郭建华，陈立平，杨月英，马伟

（国家农业信息化工程技术研究中心，北京，100089）

温室黄瓜氮素营养状况诊断效果研究

郭建华，陈立平，杨月英，马伟

（国家农业信息化工程技术研究中心，北京，100089）

利用SPAD－502叶绿素计、硝酸盐反射仪分别测定了不同氮肥处理下温室黄瓜各生育期叶片的SPAD和叶柄硝酸盐含量，同时测定叶片叶绿素a，b等以及全氮含量，结果表明，在一定范围内，SPAD随着氮肥用量的增加而增加，各生育期新叶与成熟叶片SPAD比值存在差异，反映了黄瓜氮素营养状况，成叶SPAD值与全氮的相关性大于新叶；除初花期新叶和结果期成叶外，其他各生育期的新叶和老叶叶柄硝酸盐含量随氮肥用量的增加而增加，结果期叶片硝酸盐含量与氮肥用量成线性正相关（r=0.960 6）。

黄瓜；氮素；营养诊断；硝态氮；SPAD

氮素是对作物生长和产量影响最大的营养元素之一，而氮肥是生产中施用量最大的肥料。设施特别是大棚，由于过量施用氮肥导致土壤硝酸根离子大量累积，造成土壤次生盐渍化，并造成蔬菜尤其是叶类蔬菜硝酸盐含量过高[1]的问题经常出现。

无损伤测试氮素营养是近年来发展起来的一项用于作物营养诊断和氮素推荐施肥的技术[2]，它是指在不破坏植物组织结构的基础上，采取各种手段对作物生长、营养状况进行诊断和监测，并以此作为施肥的依据。其中近几年引进日本的SPAD－502叶绿素计，在植物营养诊断和无损测试上得到了广泛的应用[3，4]。国内外已有试验研究表明，叶绿素计能测定油菜、黄瓜等单位叶面积的叶绿素含量[3],诊断土豆叶片营养状况[5]，预测黄瓜的生长状况[6]。

本试验利用叶绿素计和硝酸盐反射仪测定了温室内不同氮肥条件下，不同生育期的黄瓜叶片的相对叶绿素含量和硝酸盐含量，结合全氮含量，进行相关分析，对黄瓜氮素营养状况进行诊断研究，以期利用这种快速简单的监测数据代替常规监测数据指导施肥，提高肥料的利用率。

表1 不同叶位SPAD的变化

1 材料与方法

1.1 试验处理

试验在北京市小汤山基地日光温室进行，日光温室东西长40 m，南北宽7 m，透光材料为0.08 mm的EVA高效能转光滴膜。供试材料为京研迷你2号水果型黄瓜，于2008年3月定植，采用大、小垄栽培，大垄行距宽80 cm，小垄行距70 cm，株距均为40 cm，双行栽培，施风干鸡粪15 000 kg/hm2，复合肥750 kg/hm2作基肥。试验在使用磷钾肥的基础上，基施和追施氮肥，所用氮肥为硫铵，设置不同的氮肥处理，分别为0，150，300，450，600 kg/hm2（折合纯N的量），追肥比例占全部氮肥的50%，分别在初花期和盛花期分2次追施。小区面积5.2 m2，每处理3次重复，其他管理同大田。根据黄瓜生长需要浇水，保持土壤含水量为田间持水量的70%～80%，同时为了减少水分对氮肥效果的影响，采用负水头灌溉系统灌水，其优点是根据作物生长状况渗灌，不会产生大水漫灌和灌溉不均匀的问题。

1.2 调查项目及方法

每个小区随机选取10株，应用手持式叶绿素仪（SPAD-502型），测定每株新生叶片（新叶）、着生黄瓜的叶片（成叶）和植株下部衰老叶片（老叶）的SPAD（相对叶绿素含量），每片叶子取顶部以及周边5个点进行测定，同时用硝酸盐反射仪测定叶柄硝酸盐，并测定叶片的叶绿素和全氮含量。

表2 不同时段的SPAD的变化

2 结果与分析

2.1 测定叶位和测定时间的确定

通过测定不同部位叶片的SPAD，并计算标准差和变异系数（表1），确定合适的用于SPAD诊断的叶片。结果显示，最新成熟叶的SPAD值最高，且标准差和变异系数最小，说明最新成熟叶的SPAD均值离散度最小，因此确定其为最佳的测定叶位。

在黄瓜结果期，选择晴朗天气对健壮植株进行标记，定点、定株连续3 d对黄瓜成熟叶片进行测定，结果表明（表 2），早上 6:00～8：00变异系数最大，8:00～17:00测定结果的变异系数较小，15：00～17:00变异系数最小，同时SPAD最大，说明这段时间内测试值离散点较小，因此可确定为最佳确定时间。

表3 氮肥对不同生育期叶片SPAD值的影响

表4 氮肥对不同生育期新叶与成熟叶片SPAD比值的影响

表5 氮肥对新叶和成叶叶柄硝酸盐含量的影响

2.2 氮肥处理对黄瓜叶片SPAD值的影响

测定黄瓜各生育期成叶的SPAD，结果表明（表3），初花期、盛花期、盛果期，成熟叶片SPAD值均随氮肥用量的增加而增加。主要原因是氮是叶绿素a和叶绿素b的重要组成成分，一定范围内氮含量的增加有利于叶绿素的合成。此外，不同生育阶段SPAD测定值有差异，表现为初花期＜盛花期＜盛果期，通过相关性分析表明，初花期、盛花期和盛果期氮肥用量与SPAD呈正相关，相关系数分别为0.988，0.997和0.987。

由于黄瓜属于无限生长型，对黄瓜植株的营养诊断没有明显界定标志，因此用黄瓜最新展叶和黄瓜成熟叶片SPAD的比值来反映植株的营养状况。当新展叶与成熟叶片SPAD比值大于1时，表明植株体内的养分充足，小于1时表明植株体内养分缺乏。表4数据显示，初花期和盛果期当氮肥施用量小于600 kg/hm2时，二者SPAD比值小于1，说明此时黄瓜植株体内养分不足，原因可能是初花期植株生长需要吸收大量营养，结果期则因果实采收带走了大量营养，造成植株体内养分缺乏。而当氮肥施用量达到600 kg/hm2时，比值达到1，表明此时土壤氮肥可以满足开花结果所需。而在盛花期和初果期，氮肥含量大于150 kg/hm2时即可满足植株生长发育的需要。说明黄瓜在不同生育期对养分的需求有差异，可根据作物生长需要适当追肥。

2.3 氮肥对黄瓜硝酸盐含量的影响

果实中的硝酸盐通常作为品质监测指标，而植株体内硝酸盐含量则可以反应植株营养状况。利用硝酸盐反射仪快速测定黄瓜叶柄中硝酸盐含量，并通过控制植株体内酸盐含量达到控制果实中的硝酸盐含量的目的。

表5显示，盛花期和结果期新叶硝酸盐含量随着氮肥用量的增加而增加，二者与氮肥用量呈直线形关系，相关系数分别为0.960 6和0.986 8；初花期新叶硝酸盐含量与氮肥用量成二次抛物线型，相关系数为0.506 6。成叶硝酸盐含量变化趋势与新叶不同，初花期和盛花期的叶片硝酸盐含量随氮肥用量的增加而增加，盛果期呈先降后升的趋势，与氮肥用量的相关系数分别为0.929 1，0.945 5和0.978 1。此外，盛花期和结果期成叶的硝酸盐含量高于同一时期的新叶。

表6 SPAD与硝态氮和全氮的相关性

图1 不同施肥天数黄瓜叶片硝酸盐含量比较

图2 氮肥对开花部位叶片叶绿素含量的影响

图3 氮肥对结瓜部位叶片叶绿素含量的影响

表7 不同处理下结果期不同部位叶片叶绿素含量

由图1可以看出，随着施肥后时间的推移，各生育期内，黄瓜叶片的硝酸盐含量逐渐降低，表明随着作物的生长和果实的收获，不断的吸收、消耗、带走植株体内的硝酸盐。

2.4 SPAD、硝酸盐和叶片全氮的相关分析

由表3和表5可知，SPAD测定值与氮肥用量有关，而全氮是反映植株体内氮素营养水平的重要指标，全氮含量高，说明植株体内的氮素供应充足，充足的氮肥是保证作物高产的基础。通过相关性分析表明，成叶SPAD与全氮的相关系数在0.387～0.618，新叶SPAD与全氮的相关系数在0.037 5～0.591 2，成叶SPAD与全氮的相关性大于新叶；初花期和结果期成叶硝态氮与全氮的相关性大于新叶，而在结果后期新叶硝酸盐含量的相关性大于成叶；SPAD与全氮的相关性大于硝酸盐与全氮的相关性（表6）。

2.5 氮肥处理对黄瓜叶片叶绿素含量的影响

从表7可以看出，正在结瓜的瓜叶叶绿素含量明显高于新展开叶和老叶，结瓜叶片叶绿素（a+b）分别比新展叶和老叶高 0.277 7 mg/g和 0.607 6 mg/g、类胡萝卜素分别高0.020 4 mg/g和0.125 5 mg/g。结瓜叶片的叶绿素含量高，光合作用最强，为黄瓜的生产提供了必要的物质基础，而老叶叶绿素含量降低，光合能力减弱，因此为减少养分的消耗，提高氮肥利用率，应该除去老叶。

图2显示，开花部位叶片的叶绿素a和叶绿素b含量以300 kg/hm2氮肥处理为转折点，随氮肥的增加先升后降，其中叶绿素a变化幅度较大，而类胡萝卜素变化平缓，无明显的增加和降低。结瓜部位叶片叶绿素a变化趋势与开花部位叶片略有不同。

3 小结与讨论

①通过测定不同部位叶片SPAD值，分析其与氮肥含量的相关性以及计算新叶与老叶SPAD比值，来反映植株的营养状况，判断植株体内氮素是否充足，当二者比值大于1时，表明植株体内养分充足，小于1时则说明植株体内养分缺乏。

②氮肥用量与黄瓜硝酸盐含量有关，在黄瓜生长前期（花期和结果初期）成叶叶柄硝态氮与全氮的相关性大于新叶，而在结果后期新叶硝酸盐含量与全氮的相关性大于成叶。

③氮肥会影响黄瓜叶绿素的含量，正在结瓜的叶片叶绿素含量明显高于新展开叶和老叶，其光合作用最强，为黄瓜的生产提供了必要的物质基础。而老叶光合能力较弱，消耗营养较多，生产中可通过适时摘去植株下部老叶，来减少养分的消耗，提高氮肥利用率。

④SPAD仪和硝酸盐反射仪监测黄瓜叶片的氮素营养，其测定值与全氮含量有关，成叶的相关性大于新叶，SPAD测定值与全氮的相关性大于硝酸盐与全氮的相关性。

[1]徐坤范，李明玉，艾希珍.氮对日光温室黄瓜呈味物质——硝酸盐含量及产量的影响[J].植物营养与肥料学报，2006，12（5）：717-721.

[2]余海英，李延轩，周健民.设施土壤盐分的累积、迁移及离子组成变化特征[J].植物营养与肥料学报，2007，13（4）：650-652.

[3]郭建华，赵春江，王秀，等.作物氮素营养诊断方法的研究现状及进展[J].中国土壤与肥料，2008（4）：10-14.

[4]裘正军，宋海燕，何勇，等.应用SPAD和光谱技术研究油菜生长期间的氮素变化规律[J].农业工程学报，2007，23（7）：150-154.

[5]陈防，鲁剑巍.SPAD-502叶绿素计在作物营养快速诊断上的应用初探[J].湖北农业科学，1996（2）:31-33.

[6]Silva M C C,Fontes P C R,Miranda G V.SPAD index and potato yield,in two planting periods,depending on nitrogen rates[J].Horticultura Brasileira，2009，27(1):17-22,38.

[7]Cho Y Y,Oh S B,Oh M M，et al.Estimation of individual leaf area,fresh weight,and dry weight of hydroponically grown cucumbers (Cucumis sativusL.)using leaf length, width,and SPAD value[J].Scientia Horticulturae,2007, 111(4):330-334.

Effect of Nitrogen Nutrition Diagnosis on Cucumber in Greenhouse

GUO Jianhua,CHEN Liping,YANG Yueying,MA Wei
(National Engineering Research Center for Information Technology in Agriculture，Beijing 100097)

Using the SPAD-502 chlorophyll meter and nitrate reflectometer to study diagnosis of nitrogen nutrition on the cucumber(Cucumis sativus)in greenhouse.The results showed that fertilization had effect on leaves SPAD values and with a certain amount of nitrogen increases the SPAD values are also increased.The new leaves and mature leaves of the SPAD's the ratio reflects of nitrogen nutritional status.The mature leaves of SPAD values correlation with nitrogen is greater than the new leaves'.Fertilization also affected the nitrate content of petiole.In a certain amount,the nitrate content of petiole increased with the nitrogen.In the fruiting stage,there is a linearly correlate between nitrate content and nitrogen consumption (r=0.960 6).Each additional 1kg of nitrogen fertilizer,nitrate concentrations increase 10-30 mg/kg, late top-dressing is more easy cause the accumulation of nitrate.

Cucumber;Nitrogen;Nutrition diagnose;Nitrate nitrogen;SPAD

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.22.019

北京市自然基金（6082010），科技部（2008BADA4B03）

郭建华（1961－），女，研究员，主要从事土壤与植物营养方面的研究，电话：010-51503601

2010-05-28