摘要:西瓜是一种生长在热带地区的葫芦科西瓜属的一年生藤本植物。果实鲜甜多汁,富含多种营养物质,深受消费者的喜爱。作为我国重要的经济作物,西瓜在众多水果中占具极其重要的位置,是农业增效、农民增收的有效手段。然而目前我国西瓜的栽培技术还存在很多问题,比如连作障碍、质量高
西瓜与多种植物间作的高效栽培技术研究
王毓梵等
西瓜是一种生长在热带地区的葫芦科西瓜属的一年生藤本植物。果实鲜甜多汁,富含多种营养物质,深受消费者的喜爱。作为我国重要的经济作物,西瓜在众多水果中占具极其重要的位置,是农业增效、农民增收的有效手段。然而目前我国西瓜的栽培技术还存在很多问题,比如连作障碍、质量高低不一、病虫害严重、农业设施差等 。西瓜连作破坏根际细菌和真菌的平衡,土壤微生物群落发生变化,西瓜在种植过程中容易感染各种病菌,导致西瓜品质和产量下降。而相关研究表明,将西瓜与其他植物间作套种可改善以上问题。
间作是同一田地同一生长期内,分行或分带相间种植 2 种或 2 种以上作物的种植方式;套种是指在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物的种植方式。两者利用群落的空间结构,能够充分利用光照、空间和资源,可提高农作物的光能利用率。近年来,间作套种作为一种高效的种植模式,在农业生产中得到了广泛的应用。以西瓜与辣椒、棉花和菌草等植物间作套种的案例展开介绍。
1 西瓜栽培现状
1.1 生物学特性及作用
西瓜是一种茎、枝有明显棱沟的一年生雌雄同株的藤蔓植物,叶片呈轮廓三角状卵形,3 深裂,中裂片较长,顶端急尖或渐尖,裂片又羽状或二重羽状浅裂或深裂,边缘波状或有疏齿。西瓜含有丰富的矿物质、多种维生素,并有解渴、利尿等功效,药用价值很高。不仅果肉是很好的食用部分,而且西瓜果皮也可以用来制作蜜饯、酱菜,还可以提取食用色素,西瓜种子可以用来榨油或食用,用途十分广泛。
1.2 栽培问题及措施
由于西瓜具有良好的食用价值、药用价值以及自身适应性强的特点,市场对西瓜的需求量大,人们对西瓜的品质要求也高。西瓜生产规模化的发展速度也在不断加快,但目前西瓜的种植栽培仍存在一些问题:一是西瓜品种与市场需求不相符,主要反映在对市场供求判断不准确,种植户追求西瓜销售市场带来的利益,农业技术和科研机构引种推广机制不够完善,造成市场需求与西瓜品质不对等,供需不平衡。二是由于选种、种植技术和管理、采收包装不到位,造成西瓜的优良特性无法体现,进而影响其品质。三是因种植规模大,管理不当,增加了西瓜病虫害发生概率,而种植户大量使用农药使土壤质量下降,生态系统被破坏,从而削弱了西瓜的自身抵抗能力,降低西瓜产量。四是缺乏高水平的设施设备和标准化的栽培知识,农业服务体系不健全,导致种植户无法系统和科学地栽培西瓜。
对于以上存在的问题,很多科研专家以及学者都提出了相应的建议和解决办法。西瓜在栽培过程中应注意种质选择、地块选择、肥力管理、播种育苗、灌溉要求以及病虫害防治等,其中灌溉技术与要求是最主要、最关键的环节,直接关系到西瓜的生长、质量及产量 。Kim 研究发现,良好的种植技术、肥料种类等能够很好地促进西瓜的生长繁殖,在很大程度上解决了市场的供应需求。Madhuri [5] 对比了露地和大棚条件下种植西瓜品质,结果表明,大棚栽培的植株产量高,品质好。西瓜坏死病症的番茄斑萎病毒是影响印度西瓜种植的新发现和最严重的病原菌之一,而 Holkar 研究了不同接种方法和缓冲液配方对西瓜病毒传播的影响,发现露地种植的西瓜比温室接种的西瓜更容易感染。Koleboshina 研究了冬种绿肥作物和施用有机资源对有机西瓜生产土壤理化性质的影响,以及开发有机西瓜栽培技术,结果表明,温室冬绿作物的种植和有机资源的应用改善了土壤理化性质和提升西瓜生产力。
尽管已经有大量的研究和实践工作对西瓜品质的稳定性和产量之间的平衡问题进行了探索,但仍存在许多尚未解决的问题。
1.3 栽培技术
20 世纪 80 年代初,我国开始通过推广地膜覆盖技术扩大西瓜栽培区范围,该技术明显提高了种植效益,平均提早成熟 10 d 左右,增加产量 90%以上。20 世纪 90 年代后,各种形式的保护地设施栽培模式开始推广,如小拱棚覆盖栽培、塑料大棚栽培、日光温室栽培等,我国的西瓜产量、品质又提高到新的水平。除设施栽培的相关技术外,20 世纪 60 年代后期,我国开始探索西瓜间、套作栽培技术。根据在上海市金山县试验成功的经验,国内各地根据其不同的气候特点和作物类型,又创造出了多种间、套作模式。20 世纪80 年代后,间作套种技术开始在全国各地进行普遍的推广应用,创造了良好的经济和社会效益。
2 间作套种技术
2.1 间作套种技术含义
间作套种是一种科学的种植模式,它充分利用了土地资源、光能、热能,提高了单位面积产量。这种模式对于土地资源有限、生产成本不断上升的农业生产来说,具有十分重要的意义 。
土壤微生物对生物地球化学循环和植物生长非常重要。单作较间作的土壤微生物群落多样性以及稳定性差,不利于植物生长繁殖。间作能够发挥自然资源的最大效率,降低生产风险,改善土壤肥力,提高单位面积产量,较单作更具有优势 [9] 。因此,大多数西瓜栽培种植都会采用间作套种模式,在西瓜种植区域中套种其他农作物。
2.2 间作套种技术优势
①提高土地利用率。通过间作套种,可以在同一块土地上种植多种作物,提高了土地的复种指数,从而提高了土地利用率。 ②增加产量 。不同作物之间可以互补生长,减少对特定资源的竞争,有助于提高整体产量。③生态平衡。合理的间作套种可以改善土壤结构,增加土壤肥力,有利于维持生态平衡。④减少病虫害。合理利用农作物的化感作用进行间作套种,能够有效地降低农作物疾病的发病率,比如玉米-辣椒间作能抑制辣椒疫病 ;番茄 - 万寿菊间作能控制番茄疫病 等。⑤提高经济效益。通过间作套种减少病虫害的发生,从而减少农药和化肥的使用量,降低生产成本,提高经济效益 。除此以外,作物间进行合理的间作套种,还能有效缓解连作障碍,提高作物产量和品质。
2.3 间作套种高效栽培的重要性
随着农业技术的进步和土地资源的日益紧张,高效栽培技术成为现代农业的重要需求。通过高效栽培技术,可以最大限度地提高单位面积产量,减少资源浪费,提高经济效益。而间作套种作为一种高效栽培技术,不仅提高了农作物的产量和品质,还为农民带来了更高的经济效益,增强了农业的竞争力。同时,该技术也有助于保护环境、节约资源,实现农业可持续发展。
3 西瓜与其他物种间作套种案例
3.1 西瓜 - 辣椒套种
西瓜和辣椒在生长特性上存在显著的互补性。西瓜属于前期生长快速、生长期较短的作物,而辣椒则生长周期较长,且在生长后期对土壤养分的吸收能力较强 。因此,将它们进行间作套种,可以充分利用土地和养分资源,提高产量 [15-16] 。另一方面,西瓜和辣椒的根系分布不同,有利于改善土壤结构,减少病虫害的发生。同时,这种种植模式还能有效降低生产成本,提高经济效益 。
西瓜 - 辣椒套种的种植模式具有较大优势,可以最大限度地提高土地利用率、产出率 。①行距与株距:西瓜的行距为 1.5~2.0 m,株距为 0.5~1.0 m;辣椒的行距为 0.5~1.0 m,株距为 0.3~0.5 m。该种植方式可以充分利用土地资源,提高光照效率 。②种植顺序与时间:在同一块土地上,先种植西瓜,待西瓜收获后再种植辣椒,可以避免两者之间的竞争。同时,西瓜的残茬可以提高土壤有机物质含量,有利于辣椒的生长 。③灌溉系统:根据实际情况选择滴灌或喷灌的方式 。④肥料施用:西瓜和辣椒的不同阶段需肥特性不同。通过了解西瓜和辣椒生长所需的主要营养物质进行合理的施肥管理,可以促进作物的生长发育,提高作物产量和品质,避免破坏土壤结构等。而且西瓜-辣椒间作套种几乎不会影响西瓜的农艺性状,很大程度上提高了组合的总产量 。
3.2 西瓜 - 辣椒 - 小麦套种
小麦-朝天椒套种充分发挥了自身的边缘优势,小麦套种朝天椒轻简高效栽培技术是河南辣椒主产区普遍采用的一种栽培模式 。根据辣椒、小麦和西瓜的栽培技术要点、栽培模式以及茬口安排,总结了簇生朝天椒-小麦-西瓜间作套种模式。通过多次试验总结出,在这种间作套种的高效栽培技术下,能够提高作物产量和品质,减少田间管理,节省种植成本 。在实践应用中,簇生朝天椒-小麦-西瓜间作套种高效栽培技术取得了显著的效果。此外,这种种植模式还提高了土壤肥力和通透性,有利于维持土壤生态平衡。
3.3 西瓜-棉花套种
西瓜通常 6-7 月收获,与棉花的共同生长时期较短,周期为 65 d 左右,有效运用西瓜-棉花间作套种技术,能够减少周期时长,最大程度减少种植户的时间和资金投入。同时,该技术实现了农作物复种指数和土地利用率的双重提高。通过这种立体交错的种植模式,充分利用西瓜和棉花的植物生长空间,可以不断改进种植模式,优化西瓜和棉花种植产业结构,培育出更加优良的品种,使棉花与西瓜增产增收,实现社会效益和经济效益最大化。 并且利用西瓜的生长特点,有效缩短西瓜和棉花的共生期,减少种植时间和成本 。选择抗病性强、适应性好的优质品种进行西瓜-棉花同膜间作套种的高效栽培模式,在山东轻中度盐碱地能够很大程度上增加西瓜和棉花的产量 。
3.4 西瓜 - 小麦套种
西瓜枯萎病严重影响西瓜的产量和品质。研究发现,引起枯萎病的尖孢镰刀菌主要影响作物光合速率、蒸腾速率和气孔开放度,从而降低作物产量和品质 ,所以采用与其他作物合理间作种植是克服西瓜枯萎病最经济有效的途径。小麦在生长过程中,根系会分泌出一种抑制西瓜尖孢镰刀菌生长的物质,降低西瓜枯萎病的发病率和土壤中尖孢镰刀菌的数量 。西瓜-小麦间作栽培,能改善西瓜根系特文生物群落结构,增强其生理抗性 ,缓解西瓜枯萎病的发作,促进西瓜高品高产,提高西瓜的经济效益。
3.5 西瓜 - 菌草套种
菌草是一种既有食用价值,又有药用价值的高大草本植物,根系发达,光合效率高、适应性广,耐旱、耐盐碱、抗逆性强,可在坡地、沙地、盐碱地快速生长,能有效改良盐碱地 。其生长过程中无须施农药,是一种安全的有机肥原料。常见品种有巨菌草和绿洲一号。巨菌草有高营养、高产量和高效益的特征,其根系发达,具有很强的分蘖能力。绿洲一号是国家菌草研究中心首创研发的新品种,是动物优质的青饲料。
由于西瓜和菌草都有很强的适应能力和感光性,在内蒙古等沙漠区域将两者间作套种,既有很强的观赏价值、食用价值和药用价值,又能防风固沙,美化环境。在内蒙古阎王鼻子地区国家菌草工程技术研究中心已经成功进行了西瓜和菌草的间作套种栽培。但菌草和西瓜间作套种技术仍待研究和发展。现有进展可作为研究的参考。
4 结论与建议
4.1 优势
西瓜与其他作物间作套种高效栽培技术具有较高的推广价值。首先,该技术能够提高土地利用率和产量,减少病虫害的发生以及降低生产成本,增加农民的经济收益。其次,有利于改善土壤结构,减少化肥和农药的使用,保护生态环境。再次,国家和政府对可持续农业的支持力度不断加大,相关政策和文件的出台与颁布也推动了该技术的推广应用。
4.2 建议与展望
西瓜与其他作物进行间作套种时应该根据栽植地的具体气候和土壤情况,考虑间作时光、水、肥和土壤微生物等的利用,根据作物生长特性合理安排栽培,避免西瓜与其他物种间作套种时出现水分和养分竞争、病虫害传播等问题。除此以外,在进行作物间作套种时还应注意作物生理特性、作物品种、水肥供应、间作密度、共生周期等一系列问题。
目前,生态友好型农业及可持续发展得到广泛关注和国家政府支持,应进一步研究西瓜与其他作物间作套种的生长机制和最佳种植模式,促进该技术在品种选择、种植模式、水肥管理等方面实现新的发展优化,推动农业的可持续发展。
来源:青钱柳