氮磷鉀配施對砂田西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

杜少平, 馬忠明, 薛 亮

(1甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所， 蘭州 730070; 2甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 蘭州 730070;3甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究所， 蘭州 730070)

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氮磷鉀配施對砂田西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

杜少平1, 馬忠明2*, 薛 亮3

(1甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所， 蘭州 730070; 2甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 蘭州 730070;3甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究所， 蘭州 730070)

西瓜; 氮磷鉀配施; 產(chǎn)量; 品質(zhì)

以往對西瓜最佳施肥量和施肥比例的研究較多，張玉鳳等[12]研究表明，西瓜優(yōu)化施肥的氮、磷、鉀用量分別為280、114、360kg/hm2，相應(yīng)的N、P2O5、K2O比例為1 ∶0.41 ∶1.28; 陳丁紅等[13]研究表明，西瓜“科農(nóng)9號”的適宜施肥量為N207kg/hm2、P2O552.5kg/hm2和K2O187.5kg/hm2，相應(yīng)的N、P2O5、K2O比例為1 ∶0.25 ∶0.91; 葉林等[14]通過對日光溫室西瓜的適宜施肥量研究表明，當(dāng)?shù)⒘?、鉀肥用量分別為717、225、717kg/hm2，N、P2O5、K2O比例為1 ∶0.31 ∶1時(shí)，西瓜產(chǎn)量最高。這是由于受氣候環(huán)境、土壤基礎(chǔ)肥力、試驗(yàn)品種和栽培模式等的影響，結(jié)果不盡相同，且以往在旱砂田西瓜平衡施肥方面的研究較少。為此，本文通過研究氮、磷、鉀肥料配施對砂田西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，旨在為砂田西瓜的合理施肥提供參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)氮、磷、鉀3個(gè)因子，每個(gè)因子5個(gè)水平，采用二次飽和D-最優(yōu)設(shè)計(jì)方案[15]，小區(qū)面積33.6m2，3次重復(fù)，具體試驗(yàn)方案及肥料用量見表1。供試肥料分別為尿素(N46%)、普過磷酸鈣(P2O512%)、硫酸鉀(K2O50%)。其中30%氮肥、100%磷肥和40%鉀肥作基肥于瓜行條施，30%的氮肥在伸蔓期穴施，40%的氮肥和60%的鉀肥于果實(shí)膨大初期追施(穴施)。寬窄行“品”字形穴播，寬行0.9m、窄行0.6m，播后進(jìn)行寬窄膜相配套的全膜覆蓋。4月5日播種，7月20日收獲，西瓜全生育期有效降水量125mm，其他管理措施按常規(guī)進(jìn)行。

表1　西瓜氮磷鉀配比試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2測定項(xiàng)目與方法

當(dāng)?shù)匚鞴显耘酁槊恐曛涣?個(gè)瓜，且一次性收獲，因此西瓜成熟時(shí)，每小區(qū)隨機(jī)選取具有代表性的10個(gè)瓜計(jì)算單瓜重，并統(tǒng)計(jì)每小區(qū)西瓜數(shù)，然后計(jì)算產(chǎn)量。用手持式折光儀測定含糖量，比色法測定維生素C含量[16]，硝酸鹽含量采用紫外分光光度法(NY/T1279-2007)，蛋白質(zhì)含量采用凱式定氮法[17]，有效酸度用pH計(jì)測定[17]。土壤基礎(chǔ)理化性狀的測定參照土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)常規(guī)分析方法[17]進(jìn)行。

西瓜品質(zhì)綜合評分標(biāo)準(zhǔn): 根據(jù)西瓜生產(chǎn)要求和商品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，參考趙鍇等[18]對洋蔥品質(zhì)的評分標(biāo)準(zhǔn)，將某品質(zhì)指標(biāo)測定值占其最佳處理值的百分?jǐn)?shù)即為該處理指標(biāo)的實(shí)際得分，各處理所有品質(zhì)指標(biāo)得分權(quán)重值之和，即為該處理的品質(zhì)綜合評分，其中最佳含糖量值為12%、有效酸度為6、Vc含量為40mg/kg，且均與西瓜品質(zhì)呈正相關(guān)，硝酸鹽和水分含量與西瓜品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)，其中硝酸鹽含量以100mg/kg為最佳處理值，水分含量以90%為最佳處理值，且均以實(shí)際測定值每增加10，綜合評分扣1分為標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)西瓜各品質(zhì)指標(biāo)與感官鑒定的相關(guān)程度[19]，本試驗(yàn)擬定含糖量及有效酸度權(quán)重分別為0.5和0.2，Vc、硝酸鹽、及水分含量分別為0.1。

統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS16.0軟件進(jìn)行。

2　結(jié)果與分析

2.1回歸模型的建立

不同處理西瓜產(chǎn)量與品質(zhì)的測定結(jié)果見表2。

以表1中氮、磷、鉀肥料編碼值為自變量，表2中產(chǎn)量為因變量，進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸分析，得出西瓜產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥料之間的回歸方程:

(1)

(2)

表2　不同施肥處理對西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

表3　產(chǎn)量方程偏回歸系數(shù)檢驗(yàn)

2.2模型解析

2.2.1 因子主效應(yīng)分析由于氮、磷、鉀肥對產(chǎn)量和品質(zhì)的回歸方程已經(jīng)過無量綱編碼代換，故直接比較各偏回歸系數(shù)絕對值的大小，可反映各因子的重要程度。從氮、磷、鉀與西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)回歸模型的一次項(xiàng)可以看出，氮、磷、鉀的偏回歸系數(shù)絕對值分別為1733.744、2560.82、295.73和0.877、2.333、1.223，說明氮、磷、鉀肥對西瓜產(chǎn)量的影響以磷肥最大，氮肥次之，鉀肥較小; 對西瓜品質(zhì)的影響以磷肥最大，鉀肥次之，氮肥較小。2.2.2 單因子效應(yīng)分析為了進(jìn)一步探討各個(gè)因素的單獨(dú)效應(yīng)，將西瓜產(chǎn)量回歸模型中3個(gè)自變量中的任意兩個(gè)固定在0碼值，可以得到剩余自變量與目標(biāo)函數(shù)的關(guān)系，即氮、磷、鉀與西瓜產(chǎn)量關(guān)系的單因子效應(yīng)方程分別為:

(3)

(4)

(5)

同理，得到氮、磷、鉀與西瓜品質(zhì)關(guān)系單因子效應(yīng)方程:

(6)

(7)

(8)

從各單因子效應(yīng)方程圖1和圖2可直觀看出，西瓜產(chǎn)量均隨著氮、磷、鉀施肥量的增加而增加，達(dá)最高產(chǎn)量后，又隨施肥量的增加而降低，且鉀對產(chǎn)量的正效應(yīng)大于氮，而氮的負(fù)效應(yīng)大于磷; 西瓜品質(zhì)在較低施肥量條件下，隨氮、磷、鉀施用量的增加而提高，但過量投入，也降低西瓜品質(zhì)，其中氮、磷、鉀對品質(zhì)的正效應(yīng)差異不大，而氮的負(fù)效應(yīng)大于磷、鉀。在本試驗(yàn)施肥量范圍內(nèi)，對各單因子效應(yīng)方程分別求導(dǎo)數(shù)以及采用當(dāng)年當(dāng)?shù)匚鞴掀骄N售價(jià)及肥料的價(jià)格，可分別求得西瓜的最高產(chǎn)量及最優(yōu)品質(zhì)施肥量和最佳經(jīng)濟(jì)施肥量(表4)。

2.2.3 因子互作效應(yīng)分析本試驗(yàn)確定的西瓜產(chǎn)量回歸模型，存在氮磷、氮鉀和磷鉀的交互項(xiàng)，且其偏回歸系數(shù)均達(dá)顯著水平，說明氮磷、氮鉀和磷鉀的交互效應(yīng)對西瓜產(chǎn)量產(chǎn)生了顯著影響，即在綜合施肥條件下，產(chǎn)量的變化，不單純是各因子單獨(dú)效應(yīng)的線性累加，還存在配合效應(yīng)，即因子間的交互效應(yīng)。分別將產(chǎn)量回歸模型中的氮素(X1)、磷素(X2)、鉀素(X3)固定在0碼值，可以得到其交互效應(yīng)方程，分別為:

圖1　產(chǎn)量因子效應(yīng)分析Fig.1　Analysis of the yield factor effects

圖2　品質(zhì)因子效應(yīng)分析Fig.2　Analysis of the quality factor effects

因子Factor項(xiàng)目ItemYmax(kg/hm2)編碼值XCode最高施肥量(kg/hm2)Max.appl.rate編碼值XCode最佳施肥量(kg/hm2)Opt.appl.rateN產(chǎn)量Yield57682.870.3344231.610.3337231.55品質(zhì)Quali-ty92.960.2279221.55P2O5產(chǎn)量Yield58378.880.7699204.340.7682204.21品質(zhì)Quali-ty93.820.8203207.89K2O產(chǎn)量Yield57407.82-0.1002191.78-0.1027191.58品質(zhì)Quali-ty93.130.4460236.57

(9)

(10)

(11)

圖3　因子交互效應(yīng)分析Fig.3　Analysis of the interaction mutual effects

2.3利用模型進(jìn)行決策

表5　西瓜產(chǎn)量超過50000 kg/hm2的因素取值頻率分布

3　討論與結(jié)論

表6　西瓜品質(zhì)超過85分的因素取值頻率分布

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EffectsofcombinedapplicationofN,PandKonyieldandqualityofwatermeloningravel-mulchedfields

DUShao-ping1,MAZhong-ming2*,XUELiang3

(1 Institute of Vegetables, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, China;2 Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, China;3 Institute of Soil, Fertilizer and Water-saving Agriculture, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, China)

【Objectives】Unbalancedfertilizationisalimitingfactortoyieldandqualityofwatermeloningravel-mulchedfields.Soithasimportantpracticalsignificancethatstudyingeffectoffertilizationontheyieldandqualityofwatermelon,verifyingtheoptimumnitrogen,phosphorusandpotassiumapplicationratesforhigheryieldandqualityofwatermelonandimprovingproductionefficiencyofgravel-mulchedfields. 【Methods】Alatematurewatermeloncultivar‘Longkang9’wasusedasmaterial,andmicro-spottrialswerecarriedoutingravel-mulchedfieldsunderconditionoffullplasticfilmmulchingby“311-B”D-saturationoptimumdesignofthreefactors. 【Results】Accordingtothedataobtained,mathematicalregressionmodelsweresetupbasedontheyieldandqualityrespectivelybyquadraticregressionanalysis,inwhichN,PandKwereindependentvariablesandthewatermelonyieldandqualityparametersweredependentvariables.ThemodelanalysisshowsthatN,PandKsignificantlyinfluencethewatermelonyieldandqualityparameters,theinfluencedorderofdifferentfactorsonthewatermelonyieldisP>N>KandonthewatermelonqualityisP>K>N,whichindicatesthatPistheprimaryfactortotheyieldandqualityofwatermeloningravel-mulchedfields.WhenN,PandKreachto231.61, 204.34and191.78kg/hm2,themarginalyieldis0.Whensinglefertilizationishighorlow,itisnotconducivetotheformationofwatermelonproduction,andduetotheinteractioneffect,thecombinedapplicationofN,PandKhasastrongerroleinpromotingoftheyield.TheinteractioneffectsamongthesefactorsarepositiveonthewatermelonyieldwiththeinfluencedorderasNandP>PandK>NandK,withthebiggestinteractionareabeingNat115.0-341.8kg/hm2,P2O5at86.5-298.2kg/hm2andK2Oat101.6-298.4kg/hm2.Themodelwasusedtomakedecision,thefertilizationschemeofyieldof50t/hm2isNat193.19-238.18kg/hm2,P2O5at162.41-206.72kg/hm2andK2Oat164.85-214.53kg/hm2,andfertilizationschemeofthequalitygradelargerthan85isNat195.96-239.44kg/hm2,P2O5at167.86-207.52kg/hm2andK2Oat212.87-267.62kg/hm2. 【Conclusions】Inthisexperiment,whenthefertilizerratesofNat195.96-238.18kg/hm2,P2O5at167.86-206.72kg/hm2andK2Oat212.87-214.53kg/hm2,theyieldreachesto50t/hm2andthequalitygradelargerthan85.ThemostsuitableratioofN∶P2O5∶K2Ois1 ∶0.86 ∶0.98.

watermelon;combinedapplicationofnitrogen,phosphorusandpotassium;yield;quality

2014-07-07接受日期: 2014-12-30網(wǎng)絡(luò)出版日期: 2015-05-20

國家西甜瓜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系土壤肥料崗位項(xiàng)目(CARS-26-20); 農(nóng)業(yè)部西北地區(qū)蔬菜科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站項(xiàng)目(2015-A2621-620321-G1203-066)資助。

杜少平(1979—)，男，甘肅靜寧人，碩士，助理研究員，主要從事砂田西瓜高效栽培技術(shù)研究。

Tel: 0931-7614722,E-mail:dushaoping2007@163.com。*通信作者Tel: 0931-7617566,E-mail:mazhming@163.com

S651.60;S606+.2

A

1008-505X(2016)02-0468-08