氮鉀肥配施對土壤微生物與西瓜形態(tài)建成、品質、產量的影響

秦 濤， 劉新社

(商丘職業(yè)技術學院，河南商丘 476000)

西瓜是我國人民春、夏、秋三季主要消費的瓜果之一。2019年，西瓜的國內表觀消費量達到 6 171萬t，較2018 年增長0.23%，市場需求巨大，經濟效益也較為可觀。早春拱棚西瓜第一茬瓜產量達到4 t/667 m左右并在5月1日之前上市，經濟效益普遍在1萬元/667 m以上。如果管理得當還可以采收二茬瓜、三茬瓜，經濟回報會更為顯著。為此，廣大瓜農通過多層棚膜覆蓋、提早播種的辦法促使西瓜提早上市，通過增加施肥量來追求高產。在施肥方面，瓜農習慣性認為，化肥用量越多，西瓜產量越高。化肥用量尤其是氮鉀肥用量一年比一年多，但總產量并沒有明顯提高，甚至有的出現減產的情況，然而瓜農往往把這種結果歸咎于種植期間澆水、打藥、溫度等1～2個或者更多的環(huán)節(jié)管理不當所致，因為周邊眾多的種植戶施肥模式基本一致。

氮素能夠明顯提高土壤的凈初級生產能力和產出量，有利于作物實現優(yōu)質高產，但過量施氮會導致植株徒長、光合產物減少、抗逆性變差、產投比降低、土壤鹽堿化、土壤理化性質和微生物群落結構改變等。另外，對全國土壤調查研究得出，我國大部分農田土壤酸化程度加重與過量施用氮肥有關。鉀是植物生長所必需的營養(yǎng)元素和品質元素，直接或間接參與植株生長發(fā)育過程中的一系列生理生化反應，如蛋白質的合成、酶的活化、同化產物的合成與運輸，還能提高作物產量、改善作物品質、增強植物抗逆性，但鉀過量則會抑制根系對鈣等陽離子的吸收利用，破壞土壤營養(yǎng)結構和營養(yǎng)平衡。另外，過量施肥不僅浪費大量化肥資源，還常常帶來嚴重的土壤面源污染，這不利于實現農業(yè)部提出的逐步實現化肥用量零增長的戰(zhàn)略目標。因此，選用適宜的氮鉀肥用量既能使作物優(yōu)質高產，又有利于建設資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會。

夏邑縣是河南省商丘市西瓜種植大縣，僅自根苗西瓜種植面積就在1.2萬hm以上，且種植面積呈現逐年擴大的趨勢。當地的施肥模式有多種，主要施肥模式：(1)一次性基施氮(N)37.5 kg/667 m、PO37.5 kg/667 m、KO 37.5 kg/667 m；(2)一次性基施氮26.1 kg/667 m、PO31.7 kg/667 m、KO 22.5 kg/667 m、腐熟雞糞2 m/667 m；(3)一次性基施氮11.5 kg/667 m、PO12 kg/667 m、KO 37.5 kg/667 m，伸蔓期追施氮11.5 kg/667 m。這幾種模式均存在過量施肥的情況。為此，本試驗以一次性基施N 11.5 kg/667 m、PO12 kg/667 m、KO 37.5 kg/667 m，伸蔓期追施N 11.5 kg/667 m這種施肥模式為基礎，在磷肥用量相同的情況下，對氮鉀肥進行減量施用，研究不同氮鉀肥用量對早春西瓜生長狀況、土壤微生物量、根系活力、SPAD值、蔗糖酶含量、營養(yǎng)品質及產量的影響，以探究西瓜較為適宜的氮鉀肥用量，為建立合理的施肥制度提供數據參考，為提高氮鉀肥利用率、減少肥料面源污染提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2020年2月5日至5月20日在商丘市職業(yè)技術學院智能溫室內進行。溫室0～20 cm耕層土壤理化性狀：堿解氮含量65.17 mg/kg、速效磷含量70.22 mg/kg、速效鉀含量59 mg/kg、有機質含量17.83 g/kg、pH值7.67、電導率(EC)0.19 mS/cm(水 ∶土=5 mL ∶1 g)。供試西瓜品種為美都，供試肥料為尿素(N含量為46%)、過磷酸鈣(PO含量為12%)、硫酸鉀(KO含量為50%)。

1.2 試驗設計

以當地瓜農主要施肥模式[N 11.5 kg/667 m、PO12 kg/667 m、KO 37.5 kg/667 m，伸蔓期追施N 11.5 kg/667 m(即施尿素50 kg/667 m、硫酸鉀 75 kg/667 m、過磷酸鈣25 kg/667 m)]為基礎，通過對氮鉀減量施肥進行試驗設計。在同等量磷肥(過磷酸鈣25 kg/667 m)條件下，設置9個氮鉀處理和1個對照(表1)。磷肥、鉀肥和1/2的氮肥作基肥于播前一次性施入，施肥方式為撒施。施肥前用旋耕機旋耕2遍，施肥后用小型旋耕機旋耕2遍。剩下的1/2氮肥作追肥，在伸蔓期進行穴施。處理和對照均3次重復，隨機區(qū)組排列，每個小區(qū)20 m，長 10 m、寬2 m，每個小區(qū)隔離帶寬1.5 m，共設置30個小區(qū)。當西瓜幼苗長至3葉1心時，選取長勢基本一致的幼苗進行移栽，每個小區(qū)種植1行，株距 40 cm，每個小區(qū)栽26株，澆水方式為滴灌。

表1 對照和處理施肥量

1.3 測定指標及方法

在膨果后期，采用分光光度計測定酸性蔗糖轉化酶(AI)、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性。用2，3，5-氯化三苯基四氮唑(TTC)法測定伸蔓期和膨果后期的根系活力，用NaOH滴定法測定果實有機酸含量。采用型號為KONICA SPAD 502 PLUS的便攜式葉綠素測定儀測定伸蔓期和膨果后期的葉片SPAD值，測定位置為成熟功能葉片的中間部位。在伸蔓期和開花期測定主蔓長和莖粗，其中主蔓長是從主莖靠近地表的位置到主蔓頂部間的長度，莖粗的測定采用游標卡尺測定主蔓莖基部。用浙江托普儀器有限公司生產的TD-45手持測糖儀測定西瓜果實中心和邊際可溶性固形物含量。采用平板稀釋計數法測定土壤微生物數量，分別用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、馬丁氏培養(yǎng)基、改良高氏1號合成培養(yǎng)基對細菌、真菌、放線菌進行分離培養(yǎng)。用百分之一天平測定西瓜質量，每個小區(qū)隨機選10個西瓜稱質量取平均值，記為1次重復，用小區(qū)產量估算產量(kg/667 m)，每個小區(qū)產量記為1次重復。

1.4 數據處理

采用Excel 2007對試驗數據進行處理和作圖，用SPSS 25.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同氮鉀肥配施對西瓜形態(tài)建成的影響

從表2可以看出，氮鉀不同用量對西瓜伸蔓期和開花期的莖粗、主蔓長及第2朵雌花開花節(jié)位的影響不同。莖粗在伸蔓期以N3K3處理最大，N3K2處理次之，N2K3處理排第三，三者差異不顯著；在開花期以N3K3處理最大，N2K3處理次之，N3K2處理排第三，其中N2K3處理與N3K3、N3K2處理差異均不顯著，表明在氮鉀肥施用量相對較高的條件下有利于西瓜莖的增粗。主蔓長在伸蔓期和開花期均以高氮(N3)水平下的3個處理相對較長，N3K3處理最長，N3K2處理次之，N3K1處理排第三，而高鉀(K3)水平下的N2K3、N1K3處理和中鉀(K2)水平下的N2K2、N1K2處理的主蔓長均低于高氮水平下的3個處理，可見氮肥能夠顯著促進西瓜主蔓的伸長，且氮肥對主蔓伸長的作用大于鉀肥。對照第2朵雌花開花節(jié)位為7.81節(jié)位，雌花開放較9個處理早；在N1K1、N2K1處理下，第2朵雌花開花節(jié)位均在10節(jié)位以下，開花也相對較早，說明缺肥、低肥能夠促使西瓜雌花提早開放。在高氮處理(N3K1、N3K2、N3K3)下，第2朵雌花開花節(jié)位為15.33～16.95，開花節(jié)位較其他處理和對照延遲，說明在肥料用量較多尤其是氮肥含量較高的條件下可延遲西瓜雌花開放。在N1K2、N2K2、N1K3、N2K3處理下，第2朵雌花開花節(jié)位為12.01～13.14，開花節(jié)位較為適宜，這說明只有適宜的氮鉀肥用量才能使雌花在合理節(jié)位開放。

表2 不同氮鉀肥配施對西瓜形態(tài)建成的影響

2.2 不同氮鉀肥配施對西瓜SPAD值與根系活力的影響

由圖1可知，在伸蔓期，各處理西瓜葉片SPAD值均顯著高于對照，且在施鉀量相同的條件下，西瓜葉片SPAD值隨施氮量的增加而增加，分別在N3K1、N3K2、N3K3處理達到最大值，但同一鉀水平下的N2與N3處理差異不顯著，如N2K1與N3K1處理差異不顯著。在膨果后期，各處理西瓜葉片SPAD值均顯著高于對照，且以N2K2處理最大，較對照顯著增加38.52%。在施鉀量相同條件下，西瓜葉片SPAD值隨施氮量的增加呈現先升高后降低的單峰變化規(guī)律，分別在N2K1、N2K2、N2K3處理達到最大值。在伸蔓期，隨著施鉀量的增加，同一氮水平下的3個處理間西瓜葉片SPAD值差異不顯著。在膨果后期，隨著施鉀量的增加，低氮水平下3個處理間的西瓜葉片SPAD值差異不顯著。另外，各處理的SPAD值在膨果后期均低于對應伸蔓期，其中CK、N1K1、N2K1、N3K1、N1K2、N2K2、N3K2、N1K3、N2K3、N3K3處理在膨果后期較伸蔓期分別降低19.66%、16.56%、15.16%、24.63%、15.40%、8.28%、19.91%、15.81%、11.45%、22.03%，可見在中氮水平下的3個處理降幅相對較小，且以N2K2處理降幅最小，高氮水平下的3個處理降幅相對較大。

在伸蔓期，各處理西瓜根系活力均顯著高于對照，且在施鉀量相同條件下西瓜根系活力隨施氮量的增加而增加；在膨果后期，各處理西瓜根系活力均顯著高于對照，且以N2K2處理的根系活力最大。在施鉀量相同的條件下，西瓜根系活力隨施氮量的增加呈現先升高后降低的單峰變化規(guī)律，分別在N2K1、N2K2、N2K3處理達到最大值。各處理的根系活力在膨果后期均低于對應伸蔓期，其中CK、N1K1、N2K1、N3K1、N1K2、N2K2、N3K2、N1K3、N2K3、N3K3處理在膨果后期較伸蔓期分別降低45.01%、41.35%、30.04%、50.62%、26.39%、20.09%、39.30%、26.19%、24.46%、40.14%，可見西瓜根系活力也是在中氮水平下的3個處理降幅相對較小，且以N2K2處理降幅最小，高氮水平下的3個處理降幅相對較大。

2.3 不同氮鉀肥配施對西瓜根際微生物數量的影響

為了更直觀地研究不同施肥處理對西瓜根際土壤微生物數量及比例的影響， 分別在不同氮水平和不同鉀水平下觀察微生物數量及比例的變化。分別取氮水平下，如低氮處理(N1K1、N1K2、N1K3)的平均值，中氮、高氮處理的取值方法與低氮處理相同。鉀水平下，如低鉀處理(N1K1、N2K1、N3K1)的平均值，中鉀、高鉀處理的取值方法與低鉀處理相同。從表2可以看出，在低氮、中氮水平下，細菌數量和比例隨施氮量的增加而增加，且在中氮水平最大，細菌數量和比例分別較對照增加30.58%、3.48百分點，與對照差異顯著；當施氮量增加至高氮水平時，細菌數量和細菌比例反而降低，這表明在一定閾值范圍內增施氮肥能增加細菌數量、提高細菌比例，當氮素用量超過一定閾值時則會起抑制作用。隨著施氮量的增加，真菌數量呈逐漸增加的變化趨勢，真菌比例先降低后升高。其中，高氮水平下，真菌數量和真菌比例分別較對照增加31.90%和0.08百分點，與對照差異顯著。隨著施氮量的增加，放線菌數量先升高后降低，放線菌比例先降低后升高。隨著施鉀量的增加，細菌數量和放線菌數量均逐漸升高，真菌數量先升高后降低，細菌比例逐漸升高，真菌比例和放線菌比例逐漸降低。

表2 不同施肥方式對西瓜根際土壤微生物數量及比例的影響

2.4 不同氮鉀肥配施對西瓜葉片蔗糖酶活性的影響

從表3可以看出，9個氮鉀肥配施處理西瓜葉片酸性蔗糖轉化酶、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性均高于對照(CK)，說明氮鉀配施能夠提高酸性蔗糖轉化酶、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶的活性。在低鉀水平下，酸性蔗糖轉化酶活性隨氮肥用量的增加呈現逐漸升高的趨勢；在中鉀、高鉀水平下，酸性蔗糖轉化酶活性隨氮肥用量的增加也呈現逐漸升高的趨勢，這說明在同一鉀肥水平下，增施氮肥能夠促進西瓜葉片酸性蔗糖轉化酶活性的提高。在低氮水平下，酸性蔗糖轉化酶活性隨鉀肥用量的增加呈現逐漸降低的趨勢；在中氮、高氮水平下，酸性蔗糖轉化酶活性隨鉀肥用量的增加也呈現逐漸降低的趨勢，這表明在同一氮肥水平下，增施鉀肥能夠抑制西瓜葉片酸性蔗糖轉化酶活性的提高。在同一鉀肥水平下，不同氮肥用量對西瓜葉片蔗糖合成酶活性的影響多數差異不顯著。在同一氮肥水平下，隨鉀肥用量的增加蔗糖合成酶活性呈逐漸升高的趨勢，且中鉀、高鉀處理均顯著高于低鉀處理，這表明增施鉀肥能促進西瓜葉片蔗糖合成酶活性的提高。在同一鉀肥水平下，隨著施氮量的增加，西瓜葉片蔗糖磷酸合成酶活性先升高后降低；在同一氮肥水平下，隨著施鉀量的增加，西瓜葉片蔗糖磷酸合成酶活性呈現逐漸升高的趨勢，這表明氮對西瓜葉片蔗糖磷酸合成酶活性具有低促高抑的特點，而鉀肥對西瓜葉片蔗糖磷酸合成酶活性具有促進作用。

表3 不同氮鉀肥配施對西瓜葉片蔗糖酶活性的影響

2.5 不同氮鉀肥配施對西瓜風味品質指標及產量的影響

由表4可知，不同施肥處理對西瓜風味品質指標及產量的影響存在顯著差異。在同一鉀肥水平下，西瓜中心可溶性固形物含量、邊際可溶性固形物含量隨施氮量的增加呈現先升高后降低的單峰變化規(guī)律，且以中氮水平下的N2K1、N2K2、N2K3處理相對較高，說明適宜的氮素用量可以促進西瓜中心可溶性固形物含量的增加，而高氮則起抑制作用。在同一氮肥水平下，西瓜中心可溶性固形物含量、邊際可溶性固形物含量隨施鉀量的增加呈現逐漸升高的趨勢，且均高于對照，這說明施鉀肥能夠促進西瓜中心和邊際可溶性固形物含量的增加。中心可溶性固形物含量以N2K3處理最大，N2K2處理次之，較對照分別增加37.32%、35.05%，均與對照差異顯著；邊際可溶性固形物含量以N2K3處理最大，N2K2處理次之，較對照分別增加50.41%、49.26%，均與對照差異顯著。中邊差以N3K2處理最大，N3K3處理次之，N3K1處理排第三，較對照分別增加39.11%、16.89%、12.44%，這表明高氮條件能夠增加西瓜果實中邊差。同一鉀肥水平下，西瓜果實有機酸含量隨氮水平的增加基本呈現逐漸升高的趨勢；同一氮肥水平下，西瓜果實有機酸含量隨鉀水平的增加而降低。其中，果實有機酸含量以N1K3處理最低，N3K1處理最高。西瓜單瓜質量和產量的變化規(guī)律一致，9個處理均顯著高于對照，其中均以N2K3處理最大，N2K2處理次之，N3K3處理排第三，三者差異均不顯著，產量均達到 4 000 kg/667 m以上。綜合西瓜風味指標來看，以N2K3、N2K2處理的2種施肥方式相對較好，即尿素施用量為 25 kg/667 m，硫酸鉀施用量為50～75 kg/667 m。

表4 不同氮鉀配施對西瓜風味品質指標及產量的影響

3 討論與結論

株高和莖粗是衡量植株生長狀況的重要指標。前人研究得出，氮素對植株生長發(fā)育影響顯著，在一定閾值范圍內增施氮肥可以促進植株生長，當超出這一閾值時會造成植株生理生長過旺，枝葉徒長，嚴重者會出現燒苗現象。鉀是植物生物生長必不可少的大量元素之一。鉀素供應不足時，植物生長速度放緩，植株矮化，根系生長受到抑制等。本試驗結果表明，氮肥較鉀肥對西瓜主蔓的長度影響大，且主蔓長隨氮肥施用量的增加而增長，這是因為氮素能夠促進細胞的分裂和伸長，而鉀素在促進植物對氮素的吸收利用的同時，主要作用是促進蛋白質、光合產物的合成，以及對植物品質的改善。本試驗結果還表明，缺肥(CK)、低肥(N1K1、N2K1)處理下，西瓜第2朵雌花開花顯著提前，這應該是因為沒有足夠養(yǎng)分供應植株生理生長，促使植株過早轉入生殖生長，同時應該也與植株長勢較弱，葉片間沒有遮擋，光照較為充足，有利于花芽分化有關。在高氮處理(N3K1、N3K2、N3K3)下，西瓜第2朵雌花開花節(jié)位又顯著大于其他處理和對照，開花時間較晚，致使最終上市時間也較晚，這應該是因為氮肥用量過多能夠引起植株貪青徒長、枝葉旺長，花芽發(fā)育不良，花芽分化受阻，延遲開花，同時發(fā)芽發(fā)育不良還能導致坐果后期非商品瓜的比例增加，降低經濟效益。另外，植株貪青徒長后，葉片間相互遮光，光照的不足減少了糖分的合成，分配到花器官的碳水化合物減少，花的發(fā)育進一步受到影響。在氮鉀用量適中(如N2K2處理)水平下，第2朵雌花開花節(jié)位較好，約在12節(jié)位，既能保證提早坐果又有足夠的葉片數制造光合產物，這是因為適宜的氮鉀肥用量能夠促進花芽較快的分化，并增加花數。

葉綠素是綠色高等植物進行光合作用的中心色素，其含量高低對植物光合能力大小及產量的形成等有重要影響。氮素是植物體內眾多化合物的組分，氮素過量和不足能夠抑制葉綠素含量的增加和根系活力的提高，降低光合能力，致使作物產量和品質下降，而適宜的氮素含量則有利于植物葉綠素的合成與根系活力的提高，促進光合能力的提升，使作物優(yōu)質高產。鉀素可以促進植株對氮素的吸收，提高氮肥利用率。本試驗結果表明，在同一鉀肥水平下，西瓜伸蔓期葉片SPAD值隨施氮量的增加而增加，此結果與張佳群等對壓砂西瓜施氮量的研究結論一致。在同一鉀肥水平下，西瓜膨果后期葉片SPAD值隨施氮量的增加呈現先升高后降低的單峰變化規(guī)律，且在中氮水平下的3個處理(N2K1、N2K2、N2K3)SPAD值最高，且相較于伸蔓期低氮、高氮水平下的6個處理降幅最小，應該是與低氮水平下植株生長養(yǎng)分不足，葉綠素合成受阻有關，而在高氮水平下在結果前期植株營養(yǎng)生長過旺，有徒長的現象，葉片薄而大，植株生物量相對較大，消耗養(yǎng)分相對較多，且抗逆性較差，而結果后果實生長對養(yǎng)分的需求更高，營養(yǎng)的多極競爭使植株更易早衰，從而使SPAD值降幅較大。同時，這表明中氮水平下的氮肥用量對西瓜生長較為適宜，可作為其適宜的氮肥用量。鉀肥對西瓜葉片SPAD值的影響較氮肥小，在同一氮肥水平下，隨著施鉀量的增加，伸蔓期SPAD值呈現略微升高的趨勢。根系能夠最先感知土壤水肥狀況，并迅速啟動一系列相關的生理代謝活動。根系活力是表征根系活動的重要生理指標，能夠反映根系對土壤礦質營養(yǎng)元素及水分的吸收及運輸性能，進而對作物生長及產量和品質產生影響。有研究表明，氮肥與鉀肥配施能夠促進根系生長，顯著提升根系活力，促進根系對土壤養(yǎng)分的吸收能力。本試驗條件下，氮鉀肥配施能夠提高西瓜根系活力，但在高氮水平下，氮鉀配施處理西瓜根系活力在膨果后期較伸蔓期降幅較大，這應該與植株徒長情況下在膨果后期葉綠素減少、光合能力下降，光合產物因多極競爭而運送至根系的占比較少有關。在中氮水平下，西瓜膨果后期根系活力較伸蔓期的降幅比高氮、低氮水平小，且以N2K2處理降幅最小，這表明適宜的氮鉀肥配施能夠使西瓜根系活力長期保持在相對較高的水平上，有利于后期西瓜的優(yōu)質高產。

蔗糖轉化酶、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶是西瓜果實糖分積累過程中必不可少的3種最主要的代謝酶，其中SPS是調控蔗糖合成的關鍵限速酶，是負責蔗糖合成方向的酶，其活性常被用于表征植物體內蔗糖合成的能力；SS對蔗糖的催化作用是雙向的，它既能催化蔗糖的合成又能催化蔗糖的分解；蔗糖轉化酶所處環(huán)境又可分為酸性轉化酶、中性轉化酶和堿性轉化酶。眾多研究表明，蔗糖轉化酶與蔗糖的積累具有負相關關系。因此，研究氮鉀肥配施對蔗糖相關酶活性的影響，對生產高品質的西瓜有重要指導意義。本試驗結果表明，在同一鉀肥水平條件下，高氮處理的蔗糖酸性轉化酶活性顯著高于中氮、低氮處理，這使得高氮處理下的西瓜植株體內的蔗糖降解相對較快，減少了蔗糖向果實的運載量，這不利于后期西瓜果實風味品質的提高，這表明高氮處理不是西瓜栽培中的合理施肥量。氮肥施用量對西瓜葉片SS活性的影響不顯著，而鉀肥施用量對西瓜葉片SS活性的影響顯著，且SS活性隨鉀肥用量的增加而提高，說明鉀肥能夠有效提高西瓜葉片的SS活性，有利于后期產量的提高和品質的改善。鄧云龍等研究指出，施氮量與煙草葉片SPS活性具有負相關關系。王維等研究認為，水稻葉片SPS活性在高氮處理下降低。本試驗結果表明，在同一鉀肥水平下，氮肥用量對西瓜葉片SPS活性具有低促高抑的作用，這應該是因為SPS活性的高低受SPS mRNA基因表達量的調節(jié)，在低氮條件下基因表達水平升高，致使SPS活性提高，在高氮條件下基因表達水平降低，致使SPS活性下降。因此，在一定范圍內，減少氮肥用量能夠促進西瓜葉片SPS活性的提高，實現氮肥的優(yōu)化管理?？傊琒S、SPS活性在N2K3處理時最高，但N2K2處理與之差異不顯著，而同一鉀肥水平下的中氮處理間AI活性差異不顯著，從減少肥料面源污染、減少肥料過量施用、優(yōu)質西瓜生產的角度看，在生產中可以選擇N2K2處理的氮鉀用量。

可溶性固形物是所有可溶于水的化合物的總稱，其主要成分由果糖、蔗糖、葡萄糖等糖類組成，是衡量果實品質風味的重要參考指標。有機酸是西瓜果實主要的風味指標之一，其含量直接影響果實的口感、品質及商品價值。單瓜質量是構成西瓜產量的重要構成因素之一，單瓜產量則直接決定最后的經濟效益。本試驗結果表明，氮鉀肥配能能夠提高西瓜中心、邊際可溶性固形物含量，其中氮素在中低水平下對西瓜中心、邊際可溶性固形物含量的增加有促進作用，而在高水平下對其有抑制作用，而鉀素對西瓜中心、邊際可溶性固形物含量的增加有促進作用，這應該與中低水平下蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性隨施氮量的增加而提高，而高氮水平下蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性均降低，且在高氮水平下酸性蔗糖轉化酶活性最高有關，因為SPS、SS活性與西瓜果肉組織中蔗糖的積累存在顯著的正相關關系，在蔗糖代謝中起關鍵作用，而酸性蔗糖轉化酶會促進糖的分解，與蔗糖的合成具有負相關關系。西瓜總含糖量的增加，更多地取決于蔗糖的增加幅度。蔗糖是大部分果實積累糖分的主要形式，西瓜糖分的積累形式雖然屬于中間類型，但最終進入果實的糖分主要是蔗糖，因此，不同處理間可溶性固形物的變化應該與蔗糖代謝相關酶的活性有關。另外，氮肥用量過高，造成西瓜植株營養(yǎng)生長過旺，植株徒長，養(yǎng)分被營養(yǎng)生長消耗相對較多，且高氮處理在后期根系活力和SPAD值下降相對較快，易出現植株早衰的現象，這也在一定程度上影響了西瓜糖分的積累。在高氮處理下，西瓜中邊差相對較高，說明氮肥的過量施用會降低西瓜的風味品質。本試驗結果還表明，氮鉀配施能夠促進西瓜單瓜質量和產量的提高，但在同一鉀肥水平下，高氮處理的單瓜質量和產量均低于中氮處理，這表明氮肥用量過高不但不能促進西瓜單瓜質量和產量的提高，反而起抑制作用，這與陳鋼等的研究結論一致，這應該是因為氮素用量過高能夠抑制光合產物的形成，同時氮素通過與光合產物結合形成蛋白質，減少了光合產物的積累和輸出，導致西瓜單瓜質量和產量下降。另外，光合產物供應的不足導致根系活力的減小，影響了根系對礦質元素的吸收利用，這進一步導致西瓜單瓜質量和產量的下降。