古斌權(quán),邢乃林,付玉婧,應(yīng)泉盛,黃蕓萍,王毓洪
(寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,浙江 寧波 315040)
化肥對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作用巨大,在人民溫飽和小康問(wèn)題的解決過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用[1]。由于化肥的過(guò)度施用,造成農(nóng)田有機(jī)質(zhì)含量降低,鹽堿化、酸化問(wèn)題嚴(yán)重[2]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人民對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量等方面的要求日益增長(zhǎng)。隨著科技發(fā)展,化肥施用零增長(zhǎng)甚至逐步降低已成趨勢(shì),同時(shí)大量新型的、針對(duì)性的化肥及生物性肥料等正在不斷增多[3-4]。
西瓜是全球十大水果之一,作為我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物,在新時(shí)代下農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和鄉(xiāng)村振興中占據(jù)重要地位。2014年我國(guó)西瓜種植面積超185.2萬(wàn)hm2,在瓜果類種植面積中總占比超過(guò)70%。特別是隨著化肥的大量施用,枯萎病等連作障礙問(wèn)題日益嚴(yán)重,已成為制約瓜類生產(chǎn)的重要瓶頸。嫁接是目前國(guó)際上常用的有效針對(duì)瓜類連作障礙問(wèn)題的技術(shù)手段,同時(shí)由于嫁接在抗病耐逆性、水肥利用率等方面的優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)[5-6]。由于常規(guī)化肥的過(guò)量施用,特別是作物針對(duì)性的肥料發(fā)展滯后,農(nóng)田酸化、鹽堿化、板結(jié)、有機(jī)質(zhì)含量降低、病蟲草害加重等問(wèn)題日益突出[7]。因此,在保障瓜類合理安全供給的前提下,針對(duì)性的新型肥料的開發(fā)和利用研究十分重要,亟需對(duì)替代性或補(bǔ)充性肥料對(duì)瓜類作物嫁接生長(zhǎng)的影響進(jìn)行研究。
針對(duì)以上問(wèn)題,本研究以西瓜實(shí)生苗為對(duì)照,通過(guò)常規(guī)化肥和瓜類新型針對(duì)性肥料的施用,研究不同肥料對(duì)嫁接西瓜和非嫁接西瓜生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響,分析嫁接及新型肥料對(duì)嫁接西瓜生長(zhǎng)發(fā)育的作用,為化肥減施增效提供參考。
田間試驗(yàn)于2017年春季在寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院高新農(nóng)業(yè)技術(shù)試驗(yàn)園區(qū)的塑料大棚內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)大棚前茬作物為南瓜,供試材料為甬砧1號(hào)葫蘆類型砧木嫁接甬蜜2號(hào)西瓜,其中葫蘆砧木及西瓜接穗均由寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供。西瓜嫁接采用插接法進(jìn)行,嫁接管理方法同常規(guī)。除化肥施用外,其余田間管理措施同常規(guī)西瓜生產(chǎn)。
施肥前,取大棚土樣檢測(cè)土壤,結(jié)果全氮含量0.29%,全磷含量0.10%,全鉀含量1.35%,水解性氮含量211.00 mg·kg-1,有效磷含量80.70 mg·kg-1,速效鉀含量62.00 mg·kg-1,pH值為4.85,有機(jī)質(zhì)含量為3.95%,水溶性鹽總量為1.90%,檢測(cè)由農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(寧波)完成。所用肥料為常規(guī)使用的挪威復(fù)合肥(以下簡(jiǎn)稱“常規(guī)”)以及購(gòu)自上海永通化工有限公司的系列肥料(以下簡(jiǎn)稱“新型”)。其中,新型肥料中,瓜類專用肥氮磷鉀比例為15∶10∶17,高氮肥氮磷鉀比例為32∶16∶12,高鉀肥氮磷鉀比例為15∶6∶35。作為常規(guī)肥料的挪威復(fù)合肥的氮磷鉀比例為15∶15∶15。施肥期分為定植前的底肥,以及伸蔓期、坐果期和膨果期的追肥。挪威復(fù)合肥用于各施肥期,瓜類專用肥用于底肥,高氮肥用于伸蔓期,高鉀肥用于坐果期和膨果期。
試驗(yàn)材料為實(shí)生苗和嫁接苗,實(shí)生苗為對(duì)照,肥料為新型系列肥料和常規(guī)肥料,以常規(guī)肥料為對(duì)照。其中實(shí)生苗和嫁接苗各60株,各分為6次重復(fù),每次重復(fù)10株,其中3次重復(fù)施用常規(guī)肥料,另3次重復(fù)施用新型肥料,每次重復(fù)的實(shí)生苗與嫁接苗間隔種植。挪威復(fù)合肥各時(shí)期每667 m2施用量分別為底肥750 kg,伸蔓期75 kg,坐果期120 kg,膨果期300 kg。新型系列肥料為底肥用西瓜專用肥750 kg,伸蔓期用高氮肥93.75 kg,坐果期用高鉀肥120 kg,膨果期用高鉀肥128.55 kg。開花期考察主蔓長(zhǎng)、莖粗、第十五片葉長(zhǎng)、第十五片葉寬、節(jié)間長(zhǎng)。果實(shí)成熟期每個(gè)重復(fù)收獲6~8個(gè)果實(shí),考察單果重、果長(zhǎng)、果寬、果皮厚、中心糖度、邊緣糖度。果肉糖度利用數(shù)字折射儀PR-32α測(cè)定。
表1顯示,所考察的植株長(zhǎng)勢(shì)性狀和果實(shí)性狀及品質(zhì)性狀的重復(fù)間差異均表現(xiàn)為不顯著,表明本試驗(yàn)重復(fù)性好,數(shù)據(jù)可靠。處理間的方差分析結(jié)果顯示,主蔓長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、葉寬、節(jié)間長(zhǎng)等植株長(zhǎng)勢(shì)相關(guān)性狀及邊緣糖度處理間差異均達(dá)極顯著差異,表明2種施肥方案對(duì)植株長(zhǎng)勢(shì)及后期糖分轉(zhuǎn)化影響較大。而2種施肥方案對(duì)果實(shí)大小及中心糖度等性狀的影響不大,處理間均未達(dá)到顯著性差異。對(duì)于嫁接苗,2種施肥方案對(duì)葉長(zhǎng)、葉寬、節(jié)間長(zhǎng)、果寬、果重影響較大,均達(dá)到顯著或極顯著差異。其余性狀影響則不顯著。對(duì)于實(shí)生苗,主蔓長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、葉寬、節(jié)間長(zhǎng),及邊緣糖度影響較大,均達(dá)到顯著或極顯著差異。其余性狀影響則不顯著。
表1 處理間各性狀的差異顯著性分析(F值)
注:*、**分別表示0.05和0.01水平的差異顯著性。
由表2可知,節(jié)間長(zhǎng)、葉寬、莖粗、果長(zhǎng)、中心糖度均表現(xiàn)為新型肥料高于常規(guī)肥料,同時(shí)嫁接苗高于實(shí)生苗。而邊緣糖度、果皮厚則表現(xiàn)為實(shí)生苗高于嫁接苗,其中邊緣糖度為新型肥料高于常規(guī)肥料,果皮厚表現(xiàn)相反。主蔓長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、單果重、果寬為常規(guī)肥料中實(shí)生苗高于嫁接苗,新型肥料中嫁接苗高于實(shí)生苗,其中新型肥料的主蔓長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、果寬高于常規(guī)肥料。對(duì)于果實(shí)長(zhǎng)寬比,則為常規(guī)肥料中嫁接苗高于實(shí)生苗,新型肥料中相反。
表2 不同施肥類型下嫁接西瓜生長(zhǎng)及品質(zhì)表現(xiàn)
對(duì)于嫁接苗,施用新型肥料的中心糖度及單果重均高于常規(guī)肥料,果皮厚度低于常規(guī)肥料,其中中心糖度達(dá)12.53,單果重達(dá)6.32 kg。同時(shí),新型肥料長(zhǎng)勢(shì)總體高于常規(guī)肥料,表明施用新型肥料的嫁接苗產(chǎn)量和品質(zhì)在本研究中均表現(xiàn)為最好。對(duì)于實(shí)生苗,則為新型肥料的中心糖度和邊緣糖度均高于常規(guī)肥料,果皮厚度低于常規(guī)肥料,但單果重稍低。長(zhǎng)勢(shì)總體表現(xiàn)為常規(guī)肥料弱于新型肥料。表明對(duì)于實(shí)生苗同樣為新型肥料高于常規(guī)肥料。
由表3可知,對(duì)于兩種肥料,新型肥料的667 m2施用量為1092.3 kg,較常規(guī)肥料用量減少12.27%。其中,新型肥料的667 m2氮肥用量為179.85 kg,較常規(guī)肥料減少3.69%;磷肥用量為104.85 kg,較常規(guī)肥料減少43.86%;鉀肥用量為225.75 kg,較常規(guī)肥料增加20.88%。
表3 氮磷鉀肥667 m2施用量
化肥是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)活性元素的主要來(lái)源,在我國(guó)連續(xù)多年的糧食增產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。其中大量元素氮、磷、鉀是作物細(xì)胞和器官的重要結(jié)構(gòu)成分,在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中不可或缺,合理的含相關(guān)元素的肥料施用可增加作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。但超過(guò)一定程度后,卻可造成作物減產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)降低,同時(shí)可顯著降低化肥利用效率。目前瓜類生產(chǎn),特別是西瓜生產(chǎn)中化肥施用量較高,但利用率總體較低[1,8]。本研究中,施用針對(duì)瓜類生產(chǎn)的新型肥料的西瓜生長(zhǎng)及品質(zhì)總體高于常規(guī)施肥,且氮肥和磷肥施用量均低于常規(guī)施肥用量。由于本地土壤速效鉀含量較低,而西瓜果實(shí)生長(zhǎng)對(duì)鉀需要較高,所以鉀肥含量較常規(guī)提高20.88%。與前期研究中類似,氮肥和磷肥減施可提高嫁接西瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)[9]。我國(guó)蔬菜肥料氮、磷和鉀各自總用量普遍超量,磷施用比例遠(yuǎn)超推薦比例[10]。本研究所用的新型肥料氮、磷肥施用量均低于常規(guī),且磷肥施用量減少最多,達(dá)43.86%。
氮肥及磷肥對(duì)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的作用相對(duì)大于生殖生長(zhǎng),而鉀肥對(duì)瓜類品質(zhì)影響較大,被稱為品質(zhì)元素,適量的鉀肥可提高瓜類果實(shí)品質(zhì)[11-12]。本研究中,隨著氮磷肥減施,鉀肥增施,主要影響營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng),而果實(shí)糖度等品質(zhì)性狀受肥料影響總體較營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)小,僅對(duì)邊緣糖度影響較大,整體上與不同元素肥料在作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的作用吻合。西瓜不同氮鉀肥施用情況下,西瓜主要表現(xiàn)為長(zhǎng)勢(shì)差異較大,而產(chǎn)量和品質(zhì)影響較小,在減氮增鉀時(shí),西瓜品質(zhì)得到一定改善[13-14],與本研究結(jié)果類似。氮磷鉀肥對(duì)西瓜果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響最大的為磷肥[15],但本研究中,磷肥的減施對(duì)西瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)影響并不大,可能是因?yàn)楸镜赝寥懒追屎枯^高,且西瓜生長(zhǎng)對(duì)磷肥需求相對(duì)較低有關(guān)。嫁接材料相對(duì)非嫁接材料,同樣的水肥情況下,總體上嫁接材料長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量及品質(zhì)較非嫁接材料高,或者水平相當(dāng)。總體表明嫁接可提高氮磷鉀等肥料的利用率,與已發(fā)表的研究結(jié)果一致[5,9,16]。因此,可結(jié)合嫁接技術(shù)和具有作物針對(duì)性的新型肥料的合理施用,在保障農(nóng)產(chǎn)品供給的同時(shí)減少化肥施用,同時(shí)還可以進(jìn)一步科學(xué)合理的利用土壤,達(dá)到提質(zhì)增效的目的。