不同氮素水平對制種西瓜JW01生長發(fā)育和種子產(chǎn)量的影響

摘 要 為探索制種西瓜對施氮梯度的響應(yīng)，確定JW01西瓜母本最佳氮肥用量，在JW01西瓜制種常用施肥量的基礎(chǔ)上，追施尿素為試驗(yàn)因素，共設(shè)4個(gè)水平，進(jìn)行氮肥最佳施肥量試驗(yàn)。結(jié)果表明，適當(dāng)增施氮肥對西瓜植株的生長有顯著促進(jìn)作用，同時(shí)降低瓜皮厚度和畸形果率，但過量的氮肥會導(dǎo)致葉綠素含量降低，畸形果率大大增加;適當(dāng)增施氮肥對西瓜種子產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素和種子質(zhì)量有顯著的促進(jìn)作用。其中氮肥施用量為247.61 kg/hm2時(shí)西瓜種子產(chǎn)量最高，且種子質(zhì)量較好。

關(guān)鍵詞 制種西瓜;氮肥;生長發(fā)育;種子產(chǎn)量;產(chǎn)量構(gòu)成因素;發(fā)芽率

目前，西北地區(qū)已成為我國最大的西瓜種子繁育生產(chǎn)基地。研究指出，在西瓜整個(gè)生育期中對氮素反應(yīng)較敏感。因此，西瓜制種過程中合理施氮極為重要。JW01西瓜植株長勢旺盛，抗病、抗逆性強(qiáng)，種子收購價(jià)格高，在我國西北等地外繁制種公司廣泛繁育。以甘肅酒泉市生態(tài)氣候條件為基礎(chǔ)，針對JW01西瓜制種生產(chǎn)中施氮肥存在的問題，通過不同的施氮水平處理，研究制種西瓜對施氮肥梯度的響應(yīng)，為氮肥在西瓜制種上的合理施用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及地點(diǎn) 參試品種JW01母本由甘肅杰尼爾種子有限公司提供;氮肥為尿素（N46.4%），磷肥為磷酸一銨（P2O560.5%、N11.5%），鉀肥為硫酸鉀（K2O51%）。

試驗(yàn)地位于甘肅省金塔縣團(tuán)結(jié)坪甘肅杰尼爾種子有限公司試驗(yàn)地，該地塊距離同科作物種植地500 m，距離村莊1 km，且3年內(nèi)沒有種植過葫蘆科作物。前茬作物為小麥，灌溉方式為溝灌。土壤基本理化性質(zhì)見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在產(chǎn)區(qū)對照施肥量（整個(gè)生育期）：尿素300 kg/hm2，磷酸一銨337.5 kg/hm2，硫酸鉀 330 kg/hm2的基礎(chǔ)上，設(shè)4個(gè)追施尿素梯度：0、25%、50%、75% ，即追施尿素：0、75 kg/hm2、150 kg/hm2、225 kg/hm2，分別以CK、N1、N2、N3表示（表2）。每個(gè)處理重復(fù)3次，共12個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積 13.6 m2（寬3.4 m，長4 m），每小區(qū)40株。隨機(jī)區(qū)組排列，其他田間栽培管理措施與公司一致。每塊地間留0.5 m的隔離帶，用地膜覆蓋，防止各處理間的肥料隨水分移動(dòng)，以此來降低誤差。

處理將尿素的20%于伸蔓期施用，80%于膨瓜期施用（分兩次等量施入，第1次為80%的果實(shí)坐住后，第2次為80%的果實(shí)長至拳頭大小），施肥方式為穴施追肥。

1.3 測定指標(biāo) 結(jié)果期在每個(gè)小區(qū)中選取長勢一致的西瓜10株，測量并記錄最大功能葉的葉長、葉寬、節(jié)間長、莖粗和葉綠素含量;斷秧前觀察并統(tǒng)計(jì)小區(qū)內(nèi)西瓜坐瓜率和畸形果率。斷秧后熟7 d后，每小區(qū)隨機(jī)取10個(gè)大小一致的西瓜，測量西瓜縱橫徑和瓜皮厚度。采收后每小區(qū)隨機(jī)取10個(gè)大小一致的西瓜測定種子百粒重、單瓜質(zhì)量、單瓜種子數(shù)、單瓜產(chǎn)種量，折合產(chǎn)量;種子采收并晾曬后進(jìn)行種子發(fā)芽率試驗(yàn)，每個(gè)處理100粒種子，重復(fù)3次。根據(jù)該品種西瓜種子發(fā)芽特性規(guī)定，第7 d測發(fā)芽率。

畸形果率（%）=（小區(qū)畸形果數(shù)/小區(qū)坐瓜數(shù)）×100;

坐瓜率（%）=（小區(qū)坐瓜數(shù)/小區(qū)留苗數(shù)）×100;

產(chǎn)量（kg）=單瓜籽粒重×每公頃留苗數(shù)×坐瓜率/1 000;

發(fā)芽率（%）=（發(fā)芽種子數(shù)/芽床種子數(shù)）×100。

1.4 數(shù)據(jù)分析 使用Excel 2021進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，使用SPSS 26.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮素對西瓜植株生長的影響 由表3可知，氮素對JW01西瓜母本植株生長有顯著影響。其中節(jié)間長度、莖粗、葉片長度、葉片寬度整體均隨施氮量增加呈上升趨勢，但CK和N1處理間西瓜植株節(jié)間長度差異不顯著，N2和N3處理間西瓜葉片長度差異不顯著;葉片葉綠素含量隨施氮肥量增加呈先上升后下降趨勢，各處理均顯著高于CK處理，其中N2處理葉綠素含量顯著最高，相較于CK處理增加了11.33%;西瓜瓜皮厚度隨施氮肥量增加呈先下降后上升趨勢，各處理均顯著低于CK處理，其中N2處理瓜皮厚度最薄，相較于CK減少了11.26%;畸形果率隨施氮肥量增加呈先下降后上升趨勢，N1處理畸形果率最低，為12%，N3處理畸形果率顯著最高，為24%。

2.2 氮素對西瓜種子產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響 由表4可知，氮素對JW01西瓜種子產(chǎn)量有顯著影響。種子產(chǎn)量隨施氮肥量增加呈先上升后下降趨勢，其中N2處理最高，為388.14 kg/hm2，相較于CK處理產(chǎn)量增加了21.37%，N3處理最低，為242.15 kg/hm2，相較于CK處理產(chǎn)量降低了24.28%。

氮素對JW01西瓜種子產(chǎn)量構(gòu)成因素有顯著影響。其中CK處理坐瓜率最高，為87.67%，CK和N2處理間坐瓜率差異不顯著，N2和N1處理間坐瓜率差異不顯著，但均顯著高于N3處理;西瓜縱徑、橫徑均隨施氮肥量增加呈先上升后下降趨勢，各處理均顯著高于CK處理，其中N1處理顯著最高，相較于CK處理各增加了22.67%和23.22%;單瓜質(zhì)量和單瓜籽粒質(zhì)量均隨施氮肥量增加呈先上升后下降趨勢，其中N2處理最高，相較于CK處理分別增加了23.16%和22.47%，N3處理最低，相較于CK處理分別降低了9.04%和11.73%;單瓜籽粒數(shù)隨施氮肥量增加呈先上升后下降趨勢，其中N1處理最高，相較于CK處理增加了8.76%，N3處理最低，相較于CK處理降低了12.13%。

2.3 氮素對西瓜種子質(zhì)量的影響 由表5可知，氮素對JW01西瓜種子質(zhì)量有顯著影響。種子百粒重隨施氮肥量增加呈先上升后下降趨勢，其中N2處理最高，相較于CK處理增加了8.37%，N3處理最低，相較于CK處理降低了0.72%;各處理發(fā)芽率均高于CK處理，N3處理發(fā)芽率最高，為99%，相較于CK處理增加了3.85%，CK處理與N2處理間差異不顯著，N1處理與N2處理差異不顯著，N1處理發(fā)芽率高于CK處理。

3 討論與結(jié)論

西瓜是世界十大水果之一，是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，栽培面積和產(chǎn)量均在世界前列，隨著種植業(yè)的發(fā)展，西瓜的栽培面積日益增大，對種子的需求量也越來越大，極大促進(jìn)西瓜制種行業(yè)的發(fā)展。氮是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、葉綠素等有機(jī)氮化物的重要成分，其營養(yǎng)水平直接影響著植物生長發(fā)育、果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)。研究表明，氮素不足影響西瓜葉片發(fā)育，導(dǎo)致光合速率下降，植株生長緩慢;而氮肥過量則導(dǎo)致西瓜植株長勢過快，光合速率下降，坐果困難。因此確定合理的氮肥用量極為重要。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，西瓜植株的葉片長度、寬度、節(jié)間長度、莖粗隨著施氮肥量增加而增加，這與許多研究結(jié)果一致，即在一定范圍內(nèi)增施氮肥有助于植物的營養(yǎng)生長。研究表明，氮素是合成葉綠素的必不可少的營養(yǎng)元素，充足的氮素供應(yīng)可以顯著提高葉綠素含量，進(jìn)而提升光合速率，促進(jìn)植物生長發(fā)育。在本試驗(yàn)條件下，葉綠素含量隨氮肥增加呈先上升后下降趨勢，且N2處理葉綠素含量最高，N3處理次之，與前人研究結(jié)果類似。瓜皮厚度隨著施氮肥量增加呈先下降后上升趨勢，與王曉君研究結(jié)果一致?；喂孰S著施氮肥量增加呈先下降后上升趨勢，表明氮肥水平過高或過低則會導(dǎo)致西瓜畸形。試驗(yàn)期間西瓜畸形果率與往年相比顯著提高，因此推測畸形果率可能還與環(huán)境因素有關(guān)。

王培倫等研究表明，氮肥對西瓜種子產(chǎn)量的影響最大，其次是鉀肥，再次是磷肥。展?fàn)幤G等人發(fā)現(xiàn)籽用西瓜種子產(chǎn)量隨施肥量增加而顯著增加，同時(shí)采用“3414”試驗(yàn)確定了種子產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥之間的回歸關(guān)系，得出籽用西瓜最佳施肥量為氮肥226.7 kg/hm2，磷肥66.3 kg/hm2，鉀肥14.1 kg/hm2，并得出限制籽用西瓜產(chǎn)量的養(yǎng)分因子為N>P>K。在本試驗(yàn)條件下，西瓜種子產(chǎn)量隨施氮肥量呈先上升后下降趨勢，N2處理西瓜種子產(chǎn)量最高，N3處理產(chǎn)量最低，與上述結(jié)論相似。坐瓜率各增施處理均小于CK處理，表明增施氮肥對西瓜坐瓜率有一定的抑制作用。西瓜縱橫徑均隨著施氮肥量增加呈先上升后下降趨勢，表明適當(dāng)增施氮肥有助于提高西瓜縱橫徑。李承業(yè)研究表明，單瓜重、千粒重、單瓜籽粒數(shù)隨施氮量增加呈先升高后降低趨勢，與本研究結(jié)果一致。張占琴研究表明，中、高氮處理下西瓜種子千粒重優(yōu)于低氮處理，與本研究結(jié)果相似。大部分研究者認(rèn)為肥料是影響種子質(zhì)量的重要因素之一。馬春暉認(rèn)為氮素可以顯著的提高種胚內(nèi)脫氫酶和酸性磷酸酯酶的活性，從而提高高羊茅種子發(fā)芽率。本研究指出增施氮肥可以提高西瓜種子的發(fā)芽率，提高種子質(zhì)量，且所有處理種子發(fā)芽率均高于95%，達(dá)到收購標(biāo)準(zhǔn)。因此合理增施氮肥對西瓜種子的產(chǎn)量和質(zhì)量有促進(jìn)作用，但施肥量不足或過量時(shí)，反而會導(dǎo)致產(chǎn)量降低同時(shí)導(dǎo)致質(zhì)量下降。

綜上所述，合理的增施氮肥對JW01西瓜母本的營養(yǎng)生長與生殖生長有促進(jìn)作用，提高西瓜種子的產(chǎn)量與質(zhì)量，在甘肅金塔地區(qū)生產(chǎn)JW01西瓜種子時(shí)，較適宜的氮肥施用量為247.61 kg/hm2。

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【基金項(xiàng)目】：新疆現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（XJARS-06）。

王子琨，王惠林，尹杰，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，郵編830000（烏魯木齊）;趙文言，甘肅杰尼爾種子有限公司。

收稿日期：2024-03-12

*通訊作者：王惠林（E-mail：wanghuilin@126.com）