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   适合有机甜瓜栽培之有机介质及有机液肥之研究





        
        摘 要
        
        本研究目的为探讨不同有机介质及有机液肥对介质耕栽培有机甜瓜之生育、果实产量与品质之影响。由试验结果显示,有机甜瓜产量及品质性状以使用旧泥炭介质、新泥炭介质、混合木屑有机介质1/2+新泥炭介质1/2等处理较佳,且处理间差异不显著,而以使用木屑有机介质处理较低。以商业有机液肥(1/2量)配合有机豆粕液肥(1/2量)的甜瓜果实可溶性固形物14.2 °Brix较高,其次为施用有机豆粕液肥处理之瓜果可溶性固形物13.2 °Brix。因此,利用木屑有机介质1/2+新泥炭介质1/2,配合施用适量堆肥及有机豆粕液肥,可做为有机甜瓜栽培之应用参考。
        
        关键字:有机甜瓜、有机介质、有机液肥。
        
        前 言
        
        甜瓜可分为东方甜瓜(Oriental melon)及西方甜瓜(Western melon, 又称洋香瓜)二大类,东方甜瓜生育强健,耐温性较强,果肉较薄,抗病力较强,常见品种银辉、嘉玉等。西方甜瓜则生育较弱,根系生长易衰弱,不耐湿,果皮厚而粗糙,甜味较高,常见品种有秋蜜、天蜜、淑芬、秋夏、蜜世界等。在台湾地区,农业生产受到不良气候环境影响极大(6),而今作物栽培追求的目标已不再是单纯的要求产量高,更讲究的是高品质。传统的露天栽培果菜类方式,已无法满足此目的,果菜类栽培管理务必更精致、更要求得无微不至。唯利用各种设施以改善栽培环境,可以减轻灾害损失,达到稳定生产、增加产量、提高品质,甚至调节产期、计画生产的目的,此是促使蔬菜生产朝向设施栽培的原动力(3,14, 15)。台湾早期设施内长期以土壤栽培果菜类蔬菜,惟如果长期连作或管理不当,易使设施内土壤产生酸化、劣化及连作障碍等问题,遂渐有农友有自国外引入「介质耕」之技术。在欧美国家采行袋植栽培(Bag culture)技术已有近五十年以上的历史(17),此种栽培方式以非土壤之固体材料为介质的一种无土养液栽培法。于台湾的蔬菜应用袋植栽培肇始于1992年前后,初期流传于南投县埔里一带之山区,之后逐渐在埔里、草屯、信义一带之山区及全台等各地区,陆续有农民采用进口之介质来栽培果菜类蔬菜(3),随后许多农民便将此介质耕扩展应用到甜瓜、番茄、甜椒、小胡瓜等高经济作物之栽培(3,6,14,15)。
        
        由于介质耕采离地栽培方式,配合适当的管理方法,且栽种后介质易于更新,所以种植蔬果类成功率提高许多(3,6,10)。目前全台各地区,陆续有农民采用介质耕方式,以直立方式栽培东方甜瓜,以朝向农产品精致化栽培(6)。现今台湾地区应用介质耕进行有机栽培亦已符合有机生产基准之规范。故许多实行有机栽培之农友,积极拟投入有机农产品精致化生产,惟应用于有机甜瓜之栽培介质及有机液肥之研究仍有待加强(6,10,11,12,15),一般实行有机甜瓜栽培之农友,往往以自行栽培经验购买介质及调配制作有机液肥,故极易遭遇栽培上的困难。由于建立一种理想的栽培管理技术,应涵盖的范围周延很大,不同地区、季节、设施、品种、介质、栽培槽、灌溉方法、生育期,甚至连整枝等栽培管理都须要进行调整(1, 2,5,7,14,25)。本研究目的在探讨不同栽培介质及不同有机液肥处理对有机甜瓜生育、果实产量与品质之影响,以供日后研究及应用参考。
        
        材料与方法
        
        一、供试材料与方法
        
        供试甜瓜品种为农友种苗公司的东方甜瓜“嘉玉”,于台中区农业改良场温室内进行,甜瓜种子先播种于128格穴盘内,定植瓜苗约为16日苗龄。不同介质试验采用逢机完全区集排列设计(表一),A处理为已栽种一年的旧泥炭介质、B处理为新泥炭介质、C处理为木屑有机介质、D处理为混合木屑有机介质1 /2+新泥炭介质1/2,合计4级处理,3重复。木屑有机介质采用废弃菇类栽培太空包木屑为主原料,稻壳、米糠为次原料,经过堆积发酵3个月制成。有机肥料包括固态有机质肥料及有机液肥,其中固态有机质肥料采用蔗渣木屑堆肥,施用量为0.5 kg/m2,于甜瓜苗定植前与栽培介质充分混合均匀,有机液肥采用自制豆粕液肥,施用量为0.01 ml/m2/次,施用前加水稀释200倍,采取滴灌方式,于甜瓜定植后至幼果前期每周施用1次,甜瓜幼果期至采收每周施用2~3次。蔗渣木屑堆肥氮含量约22.5 g/kg、磷含量约9.56 g/kg、钾含量约10.2 g/kg、钙含量约16.3 g/kg、镁含量约7.78 g/kg、锌含量约16.8 mg/kg 、铜含量约5.2 mg/kg、有机质含量616 g/kg、pH值6.60。有机豆粕液肥电导度为9.98 dS/m,pH值为4.22,氮含量为6.11 g/L,磷含量为1.22 g/L,钾含量7.24 g/L,钙含量为6.54 g/L,镁含量为4.29 g/L、锌含量12.1 mg/L、铜含量6.4 mg/L。
        
        不同液肥试验采用逢机完全区集排列设计(表二),A处理为有机液肥商品、B处理为自制有机豆粕液肥、C处理为有机液肥商品1/2量+自制有机豆粕液肥1/2量,合计3级处理,3重复。有机液肥施用量为0.01 ml/m2/次,施用前加水稀释200倍,采取滴灌方式,于甜瓜定植后至幼果前期每周施用1次,甜瓜幼果期至采收每周施用2~3次。有机豆粕液肥与上述不同介质试验施用者相同,有机液肥商品电导度为15.2 dS/m,pH值为5.10,氮含量为28.3 g/L,磷含量为8.26 g/L,钾含量16.3 g/L ,钙含量为7.41 g/L,镁含量为3.98 g/L、锌含量18.2 mg/L、铜含量7.2 mg/L。
        
        试区为台中场温室内,采取介质耕方式,栽培槽宽0.45 m、深0.4 m,长12 m,不同介质试验栽培槽内依试验处理放入不同种类栽培介质,不同液肥试验栽培槽内介质购自商业公司之泥炭土商品,走道宽1.15 m,每试验小区栽培槽长3.4 m。甜瓜苗采双行三角定植方式,株距0.6 m,每小区栽培10株,采直立式双蔓整枝,整枝处理为母蔓第四节摘心后,选留强健子蔓两条,在第7~11节处之孙蔓留果,分别选留果型端正,外表优美无病虫害的幼果,每条子蔓各选留1果,待子蔓生长至22~25节则摘心,其他栽培管理依甜瓜有机生产基准之规范予以实行(6,13)。
        
        二、分析项目与方法
        
        植物体及有机材料样品以70℃烘干进行养分含量分析,以湿灰法(硫酸)分解后测定氮、磷、钾、钙及镁含量(16,18,19,22,24),其中以蒸馏法测定全氮量,利用钼黄法呈色及分光光度计于420 nm下比色,测定其全磷量,利用焰光分析仪测定其全钾量,利用原子吸收分析仪测定其钙及镁含量。 pH、EC值以介质:水(5:1)萃取后,利用电极测定(21),有机质含量采用Walkley-Black法测定(23)。
        
        结果与讨论
        
        一、对有机甜瓜产量之影响
        
        由不同栽培介质对有机甜瓜采收期叶片生育性状及产量之结果显示(表三),叶片长在不同栽培介质处理间差异不显著,叶片宽、叶柄长及单株产量在不同栽培介质处理间互有差异。其中叶片宽以木屑有机介质C处理较小,其他A、B、D处理差异不显著。叶柄长以新泥炭介质B处理较长,其次分别为D及A处理,以C处理较短。鲜果产量以木屑有机介质C处理较低,其他A、B、D处理较高惟差异不显著。由不同有机液肥对有机甜瓜采收期叶片生育性状及产量之结果显示(表四),叶片长、叶片宽及叶柄长在不同有机液肥处理间差异不显著,单株产量在不同有机液肥处理间互有差异。其中单株产量以有机液肥商品A处理较高,其次为C处理,以自制有机豆粕液肥B处理较低。
        
        理论上,合理有机液肥配方是希望所调配之肥料能配合甜瓜生长所需,达成最高效率的生产量(14,15,24)。但是因不同地区、设施、品种、介质等因素,要达成此目标并不容易(4,8,9)。本试验显示不同栽培介质及有机液肥,对叶片性状的叶面长、叶面宽及叶柄长(表三及表四),并无显著差异之影响,显然东方甜瓜叶片在合理养分供应范围内,叶长、叶宽及叶柄长生育影响相对较小。而不同介质处理间之瓜果产量表现,则处理间有显著差异,是否因生育后期在不同栽培介质及有机液肥处理,其养分释放无法满足甜瓜果实快速生长的大量需求,而影响瓜果产量表现,有待进一步去探讨。
        
        二、对有机甜瓜果实性状之影响
        
        由不同栽培介质处理对有机甜瓜果实性状之调查结果显示(表五),不同栽培介质处理对瓜果纵径、瓜果横径及果肉厚等性状无显著之影响,不同栽培介质处理间之单果重及瓜果可溶性固形物含量互有差异。其中单果重以已栽种一年的旧泥炭介质A处理452 g最大,其次分别为B处理的441 g、D处理的420 g,以C处理的367 g最小。瓜果可溶性固形物含量以B处理的14.4 °Brix及A处理的14.1 °Brix较高,其次为D处理的13.6 °Brix,而以C处理的11.5 °Brix最低,已与A处理及B处理达显著性差异。
        
        由不同有机液肥处理对有机甜瓜果实性状之结果显示(表六),不同有机液肥处理之瓜果纵径及瓜果横径无显著差异,而处理间之单果重、果肉厚及瓜果可溶性固形物含量则互有差异。其中以有机液肥商品A处理在单果重及果肉厚较大分别为482 g及20.1 mm,其次为C处理的406 g及18.6 mm,以自制有机液肥B处理的377 g及17.3 mm较小。以自制有机豆粕液肥B处理之瓜果可溶性固形物含量较高14.2 °Brix,其次为C处理13.2 °Brix,以A处理11.5 °Brix较低。
        
        三、对有机甜瓜叶片无机养分吸收之影响
        
        不同栽培介质处理对有机甜瓜采收期叶片中主要养分含量之结果显示(表七),不同栽培介质处理之叶片中氮、磷及镁含量无显著差异,不同栽培介质处理对叶片中钾及钙含量互有差异。其中以木屑有机介质C处理之叶片中钾含量较高,其次分别为D及A处理,以新泥炭介质B处理较低。以旧泥炭介质A处理及新泥炭介质B处理之叶片中钙含量较高,其次为D处理,以木屑有机介质C处理较低。
        
        由不同液肥处理对有机甜瓜采收期叶片中主要养分含量之结果显示(表八),不同栽培介质处理之叶片中钾、钙及镁含量无显著差异,不同栽培介质处理对叶片中氮及磷含量则互有差异。以有机液肥商品A处理及有机液肥商品1/2量+自制有机豆粕液肥1/2量C处理之叶片中氮及磷含量较高,以自制有机豆粕液肥B处理较低。先前研究指出甜瓜叶片氮含量25.0~32.0 g/kg (平均值28.4 g/kg),磷含量4.30~5.80 g/kg (平均值5.10 g/kg),钾含量44.0~51.0 g/kg (平均值47.5 g/kg),可暂为东方甜瓜叶片氮、磷、钾适宜含量范围(sufficiency range)(15)。由本结果显示在木屑有机介质C处理,其叶片氮、磷及钾含量符合在适宜含量范围,其他介质处理与不同液肥处理的叶片氮、磷及钾含量略显不足,将可供未来调配东方甜瓜栽培有机液肥之参考
        
        四、对栽培介质化学特性之影响
        
        由于有机栽培配合介质耕之作物吸收养分的来源,除了介质本身少许肥力外,肥料供给必须依赖有机肥料(包括有机质肥料及有机液肥等)为供应大宗,所以有机肥料的供应速率及总量将影响到有机甜瓜的产量与品质,也会持续影响到有机介质肥力之特性(13,14,15)。有机质在土壤中营养要素之转化及利用机制中扮演着极重要的关键性角色(20),因此,发展有机农业首要策略之一,即须强化农田土壤有机质管理以维持农田土壤永续经营。惟土壤有机质必须矿化后才能释出养分供作物吸收,其矿化释出养分太早、或累积太多、或待作物生长旺期过后才释出者,对作物生长及土壤环境皆不利。已有例证显示,长期施用单一有机质肥料,或一次过量施用有机质肥料,会造成土壤中某些养分含量失衡,而不利作物生长或形成二次污染(11,26)。因此,本试验调查不同栽培介质及有机液肥试验前、后之栽培介质化学成分变化。由不同栽培介质试验前之栽培介质分析结果显示(表九),不同栽培介质处理之介质pH值及有机质含量无显著差异,不同栽培介质处理对介质EC值、氮、磷、钾、钙及镁含量则互有差异。以木屑有机介质C处理之EC值、氮、磷、钾、钙及镁含量较高,其次分别为D及A处理,以B处理较低,显然新泥炭介质的肥料成分含量偏低,经过栽种后之旧泥炭介质会因施用肥料之残留而略高,而混合木屑有机介质1/2+新泥炭介质1/2之D处理,会因混合作用而使其肥料成分含量介于木屑有机介质与新泥炭介质两者之间。由不同栽培介质试验后之栽培介质化学成分特性之分析结果显示(表十),在经过栽种一期作有机甜瓜后,同一处理栽培介质之pH值及有机质含量略为降低,EC值、氮、磷、钾、钙及镁含量则略有增加,而且不同处理间之各项化学成分特性的差异性并无改变,其中pH值及有机质含量在不同栽培介质处理差异不显著,EC值、氮、磷、钾、钙及镁含量在不同栽培介质处理间互有差异。
        
        由不同有机液肥试验后栽培介质化学成分特性之分析结果显示(表十一),本试验前栽培介质为新泥炭介质,试验后栽培介质之pH值、有机质含量、氮、钾、钙及镁含量在不同有机液肥处理差异不显著,EC值及磷含量在不同有机液肥处理间互有差异。其中EC值及磷含量以有机液肥商品A处理较高,其次为有机液肥商品1/2量+自制有机豆粕液肥1/2量C处理,以自制有机豆粕液肥B处理较低。


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