多倍體西瓜大量元素動(dòng)態(tài)變化和需肥規(guī)律研究

徐兵劃 湯其江 顧妍 張朝陽 黃大躍 張興平 孫玉東

摘要：以三倍體和四倍體西瓜為材料，在幼苗期、伸蔓期、開花坐果期、果實(shí)膨大期、成熟期等生育關(guān)鍵期整株采樣，測定葉、莖、果不同器官干物質(zhì)量及氮、磷、鉀含量。結(jié)果表明，在整個(gè)生長期，多倍體西瓜各生育期干物質(zhì)積累量呈先增加后降低趨勢，在開花坐果期或果實(shí)膨大期干物質(zhì)積累量達(dá)到最大。相同生育期，四倍體西瓜同一器官氮、磷、鉀含量均整體高于三倍體西瓜;同一器官不同生育期氮、磷、鉀含量不同，不同器官同一生育期氮、磷、鉀含量也不相同;從幼苗期到采收期，各器官氮、磷、鉀含量均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在開花坐果期或果實(shí)膨大期達(dá)到最高峰。四倍體、三倍體西瓜相同生育期，葉中氮含量大于莖，莖中磷含量高于葉，鉀含量表現(xiàn)為果>葉>莖。整個(gè)生育期三倍體蘇夢1號對N、P2O5、K2O總需求量比例為1 ∶0.27 ∶2.01，四倍體F01 對N、P2O5、K2O總需求量比例為1 ∶0.27 ∶2.08。

關(guān)鍵詞：多倍體西瓜;大量元素;動(dòng)態(tài)分析;需肥規(guī)律;蘇夢1號;F01;生育期

中圖分類號：S651.06 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）04-0092-04

收稿日期：2021-01-19

基金項(xiàng)目：江蘇省蘇北科技專項(xiàng)（編號：SZ-HA2019014、HAQBF202002）;江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)人才引進(jìn)項(xiàng)目（編號：BX2019058）。

作者簡介：徐兵劃（1987—），女，河南開封人，碩士，助理研究員，主要從事西甜瓜育種及栽培技術(shù)研究。 E-mail：2014469994@qq.com。

通信作者：孫玉東，研究員，主要從事蔬菜育種研究。E-mail：sunyudong@aliyun.com。

氮、磷、鉀是西瓜正常生長必不可少的三大營養(yǎng)元素[1]。西瓜對氮、磷、鉀的吸收及利用能力受倍性、品種特性、施肥條件、栽培管理措施及環(huán)境條件等因素綜合影響。文獻(xiàn)多是關(guān)于二倍體西瓜施肥量及需肥規(guī)律的報(bào)道，關(guān)于多倍體西瓜生育期植株氮、磷、鉀含量的動(dòng)態(tài)分析及需肥規(guī)律研究尚未見報(bào)道。本試驗(yàn)通過對三倍體、四倍體西瓜從苗期到收瓜期各生育關(guān)鍵期進(jìn)行采樣，分析植株葉、莖、果不同器官氮、磷、鉀的含量及動(dòng)態(tài)變化，探討多倍體西瓜對氮、磷、鉀的需肥規(guī)律，為多倍體西瓜的生產(chǎn)和育種提供科學(xué)施肥依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以四倍體西瓜F01和三倍體無籽西瓜蘇夢1號為試驗(yàn)材料，2019年3月16日播種，基質(zhì)穴盤育苗，4月27日定植于江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所科研創(chuàng)新基地625型單體鋼管塑料大棚內(nèi)。

1.2 試驗(yàn)方法

吊蔓栽培，株行距40 cm×80 cm，2蔓整枝，每個(gè)小區(qū)定植30株，小區(qū)面積4.8 m2。施肥澆水均采用滴灌。定植前施基肥，尿素0.79 kg/小區(qū)，磷酸二銨0.94 kg/小區(qū)，硝酸銨鈣0.86 kg/小區(qū);6月9日授粉結(jié)束;6月13日追施尿素0.79 kg/小區(qū)，硫酸鉀1.25 kg/小區(qū)，硝酸銨鈣0.86 kg/小區(qū);6月20日追施硫酸鉀1.25 kg/小區(qū);7月10日采收。

1.3 樣品采集

分別于幼苗期（4月27日）、伸蔓期（5月20日）、開花坐果期（6月12日）、果實(shí)膨大期（6月19日）和成熟期（7月10日）進(jìn)行整株破壞性采樣，每個(gè)處理每次隨機(jī)取3株，植株生長期間打掉的側(cè)枝全部按單株株號保存烘干。

整株采集采取隨機(jī)法，植株樣品按照莖、葉和果實(shí)分解。

1.4 測定方法

1.4.1 植株樣品測定 植株樣品用蒸餾水沖洗干凈，在烘箱105 ℃下殺青30 min，隨后在80 ℃下烘干至恒質(zhì)量，不銹鋼電磨粉碎后過0.25 mm篩，混勻，用于測定植株的全氮、全磷和全鉀含量。采用硫酸-雙氧水消煮，氮含量用奈氏比色法測定，磷含量用釩鉬黃比色法測定，鉀含量用火焰光度計(jì)法測定[2]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)并作圖，采用SPSS軟件進(jìn)行方差分析，并用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同時(shí)期各器官干物質(zhì)質(zhì)量和積累量

由圖1、圖2可知，在整個(gè)生長期，蘇夢1號和F01干物質(zhì)質(zhì)量呈逐漸增加的趨勢，收瓜期達(dá)到最大。各生育期干物質(zhì)累積量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，蘇夢1號、F01均在坐果期干物質(zhì)累積量最大，且三倍體蘇夢1號各生育期干物質(zhì)量、干物質(zhì)累積量均大于四倍體F01。

2.2 多倍體西瓜不同器官氮含量及動(dòng)態(tài)分析

由圖3可知，不同倍性西瓜植株氮含量不同，四倍體西瓜整體高于三倍體西瓜，從幼苗期到成熟期，各器官氮含量均表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢。

葉中氮含量在果實(shí)膨瓜期達(dá)到最大，之后逐漸下降。四倍體F01葉中氮含量在果實(shí)膨大期為20.97 g/kg，成熟期降為16.53 g/kg，下降21.17%;三倍體蘇夢1號葉中氮含量在果實(shí)膨大期為 20.72 g/kg，成熟期降為14.62 g/kg。

四倍體F01莖中氮含量在坐果期最高，為13.74 g/kg，之后逐漸降低;蘇夢1號莖的氮含量在果實(shí)膨瓜期最高，為13.42 g/kg。

果實(shí)中的氮含量表現(xiàn)為從幼果期至果實(shí)膨大期逐漸增加，成熟之后氮含量降低。F01果實(shí)膨大期氮含量為23.08 g/kg，較幼果期提高了66.44%，果實(shí)成熟后降為18.21 g/kg。蘇夢1號幼果期氮含量為11.87 g/kg，果實(shí)膨大期為16.90 g/kg，較幼果期提高了42.38%，果實(shí)成熟后降為 14.51 g/kg。

2.3 多倍體西瓜不同器官磷含量及動(dòng)態(tài)分析

由圖4可知，相同器官同一生育期四倍體西瓜磷含量整體高于三倍體西瓜;葉、莖、果中磷含量均表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢，但高峰時(shí)期不同。四倍體F01葉片中磷含量在果實(shí)膨大期最高，為4.07 g/kg，成熟期降為3.57 g/kg，下降12.29%;三倍體蘇夢1號葉片中磷含量在坐果期最高，為2.62 g/kg，成熟期降為1.78 g/kg，下降32.06%。四倍體F01莖中磷含量在坐果期最高，為9.28 g/kg，之后持續(xù)降低，在成熟期為3.07 g/kg，較坐果期降低66.92%;三倍體蘇夢1號莖中磷含量在膨大期最高，為 6.57 g/kg，成熟期降為4.76 g/kg。四倍體F01、三倍體蘇夢1號果實(shí)中磷含量均在膨大期最高峰，分別為7.29、2.82 g/kg，在成熟期分別降低為6.17、1.70 g/kg。

2.4 多倍體西瓜不同器官鉀含量及動(dòng)態(tài)分析

由圖5可知，同一器官相同生育期四倍體中鉀含量整體高于三倍體;相同生育期，不同器官鉀含量表現(xiàn)為果>葉>莖;整個(gè)生育期表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢，在果實(shí)膨大期達(dá)到最高峰。F01葉、莖在幼苗期鉀含量最低，分別為6.85、5.64 g/kg，在果實(shí)膨大期鉀含量達(dá)到最高峰，分別為34.03、29.66 g/kg，成熟期分別降為27.45、21.93 g/kg，較膨大期分別降低19.34%、26.06%;F01果實(shí)鉀含量在膨大期達(dá)到最高峰，為57.33 g/kg，成熟期降為 46.62 g/kg，較膨大期降低18.68%。蘇夢1號葉、莖中鉀含量在幼苗期最低，分別為5.62、3.48 g/kg;葉中鉀含量在膨大期達(dá)到最高峰，為29.78 g/kg，莖中鉀含量在坐果期達(dá)到最高峰，為24.91 g/kg，成熟期分別降為25.72、18.26 g/kg，較最高值分別降低13.63%、26.70%;蘇夢1號果實(shí)在膨大期鉀含量最高，為43.64 g/kg，成熟期降為35.97 g/kg，較膨大期降低17.58%。

2.5 多倍體西瓜需肥規(guī)律的確定

由表1和圖6可知，不同倍性西瓜不同生育期對N、P2O5、K2O的累積吸收量不同，且累積吸收量整體呈逐漸增加的趨勢，各生育期吸收量呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢。整個(gè)生育期三倍體蘇夢1號對N、P2O5、K2O累積吸收量比例為1 ∶0.18 ∶2.01，四倍體F01 對N、P2O5、K2O累積吸收量比例為 1 ∶0.30 ∶2.02，在坐果期和果實(shí)膨大期對N、P2O5、K2O吸收量達(dá)到最大。

3 討論與結(jié)論

3.1 多倍體西瓜不同器官中大量元素含量水平及動(dòng)態(tài)變化

在整個(gè)生長期，三倍體蘇夢1號和四倍體F01干物質(zhì)質(zhì)量逐漸增加，成熟期達(dá)到最大;各生育期干物質(zhì)積累量呈先增加后降低的趨勢，在坐果期至果實(shí)膨大期干物質(zhì)積累量達(dá)到最大，而此時(shí)對N、P2O5、K2O吸收量也達(dá)到最大，因此在栽培中坐果期和果實(shí)膨大期需要大量施肥，以提高產(chǎn)量。

相同生育期，四倍體西瓜同一器官K2O與三倍體西瓜無顯著差異，而N含量在伸蔓期以后顯著低于三倍體西瓜，三倍體西瓜干物質(zhì)量高于四倍體可能與三倍體植株中大量氮元素的吸收累積密切相關(guān)。

在開花坐果前，多倍體西瓜植株吸收氮、磷、鉀主要用于葉的生長發(fā)育，其次是莖，坐果后逐漸轉(zhuǎn)向果實(shí)的生長發(fā)育，這與二倍體西瓜相同[3]。坐果前吸收的氮主要分配于葉片，開花坐果后隨著果實(shí)的膨大發(fā)育，植株吸收的氮逐漸向果實(shí)轉(zhuǎn)移，而莖、葉中的含氮量逐漸降低。氮素分配與前人研究結(jié)果[3-4]相似，果實(shí)迅速膨大以前氮素主要分配在葉中，用于葉片的生長發(fā)育，坐果后，果實(shí)成為植株吸收氮后的轉(zhuǎn)運(yùn)中心，以利于果實(shí)的膨大。本研究磷的動(dòng)態(tài)分析與前人結(jié)果不同，紅小玉、黃小玉、豐收二號[3-5]等均為坐果前葉中磷含量高于莖，而本研究坐果前莖中磷含量高于葉，坐果后果實(shí)中磷開始增加，在果實(shí)膨大期達(dá)到最高峰。坐果前葉、莖中鉀含量均較高，坐果后果實(shí)中鉀含量急劇升高，葉、莖中鉀含量向果實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)。

3.2 多倍體西瓜需肥規(guī)律及需肥量

鄭州3號、鄭雜5號等西瓜品種N、P、K吸收高峰在果實(shí)膨大期，全生育期吸收 N 2.47 kg、P2O5 0.89 kg、K2O 3.02 kg，N ∶P2O5 ∶K2O=1 ∶0.36 ∶1.22[6];據(jù)王慧的研究[7]，在中產(chǎn)地塊，每生產(chǎn)1 t西瓜，需要吸收 N 2.46 kg、P2O5 0.9 kg、K2O 3.02 kg，比例為 1 ∶0.37 ∶1.23。邵占宏等研究小果型二倍體西瓜吸收氮、磷、鉀的比例大致為 3.4 ∶1 ∶4.6[4]。陳鋼等研究表明，每株西瓜在整個(gè)生長發(fā)育時(shí)期，一共需要氮 14.5 g、磷4.8 g、鉀 20.4 g，吸收比例是3 ∶1 ∶4[8]。張玉鳳等以特大鄭雜5號為試驗(yàn)品種，采用不同施肥量試驗(yàn)確定吸收比例為N ∶P2O5 ∶K2O=1 ∶0.41 ∶1.28[5]。

本試驗(yàn)中三倍體對N、K2O的累積吸收量大于四倍體，而對P2O5的累積吸收量顯著小于四倍體。三倍體蘇夢1號全生育期N、P2O5、K2O比例為 1 ∶0.18 ∶2.01，四倍體F01 N、P2O5、K2O比例為 1 ∶0.30 ∶2.02，K2O的需求量顯著高于前人報(bào)道的普通二倍體西瓜。雖然研究結(jié)果不盡相同，但都能體現(xiàn)一個(gè)規(guī)律：多倍體、二倍體西瓜吸收量最大的是鉀元素，其次是氮元素，對于磷的需求最少，四倍體西瓜對磷的吸收量和吸收比例高于三倍體，可能與四倍體西瓜產(chǎn)生種子，而種子的形成需要磷肥的大量供給[9]。幼苗期營養(yǎng)吸收最少，吸收集中于坐果期至果實(shí)膨大期[10]，且需要吸收大量的鉀肥，以滿足西瓜積累光合產(chǎn)物的需要[11-12]，且鉀肥用量與糖度呈正相關(guān)[13-14]。

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