不同氮、钾肥施用量对甜瓜养分吸收、分配及产量的影响

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本站小编 Free考研考试/2021-12-26

康利允, 常高正, 高宁宁, 李晓慧, 李海伦, 梁慎, 徐小利, 赵卫星. 不同氮、钾肥施用量对甜瓜养分吸收、分配及产量的影响[J]. 中国农业科学, 2018, 51(9): 1758-1770 https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2018.09.013
KANG LiYun, CHANG GaoZheng, GAO NingNing, LI XiaoHui, LI HaiLun, LIANG Shen, XU XiaoLi, ZHAO WeiXing. Effects of Different Nitrogen and Potassium Fertilizing Amount on Nutrition Absorption, Nutrition Distribution and Yield of Muskmelon[J]. Scientia Acricultura Sinica, 2018, 51(9): 1758-1770 https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2018.09.013

0 引言

【研究意义】中国是甜瓜（Cucumismelo L.）的资源、生产、消费和出口大国,根据农业部《中国农业统计资料（2015年）》统计,我国甜瓜年播种面积4.609×10⁵ hm²,年总产量1.5271×10⁶ t,甜瓜生产在农业种植中对农民的经济收入具有重要作用。当前甜瓜栽培过程中存在化肥用量增加,而肥效却显著下降的问题。过多或不合理施用化肥不仅会造成化肥增产效益降低^[1],作物产量、品质下降^[2],土壤板结^[3],也会引起生态环境污染^[4]等问题,因此,如何合理施肥是解决甜瓜安全生产的关键问题。【前人研究进展】一些研究表明,合理施肥可以有效提高作物体内氮、磷、钾含量和产量^[5,6],过多或过少施肥会抑制作物对养分的吸收,不利于提高肥料利用率、产量及品质^[7,8];胡国智等^[9]研究认为,施氮量在0—337.5 kg∙hm^-2范围内,甜瓜产量呈先增加后递减的趋势,且各处理间差异显著;赵营等^[10]研究认为,过量施用氮肥（125 kg∙hm^-2以上）对作物的增产效果并不明显,甚至导致减产,研究还发现,氮肥表观利用率在10%—18%,且随施氮量的增加而降低;适量的钾能促进植株对氮、磷、钾的吸收^[11],钾素累积到一定浓度时则会抑制对氮、磷的吸收^[12];富磷土壤条件下,供氮量为393.8 kg∙hm^-2,供钾量为611.9 kg∙hm^-2对厚皮甜瓜效果最好,产量可达45 663.5 kg∙hm^-2,供氮、钾量过高或过低均不利于甜瓜产量和品质的提高^[13]。【本研究切入点】当前,优质、高效、高产甜瓜的生产主要集中在优良品种的选择及良好的栽培措施上,而科学合理施肥的研究报道较少,且大多集中在单一肥料施用研究,氮、钾肥配合施用研究的较少。【拟解决的关键问题】通过连栋棚加地膜覆盖栽培,研究不同氮、钾肥施用量对甜瓜养分吸收、分配及产量的影响,为设施甜瓜栽培的合理施肥提供一定的科学依据。

1 材料与方法

试验于2015年3—7月在河南省农业科学院现代试验基地（原阳）连栋棚内进行。

1.1 试验材料

土壤基本理化性质为：pH 7.81,有机质16.6 g∙kg^-1,全氮0.93 g∙kg^-1,碱解氮19.2 g∙kg^-1,有效磷10.9 mg∙kg^-1,速效钾139.6 mg∙kg^-1。供试厚皮甜瓜品种为‘RX8’（TC620-8-56×TA11-1）,由河南省农业科学院园艺研究所选育,早熟,果实发育期30—35 d,平均单瓜重约2.0 kg,果肉厚3.5—4.5 cm,中心可溶性固形物含量达16.0%—20.0%,轻抗枯萎病和病毒病,耐贮运。

1.2 试验设计

试验设5个处理,包括重氮重钾（N2K2）：N 320 kg∙hm^-2、K₂O 480 kg∙hm^-2;重氮轻钾（N2K1）：N 320 kg∙hm^-2、K₂O 120 kg∙hm^-2;轻氮重钾（N1K2）：N 80 kg∙hm^-2、K₂O 480 kg∙hm^-2;轻氮轻钾（N1K1）：N 80 kg∙hm^-2、K₂O 120 kg∙hm^-2;中氮中钾（NK）：N 200 kg∙hm^-2、K₂O 300 kg∙hm^-2。中氮中钾处理的施肥量是根据当地近5年甜瓜氮、钾施肥量及试验小区土壤基础肥力确定的,重氮、重钾、轻氮、轻钾处理的施氮量、施钾量分别在中氮、中钾的基础上增减60%。每个处理重复3次,随机区组排列。小区面积为4 m×7.7 m。定植行、株距为1.1 m×0.4 m,设于棚内中段,两头留有4 m长的缓冲带,以避免因棚口温度和湿度差异较大而引起的误差。
试验于2015年3月12日播种育苗,4月23日定植,7月7日收获,其他管理措施按常规。采用连栋棚加地膜覆盖栽培,每株在主蔓12—15节子蔓留瓜1个,主蔓25节打顶。各处理均基施有机肥750 kg∙hm^-2（含N 0.8%、P₂O₅ 0.4%、K₂O 0.4%）,基施磷肥105 kg∙hm^-2（过磷酸钙,含P₂O₅ 16%）。试验所用氮肥为尿素（N 46.4%）,钾肥为硫酸钾（K₂O 51%）,其中氮肥、钾肥的40%于播前瓜行条施做基肥,伸蔓期、膨果期分别追施30%。

1.3 样品采集与测定

分别于甜瓜伸蔓期（5月20日）、坐果期（6月2日）、成熟期（7月7日）取样。各小区分别选取有代表性植株5株。取样洗净后按根、茎、叶、果各器官分开,分别置于烘箱内105℃杀青30 min,80℃烘干至恒重,称重,计算干物质积累量。将各器官干样分别粉碎过筛,用于测定植株氮、磷、钾含量。样品采用浓H₂SO₄-H₂O₂法消煮,半微量凯氏定氮法测定全氮,钼锑抗比色法测定全磷,火焰光度计法测定全钾^[14]。根据各器官的干物质积累量及氮、磷、钾百分含量计算得出单株氮、磷、钾累积吸收量,果实氮、磷、钾分配系数=单株果实氮、磷、钾累积量/单株植株总氮、磷、钾累积量。成熟期选取5株果实杀青前称其单瓜重。
成熟期（7月7日）每小区采集生长整齐一致的10株果实,称重,计算产量,测定纵径、横径等农艺性状。果形指数=果实纵径/果实横径。

2 结果

2.1 不同氮、钾肥施用量对甜瓜干物质积累及分配特性的影响

2.1.1 甜瓜干物质积累量不同氮、钾肥施用量对甜瓜干物质积累量均随生育期的推进而呈上升趋势,不同氮、钾肥施用量只改变不同生育时期干物质积累量,并不改变干物质积累趋势（图1）。高氮条件下,高钾与低钾处理间伸蔓期、坐果期、成熟期甜瓜干物质积累量均差异不显著;低氮条件下,只有成熟期高钾显著高于低钾处理（P<0.05）。同一供钾水平下,3个生育时期甜瓜干物质积累量均表现为高氮显著高于低氮处理（P<0.05）。从整体看,NK处理在伸蔓期、坐果期、成熟期一直呈较高水平,且显著高于其他处理（P<0.05）,3个生育时期平均分别增加16.3%、21.2%、26.6%。表明氮、钾肥施用量过高或过低均不利于甜瓜干物质的积累。

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图1不同氮、钾肥施用量对甜瓜干物质积累量的影响
N2K2：重氮重钾,N2K1：重氮轻钾,N1K2：轻氮重钾,N1K1：轻氮轻钾,NK：中氮中钾。同一生育期不同字母表示差异显著（P<0.05）。下同
-->Fig. 1Effects of different N and K fertilizing amount on dry matter accumulation of muskmelon at different growth stages
N2K2: High nitrogen and high potassium, N2K1: High nitrogen and light potassium, N1K2: Light nitrogen and high potassium, N1K1: Light nitrogen and light potassium, NK: Medium nitrogen and medium potassium. The different letter means significant difference under same growing stage (P<0.05). The same as below
-->

2.1.2 干物质分配特性由表1看出,不同氮、钾肥施用量对甜瓜伸蔓期、坐果期、成熟期不同器官干物质分配及果实分配系数存在明显差异。伸蔓期,甜瓜处于营养生长时期,以营养生长为主,叶片干物质积累量最高,茎次之,根最少,表明伸蔓期植株处于营养生长旺盛期,叶的生长占据主导地位。同一供氮水平下,高钾与低钾处理间甜瓜根、茎、叶干物质积累量均无显著差异;同一供钾水平下,高氮处理茎、叶干物质积累量较低氮处理均显著增加（P<0.05）。从整体看,NK处理根、茎、叶干物质积累量一直呈较高水平,且茎、叶显著高于其他处理（P<0.05）,平均分别增加17.8%、16.0%。表明在伸蔓期过量或过少施用氮肥和钾肥抑制甜瓜地上部分生长。
Table 1
表1
表1不同氮、钾肥施用量对甜瓜干物质积累分配的影响
Table 1Effects of different N and K fertilizing amount on dry matter accumulation and distribution of muskmelon

生育时期 Growing stage	处理 Treatment	根 Root (g/plant)	茎 Stem (g/plant)	叶 Leaf (g/plant)	果 Fruit (g/plant)	果实干物质分配系数 Distribution index of fruit
伸蔓期	N2K2	1.05±0.02ab	13.1±0.34b	19.7±0.43b
Vining stage	N2K1	1.07±0.03ab	13.4±0.15b	19.8±0.36b
	N1K2	1.03±0.03bc	10.3±0.38c	16.4±0.51c
	N1K1	1.02±0.01c	10.6±0.27c	16.0±0.48c
	NK	1.08±0.01a	13.9±0.14a	20.9±0.60a
坐果期	N2K2	1.75±0.08ab	28.7±0.29b	41.8±2.03b	20.5±1.19a	0.22±0.02a
Fruit-set period	N2K1	1.72±0.02ab	28.0±0.74b	41.4±2.06b	19.8±1.79a	0.22±0.02a
	N1K2	1.63±0.02bc	25.7±0.73c	36.7±2.18c	14.6±1.42b	0.18±0.01b
	N1K1	1.50±0.09c	24.9±0.54c	35.2±1.74c	12.6±0.39b	0.17±0.01b
	NK	1.81±0.11a	30.4±1.01a	47.8±1.96a	21.9±0.91a	0.22±0.01a
成熟期	N2K2	2.03±0.07a	33.7±0.27b	41.4±0.77b	134.8±2.83b	0.64±0.00b
Maturity	N2K1	2.02±0.11a	34.3±0.83b	42.0±0.98b	136.2±0.11b	0.63±0.00b
	N1K2	1.86±0.04b	30.9±1.51c	34.7±0.53c	112.7±0.84c	0.63±0.01bc
	N1K1	1.74±0.02b	30.0±0.42c	33.4±0.65c	107.8±1.80d	0.62±0.00c
	NK	2.02±0.10a	37.4±0.56a	45.3±1.66a	162.1±3.59a	0.66±0.01a

The different letter in the same organ means significant difference under same growing stage (P<0.05). The same as below同一生育期同一器官不同字母表示差异显著（P<0.05）。下同

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坐果期,干物质积累开始转向果实,果实干物质分配系数为0.17—0.22。根、茎、叶干物质积累速率逐渐降低,其中,NK处理果实干物质积累量最高,与N2K2、N2K1处理间差异不显著,但显著高于N1K2和N1K1处理（P<0.05）,分别增加50.6%、74.0%。表明氮、钾肥施用量过高或过低均不利于甜瓜果实干物质的积累。
成熟期,干物质积累大部分转移到果实中,果实干物质积累分配系数达0.62—0.66。其中,NK处理果干物质积累量及分配系数均最高,显著高于其他处理（P<0.05）,平均分别增加31.9%、4.27%,而N2K2、N2K1和N1K2处理间差异不显著。表明氮、钾肥施用量过高或过低均抑制营养器官光合产物向生殖器官转移,不利于形成高产。

2.2 不同氮、钾肥施用量对甜瓜氮素累积吸收及分配特性的影响

2.2.1 甜瓜氮素累积吸收量养分的累积吸收量是养分含量与作物干物质积累量的乘积,尽管作物生长过程中养分含量有所下降,但养分累积吸收量总体呈增加趋势,收获时也可能有所下降。甜瓜氮、磷、钾累积吸收量与干物质积累量变化趋势相似,表现为不同氮、钾肥施用量对甜瓜氮、磷、钾累积吸收量的影响均随生育期的推进而呈上升趋势,不同氮、钾肥施用量只改变不同生育时期氮、磷、钾累积吸收量,并不改变氮、磷、钾累积趋势（图2）。甜瓜吸氮量相对较高,处理的最高氮含量为4 160.4 mg/株。

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图2不同氮、钾肥施用量对甜瓜氮素累积吸收量的影响
-->Fig. 2Effects of different N and K fertilizing amount on N accumulation of muskmelon at different growth stages
-->

由图2可知,高氮条件下,成熟期氮素累积吸收量高钾比低钾处理显著降低（P<0.05）;而低氮条件下,成熟期氮素累积吸收量却表现为高钾显著高于低钾处理（P<0.05）。无论高氮还是低氮条件下,伸蔓期和坐果期高钾和低钾处理间差异均未达5%显著水平。同一供钾水平下,与低氮处理相比,伸蔓期、坐果期及成熟期高氮处理氮素累积吸收量均显著增加（P<0.05）。从整体看,NK处理在伸蔓期、坐果期、成熟期一直呈较高水平,且显著高于其他处理（P<0.05）,3个生育时期平均分别增加23.7%、34.9%、41.4%。表明氮肥、钾肥施用量过高或过低均不利于甜瓜对氮素的吸收累积。
2.2.2 氮素分配特性由表2可知,不同氮、钾肥施用量对甜瓜不同生育期不同器官氮素累积分配及果实分配系数存在明显差异。伸蔓期,甜瓜氮素累积主要分布在茎和叶中,叶含量最高,茎次之,根氮素累积量最少。不同氮、钾处理间氮素累积分配也表现不同,同一供氮水平下,无论高氮还是低氮条件下,高钾和低钾处理间根、茎、叶均无显著差异;同一供钾水平下,与低氮处理相比,高氮处理根、茎、叶氮素累积量均显著增加（P<0.05）。从整体看,NK处理根、茎、叶氮素累积量均最高,显著高于其他处理（P<0.05）,平均分别增加24.3%、25.1%、23.0%,N1K1处理最低,与NK相比,分别降低31.5%、31.9%、28.1%。
Table 2
表2
表2不同氮、钾肥施用量对甜瓜氮素累积分配的影响
Table 2Effects of different N and K fertilizing amount on N accumulation and distribution of muskmelon

生育时期 Growing stage	处理 Treatment	根 Root (mg/plant)	茎 Stem (mg/plant)	叶 Leaf (mg/plant)	果 Fruit (mg/plant)	果实氮分配系数 N distribution index of fruit
伸蔓期	N2K2	22.7±1.12a	390.1±23.9b	723.3±20.3b
Vining stage	N2K1	24.9±2.53a	406.9±3.77b	762.8±31.5b
	N1K2	18.4±0.88b	302.0±8.64c	616.5±16.6c
	N1K1	17.9±2.07b	297.5±4.27c	596.7±28.1c
	NK	26.1±3.05a	436.7±8.97a	829.7±71.1a
坐果期	N2K2	40.4±1.88b	601.3±6.31b	1467.4±80.8	436.4±34.2b	0.17±0.02a
Fruit-set period	N2K1	41.8±1.33b	610.0±4.68b	1485.9±99.2b	443.5±43.9b	0.17±0.01a
	N1K2	35.0±1.01c	494.9±21.3c	1199.9±75.1c	281.6±20.0c	0.14±0.00b
	N1K1	31.1±2.93c	464.7±3.04c	1114.9±71.5c	236.0±10.7c	0.13±0.01b
	NK	47.8±3.42a	680.1±7.79a	1780.0±79.3a	522.5±15.6a	0.17±0.01a
成熟期	N2K2	43.6±2.43b	637.4±11.3b	1016.3±30.1b	1644.8±119.7b	0.49±0.02b
Maturity	N2K1	44.5±2.01b	675.0±52.8b	1060.9±35.3b	1722.1±16.3b	0.49±0.00b
	N1K2	37.1±1.35c	548.1±28.2c	797.5±22.0c	1207.3±22.7c	0.46±0.00c
	N1K1	32.4±0.58d	521.5±24.5c	722.5±5.81d	1056.7±22.5d	0.45±0.01c
	NK	49.8±0.61a	774.9±53.3a	1176.9±40.0a	2158.8±95.5a	0.52±0.02a

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坐果期,氮素累积开始向果中转移,根、茎、叶中氮素累积量逐渐减少。其中,NK处理果中氮素累积量最高,较其他处理平均显著增加49.6%（P<0.05）;N1K1处理最低,较NK处理显著降低54.8%（P<0.05）。同一施氮条件下高钾与低钾处理间差异不显著,而同一施钾条件下,果实氮素累积量则表现为高氮显著高于低氮处理（P<0.05）。
成熟期,氮素累积大部分转移到果中,果实氮分配系数达0.45—0.52。其中,NK显著高于其他处理（P<0.05）,平均增加9.10%,同一施氮条件下不同施钾处理间（N2K2和N2K1、N1K2和N1K1）差异不显著;而同一施钾条件下不同施氮处理间则表现为高氮显著高于低氮处理（P<0.05）。表明合理施用氮肥、钾肥不仅可以增加甜瓜不同部位氮素累积吸收量,且明显提高果实氮分配系数,过多或过少施用氮肥、钾肥效果均不明显。

2.3 不同氮、钾肥施用量对甜瓜磷素累积吸收及分配特性的影响

2.3.1 甜瓜磷素累积吸收量相对于氮、钾而言,甜瓜对磷素的吸收量不大,处理的最高磷含量为 1 394.8 mg/株,其不同生育期累积吸收量的变化见图3。甜瓜对磷素的吸收动态与氮素相似,随生育期的推近,不同氮、钾处理磷素累积吸收量均呈上升趋势。

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图3不同氮、钾肥施用量对甜瓜磷素累积吸收的影响
-->Fig. 3Effects of different N and K fertilizing amount on P accumulation of muskmelon at different growth stages
-->

同一供氮水平下,不同施钾处理对甜瓜磷素累积吸收量的影响随施氮量不同而异。高氮条件下,高钾与低钾处理在伸蔓期、坐果期、成熟期磷素累积吸收量均无显著差异;低氮条件下,高钾比低钾处理坐果期和成熟期磷素累积吸收量显著增加（P<0.05）。同一供钾水平下,与低氮处理相比,高氮处理伸蔓期、坐果期及成熟期磷素累积吸收量均显著增加（P<0.05）。从整体看,NK处理伸蔓期、坐果期、成熟期磷素累积吸收量一直呈较高水平,与其他处理相比均显著增加（P<0.05）,3个生育时期平均分别增加28.0%、39.8%及55.7%;N1K1处理3个生育时期均一直呈较低水平,与NK相比,分别降低35.2%、42.6%及51.9%。表明施用氮肥、钾肥可以促进甜瓜对磷素的吸收,提高磷肥利用率,且随氮、钾肥施用量的增加,甜瓜对磷素的累积吸收量增加,但施肥到一定水平反而抑制甜瓜对磷素的吸收。
2.3.2 磷素分配特性由表3看出,不同氮、钾肥施用量对甜瓜伸蔓期、坐果期、成熟期不同器官磷素累积分配及果实分配系数存在明显差异。
Table 3
表3
表3不同氮、钾肥施用量对甜瓜磷素累积分配的影响
Table 3Effects of different N and K fertilizing amount on P accumulation and distribution of muskmelon

生育时期 Growing stage	处理 Treatment	根 Root (mg/plant)	茎 Stem (mg/plant)	叶 Leaf (mg/plant)	果 Fruit (mg/plant)	果实磷分配系数 P distribution index of fruit
伸蔓期	N2K2	19.3±0.21b	190.7±2.67b	213.5±16.1b
Vining stage	N2K1	19.8±0.76b	194.0±7.41b	222.6±4.34b
	N1K2	14.8±0.76c	146.1±13.4c	174.6±8.80c
	N1K1	13.9±0.53c	133.0±10.7c	165.7±7.23c
	NK	21.1±0.32a	218.8±7.26a	242.7±14.6a
坐果期	N2K2	21.5±0.82b	243.0±11.5b	390.4±22.4b	197.6±5.98b	0.23±0.01a
Fruit-set period	N2K1	21.3±0.28b	249.4±10.3b	380.5±13.9b	182.2±12.6b	0.22±0.02ab
	N1K2	17.7±0.70c	193.4±0.21c	314.9±24.1c	126.6±13.9c	0.19±0.01bc
	N1K1	15.2±0.76d	174.2±4.73c	292.6±14.3c	104.8±2.22d	0.18±0.00c
	NK	25.8±2.34a	277.9±9.41a	487.7±18.5a	231.1±11.9a	0.23±0.01a
成熟期	N2K2	28.7±1.22b	161.4±8.71b	236.7±6.12b	645.5±43.7b	0.60±0.02a
Maturity	N2K1	28.6±2.19b	171.8±11.9b	229.9±6.56b	645.4±14.6b	0.60±0.01a
	N1K2	22.8±0.43c	135.7±13.2c	177.9±11.4c	427.5±14.0c	0.56±0.01b
	N1K1	20.1±0.40d	116.0±12.0c	163.7±11.2c	371.3±3.57d	0.55±0.01b
	NK	34.3±1.93a	209.1±10.1a	295.0±19.8a	856.4±29.3a	0.61±0.01a

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伸蔓期,甜瓜磷素累积主要分布在茎和叶,叶含量最高,茎次之,根磷素累积量最少。不同处理间磷素累积分配也表现不同,同一供氮水平下,无论高氮还是低氮条件下,高钾和低钾处理间根、茎、叶磷素累积量差异均未达5%显著水平;同一供钾水平下,与低氮处理相比,高氮处理根、茎、叶磷素累积量均显著增加（P<0.05）。从整体看,根、茎、叶不同部位的磷素累积量均以NK处理最高,显著高于其他处理（P<0.05）,平均分别增加24.3%、31.9%、25.0%,均以N1K1处理最低,与NK处理相比均显著降低（P<0.05）,分别降低33.8%、39.2%、31.7%。
坐果期,磷素累积开始转向果中,根、茎、叶中磷素累积量相对逐渐减少。其中,NK处理果磷素累积量最高,较其他处理平均显著增加51.2%（P<0.05）,N1K1处理最低,较NK处理显著降低54.6%。同一施氮条件下,高钾与低钾处理间差异不显著;而同一施钾条件下,果中氮素累积量则表现为高氮显著高于低氮处理（P<0.05）。
成熟期,磷素累积大部分转移到果中,果实磷分配系数高达0.55—0.61,其中,NK、N2K2和N2K1处理果实磷分配系数显著高于N1K2和N1K1（P<0.05）,平均增加8.74%,而NK、N2K2和N2K1三者间差异不显著,N1K2和N1K1处理间差异也不显著。其中,NK处理果中磷素累积量最高,而N1K1处理最低,比NK处理显著减少9.88%（P<0.05）。表明合理施用氮肥、钾肥不仅可以增加甜瓜不同部位磷素累积吸收量,且明显提高果实磷分配系数,氮肥、钾肥施用量过高或过低效果均不明显。

2.4 不同氮、钾肥施用量对甜瓜钾素累积吸收及分配特性的影响

2.4.1 钾素累积吸收量由图4可知,相对于氮、磷而言,甜瓜对钾素的吸收量最大,处理的最高钾含量高达7 874.2 mg/株。甜瓜对钾素的吸收动态与氮、磷相似,随生育期的推近,不同氮、钾处理钾素累积吸收量均呈上升趋势,不同生育时期甜瓜钾素累积吸收量依氮、钾肥施用量不同而有所差异。

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图4不同氮、钾肥施用量对甜瓜钾素累积吸收的影响
-->Fig. 4Effects of different N and K fertilizing amount on K accumulation of muskmelon at different growth stages
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同一供氮水平下,不同施钾量对钾素累积吸收量的影响随施氮量不同而异。高氮条件下,坐果期和成熟期高钾处理钾素累积吸收量均显著高于低钾处理（P<0.05）;低氮条件下,伸蔓期、坐果期、成熟期高钾处理钾素累积吸收量均显著高于低钾处理（P<0.05）。同一供钾水平下,伸蔓期、坐果期、成熟期高氮处理甜瓜钾素累积吸收量均显著高于低氮处理。从整体看,NK处理钾素累积吸收量在伸蔓期、坐果期、成熟期一直呈较高水平,显著高于其他处理（P<0.05）,3个生育时期平均分别增加24.0%、28.6%、36.6%,N1K1处理3个生育时期均一直呈较低水平,较NK分别显著降低31.0%、33.8%、39.4%。表明随着氮肥、钾肥施用量的增加,可以提高甜瓜对钾素的吸收利用能力,但施肥量达到一定水平反而不利于甜瓜对钾素的吸收。
2.4.2 钾素分配特性由表4可知,不同氮、钾肥施用量对甜瓜伸蔓期、坐果期、成熟期不同器官钾素累积分配及果实分配系数存在明显差异。与氮、磷素累积吸收量相比,茎和果实中钾素累积吸收量远远高于氮和磷,这可能与施钾能促进作物茎秆维管束发育^[15]及促进光合作用产物向贮藏器官中转移^[16]有关。茎和叶钾素累积吸收量从坐果期开始呈下降趋势,这可能是因为钾具有可移动性,生育后期茎和叶中吸收利用的钾素向生殖器官转移引起的。
Table 4
表4
表4不同氮、钾肥施用量对甜瓜钾素累积分配的影响
Table 4Effects of different N and K fertilizing amount on K accumulation and distribution of muskmelon

生育时期 Growing stage	处理 Treatment	根 Root (mg/plant)	茎 Stem (mg/plant)	叶 Leaf (mg/plant)	果 Fruit (mg/plant)	果实钾分配系数 K distribution index of fruit
伸蔓期	N2K2	47.4±2.06b	1079.4±24.4b	886.8±8.92b
Vining stage	N2K1	44.0±1.46c	1094.3±8.05b	822.4±19.9c
	N1K2	47.3±1.82b	866.6±19.6c	750.2±24.9d
	N1K1	39.0±1.13d	846.7±12.6c	649.2±25.8e
	NK	52.3±0.59a	1199.7±22.8a	972.1±26.0a
坐果期	N2K2	66.8±3.78b	2504.0±71.6b	1988.5±95.8b	787.4±35.8b	0.15±0.01a
Fruit-set period	N2K1	58.9±0.05c	2288.2±75.1c	1822.2±59.6c	676.5±30.3c	0.14±0.01a
	N1K2	63.9±1.29b	2255.0±64.0c	1751.6±102.9c	581.2±55.1d	0.12±0.01c
	N1K1	49.4±1.77d	1999.9±53.8d	1533.6±70.0d	426.8±25.9e	0.11±0.01d
	NK	76.6±2.41a	2773.2±40.4a	2300.3±76.9a	910.8±36.3a	0.15±0.00a
成熟期	N2K2	68.6±1.97b	2228.2±11.3b	1081.0±19.0b	3195.7±67.7b	0.49±0.00b
Maturity	N2K1	62.4±4.01c	2119.2±49.8c	972.5±21.6c	2768.7±42.4c	0.47±0.00c
	N1K2	66.9±1.48b	2068.5±74.3c	921.6±26.9c	2728.3±15.3c	0.47±0.01c
	N1K1	52.9±0.95d	1848.5±22.5d	754.1±29.9d	2119.9±22.8d	0.44±0.00d
	NK	74.5±2.89a	2538.5±42.5a	1220.8±41.4a	4040.4±60.9a	0.51±0.01a

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伸蔓期,甜瓜钾素累积主要分布在茎和叶,茎含量最高,叶次之,根钾素累积吸收量最少。同一供氮水平下,高钾处理根、叶钾素累积吸收量均显著高于低钾处理;同一供钾水平下,茎、叶钾素累积吸收量均表现为高氮处理显著高于低氮处理。从整体看,NK处理根、茎、叶钾素累积量一直呈较高水平,显著高于其他处理（P<0.05）,平均分别增加17.7%、23.5%、25.1%;以N1K1处理根、茎、叶钾素累积吸收量均处于最低水平,比NK处理,分别降低25.5%、29.4%、33.2%。
坐果期,钾素累积开始转向果实,根、茎、叶中钾素累积吸收速率逐渐降低,到成熟期茎和叶钾素累积吸收量相对于坐果期均明显减少。同一供氮水平下,高钾处理果钾素累积吸收量均显著高于低钾处理（P<0.05）;同一供钾水平下,高氮处理果中钾素累积吸收量均显著高于低氮处理（P<0.05）。从整体看,NK处理果实钾素累积量一直呈较高水平,显著高于其他处理（P<0.05）,平均增加47.4%,N1K1处理最低,较NK处理显著降低53.1%（P<0.05）。
成熟期,钾素累积大部分转移到果中,果实钾分配系数高达0.44—0.51。同一施氮水平下,高钾处理果实钾分配系数较低钾处理显著增加（P<0.05）;同一施钾水平下,高氮处理果实钾分配系数较低氮处理显著增加（P<0.05）。从整体看,NK处理果实钾分配系数最高,显著高于其他处理（P<0.05）,平均增加9.81%,N1K1处理最低,比NK显著降低13.5%（P<0.05）。表明适宜的氮、钾肥供应量能增加甜瓜果实钾素累积吸收量及果实钾分配系数,促进甜瓜对钾素的吸收利用能力,氮肥、钾肥施用量过高或过低均不利于甜瓜对钾素的吸收。

2.5 不同氮、钾肥施用量对甜瓜产量及产量构成因素的影响

由表5可知,不同氮、钾肥施用量对甜瓜产量及产量构成因素有明显影响。同一供氮水平下,高钾、低钾处理间甜瓜纵径、横径差异均未达5%显著水平;同一供钾水平下,高氮处理甜瓜纵径、横径均高于低氮处理,且横径差异显著（P<0.05）。从整体看,以NK处理纵径、横径最高,平均分别较其他处理显著增加5.92%和6.39%（P<0.05）,N1K1处理纵径、横径最低,分别较NK处理显著降低9.42%和9.92%（P<0.05）。表明氮、钾肥的施用均有促进甜瓜果实生长的作用,氮肥效果更为明显。不同氮、钾处理对甜瓜果形指数差异均不显著。
Table 5
表5
表5不同氮、钾肥施用量对甜瓜产量及产量构成因素的影响
Table 5Effects of different N and K fertilizing amount on yield and yield components of muskmelon

处理 Treatment	纵径 Vertical diameter (cm)	横径 Transverse diameter (cm)	果形指数 Shape index	单瓜重 Average weight (kg)	产量 Yield (t∙hm^-2)
N2K2	14.5b	13.7b	1.06a	1.46b	33.3b
N2K1	14.9ab	13.9ab	1.07a	1.54b	34.9b
N1K2	14.3bc	13.2c	1.08a	1.29c	29.1c
N1K1	13.8c	12.9c	1.07a	1.22c	27.6c
NK	15.2a	14.3a	1.07a	1.67a	38.1a

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同一供氮水平下,高钾与低钾处理间甜瓜单瓜重和产量差异均不显著;同一供钾水平下,高氮处理甜瓜单瓜重和产量均显著高于低氮处理（P<0.05）。从整体看,以NK处理甜瓜单瓜重和产量最高,显著高于其他处理（P<0.05）,平均分别增加21.6%和22.1%,以N1K1处理甜瓜单瓜重和产量最低,较NK处理分别减产27.2%和27.7%（P<0.05）。表明合理施用氮、钾肥均有利于提高甜瓜产量,氮肥增产效果更为显著。

3 讨论

作物干物质积累量是衡量作物生长发育状况及内部代谢强弱的重要生理生化指标,以较高的比例转移到经济器官中去是实现优质高产的前提^[17]。有研究表明,玉米^[18]、棉花^[19]、大豆^[20]等高产品种产量的提高主要是提高了营养物质向生殖器官的分配转移率,生物产量的提高也起重要作用,因此,通过采取一定的措施提高果实分配转移率是提高甜瓜产量的重要途径。不同氮、钾肥施用量对作物干物质累积量及其分配系数均有不同程度的影响^[21,22]。植株不同生长发育时期不同器官干物质积累量的分配系数反映了植株生长中心的变化^[23],本研究结果表明,伸蔓期以营养生长为主,NK处理茎、叶干物质积累量显著高于其他处理,表明早在伸蔓期过量或过少施用氮肥、钾肥就不利于甜瓜地上部分生长。有研究认为,施氮量为225 kg∙hm^-2时,花期干物质积累量高于施氮量112.5 kg∙hm^-2、337.5 kg∙hm^-2,分别增加15.8%、9.54%^[24],施钾量为150 kg∙hm^-2时,果实膨大期干物质积累量高于施钾量75 kg∙hm^-2、225 kg∙hm^-2,分别增加8.11%、5.74%^[25],适宜氮、钾肥施用量在花期开始高于其他处理,这比本试验的伸蔓期有所延迟,可能是因为氮钾配施较单施氮、单施钾对甜瓜干物质积累的影响更为明显。随着果实发育,不同氮、钾处理下果实干物质积累分配系数增加,与其他处理相比,NK处理果实干物质分配系数及产量显著增加,表明合理施用氮、钾肥能促进光合产物向生殖器官转移,过高或过低均抑制营养器官光合产物向生殖器官转移,不利于形成高产,这与前人研究结果一致^[9,26]。
氮、磷、钾是作物生长发育的3大必需营养元素,是作物细胞结构的主要物质组分,它们的积累是作物产量形成的基础^[18]。同一品种在不同施肥条件下养分累积量存在明显差异^[27]。张艳丽等^[28]研究认为,合理配施氮、钾肥可最大限度发挥营养元素的作用,提高氮、磷、钾养分累积量及其果实分配系数,从而使甜瓜高产、稳产。本试验研究结果显示,不同氮、钾处理对厚皮甜瓜氮、磷、钾养分累积量的变化趋势相似,均表现为随生育期的推进而呈上升趋势,不同氮、钾施肥量只改变不同生育时期氮、磷、钾累积量,并不改变其累积趋势。另外,NK处理氮、磷、钾累积吸收量在伸蔓期、坐果期、成熟期一直呈较高水平,显著高于其他处理,且坐果期、成熟期果实氮、磷、钾分配系数均达5%显著水平,表明施用适宜的氮、钾肥有利于促进甜瓜生长,吸收累积更多的养分,提高营养物质向果实的分配转移率,有利于形成高产,施肥量过高或过低均抑制甜瓜果实中营养物质的分配转移率。这与其他研究者在其他作物上得到的结论相似。RAKKIYAPPAN等^[29]对中晚熟甘蔗氮、磷、钾分配特性的研究发现,适宜的氮钾施肥量更有利于光合产物向生殖器官转移,从而有利于得到高产。杜加银等^[30]研究了减氮控磷稳钾施肥对水稻氮、磷、钾积累动态及其分配特性的影响,结果表明适宜的氮、钾肥能够有效提高生殖器官中养分的分配转移率,对水稻具有明显的增产作用。另外,中氮中钾条件下作物养分吸收能力较高可能与根系的生长发育有关,有研究认为,适宜的氮、钾肥施用量既能促进地上部植株生长^[31],又改善了根系的形态结构和分布^[32,33],这为作物高产提供了一定的基础。
近十几年来,大棚瓜菜类普遍依赖大肥大水提高作物产量,养分利用率仅为10%—20%^[34],盲目超标使用化肥现象严重,刘苹等^[35]研究了寿光市设施大棚肥料年投入量,表明平均每年投入N 3 338 kg∙hm^-2、K₂O 3 446 kg∙hm^-2,是当地小麦-玉米轮作种植模式的6—14倍,王敬国^[36]认为瓜菜类平均每季投入的氮量高达1 200 kg∙hm^-2,是作物地上部带走量的5倍,大量使用化肥不仅造成肥料浪费,而且导致作物产量、品质下降^[37],造成土壤盐渍化及环境和生态污染^[38]。

4 结论

不同氮、钾肥施用量对甜瓜干物质及氮、磷、钾养分累积量的变化趋势相似,均表现为随生育期的推进呈上升趋势,不同氮、钾施肥量只改变不同生育时期干物质及氮、磷、钾累积量,并不改变其累积趋势。中氮中钾处理（N 200 kg∙hm^-2,K₂O 300 kg∙hm^-2）较其他处理均不同程度提高甜瓜生育后期干物质积累量及氮、磷、钾养分累积吸收量,成熟期平均分别增加26.6%及41.4%、55.7%、36.6%,中氮中钾处理甜瓜产量较其他处理增产达22.1%。甜瓜伸蔓期以前养分主要分布在茎叶中,后期逐渐向果实中转移,合理的氮、钾肥配施有利于促进甜瓜生长及氮、磷、钾养分吸收累积量,提高养分向生殖器官的分配转移率,从而有利于高产、稳产。
The authors have declared that no competing interests exist.