李 蒙，葛文靜，申 君*，劉松虎

(1 信陽農(nóng)林學院 園藝學院，河南信陽 464000；2 山西農(nóng)業(yè)大學 園藝學院，山西晉中 030620)

無土栽培是指不使用傳統(tǒng)土壤，而是利用其他物質(zhì)代替天然土壤的栽培技術(shù)[1]，具有設施簡單、投資成本低、栽培管理簡單、栽培技術(shù)容易掌握等優(yōu)點[2]，目前世界上的無土栽培90%以上采用固體基質(zhì)栽培的方法[3]。

傳統(tǒng)市售成品栽培基質(zhì)大多以草炭為主，而草炭是一種需要經(jīng)過若干年地質(zhì)年代才能演替形成、而且短期內(nèi)不可再生的自然資源[4]。隨著有機基質(zhì)栽培的快速發(fā)展，尋求更加經(jīng)濟適用的栽培基質(zhì)成為研究重點。礱糠灰是由稻谷殼炭化后制成的灰，鉀元素含量豐富，具有良好的排水透氣性，略偏堿性，是一種優(yōu)質(zhì)、環(huán)保且成本較低的栽培基質(zhì)[5]。周毅飛[6]的研究表明在育苗基質(zhì)中加入適當?shù)牡a糠灰可以有效促進黃瓜種子的萌發(fā)和幼苗的生長。李彥強[7]報道，使用礱糠灰作為樟樹扦插基質(zhì)對扦插苗苗高、地徑及地上部分葉片生長有較好的促進作用。陳曉峰[8]的研究顯示，使用礱糠灰作為多本菊扦插苗的生長基質(zhì)，植株容易成活、根系生長茁壯、須根多。

甜瓜(CucumismeloL.)果形優(yōu)美、清甜爽口、營養(yǎng)豐富[9]，而甜瓜品種‘羊角蜜’的果皮薄，外脆內(nèi)嫩[10]，市場需求量很大，具有較高的營養(yǎng)和經(jīng)濟價值。近年來，中國甜瓜栽培面積逐年遞增，而因傳統(tǒng)土壤栽培造成的連作障礙和土傳病害等問題，制約了甜瓜產(chǎn)量。目前，關于甜瓜育苗和栽培基質(zhì)配方的研究較多，而將礱糠灰與市售栽培基質(zhì)混配，探討其在甜瓜栽培上的應用效果的研究卻鮮有報道。

本試驗將礱糠灰與市售成品栽培基質(zhì)按照不同比例混配成復合栽培基質(zhì)，研究復配基質(zhì)的理化性質(zhì)及其對甜瓜生長發(fā)育、葉片葉綠素含量、果實可溶性糖、可溶性蛋白、碳水化合物含量及關鍵代謝酶活性的影響，以期篩選出適宜甜瓜栽培的最佳礱糠灰復配基質(zhì)配方，為礱糠灰在無土栽培中進一步的合理利用提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料甜瓜品種‘羊角蜜’種子購自河南豫藝種業(yè)有限公司，市售成品栽培基質(zhì)由河南省信陽市綠地球生物科技有限公司生產(chǎn)，主要采用草炭、蛭石、珍珠巖按照1∶1∶1(體積比)比例混合制成，是目前市面上常用的瓜類栽培基質(zhì)；礱糠灰購自河南省信陽市化玻試劑耗材有限公司，其基本理化性質(zhì)為：容重0.21 g·cm-3，通氣孔隙41.2%，持水孔隙30.9%，總孔隙度為72.1%，pH為7.32，EC值為0.49 mS·cm-1。

1.2 試驗設計

試驗于2020年7～12月份在信陽農(nóng)林學院智慧園藝試驗基地進行。將礱糠灰與市售成品栽培基質(zhì)按照1∶5、2∶4、3∶3、4∶2、5∶1體積比分別混配成復合栽培基質(zhì)T1、T2、T3、T4、T5，使用市售成品栽培基質(zhì)為對照(CK)。使用成品育苗基質(zhì)(主要成分為草炭∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1)培育甜瓜幼苗，穴盤用清水洗凈、消毒，將基質(zhì)按體積配比混勻后，裝入50孔育苗穴盤中，種子播種前進行溫湯浸種，隨后放入25 ℃恒溫箱中催芽至種子露白。播種時每穴1粒種子，壓穴后播種，澆透水并覆蓋薄膜。幼苗長至五葉一心時，挑選長勢良好且一致的幼苗移植到裝好混配基質(zhì)的栽培桶(上直徑32 cm，下直徑21 cm，高28 cm)中，每桶移植1株。試驗共6組處理，每個處理重復5次，每重復1株，各處理共移栽30株。植株定植后，單株每日澆200～500 mL的 1/2 Hoagland 營養(yǎng)液；開花結(jié)果期單株每日需澆1.0～2.5 L的Hoagland營養(yǎng)液。病蟲害防治等按有機栽培管理標準進行。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 栽培基質(zhì)理化性質(zhì)栽培前后分別采集復合栽培基質(zhì)樣品，參照郭世榮[11]的方法測定基質(zhì)的容重、孔隙度、氣水比，使用手持pH計測定pH值，采用基質(zhì)懸液電導法測定電導率(EC)值。

1.3.2 栽培基質(zhì)微生物數(shù)量栽培后采集栽培基質(zhì)樣品測定微生物數(shù)量，檢測及計數(shù)方法采用稀釋平板法[12]。細菌使用10-4、10-5、10-6稀釋度的菌懸液，以牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)；放線菌和真菌使用10-3、10-4、10-5稀釋度的菌懸液，分別以改良高氏Ⅰ號培養(yǎng)基和PDA培養(yǎng)。

1.3.3 生長指標在甜瓜盛花期時，各處理分別隨機選取3株，使用游標卡尺測量植株莖粗；直尺測量最大根長、株高、上下胚軸長；選取各處理生長點下第3片完全展開的功能葉使用葉面積掃描儀測定植株葉面積；采用排水法測定根體積；使用千分之一天平稱量植株干、鮮重；TTC法測定根系活力。根據(jù)以上所測數(shù)據(jù)，按公式求得日均鮮重增長量(G值)、根冠比、壯苗指數(shù)。

G值=單株鮮重/苗齡[13]；

根冠比=地下部干重/地上部干重[14]；

壯苗指數(shù)=(莖粗/株高+地下部干重/地上部干重)×單株干重[15]。

1.3.4 葉片光合色素含量葉綠素a、b含量及類胡蘿卜素含量采用乙醇丙酮混合液浸提法測定[16]；葉綠素總量和類胡蘿卜素含量的比值作為葉色指數(shù)[17]。

1.3.5 光合氣體交換參數(shù)在甜瓜盛花期，選取各處理生長點下第3片完全展開功能葉，采用便攜式光合測定系統(tǒng)(Li-6400，USA)，于9: 00～11: 00測定光合氣體交換參數(shù)，包括凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導度(Gs)和胞間CO2濃度(Ci)，每個處理測定3株。

1.3.6 果實品質(zhì)甜瓜果實成熟后，各處理隨機選取3個果實進行品質(zhì)指標測定?？扇苄钥偺?、蔗糖、葡萄糖和淀粉含量使用蒽酮-H2SO4比色法測定[18]；可溶性固形物含量參照GB 12295-90折射儀法測定；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍染色法測定[19]；硝酸鹽含量依據(jù)李合生[16]的5%水楊酸-硫酸方法測定。甜瓜果實中蔗糖合酶(SS)活性和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性參照張志良等[20]的方法測定；可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶(AI)活性參照劉玉鳳等[21]的方法測定。

1.3.7 果實產(chǎn)量各處理隨機選取甜瓜植株3株，果實橫徑、縱徑使用游標卡尺測量，并計算果形指數(shù)(縱徑/橫徑)；使用臺秤測定單果重和單株產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2010制作圖表，使用SPSS 20.0進行有關分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 礱糠灰配比對栽培前后基質(zhì)理化性狀的影響

由表1可知，在甜瓜栽培前，各處理的栽培基質(zhì)容重在0.21～0.27 g·cm-3之間，T1和T2處理相對較高，顯著高于對照(CK)和其余處理，其余處理稍高于CK，但未達到顯著差異水平，最小為CK。隨著復合栽培基質(zhì)中礱糠灰比例的增加，基質(zhì)的持水孔隙則逐漸降低，通氣孔隙、pH和EC值呈逐漸上升趨勢，氣水比也隨之逐漸升高，且各處理與CK差異多達到顯著水平，并以T5處理的通氣孔隙和氣水比最大，持水孔隙最小；同時，基質(zhì)總孔隙度則呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，并在T2處理達到最大值(65.58%)，但僅T4和T5處理顯著低于CK，其余處理均與CK無顯著差異。另外，各處理基質(zhì)的pH值在6.7～7.6之間，在適宜植株生長的范圍之內(nèi)。

在甜瓜栽培后，復合栽培基質(zhì)的理化性狀與栽培前變化較大，持水孔隙整體變大，其余指標整體變??；pH與EC值降低可能是由于栽培過程中植株不斷吸收養(yǎng)分和淋洗作用導致。其中，各處理的基質(zhì)容重為0.15～0.20 g·cm-3，T1和T2處理與對照相近，其余處理顯著低于對照；隨著復合栽培基質(zhì)中礱糠灰比例的增加，基質(zhì)通氣孔隙和總孔隙度整體上逐漸降低，且T2-T5處理與對照差異顯著，基質(zhì)的其余指標均呈逐漸升高趨勢，且多與對照差異達到顯著水平。

2.2 礱糠灰配比對栽培后基質(zhì)微生物數(shù)量的影響

表2顯示。甜瓜栽培后各礱糠灰配比基質(zhì)中的微生物數(shù)量均以細菌最多，其次為放線菌數(shù)量，數(shù)量最少的是真菌。各處理基質(zhì)中微生物數(shù)量隨著基質(zhì)中礱糠灰比例的增加呈現(xiàn)不斷降低的趨勢；各類微生物數(shù)量在各處理基質(zhì)間均存在明顯差異，并以不含礱糠灰的CK處理量最高，礱糠灰含量最高的T5處理最少，CK處理基質(zhì)中細菌、放線菌和真菌數(shù)量分別約為其他處理的2～3倍、1～2倍、1.5～4倍；各處理基質(zhì)中相應的微生物總量仍以CK最高，T1次之，T5最少。以上結(jié)果說明添加礱糠灰對栽培基質(zhì)中各類微生物數(shù)量均有顯著的抑制作用，且配比越高抑制作用越明顯。

表1 栽培前后不同礱糠灰配比基質(zhì)理化性狀

表2 栽培后不同礱糠灰配比基質(zhì)的微生物數(shù)量

2.3 栽培基質(zhì)礱糠灰配比對甜瓜生長的影響

由表3來看，隨著栽培基質(zhì)中礱糠灰比例的增加，甜瓜幼苗的生長指標均呈現(xiàn)出先升后降的變化趨勢，葉面積和單株鮮重在T1處理達到最大值，株高、莖粗、根長和單株干重均在T2處理達到最大值，而根體積在T3處理達到最大，但葉面積和根體積的最大值均與相應的T2處理無顯著差異；與對照相比，各生長指標在T1-T5處理下均不同程度地增加，且T2和T3處理的增幅均達到顯著水平，在T5處理下均不同程度降低，且降幅多達到顯著水平。由此可知，成品基質(zhì)中添加適當比例的礱糠灰對甜瓜植株的生長具有顯著的促進作用，并以T2處理甜瓜的長勢最佳，其株高、莖粗、根長等指標最優(yōu)，生長量最大，干物質(zhì)積累最多，生長情況明顯優(yōu)于其他處理。

同時，植物的根系具有吸收和代謝的功能，其生長發(fā)育直接影響植物產(chǎn)量的高低[22]。由圖1可知，隨著栽培基質(zhì)中礱糠灰含量的增加，甜瓜植株的根系活力、壯苗指數(shù)、根冠比和G值均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢，根系活力、壯苗指數(shù)、根冠比均在T2處理下達到最大，分別比相應CK顯著提高了19.73%、35.42%和23.08%，而G值在T1處理下達到最大，比相應CK顯著增加了14.41%；另外，處理各根系指標在T1-T3下均顯著高于對照，在T4處理下與對照相近，在T5處理下多顯著低于對照。整體而言，適量的礱糠灰與市售基質(zhì)混配可以一定程度提高甜瓜的根系活力、壯苗指數(shù)、根冠比和G值，并以T2處理的效果最佳。

表3 不同礱糠灰配比基質(zhì)下甜瓜生長指標的變化

圖1 不同礱糠灰配比基質(zhì)下甜瓜植株根系活力、壯苗指數(shù)、根冠比、G值的變化Fig.1 The root active, sound seeding index, root shoot ratio and G value of melon plants under substrates with different rice husk ash ratios

2.4 栽培基質(zhì)礱糠灰配比對甜瓜葉片光合色素含量的影響

甜瓜植株葉片光合色素含量在不同處理間有明顯差異(圖2)；隨著栽培基質(zhì)中礱糠灰比例的增加，甜瓜葉片葉綠素a含量、葉綠素總量、類胡蘿卜素含量和葉色指數(shù)均呈先升后降的變化趨勢，且前三者均在T2處理下達到最大值；葉色指數(shù)則在T3處理下達到最大值，但與T2處理無顯著差異；葉綠素b含量呈現(xiàn)遞減趨勢，T1和T2處理最高但二者間無顯著差異。各光合色素含量及葉色指數(shù)值在T1-T3處理下均顯著高于其余處理和對照，在T4處理下均稍高于對照，在T5處理下均不同程度地低于對照。由此可知栽培基質(zhì)中適量添加礱糠灰顯著有利于葉片光合色素的合成、積累，從而提高葉片的光合能力。

2.5 栽培基質(zhì)礱糠灰配比對甜瓜葉片光合參數(shù)的影響

圖3顯示，隨著栽培基質(zhì)中礱糠灰比例的增加，甜瓜葉片的Pn、Gs、Tr均呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢，且均在T2處理下最高，與CK相比分別顯著提高了17.09%、27.57%、27.72%，而其Ci則表現(xiàn)出先降后升的趨勢，并在T2處理下最低，較CK顯著降低了23.35%。與對照相比，T1-T4處理葉片Pn、Gs、Tr大多顯著提高，其Ci均顯著降低，T5處理除Pn顯著降低，其余參數(shù)均無顯著變化。由此得出，栽培基質(zhì)中適量添加礱糠灰可以顯著提高甜瓜葉片的凈光合速率和蒸騰速率、增大氣孔導度。

圖2 不同礱糠灰配比基質(zhì)下甜瓜植株光合色素含量的變化Fig.2 The photosynthetic pigment contents in leaves of melon plants under substrates with different rice husk ash ratios

2.6 栽培基質(zhì)礱糠灰配比對甜瓜果實品質(zhì)和碳水化合物代謝關鍵酶活性的影響

由表4可知，隨著栽培基質(zhì)中礱糠灰添加比例的增加，甜瓜果實的蔗糖、可溶性總糖、葡萄糖、可溶性固形物、可溶性蛋白含量均呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢，并大多在T2處理下達到最大值，果實淀粉含量卻呈現(xiàn)先降后升的趨勢，并在T2處理下達到最小值，而果實硝酸鹽含量變化不顯著。與對照相比較，甜瓜果實的蔗糖、可溶性總糖、葡萄糖、可溶性固形物、可溶性蛋白含量在T1-T4處理中均比對照不同程度的提高，T5處理均不同程度降低，且T1和T2處理的增幅均達到顯著水平；果實淀粉含量在T1-T3處理下均不同程度低于對照，在T4和T5處理下高于對照，但僅T2和T5的變化達到顯著水平。其中，在T2處理下，甜瓜果實中蔗糖、可溶性糖、葡萄糖、可溶性蛋白和可溶性固形物含量比CK分別顯著提高了12.50%、26.96%、5.01%、25.76%和4.38%，而其淀粉含量比CK顯著減少了19.76%。整體而言，栽培基質(zhì)中適量添加礱糠灰能顯著提高“羊角蜜”甜瓜果實的蔗糖、可溶性總糖、葡萄糖、可溶性固形物、可溶性蛋白的含量，顯著降低淀粉含量，而對硝酸鹽含量無顯著影響，有效改善了果實品質(zhì)，并以T2處理的施用效果最佳。

同時，從圖4可知，各礱糠灰配比基質(zhì)對甜瓜果實中碳水化合物代謝關鍵酶活性也有不同程度影響。隨著栽培基質(zhì)中礱糠灰比例的增加，甜瓜果實中蔗糖合酶(SS)活性整體呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢，并在T2處理下最高，較CK顯著提高了22.71%；蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性逐漸減弱，最高的T1處理下比CK顯著提高了10.71%，T2處理與T1處理無顯著差異；酸性轉(zhuǎn)化酶(AI)活性表現(xiàn)為逐漸升高的趨勢，T5處理最高，T2處理比CK顯著降低了6.71%。由此可見，栽培基質(zhì)中增加適量的礱糠灰可以有效提高甜瓜果實中碳水化合物代謝關鍵酶SS和SPS的活性，促進果實中碳水化合物的積累。

圖3 不同礱糠灰配比基質(zhì)下甜瓜葉片光合參數(shù)的變化Fig.3 The photosynthetic parameters in leaves of melon under substrates with different rice husk ash ratios

表4 不同礱糠灰配比基質(zhì)下甜瓜果實品質(zhì)的變化

圖4 不同礱糠灰配比基質(zhì)下甜瓜果實中碳水化合物代謝關鍵酶活性的變化Fig.4 The activities of key enzymes of carbohydrate metabolism in melon fruits under substrates with different rice husk ash ratios

2.7 栽培基質(zhì)礱糠灰配比對甜瓜果實形態(tài)和產(chǎn)量的影響

由表5可知，隨著栽培基質(zhì)中礱糠灰比例的增加，甜瓜果實的橫徑、縱徑、單果重和單株產(chǎn)量均呈現(xiàn)出先升后降的變化趨勢，并均在T2處理下達到最大值，此時分別比CK顯著提高20.06%、20.60%、23.33%和15.56%；而甜瓜的果形指數(shù)在各處理組均無顯著變化。與對照相比，T1、T2處理下，果實橫莖和單果重差異不顯著；各個處理間果形指數(shù)沒有顯著差異。不同處理下甜瓜果實的單果重有一定差異；T1-T4處理的橫徑、縱徑、單果重和單株產(chǎn)量均不同程度提高，T5處理均不同程度降低，且T1-T3處理的增幅多達到顯著水平?？梢姡耘嗷|(zhì)中適量添加礱糠灰有利于‘羊角蜜’甜瓜橫徑、縱徑的增大以及單果重和單株處理的提高，并以T2處理的效果最為顯著。

2.8 甜瓜生長指標與栽培基質(zhì)特性的相關性分析

從表6可以看出，甜瓜生長指標中的植株莖粗與基質(zhì)容重顯著正相關，單株干重與pH顯著負相關，與EC值極顯著正相關；葉片中葉綠素含量與基質(zhì)EC值呈顯著正相關，而與基質(zhì)中細菌及真菌數(shù)量顯著負相關；果實品質(zhì)指標蔗糖含量與總空隙度、可溶性總糖與基質(zhì)EC值、可溶性固形物含量與基質(zhì)總孔隙度，以及葡萄糖含量與基質(zhì)EC值和總孔隙度均呈顯著正相關；果實產(chǎn)量指標單果重與基質(zhì)EC值呈顯著正相關；植株的株高、葉面積、根體積、可溶性蛋白含量、單株產(chǎn)量與基質(zhì)理化指標相關性均未達到顯著水平?？梢姡耘嗷|(zhì)中添加適當比例的礱糠灰有利于改善基質(zhì)通氣狀況，降低基質(zhì)中微生物的數(shù)量，提高基質(zhì)營養(yǎng)含量，從而促進甜瓜幼苗地上部生長和根系的發(fā)育，改善果實品質(zhì)。

表5 不同礱糠灰配比基質(zhì)下甜瓜果實產(chǎn)量的變化

表6 甜瓜植株生長指標與基質(zhì)特性指標的相關性分析

3 討論與結(jié)論

無土栽培具有病蟲害少、節(jié)水省肥、栽種方式靈活、可控性較高等傳統(tǒng)土壤栽培難以超越的優(yōu)越性，目前在設施農(nóng)業(yè)中被廣泛采用[23]。基質(zhì)是無土栽培植株生長時營養(yǎng)的主要提供媒介，崔瑤等[24]的研究結(jié)果表明，不同的基質(zhì)因其保溫能力、持水透氣性、養(yǎng)分含量的差異對植物種子萌發(fā)及植株生長的影響效果不同。甜瓜使用基質(zhì)栽培，成苗率高，植株生長一致[25]。栽培前后基質(zhì)的理化性質(zhì)會發(fā)生變化，而基質(zhì)理化性狀是決定植株正常生長的重要指標[26]。本試驗中，甜瓜栽培前各處理基質(zhì)的理化性狀滿足或接近理想的栽培基質(zhì)要求。基質(zhì)在栽培中澆水和果實成熟后采集、風干等過程中的操作可能會影響容重，使容重變?。粴馑仁呛饬炕|(zhì)水氣平衡的重要指標[27]，栽培后基質(zhì)的氣水比變小，孔隙的變化可能與根系的生長充盈基質(zhì)有關。pH和EC值是檢測基質(zhì)能否可供植株生長的重要指標，二者的減少可能是由于甜瓜在生長過程中不斷吸收礦質(zhì)營養(yǎng)元素而使基質(zhì)趨向于更加適宜其生長的理化狀態(tài)。由試驗結(jié)果可知，在栽培基質(zhì)中添加一定量的礱糠灰可以顯著提高基質(zhì)的容重、通氣孔隙、pH、EC值，改善基質(zhì)的理化性狀，為植株提供通氣持水狀況良好、養(yǎng)分充足的生長環(huán)境。

植株的株高、莖粗代表了植株的生長勢[28]。干鮮重反映植物葉片光合作用和根吸收的產(chǎn)物多少，是植物生長發(fā)育的基礎[29]。不同基質(zhì)配方處理的作物根冠比反映作物地上、地下部生長的均衡度，壯苗指數(shù)直接反映出作物的健壯程度[30]。本試驗結(jié)果表明，T1-T4栽培基質(zhì)中的甜瓜植株干鮮重均高于對照，且T2處理的株高、莖粗、根長以及干鮮重均最大；同時，T2處理的根系活力、壯苗指數(shù)、根冠比等也顯著優(yōu)于與其他處理；T5處理的生長指標均低于CK，可能是由于礱糠灰自身pH中性偏堿且保水性差的原因，造成根系無法正常吸收營養(yǎng)及生長。由此說明適量添加礱糠灰對栽培基質(zhì)理化性狀的改善具有一定作用，可以促進甜瓜的生長，但添加比例過高則會影響基質(zhì)的理化性質(zhì)，對甜瓜的生長造成負面影響。

葉片光合色素含量可以直接反映作物光合作用能力的強弱，葉片的葉綠素含量與作物的生長潛能有關[31]，光合作用是大部分綠色植物生存的基礎，是作物最基本的生理活動[32]，適當強度的光合作用有利于植株體內(nèi)有機物的積累，提高其品質(zhì)和產(chǎn)量。凈光合速率和氣孔導度存在一定的線性關系，即光合速率增強，氣孔導度增大，而在光合作用受阻礙時，氣孔導度減小，導致進入葉片內(nèi)的CO2減少[33]。本試驗中T2處理甜瓜植株葉片的葉綠素含量、類胡蘿卜素含量均為最大，Pn、Gs、Tr均為最高，Ci最低，因此葉片光合作用強，作物的生長代謝能力強，有助于體內(nèi)的光合產(chǎn)物的積累。一般來說，正常生長葉片的葉綠素與類胡蘿卜素的含量比值(葉色指數(shù))約為4∶1，本研究所有處理中T5的葉色指數(shù)(3.62)最低且不在正常范圍內(nèi)。因此，基質(zhì)中添加適當比例的礱糠灰可以提高甜瓜葉片光合色素的積累量，有助于提高葉片的光合作用效率，加速植株體內(nèi)的新陳代謝，使植株的光合產(chǎn)物滿足同化與分配利用。

種子在萌芽過程中，能夠產(chǎn)生豐富的可溶性糖及蛋白質(zhì)，可溶性糖提供了植株生長所需的絕大部分能量[34]。蔗糖是源庫碳水化合物代謝的樞紐，與淀粉和果糖之間的相互轉(zhuǎn)化，對源庫碳水化合物的合成和代謝具有重要意義[35]。植物中大多數(shù)化學反應依賴于酶的催化作用，可溶性蛋白含量在一定程度上代表了酶的活性水平[36]。甜瓜果實中糖分積累主要由SPS和AI調(diào)控[37]。SS能夠催化尿苷二磷酸葡萄糖和果糖反應生成蔗糖[35]。 SPS是光合產(chǎn)物分配轉(zhuǎn)化為蔗糖和淀粉的關鍵酶，其與蔗糖的合成具有極顯著的相關性[38-39]。轉(zhuǎn)化酶(AI、NI)可以催化蔗糖分解為葡萄糖和果糖[40]。在高等植物中，可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)可維持植物體細胞的滲透平衡，提高植物生物抗性[41]。硝酸鹽含量是衡量果蔬品質(zhì)的重要指標之一[42]，硝酸鹽積累量越多，會對植株造成生理上的不利影響，從而影響果蔬長勢。

本試驗中T2處理的甜瓜果實中淀粉含量最低，可溶性蛋白、可溶性總糖、蔗糖含量均為最高，葡萄糖和可溶性固形物含量僅次于T1處理，可以為植株的生長發(fā)育提供大量的能量，有效促進甜瓜生長中的光合、呼吸作用，增強生長代謝能力；各處理硝酸鹽含量無顯著性差異。同時，T2處理果實中的SS活性最高，SPS活性與T1處理間無顯著差異，AI酶活性最低；T2處理的果實橫徑、縱徑、單果重均為最大。綜上可知，T2處理的甜瓜果實中碳水化合物積累量最大，關鍵酶活性最適宜甜瓜果實中蔗糖等能源物質(zhì)的積累，果實產(chǎn)量最高，生長狀況最佳。因此，在適宜的礱糠灰復配基質(zhì)處理下，甜瓜果實的可溶性糖、可溶性蛋白含量及蔗糖合成酶(SS)活性和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性顯著提高，果實中的糖分積累量高、植株抗逆性較好、果品質(zhì)量較優(yōu)。

另外，甜瓜生長、光合和品質(zhì)指標與栽培基質(zhì)理化特性的相關性分析結(jié)果表明，‘羊角蜜’甜瓜植株的莖粗、單株干重受栽培基質(zhì)理化性狀的影響較大。在本試驗中，隨著基質(zhì)中礱糠灰比例的增加，基質(zhì)的容重先升后降、通氣孔隙和pH變大、持水孔隙和EC值變小，因此栽培基質(zhì)中添加礱糠灰的比例不宜過高。整體而言，當基質(zhì)的容重較大、pH較小、EC值較大時，更有利于甜瓜莖粗的增大、養(yǎng)分的累積、根系的延伸，有助于植株健壯生長。葉片葉綠素含量與基質(zhì)pH顯著正相關，與微生物含量均為負相關，可能是由于微生物與甜瓜生長所需物質(zhì)之間存在養(yǎng)分競爭關系。基質(zhì)的孔隙度大、EC值升高可以增加甜瓜果實中的蔗糖、葡萄糖、可溶性糖和可溶性蛋白含量，有利于根系吸收營養(yǎng)輸送給地上部生長利用、合成有機物，增加果實產(chǎn)量。

綜上所述，礱糠灰與市售成品栽培基質(zhì)在2∶4(體積比)的混配比例下，無論是在栽培基質(zhì)容重、孔隙度、pH值、EC值等理化性質(zhì)方面，還是甜瓜的生長發(fā)育和果實可溶性蛋白、碳代謝物含量及關鍵酶活性等方面均明顯的優(yōu)于其他配比基質(zhì)處理及對照，甜瓜植株生長狀況最佳，可作為生產(chǎn)實際的栽培參考；同時也表明礱糠灰可作為草炭的代替基質(zhì)推廣使用，從而有效降低基質(zhì)栽培成本。