不同氮鉀含量水溶肥對袋培甜瓜果期 養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

包振興 陳歡 景裕娜 齊紅巖 劉義玲

摘? ? 要：在基質(zhì)袋式栽培條件下，以薄皮甜瓜品種‘玉美人為試材，在甜瓜果實發(fā)育期，設(shè)T1（mN∶mP∶mK =3∶1∶6）、T2（mN∶mP∶mK =2∶1∶2）、T3（mN∶mP∶mK =2∶1∶1）3個不同氮鉀含量水溶肥處理，山崎甜瓜營養(yǎng)液（mN∶mP∶mK =5∶1∶6）作為對照，通過水肥一體化的滴灌施肥方式，研究了不同處理下甜瓜生長發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)及養(yǎng)分吸收的變化規(guī)律，篩選出適合基質(zhì)袋培甜瓜生長發(fā)育的水溶肥氮鉀配方，以期為甜瓜水肥一體化生產(chǎn)中肥料的選擇及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供參考。結(jié)果表明，在果實發(fā)育期，T2處理甜瓜株高和莖粗優(yōu)于其他處理，處理第8天時，較CK相比分別顯著升高了14.89%和8.15%。T3處理根系活力最大，處理第16天時，根系活力較CK相比顯著升高了26.85%。T1處理的葉片葉綠素含量、凈光合速率和胞間CO2濃度均最大，處理第24 天時，葉綠素a含量較CK顯著升高了5.81%，凈光合速率較CK升高了6.88%。產(chǎn)量和品質(zhì)的指標(biāo)表現(xiàn)為T1處理最優(yōu)，甜瓜單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量、可溶性固形物含量、維生素C含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量和糖酸比均最高，其中單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量較CK分別提高了32.98%和9.75%。T1處理甜瓜的可溶性固形物含量、維生素C含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量和糖酸比分別比CK提高了31.87%、25.00%、61.20%、21.01%和28.14%。植株中全N和全K積累量T1處理最高，植株全P含量T2處理最高。綜合分析表明，在基質(zhì)袋栽培條件下，甜瓜果實發(fā)育期T1處理水溶肥可顯著提高果實產(chǎn)量和品質(zhì)，適于果期通過水肥一體化方式施用。

關(guān)鍵詞：甜瓜;水溶肥;產(chǎn)量;品質(zhì);養(yǎng)分吸收

Abstract： In this experiment， under the condition of substrate bag cultivation， the oriental melon variety ‘Yumeiren was used as the test material. In the development stage of melon fruit， T1 （N∶P∶K=3∶1∶6） ，T2（N∶P∶K=2∶1∶2）， T3 （N∶P∶K=2∶1∶1） with different nitrogen and potassium contents， water soluble fertilizer treatment， Yamazaki melon nutrient solution （N∶P∶K=5∶1∶6） as a control were applied the changes of growth， yield， quality and nutrient uptake of melon under different treatments were studied by means of drip irrigation with water and fertilizer integration. The formula of water-soluble fertilizer nitrogen and potassium suitable for the growth and development of melons in trays was selected to make melon water and fertilizer. Thus Providing reference for the selection of fertilizers and high-quality and high-yield cultivation in integrated production. The results showed that the plant height and stem diameter of T2 treated melon were better than other treatments during fruit development， and increased significantly by 14.89% and 8.15% compared with CK on the 8th day. The root activity of T3 was the highest， and the root activity was significantly increased by 26.85% compared with CK on the 16th day. The chlorophyll content， net photosynthetic rate and intercellular CO2 concentration of the leaves in T1 treatment were the highest. On the 24th day， the chlorophyll a content was significantly increased by 5.81% compared with CK， and the net photosynthetic rate was 6.88% higher than that of CK. The yield and quality indicators showed T1 treatment is the best. The single fruit quality， single plant yield， soluble solids， Vitamin C， soluble protein， soluble sugar content and sugar-to-acid ratio were the highest， and the single fruit quality and yield per plant were 32.98% and 9.75%. higher than that of CK. The soluble solids， Vitamin C， soluble protein， soluble sugar content and sugar to acid ratio of T1 treated melon were increased by 31.87%， 25.00%， 61.20%， 21.01% and 28.14%， respectively. The total N and total K accumulation T1 treatments were the highest in plants， and the plant total P content T2 treatment was the highest. The comprehensive analysis showed that under the condition of substrate bag cultivation， T1 treatment of water-soluble fertilizer in melon fruit development period can significantly improve fruit yield and quality， and is suitable for fruit-time integration through water and fertilizer.

Key words： Melon; Water-soluble fertilizer; Yield; Quality; Nutrient absorption

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，水肥一體化被認(rèn)為是更科學(xué)的灌溉施肥技術(shù)，水溶性肥料是這一技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1]。甜瓜屬喜肥類蔬菜作物，其產(chǎn)量高低和品質(zhì)優(yōu)劣除與品種有關(guān)外，還與施肥情況密切相關(guān)。然而，傳統(tǒng)施肥技術(shù)的使用以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者栽培過程中為追求生產(chǎn)效益盲目施肥，不僅阻礙了甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的進(jìn)一步提高，還會對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅[2]。因此，選擇適合甜瓜栽培生長的水溶肥顯得至關(guān)重要。

水溶肥即水溶性肥料（Water soluble fertilizer，簡稱WSF），是一種完全溶于水的速效多元復(fù)合肥料[3]，近年來普遍采用噴、滴灌等水肥一體化施肥方式[4-5]。水溶肥的易溶解性可以減輕施用傳統(tǒng)化肥容易造成滴灌和噴灌系統(tǒng)堵塞的問題，目前水溶肥的應(yīng)用愈來愈廣泛[6]。研究表明，施用水溶肥能改善土壤肥力，提高山藥、茄子、香蕉、草莓、小白菜和大蔥等作物產(chǎn)量和品質(zhì)[6-11]。施用殼聚糖水溶肥可以促進(jìn)西瓜生長，并可以調(diào)節(jié)其營養(yǎng)生長和生殖生長，促進(jìn)生物量的積累[12]。水溶肥按養(yǎng)分組成常分為大量元素水溶肥、中量元素水溶肥、功能型水溶肥三大類，同一類水溶肥的含量及元素比例也各不相同[13]。因此應(yīng)根據(jù)作物種類、栽培模式及氣候、土壤等環(huán)境條件選擇合適的水溶肥。為此，本研究選擇了3種不同類型的水溶肥，以山崎甜瓜營養(yǎng)液為對照，滴灌作為施肥方式，通過不同水溶肥處理下基質(zhì)袋培甜瓜生長發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)及養(yǎng)分吸收等方面變化規(guī)律的研究，篩選出適合基質(zhì)袋培甜瓜生長發(fā)育的水溶肥，以期為甜瓜水肥一體化生產(chǎn)中肥料的選擇及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2018年3—6月和8—11月在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)科研基地日光溫室內(nèi)進(jìn)行。甜瓜品種為‘玉美人，供試基質(zhì)由本課題組自行研發(fā)，主要原料以牛糞和草炭為主，其基本理化性質(zhì)見表1。供試水溶肥種類及養(yǎng)分含量見表2，養(yǎng)分含量在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)分析測試中心測定。

1.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)4個處理，分別為CK（山崎甜瓜配方營養(yǎng)液）、T1水溶肥（mN∶mP∶mK =3∶1∶6）、T2水溶肥（mN∶mP∶mK =2∶1∶2）、T3水溶肥（mN∶mP∶mK =2∶1∶1）。試驗采用基質(zhì)袋栽培方式，栽培袋長×寬×高為50 cm×20 cm×10 cm，每袋裝0.01 m3基質(zhì)，定植2株甜瓜，株距30 cm，行距100 cm，每個處理共定植54株甜瓜，每個處理3次重復(fù)，完全隨機(jī)重復(fù)設(shè)計。甜瓜采用單蔓整枝，吊蔓栽培，每株留3個瓜。水溶肥采用水肥一體化滴灌方式施入，從開花后第7天開始進(jìn)行施肥處理，每袋每次施用4 g，每隔7 d施1次，共施4次，稀釋500倍液，山崎甜瓜營養(yǎng)液從開花后第7天起連續(xù)施用。其他管理同常規(guī)生產(chǎn)。

1.3 方法

在第1次施肥處理后第8天、第16天、第24天、第32天取樣，測定各處理的生長指標(biāo)及養(yǎng)分含量。果實成熟后測定產(chǎn)量及品質(zhì)指標(biāo)。采用單株取樣，每個處理3次重復(fù)。

1.3.1 生長指標(biāo)測定 株高：用卷尺測定莖基部到生長點的距離。莖粗：用游標(biāo)卡尺測定莖基部最粗處莖的橫縱二向直徑的值。根系活力：采用氯化三苯基四氮唑（TTC）還原法[14]測定植株根尖部位根系活力。葉綠素：采用丙酮乙醇混合液法[15]測定生長點以下第5片葉葉綠素含量。光合指標(biāo)：采用Li-6400便攜式光合儀測定生長點以下第5片葉各光合指標(biāo)。

1.3.2 植株養(yǎng)分和產(chǎn)量品質(zhì)測定 植株全氮測定采用H2SO4-H2O2消煮，凱氏定氮法;植株全磷測定采用釩鉬黃比色法;植株全鉀測定采用原子吸收分光光度計法。單果質(zhì)量及單株產(chǎn)量使用1/100天平稱量。取中果肉部位測定果實各品質(zhì)指標(biāo)，果實可溶性固形物含量測定采用手持折光儀，可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法，可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍(lán)G-250法，維生素C含量測定采用鉬藍(lán)比色法，有機(jī)酸含量測定采用NaOH滴定法[15]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

文中所有數(shù)據(jù)均為2茬數(shù)據(jù)的平均值，采用SPSS和Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析作圖，顯著性水平為p<0.05。圖表中數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮鉀含量水溶肥對甜瓜植株生長的影響

從圖1株高可以看出，不同水溶肥處理甜瓜株高呈現(xiàn)先升高后穩(wěn)定的變化趨勢。處理第8天時，T1處理株高與對照相比增加不顯著。T2和T3處理株高分別較CK顯著增加了14.89%和12.77%。從圖1莖粗可以看出，不同水溶肥處理甜瓜莖粗呈現(xiàn)先升高后下降的變化趨勢，在處理第8 天時，T1和T2處理莖粗較CK相比分別顯著增加了7.93%和8.15%。T3處理與CK無顯著差異。

從圖1可以看出，在甜瓜果實發(fā)育過程中，不同處理甜瓜根系活力均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢。在處理期間T2處理較CK相比無顯著差異，T1處理顯著低于對照，T3處理顯著高于對照。其中處理第16天時，T1處理的根系活力比CK顯著降低了15.55%，T3根系活力較CK相比顯著升高了26.85%。在處理第16天以后，各處理甜瓜根系活力均不同程度開始下降，到處理第24 天時各處理根系活力基本保持穩(wěn)定，表明甜瓜果期施用不同水溶肥對根系活力有顯著影響。

2.2 不同氮鉀含量水溶肥對甜瓜葉片葉綠素含量的影響

葉綠素作為重要的光和色素，在植物光合作用的光吸收過程中起著核心作用。從圖2可以看出，隨著甜瓜果實膨大，甜瓜葉片葉綠素含量呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢。葉綠素a、葉綠素b、葉綠素（a+b）在處理24 d時均達(dá)到最大值。在處理第24天時，T1處理甜瓜葉片葉綠素a含量較CK顯著升高了5.81%，葉綠素b含量同CK相比無顯著差異。T2和T3處理葉綠素a含量較CK分別顯著下降了14.11%和11.62%。葉綠素b含量較CK分別顯著下降了16.47%和12.94%。葉綠素（a+b）含量含量變化趨勢與葉綠素a含量變化趨勢相同。由此可以看出，不同水溶肥處理影響了甜瓜葉片光合色素的形成。

2.3 不同氮鉀含量水溶肥對甜瓜葉片光合特性的影響

從圖3可以看出，甜瓜葉片光合速率隨甜瓜果實膨大呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，在處理第24天時達(dá)到最大值，各處理間差異顯著。T1處理的光合速率較CK升高了6.88%（p<0.05）。T2和T3處理的光合速率較CK分別顯著降低了15.49%和5.16%。從圖3葉片氣孔導(dǎo)度在處理期間呈現(xiàn)逐漸升高的變化趨勢，不同水溶肥處理均顯著低于對照，在處理第32天時，T1、T2和T3處理葉片氣孔導(dǎo)度較CK分別顯著降低了9.28%、39.35%和28.12%。

從圖3可以看出，隨著處理時間的延長，甜瓜葉片蒸騰速率和胞間CO2濃度呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢，不同水溶肥處理與CK之間均產(chǎn)生顯著差異。在處理第32天時達(dá)到最大值。其中T1處理葉片蒸騰速率和胞間CO2濃度較CK分別顯著升高了7.21%和15.26%。T2和T3處理的葉片蒸騰速率和胞間CO2濃度較CK分別顯著降低了26.35%、14.30%、12.57%和6.10%。說明T1處理較CK相比顯著提高甜瓜葉片蒸騰速率和胞間CO2濃度，而T2和T3處理處理與CK相比降低了甜瓜葉片蒸騰速率和胞間CO2濃度。

2.4 不同氮鉀含量水溶肥對甜瓜果實產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

從表3可以看出，不同水溶肥處理對甜瓜產(chǎn)量有顯著影響。T1處理甜瓜單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量較CK分別顯著提高了32.98%和9.75%。T2處理單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量較CK顯著降低21.75%和13.26%;T3處理單果質(zhì)量較CK相比顯著升高了10.18%，單株產(chǎn)量較CK相比無顯著差異。

從表中品質(zhì)指標(biāo)可知，T1處理較CK相比顯著提高了甜瓜的品質(zhì)，可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白、可溶性糖含量和糖酸比均顯著高于CK，分別比CK提高了31.87%、25.00%、61.20%、21.01%和28.14%（p<0.05）。而T2和T3處理較CK相比均不同程度降低了甜瓜的品質(zhì)，T1和T3處理可溶性糖含量分別比CK降低了27.25%和17.30%（p<0.05）。有機(jī)酸含量較CK分別升高了33.33%和27.78%（p<0.05），糖酸比與CK相比分別顯著降低了45.43%和35.28%。

2.5 不同氮鉀含量水溶肥對甜瓜植株養(yǎng)分吸收量的影響

從圖4可以看出，不同水溶肥處理影響了植株對養(yǎng)分的吸收。T1處理顯著促進(jìn)了根系和莖中氮的積累，對葉中氮積累量影響不顯著。T2和T3處理顯著降低了根、莖和葉中氮的積累。其中在處理第16天時，T1處理根中氮積累量較CK處理顯著升高5.22%，T2和T3處理根中氮積累量分別較CK顯著下降了15.79%和8.63%。T1處理莖中氮含量較CK顯著升高了6.21%，T2和T3處理莖中氮積累量分別較CK顯著下降了16.29%和11.25%。不同水溶肥處理的甜瓜葉中氮積累量在處理期間呈現(xiàn)逐漸降低的變化趨勢，處理第8天時，T1處理葉中氮積累量與CK處理無顯著差異，T2和T3處理葉中氮積累量分別較CK處理顯著降低了9.48%和6.73%。

不同水溶肥處理的甜瓜根中磷積累量呈現(xiàn)逐漸下降的變化趨勢，而莖和葉中磷積累量呈現(xiàn)逐漸上升的變化趨勢，處理第16天時，各處理同對照間差異顯著。其中，T1處理根和莖中磷積累量分別較CK顯著下降了9.11%和8.14%，葉中磷積累量與CK相比無顯著差異。而T2和T3處理根、莖和葉中磷積累量分別顯著高于CK處理，T2處理根、莖和葉中磷積累量分別較CK高12.64%、17.22%和19.20%。T3處理根、莖和葉中磷積累量分別較CK高6.69%、13.89%和12.00%。

不同水溶肥處理的甜瓜根和莖中鉀積累量均呈現(xiàn)先平穩(wěn)后下降的變化趨勢，在處理第16天，T1處理根中鉀積累量較CK顯著升高了9.28%，T2和T3處理根中鉀積累量與CK相比分別顯著降低了12.41%和7.09%。在處理第16天時，T1、T2和T3處理莖中鉀積累量與CK相比分別顯著降低了12.14%、20.88%和16.38%。葉中鉀積累量呈現(xiàn)逐漸下降的變化趨勢，在處理第8天時，T1和T3處理葉中鉀積累量比CK分別顯著升高了23.42%和8.41%，T2處理葉中鉀積累量與CK相比無顯著差異。

3 討論與結(jié)論

3.1 水溶肥對甜瓜植株生長的影響

水溶肥是一種新型高效多元復(fù)合型肥料，對促進(jìn)作物生長發(fā)育、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要作用[16]。水溶肥有利于改善作物的根際水肥環(huán)境，促進(jìn)植物根系對養(yǎng)分的吸收。合理的水溶肥配方有利于增加作物葉綠素含量，改善光合作用[17]。水溶肥可以促進(jìn)西瓜生長，并可以調(diào)節(jié)其營養(yǎng)生長和生殖生長[8]。水溶肥能顯著提高馬鈴薯葉片各生長時期的葉綠素含量及其凈光合速率，從而提高馬鈴薯產(chǎn)量的平衡[18]。徐同珊、趙玉坤等[19-20]研究表明水溶肥料能夠有效促進(jìn)番茄葉綠素的増加;促進(jìn)玉米的生長，同時能夠提高作物的葉綠素含量，從而提高了植物的光合速率，促進(jìn)作物的生長。本研究結(jié)果表明，在甜瓜果實發(fā)育期，與對照相比，水溶肥處理對甜瓜株高和莖粗有不同程度的促進(jìn)作用，水溶肥的肥效更容易被甜瓜植株吸收。甜瓜根系活力最高的為T3處理，與對照相比顯著升高，而T2處理根系活力與對照相比無顯著差異，T1處理與對照相比顯著降低，可能與幾種配方中營養(yǎng)元素的配比有關(guān)。T1處理的水溶肥與對照相比能夠顯著提高葉片葉綠素含量，促進(jìn)光合作用，而T2和T3處理葉片葉綠素含量和光合作用較對照顯著降低，說明T1處理更有利于甜瓜植株的生長。T1中鉀元素含量最高，鉀元素能夠提高植物光合作用，增強(qiáng)CO2的同化率[21]，這與前人研究結(jié)果相一致。

3.2 水溶肥對甜瓜果實產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

水溶肥能夠提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，但對作物品質(zhì)的影響及增產(chǎn)效應(yīng)與肥料品種有關(guān)。水溶肥不僅保證了海南香蕉的產(chǎn)量和品質(zhì)，還節(jié)省水肥和人工，增產(chǎn)增效[22]。水溶肥提高了青菜的產(chǎn)量和效益[23]。本研究結(jié)果表明，不同水溶肥處理對單株產(chǎn)量和單果質(zhì)量具有顯著影響，表現(xiàn)為T1>T3>CK>T2;可溶性固形物和可溶性糖含量，T1和CK處理優(yōu)于T2和T3處理。綜合來看，T1處理對提高甜瓜產(chǎn)量和改善品質(zhì)最為有利，可能是由于果實發(fā)育后期甜瓜對鉀元素的吸收量增加，含鉀量較高的T1配方水溶肥更有利于甜瓜生長，鉀元素作為增產(chǎn)的重要元素，在一定范圍內(nèi)鉀素的增加能夠促進(jìn)作物生殖生長以及提高其營養(yǎng)品質(zhì)[24]，這與前人研究結(jié)果相一致。由此可見，合理養(yǎng)分配比的水溶肥有利于提高甜瓜果實品質(zhì)，氮鉀含量過高或過低都會導(dǎo)致可溶性固形物、可溶性糖含量以及產(chǎn)量的降低，合理的水溶肥才能保證甜瓜果實的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)。

3.3 水溶肥對甜瓜植株養(yǎng)分吸收的影響

氮、磷、鉀是作物生長發(fā)育的三大必需營養(yǎng)元素，是作物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的主要物質(zhì)組分，它們的積累是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[25]。同一品種在不同施肥條件下養(yǎng)分累積量有所不同。彭智平等[26]研究液體肥料和固體肥料對大白菜的養(yǎng)分吸收效應(yīng)結(jié)果表明，在相同氮磷鉀用量的條件下，水溶肥能夠大幅度提高白菜對養(yǎng)分的吸收。本研究表明，不同施肥處理對甜瓜氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量的變化趨勢相似，不同施肥處理只改變不同生育時期氮、磷和鉀積累量[27]，并不改變其累積趨勢，這與前人研究結(jié)果相一致。N和K元素為甜瓜果實發(fā)育期的關(guān)鍵元素，隨著甜瓜果實膨大，植株中N、K含量表現(xiàn)為T1和CK處理顯著高于T2和T3處理，表明T1和CK處理有利于促進(jìn)甜瓜生長，吸收更多的養(yǎng)分，提高營養(yǎng)物質(zhì)向果實的運輸。而植株P(guān)元素含量表現(xiàn)為T1和CK處理顯著低于T2和T3處理。張艷麗等[28]研究認(rèn)為，合理配施氮、鉀肥可最大限度發(fā)揮營養(yǎng)元素的作用，提高氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量及其果實分配系數(shù)，從而使甜瓜高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。

綜上所述，T1處理可顯著提高果實產(chǎn)量和品質(zhì)，適于果期通過水肥一體化方式施用。T2和T3處理有利于前期植株的營養(yǎng)生長，但對后期果實的發(fā)育及品質(zhì)形成的促進(jìn)作用低于T1處理。因此，為實現(xiàn)基質(zhì)袋式栽培甜瓜的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)目標(biāo)，應(yīng)根據(jù)植株不同生長發(fā)育時期的需求選擇合適的水溶肥。

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