西瓜甜瓜礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)研究進(jìn)展

陳 晨 焦妍妍 鄭祖華 孔秋生 程 菲 別之龍 黃 遠(yuǎn)

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院，園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430070）

西瓜甜瓜礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)研究進(jìn)展

陳 晨 焦妍妍 鄭祖華 孔秋生 程 菲 別之龍 黃 遠(yuǎn)*

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院，園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430070）

礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)對(duì)西瓜甜瓜植株的生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要，合理的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)有利于提高果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)。本文綜述了礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)對(duì)西瓜甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響，分析了西瓜甜瓜對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的需求規(guī)律，總結(jié)了提高西瓜甜瓜化肥利用效率的技術(shù)措施，并對(duì)未來(lái)的研究方向進(jìn)行了展望，旨在為西瓜甜瓜礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)研究和化肥減量增效栽培提供參考。

西瓜；甜瓜；礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)；施肥；綜述

西瓜和甜瓜是我國(guó)重要的園藝（蔬菜）作物，據(jù)世界糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計(jì)，2013年我國(guó)西瓜種植面積183萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量7 319萬(wàn)t，分別占全世界的53%和67%；甜瓜種植面積42.3萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量1 440萬(wàn)t，分別占全世界的36%和49%，均居世界第一位。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)表明，2012年我國(guó)西瓜甜瓜產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)2 774億元，約占種植業(yè)總產(chǎn)值的6%。設(shè)施栽培已經(jīng)成為我國(guó)西瓜甜瓜的重要栽培方式，目前我國(guó)西瓜設(shè)施栽培占總栽培面積的45%，露地栽培占55%；甜瓜設(shè)施栽培占總栽培面積的48%，露地栽培占52%（國(guó)家西甜瓜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系2015年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）。肥料是農(nóng)作物的“糧食”，在我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和供應(yīng)中發(fā)揮著重要的、不可替代的作用。近十年，我國(guó)蔬菜化肥施用量在40 kg·（667 m2）-1左右，遠(yuǎn)高于世界平均水平（王娟娟，2016）。當(dāng)前我國(guó)西瓜甜瓜生產(chǎn)中在施肥方面存在很大的盲目性，而過(guò)量施肥、盲目施肥不僅增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、浪費(fèi)資源，也導(dǎo)致土壤污染與環(huán)境破壞。本文對(duì)近年來(lái)西瓜甜瓜礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)工作進(jìn)行綜述，以期為西瓜甜瓜礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)研究和化肥減量增效栽培提供參考。

1 礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)對(duì)西瓜甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響

1.1 大量元素對(duì)西瓜甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響

氮是蛋白質(zhì)、葉綠素、核酸和細(xì)胞分裂素等有機(jī)氮化物的重要成分，其營(yíng)養(yǎng)水平直接影響著植物生長(zhǎng)發(fā)育、果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)。西瓜甜瓜生長(zhǎng)過(guò)程對(duì)氮反應(yīng)較敏感，氮供應(yīng)不足引起葉片失綠發(fā)黃，光合速率下降，根系活力降低，植株長(zhǎng)勢(shì)不良，產(chǎn)量下降；而氮的過(guò)量施用也會(huì)對(duì)植株生長(zhǎng)發(fā)育帶來(lái)不利影響，導(dǎo)致植株碳氮比失衡，長(zhǎng)勢(shì)過(guò)旺，坐果困難，品質(zhì)下降（胡國(guó)智 等，2013；郝平琦 等，2016）。Santos等（2009）認(rèn)為，與合理的氮肥施用（40 kg·hm-2）相比，高水平的氮肥施用（80 kg·hm-2和120 kg·hm-2）會(huì)加重西瓜蔓枯病及霜霉病的發(fā)生。此外，氮素形態(tài)對(duì)西瓜生長(zhǎng)影響顯著，增加氮肥中的銨態(tài)氮比例，植株生長(zhǎng)受抑制，而增加硝態(tài)氮比例則能促進(jìn)植株生長(zhǎng)，因此西瓜施肥應(yīng)嚴(yán)格控制銨態(tài)氮的使用量（Liu et al.，2014）。

磷是核酸、磷脂和植素的重要組分。磷可以促進(jìn)西瓜甜瓜壯苗和獲得低溫抗性（趙明 等，2004；廉華 等，2015），西瓜植株內(nèi)磷素不足時(shí)，苗期即會(huì)出現(xiàn)葉綠素含量降低等癥狀（何潔 等，2014）。西瓜開(kāi)花期磷缺乏，葉片中核酸含量下降，抑制植物的生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致生育期延長(zhǎng)和植株瘦弱（陳鋼等，2014）。

鉀與植物生長(zhǎng)發(fā)育、抗性和果實(shí)品質(zhì)相關(guān)。缺鉀導(dǎo)致西瓜植株長(zhǎng)勢(shì)差，葉緣變褐，產(chǎn)量和品質(zhì)下降（陳修斌 等，2006；潘艷花 等，2012）。適量施用鉀肥能夠提高西瓜和甜瓜果實(shí)糖分、VC和β-胡蘿卜素的含量（Lester et al.，2010；羅昀 等，2013；馬忠明 等，2014）。

氮、磷、鉀是西瓜甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育最重要的三大元素，開(kāi)展氮磷鉀對(duì)西瓜甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響研究，對(duì)于合理施肥具有重要意義。

1.2 中量元素對(duì)西瓜甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響

鈣參與維持細(xì)胞壁、質(zhì)膜的穩(wěn)定性，缺鈣會(huì)引起果實(shí)軟化，影響果實(shí)品質(zhì)。外源整株噴施0.5%和1.0%的硝酸鈣能夠提高甜瓜果實(shí)的硬度（呂雙雙 等，2009），葉面噴施20 mmol·L-1硝酸鈣，能夠有效延緩甜瓜坐果節(jié)位葉片衰老（張利云等，2014）。水培條件下?tīng)I(yíng)養(yǎng)液中Ca2+濃度為190 mg·L-1的西瓜植株生長(zhǎng)較好，果實(shí)品質(zhì)較高（趙曉美 等，2012）。唐小付等（2003）研究表明，深液流無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液中Mg2+濃度維持在50～70 mg·L-1，甜瓜生長(zhǎng)適宜，果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)較高。膨瓜期是西瓜缺鎂的敏感期，該時(shí)期砂培營(yíng)養(yǎng)液中維持48 mg·L-1的Mg2+濃度，植株葉片能維持較高的光合能力和硝酸還原酶活性，產(chǎn)量和品質(zhì)較高（林麗琳 等，2015）。在測(cè)土配方施肥的同時(shí)每公頃配合施用22.5 kg的硫酸鎂，與地方習(xí)慣施肥相比，每公頃減少氮磷鉀施用量105 kg，西瓜增產(chǎn)20.94%，果實(shí)可溶性固形物含量顯著增加，植株抗病性增強(qiáng)（盧永輝，2014）。目前尚缺乏硫?qū)ξ鞴咸鸸仙L(zhǎng)發(fā)育影響的研究報(bào)道，相關(guān)研究尚需開(kāi)展。

1.3 微量元素對(duì)西瓜甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響

鐵與葉綠素的合成有關(guān)，缺鐵影響植物的光合作用，降低作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。伸蔓期、坐果期、果實(shí)生長(zhǎng)盛期噴施1.0%硫酸亞鐵溶液能使西瓜增產(chǎn)24.1%（馮文清 等，2010）。Waters等（2014）以甜瓜鐵吸收突變體fefe為材料，發(fā)現(xiàn)缺銅能促進(jìn)植株對(duì)鐵的吸收與積累，證明了鐵和銅的吸收存在互作。與添加硼（0.5 mg·L-1）比較，營(yíng)養(yǎng)液中缺硼（0 mg·L-1）導(dǎo)致西瓜葉綠素含量降低、光合作用和鎂吸收能力下降，植株生長(zhǎng)受抑制，說(shuō)明了添加硼肥對(duì)于西瓜正常生長(zhǎng)發(fā)育的重要性（Moustafa-Farag et al.，2016）。施硼還能增加西瓜的抗寒性（陳鋼 等，2007b）。每公頃基肥中添加30 kg七水硫酸鋅可以促進(jìn)西瓜植株生長(zhǎng)，提高坐果數(shù)、單瓜質(zhì)量、果實(shí)產(chǎn)量、糖和VC含量（周爭(zhēng)明 等，2013）。柴宗華等（2006）研究表明，在甜瓜幼苗一葉一心時(shí)，單獨(dú)使用0.1%或0.2%的鉬酸銨、硫酸鋅、硫酸錳溶液澆灌，能顯著促進(jìn)甜瓜幼苗的生長(zhǎng)，提高葉綠素含量。在西瓜初花期和坐果期各噴施一次含0.04%有機(jī)硒的營(yíng)養(yǎng)液，西瓜可增產(chǎn)15.1%，硒含量增加8倍，可溶性固形物含量增加6.8%（楊紅麗 等，2008）。

因此，中微量元素對(duì)西瓜甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成具有非常重要的意義。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)者往往只注重氮、磷、鉀的施用而忽視中微量元素。

2 西瓜甜瓜對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的需求規(guī)律

西瓜甜瓜對(duì)礦質(zhì)元素需求規(guī)律的研究主要集中在氮、磷、鉀三大元素上，而對(duì)中微量元素的研究較少。

2.1 西瓜甜瓜不同生育期對(duì)礦質(zhì)元素的需求規(guī)律

西瓜整個(gè)生育期對(duì)養(yǎng)分的吸收大體分為4個(gè)階段：幼苗期吸收緩慢，對(duì)氮、磷、鉀的吸收占總量的0.18%～0.25%；伸蔓期為漸進(jìn)吸收階段，對(duì)氮、磷、鉀的吸收占總量的14%左右；開(kāi)花期前后需磷多，有利于花器官的發(fā)育；結(jié)果期吸收加速，是西瓜的需肥高峰期，對(duì)氮、磷、鉀的吸收占總量的85%左右，并以膨瓜期吸收量最多，占75%左右（唐粉玲和張如蓮，2007）。陳波浪等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，在甜瓜伸蔓期，氮、磷、鉀有97.8%、97.1%、97.9%分配在葉中；坐果前期，氮、磷、鉀有81.7%、76.8%、83.7%分配在莖中；果實(shí)成熟時(shí)，果實(shí)內(nèi)的氮、磷、鉀分別占到全株的63.0%、71.4%和73.4%?？梢?jiàn)，西瓜甜瓜坐果前對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)需求相對(duì)較少，以莖葉為營(yíng)養(yǎng)中心，吸收緩慢，此時(shí)適量水肥能夠促進(jìn)植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，坐果后對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)需求加大，吸收加速，營(yíng)養(yǎng)中心轉(zhuǎn)向果實(shí)，此時(shí)水肥供應(yīng)充足才能夠保障西瓜甜瓜果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的形成。

2.2 西瓜甜瓜對(duì)不同礦質(zhì)元素的需求規(guī)律

大量研究表明，西瓜甜瓜整個(gè)生育期對(duì)鉀的需求最多，氮次之，磷最少（張玉鳳 等，2010a；胡國(guó)智 等，2013）。成熟期中果型西瓜早佳8424和小果型西瓜早春紅玉每株N、P2O5、K2O吸收總量分別為24.21 g和25.04 g，氮磷鉀三者比率分別為1∶0.26∶1.84和1∶0.29∶1.62（諸海燾 等，2014）。根據(jù)朱洪勛等（1996）的研究結(jié)果，生產(chǎn)1 000 kg西瓜，需要吸收N 2.47 kg、P2O50.89 kg、K2O 3.02 kg，按照每公頃西瓜產(chǎn)量50 000 kg計(jì)算，共需吸收N 123.5 kg、P2O544.5 kg、K2O 151 kg。在甜瓜對(duì)氮磷鉀需求的相關(guān)研究中，張兆輝等（2014a）和紀(jì)立東等（2015）發(fā)現(xiàn)，當(dāng)N、P2O5、K2O配比為2.03∶1∶3.36時(shí)，甜瓜產(chǎn)量高，每生產(chǎn)1 000 kg甜瓜需吸收N 2.71 kg、P2O50.72 kg、K2O 3.29 kg，按照每公頃甜瓜產(chǎn)量40 000 kg計(jì)算，共需吸收N 108.4 kg、P2O528.8 kg、K2O 131.6 kg。由于土壤本底養(yǎng)分、品種、栽培模式和預(yù)期產(chǎn)量的不同，我國(guó)典型西瓜甜瓜栽培區(qū)域推薦的化肥形式的氮磷鉀施肥量具有差異（表1）。如浙江溫嶺西瓜長(zhǎng)季節(jié)栽培模式，于4月中旬開(kāi)始采收，一般8～9月終收，連續(xù)采收4～6批瓜，全年產(chǎn)量高，需要的肥料多，西瓜整個(gè)生育期每公頃需要施N 570 kg、P2O5270 kg、K2O 345 kg，遠(yuǎn)高于其他栽培模式。盡管西瓜甜瓜對(duì)鉀的需求高于氮和磷，但是許多地區(qū)鉀肥的施用量并沒(méi)有相應(yīng)增加，可能是由于土壤中的速效鉀含量普遍高于堿解氮含量和速效磷含量，土壤中提供了大量的鉀，導(dǎo)致鉀肥施用量下降（表1）。

表1 不同地區(qū)西瓜甜瓜推薦施肥量

2.3 不同基因型西瓜甜瓜對(duì)礦質(zhì)元素的吸收

不同基因型的西瓜甜瓜對(duì)礦質(zhì)元素的吸收利用具有差異。Fan等（2013）以64個(gè)西瓜品種為試材，鑒定出了不同鉀效率的西瓜基因型，其中耐低鉀野生西瓜品種勇士根系發(fā)達(dá)，高親和性K+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因表達(dá)豐度高（Fan et al.，2014）。吳萍等（2015）以2個(gè)供鉀水平為基礎(chǔ)，對(duì)生產(chǎn)中常用的33個(gè)西瓜品種進(jìn)行篩選，結(jié)果表明小型瓜小夏橙和中大型瓜黑巨霸為鉀高效基因型，小型瓜金童和中大型瓜平87-14為鉀低效基因型。在其他礦質(zhì)元素方面，何潔等（2014）和Meng等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，陜農(nóng)9號(hào)對(duì)低磷脅迫比較敏感，而農(nóng)科大5號(hào)和XN8對(duì)低磷條件的耐受性較強(qiáng)?；蛐瓦€會(huì)影響西瓜植株的硼效率，野生西瓜勇士的硼效率較栽培西瓜黑美人高（陳晟 等，2016）。選擇營(yíng)養(yǎng)高效基因型材料，能降低土壤礦質(zhì)元素和施肥不足時(shí)因缺素導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)降低的風(fēng)險(xiǎn)。

3 提高西瓜甜瓜化肥利用效率的技術(shù)

3.1 有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施

無(wú)機(jī)肥不僅能改善土壤的物理性質(zhì)，還能提供豐富的氮磷鉀等礦質(zhì)元素。有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施能夠緩解大量化肥施用所造成的環(huán)境壓力，彌補(bǔ)單施有機(jī)肥肥力不足的缺點(diǎn)，尤其在貧瘠或需改良的土壤，效果明顯（張美良 等，2008）。陳波浪等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，與只施無(wú)機(jī)化肥相比，施用9 000 kg·hm-2苦豆子鮮草后，甜瓜增產(chǎn)12.43%，果實(shí)VC、還原糖含量分別增加28.74%、16.67%。Kohn等（2015）也發(fā)現(xiàn)，合理施用有機(jī)肥能增加甜瓜果實(shí)的可溶性糖、類(lèi)胡蘿卜素、抗壞血酸和葉酸含量。有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施時(shí)，土壤速效氮、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量均高于單施無(wú)機(jī)肥（張爽 等，2016），西瓜對(duì)N、P、K、Ca的吸收能力增強(qiáng)（Nascimento et al.，2015）。與100%化肥處理相比，70%沼液配施30%化肥處理的西瓜產(chǎn)量及VC、可溶性糖、可溶性固形物含量分別增加50.8%、9.9%、6.6%、4.4%，硝酸鹽含量降低20%（趙金華 等，2010）。陸利民和陸建忠（2007）研究發(fā)現(xiàn)，每667 m2施有機(jī)肥600 kg，能減少25%的化肥施用，西瓜產(chǎn)量較僅施化肥提高了25.3%，說(shuō)明合理施用有機(jī)肥可以降低無(wú)機(jī)化肥的使用，提高作物產(chǎn)量和化肥利用效率。

3.2 水肥耦合

水肥耦合（fertigation）是將灌溉與施肥結(jié)合在一起的一項(xiàng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)，是根據(jù)作物不同生長(zhǎng)階段所需肥水量，利用灌溉系統(tǒng)分階段把肥料輸送到作物根部土壤的一種方法。水肥耦合技術(shù)適合于設(shè)施栽培環(huán)境，以及我國(guó)西北等干旱地區(qū)。楊小振等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，900 m3·hm-2的灌溉量 結(jié) 合163.05 kg·hm-2N、66.85 kg·hm-2P2O5、202.18 kg·hm-2K2O施用量是西北旱作膜下滴灌西瓜生產(chǎn)中適宜的水肥組合，該組合處理下的西瓜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，產(chǎn)量可達(dá)35 888 kg·hm-2。在甜瓜水肥應(yīng)用方面，砂田滴灌條件下設(shè)施甜瓜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的水肥方案為灌溉定額786～796 m3·hm-2，施肥量N 170～227 kg·hm-2、K2O 227～246 kg·hm-2（馬忠明 等，2016）。相比于傳統(tǒng)漫灌，水肥耦合不僅能夠改善西瓜甜瓜的產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)，還能提高礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和水分利用率（Monteiro et al.，2014）。杜少平等（2016a）研究表明，甜瓜滴灌施肥比傳統(tǒng)水肥管理增產(chǎn)7.40%～14.35%，水、氮利用率分別提高28.81%～40.65%和22.78%～77.22%。我國(guó)在西瓜甜瓜水肥耦合模式上取得了一定進(jìn)展，但是目前獲得的灌溉施肥參數(shù)還只局限在部分地區(qū)，一些設(shè)施栽培條件下的水肥管理模型尚不明確。

3.3 使用新型肥料

所謂新型肥料應(yīng)是有別于傳統(tǒng)的、常規(guī)的肥料，我國(guó)科技部和商務(wù)部《鼓勵(lì)外商投資高新技術(shù)產(chǎn)品目錄》（2012年）中定義有關(guān)新型肥料包括復(fù)合型微生物接種劑，復(fù)合微生物肥料，植物促生菌劑，秸稈、垃圾腐熟劑，特殊功能微生物制劑，控、緩釋新型肥料，生物有機(jī)肥料，有機(jī)復(fù)合肥，植物穩(wěn)態(tài)營(yíng)養(yǎng)肥料。國(guó)外對(duì)植物促生物質(zhì)和菌劑非常重視，2015年園藝領(lǐng)域知名SCI雜志Scientia Horticulturae專(zhuān)輯討論了生物刺激素（biostimulant）的概念、主要種類(lèi)和應(yīng)用，利用生物刺激素如腐殖酸、黃腐酸、蛋白水解物、海藻提取物、殼聚糖、硅、亞磷酸鹽、有益真菌（叢枝菌根）、有益細(xì)菌（植物根際促生細(xì)菌）等開(kāi)發(fā)的新型肥料已經(jīng)開(kāi)始在生產(chǎn)上得到應(yīng)用，能顯著提高植物的營(yíng)養(yǎng)利用效率（du Jardin，2015）。施用同等質(zhì)量的肥料，微生物菌肥在西瓜上的應(yīng)用效果好于普通的商品雞糞和油餅肥，顯著提高了西瓜產(chǎn)量、果實(shí)可溶性糖和VC含量（楊冬艷 等，2011）。施用同等質(zhì)量的控釋肥與施用復(fù)合肥相比，甜瓜產(chǎn)量更高（趙依杰 等，2012）。馬忠明等（2013）研究表明，加入長(zhǎng)效復(fù)合肥添加劑（NAM）后，西瓜氮、磷、鉀利用率分別高于習(xí)慣施肥20.75%、5.42%和23.77%。

3.4 葉面施肥

葉面施肥養(yǎng)分利用率高，與一般土壤施肥相比，當(dāng)季氮利用率提高25%～35%，葉面肥24 h內(nèi)吸收率可達(dá)70%，且養(yǎng)分吸收快，噴施后數(shù)小時(shí)即達(dá)養(yǎng)分吸收高峰，因此在西瓜甜瓜表現(xiàn)缺素或生長(zhǎng)中后期對(duì)礦質(zhì)元素需求加大時(shí)，采用葉面施肥的效果較好（李燕婷 等，2009）。西瓜施用葉面肥，產(chǎn)量、果實(shí)VC和還原糖含量分別提高18%、50%和12%，硝酸鹽含量降低19%，瓜皮中鉀含量提高8%（張玉鳳 等，2010b）?？掠么旱龋?015）采用有機(jī)水溶肥料噴施甜瓜葉片，與清水對(duì)照相比，甜瓜增產(chǎn)31%。劉繼培等（2014）的研究也表明，葉片噴施殼聚糖水溶肥能顯著提高西瓜植株長(zhǎng)勢(shì)，增加西瓜果實(shí)糖度和產(chǎn)量。

3.5 嫁接栽培

嫁接是提高西瓜甜瓜抗逆性的一種重要措施，目前我國(guó)嫁接育苗的西瓜和甜瓜分別占播種面積的40%和20%，表明嫁接栽培已經(jīng)是我國(guó)西瓜甜瓜生產(chǎn)的重要方式（國(guó)家西甜瓜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）。嫁接能提高西瓜甜瓜的營(yíng)養(yǎng)吸收利用效率。Huang等（2016a）研究發(fā)現(xiàn)，將栽培西瓜早佳8424嫁接到京欣1號(hào)（Lagenaria siceraria）和青研砧木1號(hào)（C. maxima × C. moschata）砧木上，能夠提高嫁接植株N、K、Ca、Fe、Mg及Mn含量；與未嫁接植株相比，果實(shí)成熟期兩種砧木嫁接植株的總營(yíng)養(yǎng)元素含量分別提高21.33%和47.46%。葫蘆砧木嫁接顯著提高葉片Cu、Zn、Mn的含量，這是嫁接西瓜增產(chǎn)的重要原因之一（孫勝 等，2010）。Huang等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，與西瓜自根苗比較，將野生西瓜紅盾和南瓜京欣砧4號(hào)嫁接，顯著提高了西瓜嫁接苗的鉀吸收能力和耐低鉀性，西瓜的耐低鎂性和對(duì)鎂的吸收能力也顯著提高（Huang et al.，2016b）。嫁接能顯著提高西瓜甜瓜的氮吸收和利用效率，主要是通過(guò)增強(qiáng)氮代謝中硝酸還原酶和亞硝酸還原酶的活性實(shí)現(xiàn)（Pulgar et al.，2000；Colla et al.，2010，2011）。同時(shí)，嫁接也會(huì)對(duì)西瓜甜瓜果實(shí)產(chǎn)生影響，主要體現(xiàn)在果實(shí)外觀、營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味等方面，根據(jù)砧木的不同，影響的程度也存在差異（黃遠(yuǎn) 等，2012），因此，優(yōu)良砧木的篩選對(duì)嫁接生產(chǎn)具有重要的意義。作為一種操作性強(qiáng)、能可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)藝措施，嫁接栽培在提高西瓜甜瓜耐土傳病害的同時(shí)，也提高了礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)效率。

3.6 間套作

大量研究表明，合理間套作能夠顯著降低土壤連作障礙，改善作物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，從而促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量（付學(xué)鵬 等，2016）。間套作是西瓜甜瓜的重要栽培模式，已經(jīng)在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用，主要有與糧食、棉花、油料、蔬菜、幼齡果樹(shù)、草莓等作物間套，如小麥—西瓜—棉花、西瓜—棉花、西瓜—甘蔗等模式。以甜瓜和向日葵為試材，間作顯著提高了間作系統(tǒng)甜瓜的氮素積累和利用效率，間作甜瓜植株地上部的氮素積累量平均為195.08 kg·hm-2，較單作甜瓜提高13.0%，氮素利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力顯著提高了40.5%和55.4%（劉斌等，2016）?？梢?jiàn)間套作在西瓜甜瓜礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)高效中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

4 展望

近年來(lái)，前人在氮磷鉀對(duì)西瓜甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響、西瓜甜瓜對(duì)氮磷鉀的需求規(guī)律上進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究，在有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施、水肥耦合、使用新型肥料、葉面施肥、嫁接栽培、間套作等提高化肥高效利用技術(shù)方面取得了一定進(jìn)展。然而，我國(guó)目前許多地區(qū)仍存在肥料種類(lèi)搭配不合理，偏施化肥，忽視有機(jī)肥，施肥比例不當(dāng)?shù)葐?wèn)題，同時(shí)施肥焦點(diǎn)主要集中在大量元素上，忽視了中、微量元素肥料的施用，造成部分地區(qū)供肥不均、土壤退化、連作障礙等突出問(wèn)題。另一方面，西瓜甜瓜礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的基礎(chǔ)研究仍很薄弱，有關(guān)西瓜甜瓜對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的需求限量標(biāo)準(zhǔn)，尤其是中微量元素的標(biāo)準(zhǔn)并不清楚。在提高化肥利用效率的問(wèn)題上，還存在有機(jī)肥資源利用率低，水肥耦合技術(shù)、葉面肥施用技術(shù)體系不夠完善、推廣不足等問(wèn)題。因此，未來(lái)西瓜甜瓜礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)及施肥的研究在以下幾方面仍需加強(qiáng)。

4.1 加強(qiáng)西瓜甜瓜礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)需求規(guī)律的基礎(chǔ)研究

盡管我國(guó)不同地區(qū)土壤肥力差別較大，栽培模式眾多，但是作為生物體，西瓜甜瓜對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收顯然有其自身規(guī)律。目前的研究表明，氮磷鉀三元素中，西瓜甜瓜對(duì)鉀吸收最多，氮次之，磷最少，然而其他元素的吸收利用規(guī)律目前并不明確，未來(lái)需要開(kāi)展典型品種在不同生育期對(duì)礦質(zhì)元素的需求規(guī)律，研究中微量元素對(duì)西瓜甜瓜生長(zhǎng)、發(fā)育和果實(shí)產(chǎn)量品質(zhì)的影響，探討大量元素與中微量元素吸收利用中的協(xié)同調(diào)控機(jī)制，提出主要礦質(zhì)元素的缺素診斷技術(shù)。此外，對(duì)不同基因型材料進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)效率評(píng)價(jià)，篩選出營(yíng)養(yǎng)高效型種質(zhì)，降低因?yàn)橥寥廊彼睾褪┓什蛔銓?dǎo)致生長(zhǎng)發(fā)育不良的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)傳統(tǒng)和現(xiàn)代分子生物學(xué)手段開(kāi)展?fàn)I養(yǎng)高效的機(jī)理研究，為培育出營(yíng)養(yǎng)高效新種質(zhì)奠定基礎(chǔ)。

4.2 加強(qiáng)西瓜甜瓜化肥高效利用效率的技術(shù)優(yōu)化研究

我國(guó)已高度重視化肥過(guò)度使用帶來(lái)的問(wèn)題，開(kāi)始啟動(dòng)化肥減量行動(dòng)，因此迫切需要建立西瓜甜瓜化肥高效利用技術(shù)體系。盡管目前有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施、水肥耦合、葉面肥施用、嫁接栽培、間套作、測(cè)土配方施肥等技術(shù)已經(jīng)在西瓜甜瓜生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用，但是技術(shù)體系尚需要進(jìn)一步優(yōu)化，如何將有效的技術(shù)推廣到廣大的西甜瓜種植戶，也是值得思考的問(wèn)題。水肥耦合是減少化肥施用和環(huán)境污染的核心技術(shù)之一，目前各地區(qū)對(duì)此比較重視，然而，我國(guó)目前除了西北地區(qū)外，其他地區(qū)的西瓜甜瓜精準(zhǔn)水肥耦合技術(shù)研究相當(dāng)薄弱，缺乏性價(jià)比高的水溶性肥料和智能化灌溉施肥設(shè)備，以及成熟的水肥灌溉管理模型，未來(lái)需要植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)、農(nóng)業(yè)工程學(xué)和植物栽培學(xué)等多學(xué)科來(lái)合作解決這一問(wèn)題。重視有機(jī)肥和新型肥料的研究，對(duì)于提高化肥利用效率具有重要意義。我國(guó)幅員遼闊，不可能依靠一種模式解決所有地方的肥料盲目施用問(wèn)題，因此，建立不同地區(qū)、不同土壤類(lèi)型和不同栽培模式下的化肥高效利用技術(shù)體系十分必要。總之，只有統(tǒng)籌考慮土壤養(yǎng)分狀態(tài)、預(yù)期產(chǎn)量下植株吸收的養(yǎng)分、投入各種肥料的有效養(yǎng)分含量、施肥方式、以及栽培模式和技術(shù)等因素，才能科學(xué)地制定化肥減施方案，否則，盲目的化肥減施反而不利于西瓜甜瓜產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

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Research Progress on Mineral Nutrition of Watermelon and Melon

CHEN Chen，JIAO Yan-yan，ZHENG Zu-hua，KONG Qiu-sheng，CHENG Fei，BIE Zhi-long，HUANG Yuan*
（College of Horticulture and Forestry Sciences，Huazhong Agricultural University，Key Laboratory of Horticultural Plant Biology，Ministry of Education，Wuhan 430070，Hubei，China）

Mineral nutrition is very important for plant growth and development of watermelon〔Citrullus lanatus（Thunb.）Matsum. and Nakai〕and melon（Cucumis melo L.）. Rational mineral nutrient supply is beneficial to improve fruit yield and quality.In this review we have summarized the effect of macronutrients and micronutrients on plant growth and development of watermelon and melon，and requirements of mineral nutrition at different stages of plant growth. This review also includes some techniques that can be utilized to improve the chemical fertilizer’s use efficiency. In addition，we have suggested the future directions of the mineral nutrition research for watermelon and melon. The aim of this review is to provide reference for the mineral nutrition research，and to provide some solutions to reduce the input of chemical fertilizers for watermelon and melon production.

Watermelon；Melon；Mineral nutrition；Fertilization；Review

陳晨，男，碩士研究生，專(zhuān)業(yè)方向：西瓜礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，E-mail：1036319848@qq.com

*通訊作者（Corresponding author）：黃遠(yuǎn)，男，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，專(zhuān)業(yè)方向：瓜類(lèi)作物營(yíng)養(yǎng)高效和砧穗互作，E-mail：huangyuan@ mail.hzau.edu.cn

2016-07-08；接受日期：2016-12-19

國(guó)家西甜瓜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（CARS-26-16），國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31201660，31471919），國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFD0201008）