環(huán)境條件與黃瓜栽培
一、溫
黃瓜起源于亞熱帶溫濕地區(qū),喜溫,但對(duì)高溫氣候條件耐受力差,其不同的生育階段對(duì)溫度條件的要求不相同,所以黃瓜生產(chǎn)管理中溫度的調(diào)節(jié)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。黃瓜溫度的管理一般分為兩部分:氣溫、地溫。氣溫和地溫關(guān)系密切,既相互促進(jìn),又相互制約,哪一方面過(guò)高或過(guò)低,生育都會(huì)受到影響。
(一)氣溫
黃瓜植株生長(zhǎng)的適宜溫度是18~30℃,在營(yíng)養(yǎng)條件、濕度、光照以及氣體等條件適宜的情況下,地溫、氣溫適宜時(shí),根系活動(dòng)良好,莖粗壯,葉厚而大,植株健壯,結(jié)瓜多。
當(dāng)溫度低于10℃時(shí),生理活動(dòng)失調(diào),生長(zhǎng)緩慢,或停止生育,所以常把10℃定為“黃瓜經(jīng)濟(jì)的最低溫度”。黃瓜能忍受的最低溫度是5℃,經(jīng)過(guò)低溫鍛煉的黃瓜植株短時(shí)間內(nèi)可以忍受2~3℃的氣溫,5℃也被稱(chēng)為黃瓜的“臨界溫度”。長(zhǎng)期處于5℃左右的低溫下,對(duì)植株器官的分化、形成和生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生重大影響,表現(xiàn)為黃瓜生長(zhǎng)延遲和生理障礙。受到較長(zhǎng)時(shí)間低溫冷害后,黃瓜植株典型的形態(tài)是:節(jié)間變短,葉脈間葉肉隆起,葉片小、厚而硬;上部葉片急劇變小,乃至龍頭緊縮。
表1 黃瓜各生育期要求的活動(dòng)積溫(℃)
注:黃瓜栽培科技示范戶手冊(cè) 李加旺等 2008
當(dāng)溫度高于35℃時(shí),呼吸作用大于光合作用,養(yǎng)分消耗大于累積,當(dāng)溫度超過(guò)40℃時(shí)光合作用急劇減弱,植株處于停止生長(zhǎng)狀態(tài)。在45℃下經(jīng)歷3小時(shí),莖葉雖不發(fā)生直接傷害,但之后葉色變淡,雄花落蕾或不能開(kāi)花,花粉發(fā)芽力低,導(dǎo)致畸形瓜發(fā)生。在50℃左右高溫下持續(xù)1小時(shí),黃瓜呼吸幾乎完全停止;再高則原生質(zhì)表層凝聚,直到完全凝聚。在初步凝聚而表現(xiàn)為嚴(yán)重凋萎時(shí),如能及時(shí)降溫,同時(shí)提高濕度,黃瓜植株尚可恢復(fù)正常。在60℃條件下,僅5~6分鐘黃瓜就會(huì)死亡。
積溫:在作物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的其他條件均得到滿足時(shí),在一定溫度范圍內(nèi),氣溫和發(fā)育速度成正相關(guān),并且要積累到一定的溫度總和,才能完成其發(fā)育期,這個(gè)溫度的累積數(shù)稱(chēng)為積溫。黃瓜生長(zhǎng)的各個(gè)時(shí)期對(duì)積溫的需求是不一樣的,但完成每一個(gè)發(fā)育階段所需要的積溫是相對(duì)穩(wěn)定的,溫度高時(shí)完成得快,需要的時(shí)間短,溫度低時(shí)需要的時(shí)間長(zhǎng)。
(二)地溫
由于黃瓜的根系弱,恢復(fù)能力差,對(duì)溫度的變化反應(yīng)敏感,所以對(duì)地溫的要求嚴(yán)格。黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育最適地溫為25℃,黃瓜根毛發(fā)生的最低溫度是12~16℃,此溫度也可以稱(chēng)之為黃瓜根系生長(zhǎng)的亞適溫溫度,在亞適溫環(huán)境中,黃瓜根系的活力及其元素吸收能力對(duì)溫度極其敏感,低溫環(huán)境下,根系發(fā)育慢,不伸展,須根量少,導(dǎo)致黃瓜根系的功能異常,對(duì)礦質(zhì)元素和水分的吸收和代謝出現(xiàn)紊亂,導(dǎo)致地上部生長(zhǎng)不良,莖節(jié)變細(xì),葉片變薄,葉色發(fā)黃,嚴(yán)重影響其正常生長(zhǎng)和發(fā)育。在春黃瓜育苗期和定植期提高地溫甚至比氣溫更主要,一般地溫比氣溫高5℃左右較好。在氣溫比適宜溫度高的情況下,地溫低一些對(duì)生育有好處。地溫最高不可超過(guò)35℃,地溫高時(shí)呼吸量增加較快。在25℃條件下根系呼吸量是15℃下的3倍,35℃時(shí)則為15℃的10倍以上;如達(dá)38℃以上,根系就會(huì)停止生長(zhǎng)。
(三)晝夜溫差
白天氣溫的最高值和夜間氣溫的最低值稱(chēng)為晝夜溫差。晝夜溫差能促進(jìn)黃瓜的生長(zhǎng)發(fā)育,白天的高溫有利于光合作用,上午光照充足,空氣中CO2含量較高,高溫可促進(jìn)光合作用,溫度以28~30℃為宜;下午CO2濃度降低,且上午生成的光合產(chǎn)物沒(méi)有運(yùn)出,光合能力下降,以20~25℃為宜。夜間較低的溫度有利于減少呼吸消耗,夜間不進(jìn)行光合作用,不需要高溫,且低溫可以降低呼吸減少消耗;溫度過(guò)高會(huì)影響光合產(chǎn)物運(yùn)輸。黃瓜光合產(chǎn)物雖然在夜溫20℃時(shí)運(yùn)輸較快,但高溫卻增加呼吸消耗。到物質(zhì)運(yùn)輸結(jié)束,20℃條件下約需兩小時(shí),16℃約需4小時(shí),而13℃下卻需6小時(shí);10℃條件下14小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束,但其運(yùn)輸?shù)墓夂袭a(chǎn)物僅為13℃下的1/2左右。在栽培上最好在日落后4小時(shí)內(nèi),給以20℃的較高溫度使光合產(chǎn)物迅速運(yùn)轉(zhuǎn)到果實(shí)中去。然后溫度降至10~15℃左右,以降低呼吸消耗。所以白天溫度25~30℃,夜間溫度為13~15℃比較好,最適宜的晝夜溫差為10~15℃。
二、光
黃瓜屬于短日照植物,且在瓜類(lèi)蔬菜中比較耐弱光。在低強(qiáng)度光照(1萬(wàn)~2萬(wàn)勒克斯)和短日照(每天見(jiàn)光6~8小時(shí))相結(jié)合的條件下,可顯著增加雌花數(shù)目。對(duì)于日照長(zhǎng)短的要求不同類(lèi)型的品種有一定差異,華北型黃瓜對(duì)日照時(shí)間的長(zhǎng)短要求不嚴(yán)格,而華南型黃瓜對(duì)短日照有一定的要求。
目前我國(guó)蔬菜生產(chǎn)設(shè)施絕大部分還主要依賴自然光照,連陰天仍然是冬季影響日光溫室生產(chǎn)最主要的不利因素。在長(zhǎng)時(shí)間陰雨天之后,黃瓜植株需要一定的適應(yīng)期來(lái)恢復(fù)生長(zhǎng),在適應(yīng)期里,即使提供適宜的光照和溫度也無(wú)法使黃瓜的生長(zhǎng)立即恢復(fù)正常水平。在恢復(fù)生長(zhǎng)的適應(yīng)期里給黃瓜植株提供適宜的溫光條件,有助于黃瓜植株迅速恢復(fù)生長(zhǎng),并能有效提高黃瓜生長(zhǎng)量。當(dāng)黃瓜生長(zhǎng)量恢復(fù)到正常水平后,在適宜的溫光范圍內(nèi)黃瓜的生長(zhǎng)會(huì)隨著溫光條件的變化而變化,但過(guò)強(qiáng)的光照會(huì)抑制黃瓜莖的生長(zhǎng),而對(duì)葉的生長(zhǎng)沒(méi)有太大的影響。
一般情況下,黃瓜的光飽和點(diǎn)為55000勒克斯,光補(bǔ)償點(diǎn)為2000勒克斯,如果在20000勒克斯以下,植株發(fā)育遲緩。與其他瓜類(lèi)作物相比黃瓜比較耐弱光,當(dāng)光照強(qiáng)度為自然光強(qiáng)1/2時(shí),其同化量基本上不下降;但當(dāng)光照強(qiáng)度為自然光強(qiáng)1/4時(shí),同化量會(huì)降低到86.3%,植株開(kāi)始生育不良,陰天植株本身貯藏養(yǎng)分不足,分配給果實(shí)的也會(huì)減少,從而導(dǎo)致果實(shí)發(fā)育不良,出現(xiàn)化瓜現(xiàn)象。大約陰天10日后,黃瓜產(chǎn)量就會(huì)顯著下降。這是因?yàn)椋阂环矫妫幪旃庹詹蛔?,光合產(chǎn)物合成少;另一方面,陰天時(shí)葉片蒸騰作用弱,根的吸水受阻。天氣轉(zhuǎn)晴時(shí),葉片蒸騰作用忽然增加,根的吸水能力跟不上葉部要求,使葉內(nèi)水分不足,光合作用下降甚至出現(xiàn)萎蔫。解決的辦法是在雨后晴天的早晨進(jìn)行噴灌,補(bǔ)充蒸騰所需的水分。
黃瓜的莖葉生長(zhǎng)與其所處的溫光環(huán)境有著密切的聯(lián)系,根據(jù)相關(guān)性分析,光輻射量、見(jiàn)光時(shí)段小時(shí)積溫、日均溫度以及淺層地溫四種環(huán)境因素與黃瓜的莖葉生長(zhǎng)量有極顯著的相關(guān)性。由于冬季普通日光溫室缺乏人工光源和人工供暖,日光溫室內(nèi)的光照和熱量主要由太陽(yáng)輻射提供,因此,光輻射量多少和光照時(shí)間長(zhǎng)短就決定了見(jiàn)光時(shí)段的小時(shí)積溫、日均溫度和淺層地溫等各項(xiàng)溫度條件,因此光輻射量和光照時(shí)間是冬季溫室里影響黃瓜莖葉生長(zhǎng)的主要因素。溫室的保溫性、通風(fēng)時(shí)間的選擇和控制以及日光溫室草苫揭蓋時(shí)間在調(diào)節(jié)溫室溫光環(huán)境中起到極為重要的作用。
從每日光照的同化量來(lái)看,上午光合作用的產(chǎn)量占全天光合產(chǎn)量的60%~70%,為了提高光能利用率,應(yīng)大力提高黃瓜上午光合需要的條件。從天氣情況來(lái)看,晴天光合強(qiáng)于陰天;從葉齡來(lái)看, 20~30天的中部壯齡葉的光合能力最強(qiáng),是下部老齡葉光合能力的1.5倍,是上部幼齡葉的10倍,老齡葉光合能力下降的主要原因是磷的供應(yīng)不足。
三、水
黃瓜是需水量較多的園藝作物,對(duì)土壤水分和空氣濕度都要求較高,水對(duì)黃瓜的生長(zhǎng)發(fā)育影響顯著。黃瓜的株高、葉片數(shù)、葉面積等形態(tài)指標(biāo)值都隨著土壤或栽培基質(zhì)的含水率增加而增加,呈明顯的正比關(guān)系,黃瓜開(kāi)花期和初瓜期保持80%~90%田間持水量、盛瓜期保持90%~100%田間持水量和生育后期降至70%~80%田間持水量的土壤水分處理,能同時(shí)實(shí)現(xiàn)最高產(chǎn)量和最大水分利用效率。由于黃瓜是淺根系作物,吸水能力差,保證黃瓜生產(chǎn)期間的水分供應(yīng)尤為重要。
黃瓜的不同生長(zhǎng)發(fā)育階段對(duì)水分的要求也是不同的。為了促進(jìn)生長(zhǎng),幼苗期采用控溫不控水的方法滿足幼苗生長(zhǎng)對(duì)水分的較多需求;在初花期必須控制水分,使?fàn)I養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)同步進(jìn)行;結(jié)瓜初期必須大肥大水,保證果實(shí)發(fā)育,以獲得較高的產(chǎn)量。
空氣的相對(duì)濕度也是影響黃瓜生長(zhǎng)的一個(gè)重要因素,85%~95%的相對(duì)濕度下,黃瓜植株的生長(zhǎng)和果實(shí)的生長(zhǎng)最佳。相對(duì)濕度過(guò)低、過(guò)高都會(huì)導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉,莖葉的蒸騰作用受到抑制,對(duì)根系的水分吸收,礦物質(zhì)養(yǎng)分、光合產(chǎn)物和生長(zhǎng)激素的運(yùn)輸產(chǎn)生不良的影響,導(dǎo)致產(chǎn)量降低,病害發(fā)生,瓜商品性差。
四、氣
(一)氧氣
氧氣是黃瓜生長(zhǎng)中不可或缺的,尤其是對(duì)于植物根區(qū),根際周?chē)耐猸h(huán)境對(duì)于植株的生長(zhǎng)而言是其中一個(gè)非常重要的因素,在氧氣缺少的情況下,植株根部的生長(zhǎng)和吸收的養(yǎng)料和水分就會(huì)相應(yīng)的減少,長(zhǎng)久下去,新梢的生長(zhǎng)和作物的產(chǎn)量也將會(huì)受到影響。更為嚴(yán)重的是,由于氧氣供應(yīng)不足,根部的各項(xiàng)功能指標(biāo)下降,就會(huì)成為微生物細(xì)菌和病原體感染攻擊的目標(biāo)。因此,通過(guò)調(diào)節(jié)黃瓜根系周?chē)耐猸h(huán)境可以很好地提高黃瓜根系的生長(zhǎng)水平,進(jìn)而改善黃瓜植株與根系相關(guān)的各方面的生長(zhǎng)情況,從而達(dá)到促進(jìn)黃瓜植株的生長(zhǎng)和增加產(chǎn)量和品質(zhì)的目的。
黃瓜植株進(jìn)行呼吸作用需要吸收氧氣??諝庵醒鯕夂繛?1%時(shí),能完全滿足植株地上部對(duì)氧氣的要求。但土壤中氧氣的含量受土壤通透性的影響很大,含量比空氣中低。黃瓜根系的呼吸強(qiáng)度大,因而要求較高的土壤含氧量。試驗(yàn)表明,以15%~20%的土壤含氧量對(duì)根系生長(zhǎng)最為有利;土壤含氧量不宜低于5%,否則影響根系生長(zhǎng),并影響根對(duì)養(yǎng)分的吸收。根系不耐2%以下的含氧量,所以在栽培上要注意使土壤疏松透氣,黃瓜定植要淺。另外,土壤中要多施有機(jī)肥料,保持土壤疏松。因?yàn)樵谕寥肋^(guò)濕或板結(jié)的情況下,氧氣含量降低,土壤呈還原狀態(tài),會(huì)形成有毒物質(zhì),影響根系的活動(dòng),病害也易發(fā)生,所以土壤的排水和中耕也是十分重要的。
(二)CO2
設(shè)施內(nèi)CO2施肥可增強(qiáng)植物的抗逆能力。增施CO2后可增進(jìn)植物碳同化,使植物體內(nèi)糖分積累,在一定程度上提高了作物的抗逆能力。CO2的應(yīng)用具有能促進(jìn)幼苗形成發(fā)達(dá)根系、莖稈粗壯、莖節(jié)數(shù)和莖高增加、擴(kuò)大葉面積、増加葉片數(shù)、結(jié)瓜數(shù)增多、發(fā)育快、植株和果實(shí)碳水化合物含量高等作用。CO2施肥還能使黃瓜細(xì)菌性角斑病的病株率和葉部病情指數(shù)得到明顯降低。
CO2是黃瓜進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物的原料,但是空氣中CO2的含量一般只有350u L/L左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了黃瓜光合作用的要求。研究認(rèn)為,黃瓜的光合作用CO2飽和點(diǎn)為1400u L/L左右;但在溫度、光照充足的條件下,CO2飽和點(diǎn)可達(dá)1%~5%。在常規(guī)溫度、濕度和光照條件下,當(dāng)空氣中CO2濃度在500~1000u L/L范圍內(nèi)時(shí),光合強(qiáng)度隨CO2濃度的增加而提高。
CO2施肥可以顯著提高黃瓜光合作用強(qiáng)度,同時(shí)對(duì)呼吸作用有抑制作用,從而有利于提高黃瓜產(chǎn)量。試驗(yàn)表明,大棚CO2施肥可使黃瓜增產(chǎn)23%~37%。大棚CO2施肥的適宜濃度為900~1500u L/L,以1200u L/L左右為宜。但試驗(yàn)表明,長(zhǎng)期施用高濃度CO2反而降低黃瓜光合作用,其原因可能是光合產(chǎn)物超過(guò)了“庫(kù)”的要求,也可能是長(zhǎng)期施用CO2對(duì)光合系統(tǒng)酶活性有抑制作用。CO2對(duì)黃瓜幼苗產(chǎn)生不利影響的濃度被認(rèn)定為1485~2700u L/L。
黃瓜施用CO2后,光合速率提高,植株體內(nèi)糖分積累增加,從而在一定程度上提高了黃瓜的抗病能力。另外,CO2濃度升高引起氣孔開(kāi)度減小,可能會(huì)對(duì)病原菌游動(dòng)孢子遇氣孔而侵入的途徑起到阻礙作用,減少病菌侵染的機(jī)會(huì)。試驗(yàn)表明,1500~2000u L/LCO2能使黃瓜霜霉病病株發(fā)病率降低30%,病葉發(fā)病率降低10%,病情指數(shù)下降20%。
增施CO2還能使葉和果實(shí)的光澤變好,外觀品質(zhì)提高,同時(shí),維生素C的含量大幅度提高(提高約17%),營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)改善。試驗(yàn)表明,黃瓜施用CO2后一級(jí)品增加10%~20%。
(三)有毒氣體
黃瓜的栽培,尤其是保護(hù)地栽培,常會(huì)因有害氣體的為害而遭受損失。常見(jiàn)的有害氣體有以下幾種:
氨氣(NH3):在保護(hù)地內(nèi)通風(fēng)不良的條件下,施入易揮發(fā)氮肥,如氨水、碳酸氫銨,或一次性施入過(guò)多尿素、硫酸銨、硝酸銨,施后沒(méi)有及時(shí)蓋土或灌水,都會(huì)施放出氨氣。另外,施入有機(jī)肥過(guò)多或有機(jī)肥沒(méi)有腐熟時(shí),也會(huì)施放出大量氨氣。
二氧化氮(NO2):NO2的產(chǎn)生是由于土壤中施入過(guò)量的氮肥。一般情況下,施入土壤中的氮肥,要經(jīng)過(guò)硝酸態(tài)—亞硝酸態(tài)—銨態(tài)的過(guò)程變成銨態(tài)氮才能被植物利用。如果土壤呈現(xiàn)酸性(p H<5)或一次施入過(guò)多氮肥,亞硝酸態(tài)氮就會(huì)變得不穩(wěn)定而釋放出NO2。
二氧化硫(SO2):SO2氣體主要是在保護(hù)地育苗或種植時(shí)為加溫而燃燒煤炭所產(chǎn)生的。當(dāng)SO2濃度達(dá)到5ul/L時(shí),經(jīng)1~2小時(shí)植株葉緣和葉脈間就會(huì)出現(xiàn)枯死、凋落。當(dāng)濃度達(dá)到30ul/L時(shí),經(jīng)過(guò)兩個(gè)小時(shí)植株就會(huì)全株死亡。
五、土
黃瓜最適于在松軟肥沃、透氣性良好的腐殖質(zhì)壤土中生長(zhǎng)。這是因?yàn)辄S瓜根系細(xì)弱,吸收水肥的能力差,而黃瓜植株高大果實(shí)產(chǎn)量高,且營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)同時(shí)連續(xù)進(jìn)行,因此需要吸收大量的水分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)。在肥沃的壤土中,根系擴(kuò)展體積大,吸收量也大。黃瓜在黏質(zhì)土壤中生育遲緩,但生育期長(zhǎng),總產(chǎn)量較高;在砂土或砂質(zhì)壤土中,黃瓜生育早,早期產(chǎn)量高,但易衰老,總產(chǎn)量低。
在土壤酸堿度p H值5.5~7.6的范圍內(nèi),黃瓜都能正常生長(zhǎng)發(fā)育;p H值4~3以下黃瓜會(huì)枯死。最適宜的土壤酸堿度為p H值6.5。黃瓜耐鹽性較差,不宜在鹽堿地上種植。由于根系較淺,應(yīng)選擇富含有機(jī)質(zhì),透氣性良好,既能保水,又能排水的腐殖質(zhì)土壤進(jìn)行栽培。土壤有機(jī)質(zhì)含量在4%~5%最好,冬暖大棚中適當(dāng)稍高一些,這種土壤可以很好適應(yīng)黃瓜根系喜濕而不耐澇、喜肥而不耐肥的特點(diǎn)。黃瓜對(duì)土壤中溶液濃度比較敏感,要求濃度不超過(guò)0.035%~0.05%,屬耐肥較差的作物。黃瓜從土壤中吸收最多的五種元素是氮、磷、鉀、鈣、鎂,吸收量從大到小的順序是鉀、鈣、氮、磷、鎂。從總的吸收量來(lái)看,黃瓜在蔬菜作物中屬吸肥中等的作物,其中有一半被果實(shí)吸收,因而產(chǎn)量越高對(duì)養(yǎng)分的吸收也越多,同時(shí)對(duì)地力的消耗也越大。每生產(chǎn)1000kg黃瓜,吸收氯2.8kg,磷0.9kg,鉀9.9kg,氯化鈣3.1kg,氯化鎂0.7kg。
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