不同緩/控釋氮肥對(duì)基質(zhì)栽培甜瓜生理特性與品質(zhì)的影響

王曉巍， 蒯佳林， 郁繼華， 劉曉靜

(1甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院， 蘭州 730070； 2甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所， 蘭州 730070)

?

不同緩/控釋氮肥對(duì)基質(zhì)栽培甜瓜生理特性與品質(zhì)的影響

王曉巍1, 2， 蒯佳林2， 郁繼華1*， 劉曉靜1

(1甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院， 蘭州 730070； 2甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所， 蘭州 730070)

【目的】緩/控釋氮肥的養(yǎng)分釋放速率因介質(zhì)而異，應(yīng)根據(jù)作物種類、 栽培模式及土壤等環(huán)境條件合理選擇緩釋肥類型。本試驗(yàn)以異丁叉二脲(IBDU)、 硫包衣尿素(SCU)、 脲甲醛(UF)、 亞甲基脲(MU)、 樹脂包膜尿素(ESN)5種不同緩/控釋氮肥為試材，通過研究在等養(yǎng)分水平下對(duì)基質(zhì)栽培甜瓜生理特性及品質(zhì)的影響，篩選出適宜基質(zhì)栽培的緩/控釋氮肥，以期為西北地區(qū)非耕地甜瓜的高品質(zhì)、 簡(jiǎn)約化栽培提供理論依據(jù)?！痉椒ā坎捎没|(zhì)盆栽(草炭 ∶蛭石 ∶珍珠巖=3 ∶1 ∶1，V ∶V)試驗(yàn)，設(shè)CK(不施氮肥)、 U(普通尿素)、 IBDU、 SCU、 UF、 MU和ESN 7個(gè)處理。幼苗長至23片真葉時(shí)，定植于高30 cm、 直徑30 cm的盆中，在甜瓜營養(yǎng)生長旺盛期即開花期取功能葉片進(jìn)行生理生化指標(biāo)的測(cè)定。【結(jié)果】與普通尿素相比，5種緩/控釋氮肥可不同程度地提高甜瓜開花期葉片的葉綠素含量、 凈光合速率、 蒸騰速率、 氮含量和根系活力；緩/控釋氮肥處理均能顯著提高甜瓜單瓜重，有效改善甜瓜品質(zhì)。效果表現(xiàn)為亞甲基脲(MU)>異丁叉二脲(IBDU)>脲甲醛(UF)>樹脂包膜(ESN)>硫包衣尿素(SCU)，化學(xué)型緩/控釋氮肥(MU、 IBDU、 UF)好于物理型緩/控釋氮肥(ESN、 SCU)。其中MU緩/控釋氮肥處理的甜瓜葉片葉綠素a、 葉綠素b和葉綠素a+b含量分別較U處理增加了41.0%、 31.0%和38.3%，葉片光合速率和蒸騰速率提高了28.9%和95.5%，葉片全氮、 可溶性蛋白質(zhì)、 硝態(tài)氮含量分別增加了23.7%、 24.3%、 269.7%，根系活力提高了37.5%，果實(shí)單瓜重、 中心可溶性固形物、 可溶性糖、 Vc含量分別提高了54.5%、 4.1%、 10.6%、 16.7%，硝酸鹽含量降低了9.9%?！窘Y(jié)論】緩/控釋氮肥可提高基質(zhì)栽培甜瓜葉片的葉綠素含量，改善光合作用，增強(qiáng)甜瓜根系吸收功能，促進(jìn)氮素的吸收和同化，進(jìn)而提高產(chǎn)量和品質(zhì)。緩/控釋氮肥處理的甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)與葉綠素、 光合速率、 葉片全氮、 可溶性蛋白質(zhì)、 硝態(tài)氮、 根系活力等生理指標(biāo)有一定的相關(guān)性。

緩/控釋氮肥； 甜瓜； 生理特性； 品質(zhì)

氮是構(gòu)成植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、 核酸、 葉綠素和多種酶、 多種維生素的主要成分，氮素營養(yǎng)水平直接影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。甜瓜生長對(duì)氮素營養(yǎng)水平的反應(yīng)比較敏感[1]。當(dāng)前，在蔬菜生產(chǎn)中普遍存在過量投入化肥以追求高產(chǎn)的現(xiàn)象，其結(jié)果則是蔬菜增產(chǎn)幅度和品質(zhì)逐年下降，另外，施肥次數(shù)增加，造成施肥成本高、 勞動(dòng)強(qiáng)度大、 肥料利用率低、 給土壤和水體帶來嚴(yán)重的污染。在保證作物產(chǎn)量和品質(zhì)的前提下，減少肥料施用量已成為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要任務(wù)。

緩/控釋肥料是采用一定工藝手段，制成肥料的養(yǎng)分釋放比常規(guī)肥料養(yǎng)分釋放緩慢的一類新型環(huán)境友好型肥料[2-4]。眾多研究表明，施用緩/控釋肥料可提高作物葉片的葉綠素含量和光合速率，增加物質(zhì)積累和產(chǎn)量，提高品質(zhì)。施用控釋尿素較普通尿素更能有效地提高水稻生育后期葉片的葉綠素含量和凈光合速率[5-6]。李學(xué)剛等[7]研究表明，100%的樹脂包膜尿素和棉花控釋專用肥處理提高了棉花葉齡45 d和60 d葉片的葉綠素含量、 PsⅡ的活性、 光化學(xué)最大效率、 實(shí)際光化學(xué)效率和光化學(xué)猝滅系數(shù)，使葉片保持了較高的凈光合速率。馬忠明等[8]在旱砂田西瓜上的研究表明，緩/控釋肥較常規(guī)施肥處理可使西瓜增產(chǎn)34%，品質(zhì)和肥料利用率也顯著提高；羅蘭芳等[9]報(bào)道，施控釋氮肥的雜交水稻糙米氨基酸總量、 必需氨基酸和限制性氨基酸含量均較施用尿素明顯提高。另外，緩/控釋氮肥也可顯著提高菜薹[10]、 大白菜[11]、 茶樹[12]等作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。緩/控釋氮肥按照肥料的加工過程的不同分為物理型、 化學(xué)型和物理化學(xué)型，不同類型的緩/控釋肥由于生產(chǎn)材料、 工藝等方面存在差異，導(dǎo)致其在不同介質(zhì)中的養(yǎng)分釋放速率也不同[13]。因此，應(yīng)根據(jù)作物種類、 栽培模式及氣候、 土壤等環(huán)境條件合理選用緩釋肥類型。為此，本研究選擇了5種不同類型的緩/控釋氮肥，研究在等養(yǎng)分水平條件下對(duì)基質(zhì)栽培甜瓜生理特性及品質(zhì)的影響，篩選出適宜基質(zhì)栽培的緩/控釋氮肥，以期為西北地區(qū)非耕地甜瓜高品質(zhì)、 簡(jiǎn)約化栽培提供理論依據(jù)。

1　材料和方法

1.1試驗(yàn)材料

供試甜瓜品種為銀帝，由甘肅省河西瓜菜研究所提供。栽培基質(zhì)以草炭、 蛭石和珍珠巖為原料，體積混合比例為3 ∶1 ∶1。栽培基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量為58.40%、 全氮9.73 g/kg、 全磷0.11 g/kg、 全鉀33.86 g/kg、 速效氮141.93 mg/kg、 速效磷24.70 mg/kg、 速效鉀107.45 mg/kg、 容重0.29 g/cm3、 比重1.92 g/cm3、 總孔隙度86.3%、 電導(dǎo)率0.44 mS/cm、 pH 6.0。供試緩/控釋肥料種類及養(yǎng)分釋放特性見表1，養(yǎng)分釋放特性采用靜態(tài)水溶法在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定[14]。磷肥為過磷酸鈣(P2O512%)，鉀肥為硫酸鉀(K2O 50%)。

表1　供試緩/控釋肥料性質(zhì)

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2010年5月至9月在甘肅省農(nóng)科院日光溫室中進(jìn)行，采用基質(zhì)盆栽試驗(yàn)，共設(shè)7個(gè)處理，分別為不施氮肥(CK)、 普通尿素(U)、 異丁叉二脲(IBDU)、 硫包衣尿素(SCU)、 脲甲醛(UF)、 亞甲基脲(MU)、 樹脂包膜尿素(ESN)。每處理3次重復(fù)，每重復(fù)15盆，完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。于5月初育苗，當(dāng)外界氣溫穩(wěn)定在15℃左右，幼苗長到23片真葉時(shí)，定植于高30 cm、 直徑30 cm的盆中，每盆定植1株；每盆裝入基質(zhì)5 kg，N-P2O5-K2O養(yǎng)分含量均為7.5-3.25-7.5g。緩/控釋氮肥處理一次性施入，普通尿素處理40%作基施，60%作追肥；所有處理磷肥作基肥一次性施入，鉀肥40%作基施、 60%作追肥。追肥分別于定果期、 果實(shí)膨大期分2次等量施入。在甜瓜營養(yǎng)生長旺盛期即開花期(7月5日)，每個(gè)處理每次重復(fù)選3株代表性植株，取同一葉位的功能葉

片用于生理生化指標(biāo)的測(cè)定。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

葉綠素含量采用丙酮、 無水乙醇混合液浸提法[15]；光合特性采用德國WALZ公司生產(chǎn)的GFS-3000 便攜式光合-熒光測(cè)量系統(tǒng)測(cè)定。選晴天上午9:3011:30進(jìn)行，溫度和光照均采用GFS-3000的溫度控制系統(tǒng)和人工光源，其中光照強(qiáng)度1100 μmol/(m2·s)、 CO2濃度360 μmol/mol，葉室溫度設(shè)為28℃；葉片全氮含量采用濃H2SO4-H2O2消煮—蒸餾法測(cè)定[16]，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250 染色法[16]；根系活力采用TTC法[16]；果實(shí)可溶性固形物含量采用手持式折光儀測(cè)定，Vc含量采用比色法[16]，硝酸鹽含量采用紫外分光光度法(NY/T 1279-2007)測(cè)定。

1.4數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003及DPS 6.5軟件進(jìn)行處理與統(tǒng)計(jì)分析，Duncan法進(jìn)行多重比較。

圖1　不同氮肥處理甜瓜葉片光合速率和蒸騰速率Fig.1　Photosynthetic rates and transpiration rates of melon leaves under different nitrogen fertilization treatments[注(Note): 柱上不同字母表示處理間差異達(dá)5%顯著水平 Different letters above the bars mean significant among treatments at the 5% level.]

2　結(jié)果和分析

2.1緩/控釋氮肥對(duì)甜瓜葉片葉綠素含量的影響

葉綠素作為重要的光合色素，在光合作用過程中擔(dān)負(fù)著光能吸收和轉(zhuǎn)化的重要作用。從表2可以看出，施氮處理的甜瓜葉片葉綠素a、 葉綠素b和葉綠素a+b含量均顯著高于不施氮處理(CK)，緩/控釋氮肥處理甜瓜葉片葉綠素a、 葉綠素b和葉綠素a+b含量均高于普通尿素處理(U)。MU處理甜瓜葉片葉綠素a、 葉綠素b和葉綠素a+b含量均顯著高于CK和U處理，分別較U提高了41.0%、 31.0%和38.3%。ESN處理甜瓜葉片葉綠素b和葉綠素a+b含量均顯著高于CK和U處理，葉綠素a含量顯著高于CK，與U處理無顯著差異；葉綠素b和葉綠素a+b含量分別較U處理提高了53.5%和34.0%。

2.2緩/控釋氮肥對(duì)甜瓜葉片光合特性的影響

光合速率是研究植物光合作用調(diào)節(jié)控制機(jī)理的一個(gè)重要指標(biāo)，也是診斷植物光合系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和了解光合性能的重要指標(biāo)。由圖1可以看出，甜瓜在施氮處理下葉片光合速率均高于不施氮處理(CK)，其中UF、 MU、 ESN處理的葉片光合速率較CK顯著提高了46.3%、 48.0%和30.8%。緩/控釋氮肥處理下甜瓜葉片光合速率均高于普通尿素處理(U)，其中UF、 MU處理的葉片光合速率較U顯著提高了27.4%和28.9%。UF和 MU處理下葉片光合速率顯著高于IBDU和SCU處理。所以，緩/控釋氮肥對(duì)提高甜瓜葉片凈光合速率具有顯著效果，從而提高葉片光合作用強(qiáng)度，增加光合產(chǎn)物的積累。

緩/控釋氮肥在提高甜瓜葉片光合速率的同時(shí)，也提高了蒸騰速率(圖1)，其中UF、 MU、 ESN處理的甜瓜葉片蒸騰速率顯著高于CK、 U和其他緩/控釋氮肥，較CK分別顯著提高了131.1%、 103.4%和100.8%，較U處理分別顯著提高了122.1%、 95.5%和92.9%。施用氮肥對(duì)提高甜瓜葉片蒸騰速率具有顯著效果，而且緩/控釋氮肥對(duì)于增強(qiáng)甜瓜葉片蒸騰速率的效果要好于普通尿素。

表2　不同氮肥處理甜瓜葉片的葉綠素含量(mg/dm2)

注(Note): 同列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異達(dá)5%顯著水平 Values followed by different letters in the same column are significantly different at the 5% level.

2.3緩/控釋氮肥對(duì)甜瓜葉片全氮含量的影響

普通尿素處理(U)甜瓜葉片全氮含量與不施氮肥處理(CK)間無顯著差異，而緩/控釋氮肥處理甜瓜葉片全氮含量均顯著高于CK，其中以SCU、 MU和ESN處理最高，較CK分別提高了45.9%、 52.9%和48.7%，較U分別顯著提高了17.3%、 23.7%和20.4%，較IBDU分別顯著提高了10.2%、 16.2%和13.1%，較UF分別顯著提高了11.5%、 17.65%和14.5%(圖2A)。說明，緩/控釋氮肥較普通尿素能顯著提高甜瓜葉片的全氮含量。

2.4緩/控釋氮肥對(duì)甜瓜葉片可溶性蛋白質(zhì)的影響

植物體內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)大多數(shù)是參與各種代謝的酶類，其含量是了解植物體總代謝的一個(gè)重要指標(biāo)。施氮處理的甜瓜葉片可溶性蛋白質(zhì)含量均高于CK，其中IBDU和MU處理的甜瓜葉片可溶性蛋白質(zhì)含量較普通尿素(U)處理分別顯著提高了31.6%和24.3%(圖2B)。

2.5緩/控釋氮肥對(duì)甜瓜葉片硝態(tài)氮含量的影響

葉片硝態(tài)氮含量直接反映作物體內(nèi)硝態(tài)氮累積與代謝情況，是作物的氮素營養(yǎng)、 氮素同化利用與再利用狀況的重要指標(biāo)。緩/控釋氮肥處理的甜瓜葉片硝態(tài)氮含量均顯著高于CK和普通尿素(U)處理，其中IBDU、 SCU、 UF、 MU、 ESN處理的甜瓜葉片硝態(tài)氮含量較U處理分別提高了125.6%、 191.2%、 363.9%、 269.7%和396.9%，而ESN和UF處理顯著高于其他緩/控釋氮肥處理(圖2C)?？梢?，甜瓜葉片硝態(tài)氮含量與不同緩/控釋氮肥中的氮養(yǎng)分含量表現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)。

2.6緩/控釋氮肥對(duì)甜瓜根系活力的影響

根系活力是植物生長情況的一個(gè)重要指標(biāo)。除UF處理外，其余緩/控釋氮肥處理的甜瓜根系活力均顯著高于CK和普通尿素(U)處理，其中IBDU、 SCU、 MU、 ESN較U分別顯著提高了33.1%、 42.6%、 37.5%和46.4%(圖2D)。

圖2　不同氮肥處理甜瓜葉片氮、 可溶性蛋白質(zhì)、 硝態(tài)氮含量和根系活力Fig.2　Nitrogen, soluble protein, nitric nitrogen content of leaves and root activity of melon under different nitrogen fertilization treatments[注(Note): 柱上不同字母表示處理間差異達(dá)5%顯著水平 Different letters above the bars mean significant among treatments at the 5% levels.]

2.7緩/控釋氮肥對(duì)甜瓜品質(zhì)的影響

施氮處理的甜瓜單瓜重均高于對(duì)照，緩/控釋氮肥處理的甜瓜單瓜重均顯著高于不施氮肥(CK)和普通氮肥處理(U)，其中較CK單瓜重提高幅度為70.2%80.9%；較U處理提高幅度為45.5%54.6%。不同緩/控釋氮肥處理間甜瓜單瓜重以MU處理最高，為0.85kg，但各處理間差異不顯著(表3)。

可溶性固形物含量是衡量甜瓜品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其中SCU、 MU、 ESN處理下甜瓜中心可溶性固形物含量較CK分別提高了16.7%、 18.5%和17.9%，氮肥處理的甜瓜邊緣可溶性固形物含量均顯著高于CK。與可溶性固形物變化趨勢(shì)相似，氮肥處理下甜瓜可溶性糖和Vc含量也顯著高于CK，其中以MU處理的最高，可溶性糖含量較CK和U處理分別顯著提高了37.9%和10.6%，Vc含量較CK和U處理分別顯著提高了43.9%和16.7%(表3)。硝酸鹽含量的高低是評(píng)價(jià)蔬菜品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)之一，緩/控釋氮肥處理的甜瓜硝酸鹽含量均低于普通氮肥(U)處理，其中IBDU、 SCU、 MU處理較U處理分別顯著降低了14.4%、 12.8%和9.9%。

表3　不同施肥處理甜瓜品質(zhì)指標(biāo)

注(Note): 同列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異達(dá)5%顯著水平 Values followed by different letters in the same column are significantly different at the 5% level.

2.8甜瓜生理與品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析

甜瓜葉片葉綠素含量、 光合參數(shù)、 不同氮形態(tài)、 根系活力之間表現(xiàn)出不同的相關(guān)性。根系活力與葉片葉綠素含量、 全氮含量、 可溶性蛋白質(zhì)含量之間，葉片全氮含量與葉綠素含量和蒸騰速率之間顯著正相關(guān)(表4)，表明根系活力通過影響甜瓜氮素的吸收，進(jìn)而對(duì)甜瓜葉片葉綠素含量和光合參數(shù)產(chǎn)生影響。甜瓜生理指標(biāo)影響產(chǎn)量的構(gòu)成和品質(zhì)的形成，單瓜重與葉綠素含量、 蒸騰速率、 可溶性蛋白質(zhì)及硝態(tài)氮含量之間，可溶性糖含量與葉綠素含量、 光合速率及全氮含量之間，Vc含量與葉綠素含量、 全氮含量之間呈顯著正相關(guān)，說明甜瓜生理指標(biāo)之間及與產(chǎn)量、 品質(zhì)指標(biāo)密切相關(guān)，并相互影響。

3　討論與結(jié)論

3.1緩/控釋氮肥對(duì)甜瓜生理特性的影響

氮素是限制作物生長和產(chǎn)量形成的首要因子。作物葉綠素、 光合速率、 氮含量、 硝酸鹽積累等生理指標(biāo)不僅與施氮量有關(guān)，而且與供氮狀態(tài)有關(guān)[17]。

表4　甜瓜生理、 品質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)性

注(Note): *—P<0.05; ** —P<0.01.

控釋氮肥氮的釋放速率與作物對(duì)氮素養(yǎng)分的需求基本同步，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡[18]；控釋氮肥可提高作物地上部葉綠素含量，改善光合作用，促進(jìn)地下部根系生長和對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分的平衡吸收，改善作物生理機(jī)能，從而促進(jìn)產(chǎn)量和品質(zhì)提高?？蒯尩士梢悦黠@增加茶樹葉片葉綠素含量，促進(jìn)氮素及鉀、 鋅等礦質(zhì)元素的吸收，提高產(chǎn)量和品質(zhì)[19]；可提高玉米葉綠素含量和光合速率，增加植株全氮含量，提高產(chǎn)量[17, 20]；可改善棉花葉片PSⅡ活性和光化學(xué)效率，提高群體和葉片光合速率[7, 21]；能顯著增加水稻生長后期植株、 稻谷中的氮含量，提高葉片光合速率和根系活力，延緩水稻根系和葉片早衰[3, 5, 22]。合適的控釋尿素配比能提高小麥旗葉葉綠素含量和凈光合速率，促進(jìn)灌漿后期體內(nèi)氮素的吸收和同化[23]。本研究表明，在甜瓜開花期，施氮處理可顯著提高甜瓜葉片葉綠素含量，且MU、 ESN處理較普通尿素分別提高了38.3%和34.0%。緩/控釋氮肥對(duì)甜瓜葉片光合性能也有一定改善作用，其中UF、 MU處理的葉片光合速率較普通尿素處理分別顯著提高了27.4%和28.9%。緩/控釋氮肥處理的甜瓜葉片全氮、 可溶性蛋白質(zhì)、 硝態(tài)氮、 根系活力等生理指標(biāo)也優(yōu)于普通氮肥，并與葉綠素及光合速率表現(xiàn)出一定的相關(guān)性?？蒯尩士梢蕴岣咛鸸细滴展δ?，促進(jìn)氮素的吸收和同化，這可能與控釋氮肥能夠均衡足量的供給氮素營養(yǎng)有關(guān)，使甜瓜葉片具有較高的光合速率，為獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.2緩/控釋氮肥對(duì)甜瓜果實(shí)品質(zhì)的影響

緩/控釋氮肥可提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，但氮肥的效果和增產(chǎn)效應(yīng)與肥料品種和用量有關(guān)[10]。黃云等[24]研究表明，控釋氮肥脲甲醛(UF)可提高辣椒產(chǎn)量、 增加總糖和Vc含量，且有隨施用量增加而增加的趨勢(shì)。與等氮量尿素相比，施用控釋氮肥可使大白菜產(chǎn)量提高8.2%16.8%，收獲期球葉硝酸鹽含量降低12.1%21.4%，Vc含量平均提高24.8%[11]?？蒯寣Ｓ梅士山档头压麑?shí)硝酸鹽含量，提高Vc含量，增加氮、 鉀吸收[25]。本研究結(jié)果表明，緩/控釋氮肥可明顯提高甜瓜單瓜重、 中心可溶性固形物含量、 可溶性糖和Vc含量， 降低硝酸鹽含量， 表現(xiàn)為亞甲基脲(MU)>異丁叉二脲(IBDU)>脲甲醛(UF)>樹脂包膜尿素(ESN)>硫包衣尿素(SCU)，化學(xué)型緩/控釋氮肥在基質(zhì)栽培甜瓜上的效果好于物理型緩/控釋氮肥。亞甲基脲控釋肥(MU)處理單瓜重較普通尿素處理提高了54.5%，中心可溶性固形物含量、 可溶性糖含量、 Vc含量分別提高了4.1%、 10.6%、 16.7%，硝酸鹽含量降低了9.9%。

綜上所述，施用不同類型緩/控釋氮肥均可不同程度地提高設(shè)施基質(zhì)栽培甜瓜葉片的葉綠素含量、 凈光合速率、 葉片全氮、 可溶性蛋白質(zhì)、 硝態(tài)氮含量、 根系活力，增加單瓜重，提高果實(shí)Vc和可溶性糖含量，降低果實(shí)硝酸鹽含量。亞甲基脲控釋肥(MU)效果要優(yōu)于其他緩/控釋氮肥。緩/控釋氮肥處理下甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)與葉綠素、 光合速率、 葉片全氮、 可溶性蛋白質(zhì)、 硝態(tài)氮、 根系活力等生理指標(biāo)表現(xiàn)出一定的相關(guān)性，緩/控釋氮肥可調(diào)控甜瓜的光合、 蒸騰、 氮代謝等，影響植物的生理特性，進(jìn)而提高產(chǎn)量和品質(zhì)。

[1]薛亮, 馬忠明, 杜少平. 沙漠綠洲灌區(qū)不同水氮水平對(duì)甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2012, 31(3): 132-134.

Xue L, Ma Z M, Du S P. Effects of different irrigation and nitrogen rates on yield and quality of melon in desert oasis area[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2012, 31(3):132-134.

[2]Acquaye S, Inubushi K. Comparative effects of application of coated and non-coated urea in clayey and sandy paddy soil microcosms examined by the15N tracer technique[J]. Soil Science and Plant Nutrition, 2004, 50(2): 205-213.

[3]李芳敏, 樊小林, 陳文東. 控釋肥對(duì)水稻產(chǎn)量和氮肥利用效率的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2005, 11(4): 494-500.

Li F M, Fan X L, Chen W D. Effects of controlled release fertilizer on rice yield and nitrogen use efficiency[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2005, 11(4): 494-500.

[4]段路路, 張民, 劉剛, 等. 緩控釋肥料在不同介質(zhì)中的養(yǎng)分釋放特性及其肥效[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2009, 20(5): 1118- 1124.

Duan L L, Zhang M, Liu G,etal. Nutrient release characteristics and use efficiency of slow- and controlled release fertilizers[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2009, 20(5): 1118- 1124.

[5]聶軍, 鄭圣先, 戴平安, 等. 控釋氮肥調(diào)控水稻光合功能和葉片衰老的生理基礎(chǔ)[J]. 中國水稻科學(xué), 2005, 19(3): 255-261.

Nie J, Zhang S X, Dai P A,etal. Regulation of senescence and photosynthetic function of rice leaves by controlled release nitrogen fertilizer[J]. Chinese Journal of Rice Science, 2005, 19(3): 255-261.

[6]李敏, 郭熙盛, 葉舒婭, 等. 硫膜和樹脂膜控釋尿素對(duì)水稻產(chǎn)量、 光合特性及氮肥利用率的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2013, 19(4): 808-815.

Li M, Guo X S, Ye S Y,etal. Effects of sulfur- and polymer-coated controlled release urea on yield, photosynthetic characteristics and nitrogen fertilizer efficiency of rice[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2013, 19(4): 808-815.

[7]李學(xué)剛, 宋憲亮, 孫學(xué)振, 等. 控釋氮肥對(duì)棉花葉片光合特性及產(chǎn)量的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2010, 16(3): 656-662.

Li X G, Song X L, Sun X Z,etal. Effects of controlled release N fertilizer on photosynthetic characteristics and yield of cotton[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2010, 16(3): 656-662.

[8]馬忠明, 杜少平, 薛亮, 等. NPK養(yǎng)分配比與NAM長效劑對(duì)旱砂田西瓜生長、 品質(zhì)和養(yǎng)分利用的影響[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào), 2013, 27(3): 237-243.

Ma Z M, Du S P, Xue L,etal. Effects of different N, P and K ratios and NAM on growth, quality and nutrient utilization of watermelon mulched with gravel in semiarid area[J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences, 2013, 27(3): 237-243.

[9]羅蘭芳, 鄭圣先, 廖育林, 等. 控釋氮肥對(duì)雜交水稻糙米蛋白質(zhì)品質(zhì)和氮代謝關(guān)鍵酶活性的影響[J]. 中國水稻科學(xué), 2007, 21(4): 403-410.

Luo L F, Zheng S S, Liao Y L,etal. Effect of controlled release nitrogen fertilizer on protein quality of brown rice and key enzyme activity involved in nitrogen metabolism in hybrid rice[J]. Chinese Journal of Rice Science, 2007, 21(4): 403-410.

[10]彭霞輝, 劉厚誠, 孫光聞, 等. 控釋氮肥對(duì)菜薹(菜心)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 中國蔬菜, 2006, (8):16-18.

Peng X H, Liu H C, Sun G W,etal. The effects of different controlled release nitrogen fertilizers on yield and quality of flowering Chinese cabbage[J]. China Vegetables, 2006, (8):16-18.

[11]王為木, 史衍璽, 楊守祥, 等. 控釋氮肥對(duì)大白菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及其機(jī)理研究[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2005, 11(3): 357-362.

Wang W M, Shi Y X, Yang S X,etal. Effects of controlled-release nitrogen fertilizers on yield and quality of Chinese cabbage and their related mechanisms[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2005, 11(3): 357-362.

[12]韓文炎, 馬立鋒, 石元值, 等. 茶樹施用控釋氮肥的產(chǎn)量和品質(zhì)效應(yīng)[J]. 土壤通報(bào), 2007, 38(6): 1145-1149.

Han W Y, Ma L F, Shi Y Z,etal. Effects of slow releasing urea on yield and quality of tea[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2007, 38(6): 1145-1149.

[13]楊雯玉, 賀明榮, 王運(yùn)軍, 等. 控釋尿素與普通尿素配施對(duì)冬小麥氮肥利用率的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2005, 11(2): 627-633.

Yang W Y, He M R, Wang Y J,etal. Effect of controlled-release urea combined application with urea on nitrogen utilization efficiency of winter wheat[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2005, 11(2):627-633.

[14]王曉巍, 蒯佳林, 劉曉靜, 等. 4種緩控釋氮肥在不同環(huán)境條件下的養(yǎng)分釋放特性的研究[J]. 草地學(xué)報(bào), 2013, 21(2): 332-337.

Wang X W, Kuai J L, Liu X J,etal. Nutrient release characteristics of four slow and controlled release nitrogen fertilizer in different environmental conditions[J]. Acta Agrestia Sinica, 2013, 21(2): 332-337.

[15]李得孝, 郭月霞, 員海燕, 等. 玉米葉綠素含量測(cè)定方法研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào), 2005, 21(6): 153-154.

Li D X, Guo Y X, Yuan H Y,etal. Determined methods of chlorophyll from maize[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2005, 21(6): 153-154.

[16]鄒琦. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2000. 163- 165.

Zou Q. Plant physiology experiment instruction[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2000. 163- 165.

[17]孫克君, 毛小云, 盧其明, 等. 幾種控釋氮肥的飼料玉米肥效及其生理效應(yīng)研究[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2005, 11(3): 345-351.

Sun K J, Mao X Y, Lu Q M,etal. Manurial effect of several controlled-release N fertilizers (CRNFs) on forage maize and its physiological effects[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2005, 11(3): 345-351.

[18]鄭圣先, 聶軍, 戴平安, 等. 控釋氮肥對(duì)雜交水稻生育后期根系形態(tài)生理特征和衰老的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2006, 12(2): 188-194.

Zheng S X, Nie J, Dai P A,etal. Effect of controlled release nitrogen fertilizer on the morphological and physiological characteristics and senescence of root system during late growth stages of hybrid rice[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2006, 12(2): 188-194.

[19]韓文炎, 馬立鋒, 石元值, 等. 茶樹控釋氮肥的施用效果與合理施用技術(shù)研究[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2007, 13(6): 1148-1155.

Han W Y, Ma L F, Shi Y Z,etal. Effects of a controlled-release nitrogen fertilizer on tea yield and quality and rational application technology[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2007, 13(6): 1148-1155.

[20]蘇琳, 董志新, 邵國慶, 等. 控釋尿素施用方式及用量對(duì)夏玉米氮肥效率和產(chǎn)量的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2010, 21(4): 915-920.

Su L, Dong Z X, Shao G Q,etal. Effects of different application modes and rates of controlled release urea on fertilizer nitrogen use efficiency and grain yield of summer maize[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2010, 21(4): 915-920.

[21]李伶俐, 馬宗斌, 林同保, 等. 控釋氮肥對(duì)棉花的增產(chǎn)效應(yīng)研究[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2007, 15(3): 45-47.

Li L L, Ma Z B, Lin T B,etal. Effects of controlled release N fertilizer on cotton yield[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2007, 15(3): 45-47.

[22]魯艷紅, 紀(jì)雄輝, 鄭圣先, 等. 施用控釋氮肥對(duì)減少稻田氮素徑流損失和提高水稻氮素利用率的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2008, 14(3): 490-495.

Lu Y H, Ji X H, Zheng S S,etal. Effect of controlled-release nitrogen fertilizer on reducing nitrogen runoff loss and increasing nitrogen recovery efficiency of rice plant[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2008, 14(3): 490-495.

[23]李偉, 李絮花, 董靜, 等. 冬小麥控釋尿素與普通尿素的最佳配比研究[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2014, 20(3): 629-635.Li W, Li X H, Dong J,etal. The appropriate mixing ratio of control-released urea and common urea in winter wheat production[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2014, 20(3): 629-635.

[24]黃云, 廖鐵軍, 向華輝. 控釋氮肥對(duì)辣椒的生理效應(yīng)及利用率研究[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2002, 8(4): 414-418.

Huang Y, Liao T J, Xiang H H. Study on physiological effect and fertilizer utilization rate of controlled release nitrogen fertilizer for pepper[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2002, 8(4): 414-418.

[25]楊俊剛, 倪小會(huì), 曹兵, 等. 滴灌條件下控釋專用肥對(duì)設(shè)施番茄氮、 鉀吸收及其殘留的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2014, 20(5): 1294-1302.

Yang J G, Ni X H, Cao B,etal. Effect of special controlled-release fertilizer application on nitrogen and potassium uptakes of tomato and their residue in soil with drip-irrigation in the green-house[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2014, 20(5): 1294-1302.

Effects of controlled/slow-released nitrogen fertilizers on physiological characteristics and quality of melon under substrate cultivation

WANG Xiao-wei1, 2， KUAI Jia-lin2， YU Ji-hua1*， LIU Xiao-jing1

(1CollegeofHorticulture,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China；2VegetableScienceInstitute,GansuAcademyofAgriculturalSciences,Lanzhou730070,China)

【Objectives】 Nutrient release rates of slow/controlled nitrogen fertilizers vary with different medium. Types of slow release fertilizers should be selected according to crop species, cultivation model and soil environment, etc. To provide theoretical basis for high quality and simplified cultivation of melon in non-cultivated land of northwestern China, effects of five controlled release nitrogen fertilizers, including Iso-butyl diurea (IBDU), sulfur-coated urea (SCU), urea formaldehyde (UF), methylene urea (MU) and polyolefin-coated urea (ESN), on physiological characteristics and qualities of melon were investigated in special fertilizers at the same level of whole nutrients, and suitable slow/controlled release nitrogen fertilizer in substrate culture was screened. 【Methods】 Seven treatments were included in this study, namely, no N fertilizer treatment (CK), common urea (U), Iso-butyl diurea, sulfur-coated urea, urea formaldehyde, methylene urea and polyolefin-coated. At the two-leaf stage, muskmelon seedlings were transferred to pot (height 30 cm, diameter 30 cm) within 5 kg substrate. One pot had one muskmelon seedling. The nutrient concentrations of substrate in a pot were N 7.5g, P2O53.25g and K2O 7.5g. The formulation of matrix was peat ∶vermiculite ∶perlite=3 ∶1 ∶l (in volume). All the slow/controlled release nitrogen fertilizers were applied as basal fertilizers. For the common urea treatment, 40% urea was used for basal application and 60% amount of urea was used as topdressing. Calcium superphosphate was supplied once at the beginning for all treatments. 40% potassium sulfate was fertilized as basal dressing and 60% used as top dressing. The top dressing was supplied at the fruit setting and fruit-development stages, and the same amount was applied for the two times. Leaf samples were collected randomly at the flowering stage of melon for testing. Three replicates for each treatment were laid out in a random design. 【Results】 Compared with the ordinary urea, the five kinds of slow/controlled release fertilizers increase the leaf chlorophyll content, net photosynthetic rate, transpiration rate, nitrogen content and root activity at different degrees. The slow/controlled release nitrogen fertilizer treatments significantly increase the single fruit weight and improve fruit quality, and the order of the fertilizers’ effects from high to low are methylene ureas > iso-butylene diurea > urea formaldehyde > polyolefin- coated > sulfur-coated urea. In a word, the chemical slow/controlled fertilizers are better than physical type. Compared with the ordinary urea, the chlorophyll a, chlorophyll b and total chlorophyll contents of plants under the methylene urea treatment are increased by 41.0%, 31.0% and 38.3%, the net photosynthetic rate and transpiration rate of plants are increased by 28.9% and 95.5%, the leaf total nitrogen content, soluble protein content, nitrate content and root activity are improved by 23.7%, 24.3%, 269.7% and 37.5%, and the average fruit mass, the central soluble solid content, the soluble sugar content and Vc content are increased by 54.5%, 4.1%, 10.6% and 16.7%, while the nitrate content is decreased by 9.9%. 【Conclusions】The slow/controlled release nitrogen fertilizers could increase the content of chlorophyll and photosynthesis of muskmelon leaves, enhance the function of muskmelon root absorption, promote the absorption and assimilation of nitrogen, and improve yield and quality. The yield and quality of the slow/controlled fertilizer treated melon are correlated with physiological indices, such as chlorophyll content, photosynthetic rate, leaf total nitrogen content, soluble protein content, nitrate content and root activity, etc.

controlled/slow-release nitrogen fertilizer; melon; physiological characteristic; quality

2014-11-07接受日期: 2015-01-08網(wǎng)絡(luò)出版日期： 2015-07-17

農(nóng)業(yè)部行業(yè)專項(xiàng)“西北地區(qū)非耕地園藝作物生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項(xiàng)目(201203095)”； 農(nóng)業(yè)部西北地區(qū)蔬菜科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站項(xiàng)目(2015-A2621-620321-G1203-066)資助。

王曉巍(1968—)， 男， 甘肅寧縣人， 研究員， 碩士研究生導(dǎo)師， 主要從事設(shè)施作物栽培方面的研究。 E-mail:wangxw1968@sina.com

E-mail: yujihua@gsau.edu.cn

S652.601；S145.6

A

1008-505X(2016)03-0847-08