理厚度降低而产生。其中心糖度也基本相似，但t1、t2的边缘糖度稍低于ck，t2处理后可溶性糖中蔗糖含量为0.67mg/ml，显著高于ck及t1，但果糖和葡萄糖含量ck组均为最大值，t1、t2次之。
[0091]
通过对两批西瓜的相关指标分析后不难发现，第一批西瓜无论在品质还是产量方面都比第二批的表现更为优异，结合对当地实际情况的考量，对照原有ck密度为140株/棚(原有种植密度)西瓜亩产量2101.68kg，t2组亩产量达到3072kg，t1亩产量也达到2761.20kg，增产增收效果分别增长了46.17％和31.38％，所研发的提高设施西瓜产量的梯度密度动态管理技术不仅在第一批西瓜增产增效方面效益显著，针对当地实际情况灵活调整栽植密度，减缓因密度增加导致土壤肥力减弱、植株营养缺乏等相关问题，在合理的密度栽培管理条件下，综合两批西瓜亩产量及每亩总收益，计算出t1、t2两处理条件下分别可使种植户增收25.35％和41.31％，极大提高设施西瓜的产量及经济效益。
[0092]
发明人在发明过程中，还进行过如下的对比工作：
[0093]
对比例1、t1、t2不进行后续的密度调节，即，仍然保持原种植密度，第2茬西瓜的果实大小仅为本发明(即进行密度调节后的)1/3-1/2，甜度也有所下降，仅约为本发明的2/3，
该果实已经不满足基本的上市需求，因此此方案不推荐使用。
[0094]
对比例2、将原始的种植密度调整为1000株/亩，首次种植采摘后的西瓜的单瓜重明显下降，进而对销售价格产生不良影响，该模式的密度已经无法达到增产增收的预期效果，且因密度过大、植株间距过近会加大田间管理难度，增加劳动力时间成本，因此此方案不推荐使用。
[0095]
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。