化肥配施NAM长效剂对小果型西瓜氮、磷吸收利用及产量品质的影响

2020-03-18胡国智吴海波冯炯鑫徐永阳

新疆农业科学 2020年3期

胡国智，熊韬，吴海波，冯炯鑫，徐永阳

(1. 新疆农业科学院哈密瓜研究中心，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业科学院海南三亚农作物育种试验中心，海南三亚 572014；3.中国农业科学院郑州果树研究所，郑州 450009 )

0 引言

【研究意义】小果型西瓜又称迷你西瓜，是夏季高档礼品瓜，具有果形美观小巧，肉质细嫩多汁，薄皮少纤维，含糖量高等特点[1]。小果型西瓜作为1种新颖的西瓜优良新品种，经济效益可观，现已成为高效农业作物之一[2]。氮、磷是植物生长发育必需的大量营养元素，对西瓜的生长发育、产量及品质的形成不可缺少。西瓜生长过程对氮素营养反应比较敏感，氮素水平直接影响西瓜的产量和品质，生产中为追求高产，大量施用氮肥，不仅造成氮肥的浪费，还成为环境氮污染的主要途径[3-4]。研究化肥配施NAM长效剂,对新疆设施小果型西瓜氮磷养分吸收利用及产量品质有重要意义。【前人研究进展】磷对碳水化合物的合成、运输、氮的代谢和脂肪合成以及提高西瓜对外界环境的适应能力起着重要的作用，增施磷肥有利于提高单株瓜的数量和单瓜重，进而提高产量，且可增加西瓜可溶性糖和VC含量[5]，但磷肥施入土壤容易被固定，导致磷素在土壤中的累积，不仅造成了磷肥资源的浪费，也增大了农田磷素的淋溶和随地表径流流失的风险，引起地表水富营养化等一系列生态环境问题[6]。长效复混肥添加剂NAM是由脲酶抑制剂、硝化抑制剂及磷素活化剂联合构成的复合型添加剂，对土壤和肥料中氮素转化、磷素活化释放起到综合调控作用[7]。西瓜施用不同长效肥均可显著提高产量，改善品质，提高养分利用率[8-9]。【本研究切入点】关于长效肥对小果型西瓜养分吸收利用及产量品质等方面研究未见报道。在设施栽培条件下，研究化肥配施NAM长效剂对不同小果型西瓜氮、磷养分吸收利用及产量品质的变化。【拟解决的关键问题】以小果型西瓜品种众天2013和众天6211为材料，在小果型西瓜上施用不同用量的氮肥和配施添加剂 NAM，测定小果型西瓜氮、磷吸收量和产量品质，分析小果型西瓜氮磷吸收、产量品质与氮肥配施 NAM 的关系。为NAM长效剂在小果型西瓜上的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验设在新疆高昌区亚尔乡西甜瓜科研基地，供试品种为众天2013、众天6211，试验地土壤类型为灌耕棕漠土，土壤有机质含量10.7 g/kg，全氮0.87 g/kg，碱解氮55.6 mg/kg，有效磷24.2 mg/kg，速效钾126 mg/kg。采用设施膜下滴灌吊蔓栽培，单株单瓜，一膜双行，株距0.4 m，行距1.2 m，2018年4月7日播种。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验设6个处理：CF(常规施肥)、CF+NAM、80%CF+NAM(减N20%)、PK+NAM(不施N)、NK+NAM(不施P)、CK(不施肥)。所用肥料：氮肥为尿素(46%N)，磷、钾肥分别以三料磷肥(44%P2O5)、硫酸钾(51%K2O)施入，NAM添加量按总肥料有效养分量的8‰比例加入，与肥料掺混后施入，3次重复。除CK处理外，其他各处理磷肥：全部基施，钾肥：50%基施+50%追施，CF(常规施肥)处理氮肥全生育期分5次追施，追施比例为苗期 10%、伸蔓期15%、花期20% 、坐果期 25% 、果实膨大期30%。CF+NAM和80%CF+NAM处理氮肥全部基施。表1

表1 不同处理施肥量

Table 1 Different fertilization treatments (kg/hm2 )

处理 treatmentsNP2O5K2OCK000CF13590150CF+NAM1359015080%CF+NAM10890150PK+NAM090150NK+NAM1350150

1.2.2 样品采集

成熟期(6月25日)采集西瓜地上部分的植株样品，每小区随机选取有代表性的植株5株，按茎、叶、瓜不同器官分离开，在105℃下杀青30 min，然后在75℃条件下烘干至恒重，称重，将烘干的植株样品粉碎，过0.5 mm筛，分析植株不同部位N、P、K养分含量。用H2SO4-H2O2消煮，各养分测定方法为，氮：奈氏比色法，磷：钼锑抗比色法，钾：火焰光度计法，

采收成熟西瓜并称重，记录各小区实产，同时各处理随机选8个西瓜，利用测糖仪测定西瓜的边糖及心糖含量。

2 结果与分析

2.1 不同施肥对小果型西瓜干物质量的影响

研究表明,不同施肥处理对2个西瓜品种干物质量均有一定影响，众天2013、众天6211品种，CK和PK+NAM处理叶干物质量均显著低于其它施肥处理，众天2013品种叶干物质量以CF(525.36 kg/hm2)和CF+NAM(542.97 kg/hm2)处理比较高，而CF、CF+NAM、80%CF+NAM和NK+NAM处理对众天6211品种叶干物质量影响差异不显著。2个品种茎干物质量均以CF、CF+NAM、80%CF+NAM处理较高，且3个施肥处理间无显著差异。生殖器官瓜干物质量最高为501.57～757.12 kg/hm2，不同施肥处理对2个品种影响各异，众天2013品种瓜干物质量在CF(745.1 kg/hm2)、CF+NAM(757.12 kg/hm2)和80%CF+NAM(732.81 kg/hm2)施肥处理间差异不显著，众天6211品种瓜干物质在CF+NAM处理下最高达663.99 kg/hm2，且显著高于其它处理，而CF处理与80%CF+NAM处理差异不显著，2个西瓜品种在80%推荐施肥配施NAM的瓜干物质量与常规施肥相当。图1

2.2 不同施肥对小果型西瓜氮、磷养分吸收利用的影响

2.2.1 不同施肥对小果型西瓜氮素吸收利用的影响

研究表明,西瓜植株各器官对氮素养分吸收，均表现为瓜高、叶次之、茎最低的规律。众天2013品种，营养器官在CF、CF+NAM和80%CF+NAM处理间氮素吸收量差异不显著。众天6211品种，叶在80%CF+NAM处理氮素吸收量最高为12.08 kg/hm2，显著高于CK、CF和PK+NAM处理，茎氮素吸收以CF+NAM处理最高为6.64 kg/hm2，比其它处理高15.1%～50.8%，且差异显著，而CF、80%CF+NAM处理间差异不显著。2个西瓜品种瓜器官氮素吸收量均表现为CF、CF+NAM和80%CF+NAM处理显著高于其它施肥处理，且均以CF+NAM处理吸收量最高。众天2013品种瓜氮素吸收量在CF、CF+NAM和80%CF+NAM处理间无显著差异，而众天6211品种瓜氮素吸收量在CF和80%CF+NAM处理间无显著差异。从植株氮素总吸收量上看，各施肥处理均显著高于不施肥和缺氮处理，而CF、CF+NAM和80%CF+NAM施肥处理间无显著差异。2个西瓜品种在等养分条件下，配施NAM长效剂处理氮素总吸收量表现出增加趋势，CF+NAM处理氮素总吸收量分别较CF提高2.44%、4.75%。氮素利用率均表现为80%CF+NAM>CF+NAM>CF处理，2个品种80%CF+NAM、CF+NAM处理氮素利用率分别比CF处理高1.1～3.2个百分点。表2

图1 小果型西瓜干物质量

Fig.1 Dry matter of small fruit watermelon

2.2.2 不同施肥对小果型西瓜磷素吸收利用的影响

研究表明,磷素在小果型西瓜各器官吸收量低于氮素吸收量，叶中磷素吸收量均表现为施肥处理显著高于不施肥处理(CK)，而CF、CF+NAM和80%CF+NAM施肥处理间无显著差异。众天2013、众天6211品种茎中磷素吸收量分别以80%CF+NAM(3.89 kg/hm2)和CF+NAM(3.16 kg/hm2)处理比较高，且均与CK、CF、PK+NAM、NK+NAM处理达显著差异。瓜和整株磷素吸收量均在CF+NAM处理最高，其中众天6211品种磷素含量与其它处理达显著差异，在等养分条件下，配施NAM有助于瓜和植株磷素的吸收，而CF与80%CF+NAM处理间无显著差异。2个品种CF+NAM、80%CF+NAM处理磷肥利用率均高于CF，高0.48～0.79个百分点，配施NAM能提高西瓜磷肥利用率。表3

2.3 不同施肥对小果型西瓜产量品质的影响

研究表明,众天6211单瓜重、产量及品质相对较低，2个品种在各施肥处理上均表现为不施肥(CK)和缺氮(PK+NAM)单瓜重、产量显著低于其它施肥处理。众天2013单瓜重、产量在CF+NAM处理最高，其中产量与其它处理达显著差异，较其它处理增产3.1%～36.8%，而CF与80%CF+NAM处理间产量无显著差异。众天6211单瓜重在0.63～1.13 kg，产量上以80%CF+NAM处理最高为15 255 kg/hm2，除CF+NAM处理外，较其它处理显著增产1.77%～44.2%。在品质方面，不施肥(CK)处理折光糖含量低于其它施肥处理，施肥对小果型西瓜边糖含量影响较大，众天2013品种CF、CF+ANM、80%CF+NAM、NK+NAM处理边糖含量分别较CK显著提高了1%、0.9%、0.8%、0.7%，而心糖含量在各施肥处理间差异不显著。众天6211品种折光糖含量在CF、CF+NAM、80%CF+NAM处理相对较高，且3个施肥处理间无显著差异。表4

表2 小果型西瓜氮素吸收利用

Table 2 Nitrogen use efficiency of small fruit watermelon

品种Variety处理Treatment氮吸收量Nitrogen uptake(kg/hm2)叶Leaf 茎Stem瓜Melon总吸N量Total氮肥利用率Nitrogen use efficiency(%)CK9.06c3.26d27.24c39.56d-CF15.16a5.1ab42.51a62.76a14.5众天2013Zt2013CF+NAM15.57a5.79a42.97a64.33a15.680%CF+NAM15.27a5.69a41.41a62.37a17.7PK+NAM9.63c3.92cd29.67c43.21c-NK+NAM12.85b4.41bc34.76b52.02b-CK8.86c3.27e23.06e35.19d-CF11.08b5.64b37.43ab54.15ab10.4众天6211ZT6211CF+NAM11.11ab6.64a39.1a56.85a12.580%CF+NAM12.08a5.34bc36.99b54.41ab13.3PK+NAM9.5c4.27d26.3d40.07c-NK+NAM11.25ab4.68cd32.84c48.72b-

注：同列不同字母表示P<0.05 差异显著水平。下同

Note: Different small letters following means within the same column indicate significant difference atP<0.05. The same as below

表3 小果型西瓜磷素吸收利用

Table 3 Phosphorus use efficiency of small fruit watermelon

品种Variety处理Treatment磷吸收量Phosphorus uptake (kg/hm2)叶Leaf 茎Stem 瓜 Melon总吸P2O5量 Total 磷肥利用率Phosphorus using efficiency(%)CK2.72c2.52d3.75d8.99d-CF5.18a3.16bc7.35a15.68a3.51众天2013ZT2013CF+NAM5.46a3.52b7.61a16.58a4.5180%CF+NAM5.12a3.89a7.21a16.23a4.12PK+NAM4.1b2.91c5.76b12.77b-NK+NAM4.02b2.9c5.6c12.53c-CK2.52c1.92d3.27d7.71d-CF5.11ab2.66bc6.84b14.6b3.67众天6211ZT6211CF+NAM5.15a3.16a7a15.31a4.4680%CF+NAM5.2a2.98ab6.86b15.04b4.15PK+NAM4.59b2.36c5.84c12.78c-NK+NAM3.84ab2.61c4.85c11.3c-

3 讨论

在设施栽培模式下进行的化肥配施NAM长效剂，调控不同养分供给，结果表明，不同品种小西瓜干物质量、氮磷养分吸收利用、产量及品质等指标在减氮20%(80%CF+NAM)处理下具有与常规施肥(CF)处理结果相当的趋势。关于西瓜不同器官干物质积累变化规律，在不同NPK养分配比与NAM长效剂[9]研究中已有发现。研究中的氮养分吸收利用变化规律与王玲莉等[10]、刘藜等[11]关于化肥添加NAM能增加植株氮素吸收量和提高氮肥利用率相一致，表明NAM能延长氮肥的养分释放，减少氮肥损失，提高氮肥利用率。小果型西瓜对磷素吸收量低于氮素吸收量，这一变化规律与朱洪勋等[12]研究结果相一致，磷是作物生长发育必需的大量营养元素，冯元琦等[13]研究表明，化肥添加NAM制成的复合(混)肥，其磷肥利用率平均提高4个百分点。研究中，2个品种CF+NAM、80%CF+NAM处理磷肥利用率均高于CF处理0.48～0.79个百分点。

表4 不同施肥下小果型西瓜产量品质变化

Table 4 Effects of different fertilization on yield and quality of small fruit watermelon

品种Variety处理Treatment单瓜重Average fruit weight(kg) 产量Yield (kg/hm2)折光糖Refractory sugar (%)边糖Fringe sugar心糖Centre sugarCK0.84e11 340e7.6b9.8bCF1.28ab17 280b8.6a10.2ab众天2013ZT2013CF+NAM1.33a17 955a8.5a10.6a80%CF+NAM1.26b17 210b8.4a10.6aPK+NAM0.92d12 420d8.1ab10.3abNK+NAM1.16c15 660c8.3a10.3abCK0.63c8 505d7.1b9.1bCF1.08a14 580b7.8a9.2ab众天6211TZ6211CF+NAM1.11a14 985ab7.8a9.3ab80%CF+NAM1.13a15 255a7.6a9.4aPK+NAM0.87b11 745v7.3ab9.2ab NK+NAM1.06ab14 310b7.4ab9.2b

黄云等[14]研究表明，控释氮肥可提高辣椒产量、增加总糖含量，且有随施用量增加而呈增加的趋势。张玉凤等[15]研究表明，在氮肥减量46%、磷肥减量50%、钾肥量不变的情况下，西瓜产量较习惯施肥增加9.02%。研究表明，化肥配施NAM长效剂对2个品种产量影响各异，效果表现为众天2013品种单瓜重、产量在CF+NAM处理最高，较其它处理增产3.1%～36.8%，而减氮20%配施NAM长效剂与CF处理产量相当；众天6211品种产量在减氮20%配施NAM长效剂最高为15 255 kg/hm2，除CF+NAM处理外，较其它处理显著增产1.77%～44.2%，可能是由于种植模式、品种、养分用量等不同，造成西瓜增产效果不同。

西瓜品质是由多个性状共同构成的一个综合性状，并且各个性状之间相互联系，构成一个统一的有机体[16]，在诸多因素中，糖含量是衡量西瓜品质的主要依据。研究中，施肥对众天2013小果型西瓜心糖、边糖含量影响差异较小，而对众天6211心糖含量有一定影响，表现为减氮20%配施NAM长效剂(80%CF+NAM)处理显著高于缺施磷肥(NK+NAM)处理。试验各施肥处理对2个品种小果型西瓜心糖、边糖含量影响与马忠明等[9]研究结果不相一致，这可能是与作物品种、栽培模式、养分用量等因素有关。