气象条件对不同茬口设施西瓜雌花催化的研究-凯发娱乐官网

1. 引言

西瓜作为重要的经济作物，在全球范围内广泛种植，雌花的形成是西瓜生长发育的关键阶段，直接影响着产量和品质。气象条件作为影响植物生长的重要外部因素，对西瓜雌花的催化具有显著作用，不同茬口的设施西瓜种植，由于季节和气候的差异，面临的气象挑战各不相同。近年来，虽然有人对影响西瓜生长的气象条件进行研究，但没有针对气象因素对各茬口设施西瓜雌花催化影响的研究。本文研究气象条件对不同茬口设施西瓜雌花催化的影响，主要通过对温度、日照时数、相对湿度、10 cm地温等关键气象因素的监测与分析，结合设施农业技术，提出了针对性的管理策略。研究表明，适宜的气象条件能够显著促进西瓜雌花的形成，而不利的气象条件则可能导致雌花形成受阻，易出现旺长、雌花少、孕育晚等问题。对不同茬口设施西瓜实施温度调控、相对湿度控制、光照和地温管理等技术措施，可以有效优化设施内的微气候环境，为不同茬口西瓜雌花的催化提供理想条件，从而提高西瓜的产量和品质[1]。

2. 不同茬口设施西瓜种植的重要性

2.1. 满足市场需求

通过不同茬口的种植，可在不同季节都有西瓜产出，实现周年供应，满足消费者全年对西瓜的需求。无论是早春的新鲜瓜果需求，还是秋延季节对反季节水果的渴望，都能得到满足。还可以调节市场价格，不同茬口的西瓜错峰上市，避免了集中上市带来的价格竞争压力。例如，冬春茬西瓜由于上市早，价格通常较高，而夏秋茬西瓜在淡季上市也能获得较好的收益。

2.2. 提高经济效益

增加种植户收入，多茬口种植可以充分利用设施资源，提高土地利用率和产出率，从而增加种植户的经济收入，通过合理安排茬口，还可以降低生产成本，如减少病虫害防治费用、提高肥料利用率等。不同茬口的西瓜可以满足不同市场的需求，如本地市场、外地市场、高端市场等。种植户可以根据市场需求调整种植计划，拓展销售渠道，提高产品的市场竞争力。

2.3. 优化资源利用

充分利用气候资源，不同茬口可以根据不同季节的气候特点进行安排，最大限度地利用日照、温度、相对湿度、地温等自然资源。例如，冬春茬可以利用温度逐渐升高的优势，促进西瓜生长；春夏茬则可以利用夏季充足的光照和高温条件，加快西瓜的生长速度。设施西瓜种植需要投入大量的资金建设大棚等设施，通过不同茬口的种植，可以充分发挥设施的作用，提高设施的利用率，降低投资成本。

2.4. 促进产业发展

推动技术创新，不同茬口的设施西瓜种植需要不断探索新的种植技术和管理方法，如品种选择、栽培模式、病虫害防治等。这将推动西瓜种植技术的创新和发展，提高整个产业的技术水平。设施西瓜种植的发展还可以带动相关产业的发展，如种子、农药、包装、运输等。这些产业的发展将为西瓜种植提供更好的支持和服务，促进整个产业链协同发展。

3. 气象条件对不同茬口设施西瓜雌花催化的影响分析

3.1. 试验方案

昌乐县气象局自2019年开始，连续6年开展暖棚西瓜观测与创新种植试验，研究不同茬口循环种植的棚内气象调控技术和生产管理措施，重点解决设施西瓜气候资源利用不充分、种植模式单一、棚内小气候调控技术不成熟等问题，成功实现一年三茬循环种植，助力农民增产增收，取得显著服务效益。本次研究选取11期冬春茬设施西瓜观测数据，3期春夏茬设施西瓜观测数据，1期夏秋茬设施西瓜观测数据，西瓜品种均为冰糖子，通过灰色关联度分析，确定设施西瓜雌花催化最优茬口，作为提高不同茬口设施西瓜品质和产量的气象因素参考依据，并总结不同茬口设施西瓜雌花催化气象调控技术。由于大棚内没有日照时数相关观测数据，利用昌乐国家基本气象站观测数据代替。西瓜糖度选取成熟西瓜中心的糖度，由手持折光糖度计测量。西瓜重量是西瓜成熟采摘时所称的重量。

3.2. 不同茬口设施西瓜雌花催化观测数据分析

利用灰色关联度分析，将11期冬春茬、3期春夏茬、1期夏秋茬设施西瓜雌花催化期的平均温度、日照时数、10 cm地温、相对湿度、重量、糖度作为比较序列d_i，以参考温度、日照时数、10 cm地温、相对湿度、重量、糖度等指标构成数列作为参考序列d₀，确定品质最优的茬口。

3.2.1. 进行初值化处理

采用均值化法对原始数据进行初值化处理，得到标准化序列值(见表1)。

table 1. initial value processing results of references

表1. 参考序列d₀与比较序列d_i初值化处理结果

3.2.2. 获取绝对差值

利用表1数据求参考数列d₀与比较数列d_i的绝对差值δ d i ，计算公式为：δ d i =| d 0 − d i | 。绝对差值(见表2)。

table 2. absolute difference between reference sequence d₀ and comparison sequence d_i

表2. 参考序列d₀与比较序列d_i绝对差值

3.2.3. 求关联系数

经灰色关联度分析，将表2数据代入下列公式，求取参考序列d₀与比较序列d_i的关联系数。h表示分辨率，分辨率为0.5。计算结果(见表3)。

β i = ( δmin hδmax )/ ( δ d i hδmax ) (1)

table 3. correlation coefficient between reference sequence d₀ and comparison sequence d_i

表3. 参考序列d₀与比较序列d_i的关联系数

3.2.4. 求得关联度

将表3数据代入下列公式求得关联度(见表4)。

y i = 1 n ∑ k=1 n β i (2)

table 4. correlation between winter and spring observation periods of facility watermelons

表4. 冬春茬设施西瓜各观测期的关联度

根据表4冬春茬、春夏茬、夏秋茬设施西瓜雌花催化期关联度，得出冬春茬设施西瓜雌花催化最优，春夏茬次之，再是夏秋茬。

4. 不同茬口设施西瓜雌花催化气象要素调控

4.1. 不同茬口温度调控技术

4.1.1. 冬春茬温度调控技术

冬春茬设施西瓜雌花催化期主要在12月份，天气寒冷，在此期间寒潮频繁，设施内的温度调控成为影响雌花形成的关键因素。在寒潮来临前，要提前缓慢降低白天温度，适当提高夜间温度，使植株有一个适应过程，减轻低温对植株的伤害。设施内最低气温不低于10℃，否则西瓜正常生长会受到抑制[2]，雌花将不易催化或第一雌花脱落时，可通过人工加热(燃烧植物油)、保温材料(塑料薄膜、保温被)的使用，使设施内温度在寒冷季节保持适宜的18℃~20℃区间内，有利于设施西瓜雌花催化，并在第一雌花后第七或第八个叶孕育第二雌花。

4.1.2. 春夏茬温度调控技术

春夏茬设施西瓜雌花催化期在5月份，这时随着气温的上升和昼夜温差拉大，西瓜植株的新陈代谢活动增强，从而有利于雌花的发育，适宜的温度不仅加速了植株的生长周期，还提高了雌花的比例，种植户进一步利用春季温度变暖的优势，促进雌花的形成，但棚内白天温度不能高于35℃[3]，不然易出现旺长，雌花催化受阻，雌花数量减少等问题。这时种植户需要采取喷雾降温、遮阳网覆盖、灌溉降温等措施，以缓解高温对雌花形成的负面影响。种植户还需格外关注夜间气温的变化，灵活运用保温与降温技术，确保设施内温度始终处于适宜西瓜生长的范围内[4]。

4.1.3. 夏秋茬温度调控技术

夏秋茬设施西瓜雌花催化主要集中在9月份，随着秋季的到来，日间温度逐渐降低，夜晚温度更为凉爽，这种温差有利于西瓜植株的生长和雌花催化。然而，温度下降过快或过低可能会抑制雌花的形成，导致花芽发育不良。因此，种植户需适时采取保温措施，如覆盖地膜、使用温室等，以维持适宜的生长温度，促进雌花的健康催化。通过精细的温度管理，夏秋茬西瓜雌花催化夜间温度不应低于18℃，有利于提高雌花的数量和质量，为丰收创造有利条件。

4.2. 不同茬口光照调控技术

4.2.1. 冬春茬光照调控技术

冬春茬设施西瓜生长过程中，雌花催化时期仍在冬季，面临着光照时间短、光照强度弱等问题，光照不足，会对西瓜生长造成明显的不利影响[5]，尤其是连阴雨雪天气时，寡照无法满足设施西瓜正常生长，影响雌花催化。因此，在冬春茬设施栽培中，需要通过人工调控光照时间来诱导雌花的催化。在雌花催化阶段，植株需要足够的营养来支持雌花原基的形成和发育。光照不足会导致光合作用效率降低，植株生长缓慢，营养积累不足，从而影响雌花的催化质量和数量。在冬春茬设施西瓜栽培中，常用的补光光源有白炽灯、荧光灯、led灯等。补光时间一般选择在早晨或傍晚自然光照不足时进行。在冬春季节，根据当地的日出日落时间和实际光照情况，合理确定补光时长。通常情况下，每天补光2~4小时为宜，每天光照宜在7个小时左右。

4.2.2. 春夏茬光照调控技术

春夏茬设施西瓜雌花催化时期在春季尾期，光照时间日益递增，强光照虽然有利于光合作用的进行，提供充足的能量，但长时间的直射光照可能会引起叶片灼伤，影响植株的正常生理功能，需防范光照过强造成的伤害[6]。种植户可根据西瓜的生长阶段和外界光照条件，通过遮光技术，使每天的光照时间控制在6~10小时左右较为适宜，如设置遮阳网或使用反光材料，可以减少直射光照，防止叶片灼伤，保护植株的正常生理功能，有利于雌花的健康发育。遇到连续阴雨天气或光照严重不足的情况时，可采用人工补光的方式来满足植株的光照需求。

4.2.3. 夏秋茬光照调控技术

夏秋茬设施西瓜雌花催化期主要在8月下旬至9月上旬，在夏秋季节，光照强度往往过高，对西瓜雌花催化产生不利影响，此时可采用遮阳网进行遮阳处理。一般选择遮光率在30%~50%的遮阳网，遮阳网的覆盖时间也需合理安排，一般在上午10点至下午4点左右光照最强的时段进行覆盖，避免全天覆盖影响光合作用。同时，要注意及时揭去遮阳网，以保证植株在早晨和傍晚能充分接受光照。当出现连阴雨天时，一般可在每天傍晚或清晨光照不足时进行补光，补光时间根据实际光照情况和植株生长需求而定。

4.3. 不同茬口相对湿度调控技术

4.3.1. 冬春茬相对湿度调控技术

相对湿度过高或过低都会对西瓜雌花催化产生不利影响。高湿环境下，花粉容易吸湿结团，活力降低，传播和授粉困难，可能导致雌花催化延迟或质量下降，雌花数量减少且发育不良。低湿环境则会花粉过于干燥，萌发率下降，影响授粉受精效果，进而导致坐果率降低，不利于雌花的形成。进入雌花催化期，适宜的相对湿度(57%~58%) [7]，对花粉的活力和授粉过程有重要影响。12月为冬季，在天气晴朗、气温较高的白天时段，应及时进行自然通风，使室内外空气流通，排出湿气，降低相对湿度。通风时间和通风量要根据外界气温和室内湿度情况灵活掌握，一般通风1~2小时，可使湿度下降5%~10%。当室内相对湿度达到80%以上时，可适当延长通风时间，但要注意避免通风过度导致温度过低对植株造成伤害，湿度过高可能导致病害的滋生，抑制雌花的形成[8]。

4.3.2. 春夏茬相对湿度调控技术

春夏茬设施西瓜雌花催化期在5月份，气温逐渐升高，棚内相对湿度增大，植株蒸腾作用减弱，易导致根系缺氧，影响养分吸收，同时植株生长旺盛，营养生长过盛，不利于雌花的形成和催化。高湿环境容易引发多种病害，如白粉病、炭疽病等，这些病害会直接危害西瓜植株的生长和雌花的发育。而低湿环境则可能导致蚜虫、红蜘蛛等害虫滋生，间接影响雌花的催化。因此，通过合理调控相对湿度，可以在一定程度上减少病虫害的发生，为雌花的催化创造良好的生态环境。春夏季节，自然通风是调节设施内相对湿度的重要手段之一，根据天气情况和设施内的湿度状况，及时打开通风口，如顶通风、侧通风等，使室内外空气流通，排出湿气，降低相对湿度。通风时间一般在上午气温升高后逐渐打开通风口，下午气温降低前适时关闭。

4.3.3. 夏秋茬相对湿度调控技术

在白天，由于气温较高，设施内的水分蒸发较快，相对湿度容易下降。此时，相对湿度应控制在50%~63%为宜，这个湿度范围既能满足西瓜植株正常的蒸腾作用和光合作用需求，保证植株的水分平衡和养分吸收，又能防止因湿度过低导致的叶片失水和生长不良等问题。同时，适宜的相对湿度也有利于抑制病虫害的发生和传播，为西瓜植株创造一个相对健康的生长环境。夏秋季节，应充分利用自然通风来调节设施内的相对湿度，根据天气情况和设施内的湿度状况，及时打开通风口，如顶通风、侧通风等，使室内外空气流通，排出湿气，降低相对湿度。

4.4. 不同茬口地温调控技术

4.4.1. 冬春茬10 cm地温调控技术

冬春茬设施西瓜雌花面临着低温环境的挑战，合理调控地温是确保冬春茬西瓜优质高产的关键环节之一。适宜的地温能够促进西瓜植株生长激素的平衡，有利于雌花的形成。当土壤温度过低时，植株生长缓慢，新陈代谢减弱，雌花数量减少，且质量下降，可能出现雌花发育不良或畸形的情况。地温还影响雌花的质量，包括花蕊的发育、子房的大小等。地温不适宜可能导致雌花授粉困难，影响坐果率。进入雌花催化期，地温需控制在18℃~22℃。在这个温度区间内，植株体内的激素平衡有利于雌花的正常催化和发育，能够提高雌花的数量和质量，提高坐果率。当土壤温度低于设定的下限温度时，在设施外部，覆盖保温棉被等保温材料，可有效减少热量散失，一般在夜间或气温较低时覆盖，白天揭开，以保证充足的光照。同时，在设施内部，可采用多层覆盖的方式，如在地面覆盖地膜，提高土壤温度，在植株上方搭建小拱棚，覆盖塑料薄膜，进一步增加空气温度和地温，也可及时启动增温设备。

4.4.2. 春夏茬10 cm地温调控技术

在春夏茬设施西瓜雌花催化中，地温以20℃~22℃为宜。如果地温过低，雌花催化数量减少，且质量下降；地温过高则将导致雌花节位升高，植株易出现旺长现象，不利于坐果和果实的发育。在播种或移栽前，地面覆盖地膜是提高地温的常用方法之一，地膜具有良好的保温和保墒作用，能够减少土壤热量的散失，提高土壤温度，一般选择无色透明聚乙烯地膜，厚度为0.007~0.013毫米，地膜覆盖要紧贴地面，四周用土压实，防止透气和热量散失。在设施内，可以搭建小拱棚进行双层覆盖，进一步提高地温，小拱棚一般用竹片或钢筋做成拱形骨架，上面覆盖塑料薄膜。在白天温度较高时，可适当揭开小拱棚两端的薄膜通风，调节温度和湿度；夜间则要及时覆盖，保持地温。当外界气温稳定升高后，可逐渐拆除小拱棚。

4.4.3. 夏秋茬10 cm地温调控技术

夏秋茬设施西瓜雌花催化在8月下旬至9月上旬，白天设施内温度较高，地温也容易上升。为了保证西瓜植株的正常生长和雌花催化，地温应控制在20℃~24℃左右，这个温度范围有利于植株的光合作用和养分吸收，同时也不会因过高的地温对根系造成伤害。因此，此阶段降低地温尤其重要，可在设施顶部覆盖遮阳网是降低地温的有效措施之一。选择遮光率适宜的遮阳网，根据当天的光照强度和气温情况进行调整。在上午气温升高后及时展开遮阳网，下午气温降低后适时收起，避免过度遮阳影响光合作用。遮阳网可以阻挡部分阳光直射，减少土壤吸收的热量，从而降低地温。通过打开设施的通风口将设施内的热量排出，从而降低地温。在高温天气下，仅靠自然通风可能无法满足降温需求，此时可以采用强制通风设备，如排风扇、风机等，增加通风量，加快空气流动，迅速降低设施内的温度和地温。

5. 结论

本研究聚焦于温度、日照时数、相对湿度、10 cm地温等气象要素对不同茬口设施西瓜雌花催化的影响分析，得出冬春茬设施西瓜雌花催化最优，春夏茬次之，再是夏秋茬，还总结分析针对不同茬口设施西瓜雌花催化的有效管理策略，为实际生产提供可操作性指导方案，更加具体且有针对性，也弥补了在此方面研究的空白。未来将继续关注气象条件变化，不断优化管理技术以适应不断变化的市场需求和气候挑战，为西瓜产业可持续发展贡献力量，具有更强的前瞻性和适应性。

参考文献