熊韜，胡國(guó)智，吳海波，馬新力，馮炯鑫

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院 哈密瓜研究中心，新疆 烏魯木齊 830091)

甜瓜(CucumismeloL.)屬葫蘆科甜瓜屬，為一年生蔓性草本植物，主要在我國(guó)的西北地區(qū)盛行栽培[1]，是一種重要的園藝作物。甜瓜在整個(gè)生育期內(nèi)，對(duì)氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)三者的吸收利用比例為2.0∶1.0∶3.7，雖然三種大量元素中磷素的需用量相對(duì)較低，但不可或缺。因?yàn)榱姿厥亲魑锷L(zhǎng)發(fā)育過程中無法替代的大量元素之一，作為生物膜和核酸的重要組成部分，在植物體內(nèi)積極參與酶促反應(yīng)和光合作用、呼吸作用等生理代謝過程并發(fā)揮著非常重要的作用[2]。當(dāng)發(fā)生缺磷時(shí)，植物細(xì)胞的分裂會(huì)出現(xiàn)遲緩，難以形成新的細(xì)胞，使植株生長(zhǎng)遲緩；而磷過量，會(huì)使植物呼吸作用過于旺盛，導(dǎo)致大量的糖分和能量被消耗，造成營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)失調(diào)，出現(xiàn)植株矮小、早衰[3]。當(dāng)前的甜瓜生產(chǎn)中，磷肥的作用往往被忽視了，影響了果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)的提升。因此，探究磷素水平對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育、果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量的影響對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中磷肥的合理施用具有重要的意義。

有關(guān)研究表明，磷對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育及后期產(chǎn)量的形成具有重要的影響。陳波浪等[4]研究發(fā)現(xiàn)，合理增施磷肥能增加立架甜瓜整株和各器官的干物質(zhì)積累量，但過量施肥反而會(huì)抑制其生長(zhǎng)。前人對(duì)棉花[5]、玉米[6]、油菜[7]等作物的研究表明，施磷能提高作物對(duì)磷素的吸收和積累，同時(shí)對(duì)磷素在生育后期果實(shí)中的分配起到非常重要的作用。由于甜瓜生長(zhǎng)過程中對(duì)氮肥和鉀肥的需求量較大，因此，磷肥的施用量沒有得到足夠的重視，導(dǎo)致甜瓜生產(chǎn)中缺磷現(xiàn)象不斷加劇。目前，有關(guān)甜瓜方面的肥效研究主要集中在氮肥和鉀肥，而施用磷肥效用的研究鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)在設(shè)施條件下，采用盆栽方法，通過設(shè)置不同磷肥施用量，研究磷素營(yíng)養(yǎng)對(duì)甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育和果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，探究在甜瓜栽培中的最佳磷肥施用量，旨在為甜瓜施磷研究提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)在吐魯番高昌區(qū)亞爾鎮(zhèn)鐵日克其村新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈密瓜研究中心試驗(yàn)基地進(jìn)行，地處42°57′18.22″N，89°05′27.17″E，屬暖溫帶干旱荒漠氣候，年均降水量為16 mm，年積溫為13.9 ℃。

供試土壤采自科研基地試驗(yàn)地，土壤類型為灌耕棕漠土，養(yǎng)分狀況為：pH值8.52，有機(jī)質(zhì)11.51 g·kg-1，全氮0.815 g·kg-1，堿解氮17.8 mg·kg-1，速效磷7.9 mg·kg-1，速效鉀165 mg·kg-1。

供試肥料為大顆粒尿素(含N量46%)、過磷酸鈣(含P2O5量44%)，硫酸鉀(含K2O量 51%)。

供試甜瓜品種為早醉仙，由新疆農(nóng)科院哈密瓜研究中心選育并提供，整個(gè)生育期為75 d，屬于早熟品種。

1.2 處理設(shè)計(jì)

采用單因素盆栽試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)4個(gè)施磷處理：CK，不施肥對(duì)照處理；LP，低量施用磷肥(P2O5：18 mg·kg-1土)處理；MP，中量施用磷肥(P2O5：36 mg·kg-1土)處理；HP，高量施用磷肥(P2O5：54 mg·kg-1土)處理。除CK外，各處理均一次性基施氮肥(65 mg·kg-1土)和鉀肥(70 mg·kg-1土)，及50%磷肥，剩余50%磷肥隨滴灌追施。將稱好的土和所有肥料倒在塑料布上，充分混勻后，裝入盆中，每個(gè)花盆裝干土28 kg。各盆按照隨機(jī)方式排列，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.3 栽培管理

試驗(yàn)于7月28日播種，10月10日收獲。栽培方式采用單蔓整枝，吊蔓立體栽培，第10節(jié)位以上留瓜，一株一瓜，第23節(jié)打頂。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 樣品的采集處理

每處理隨機(jī)選取生長(zhǎng)一致的植株5株，主要在不同生育時(shí)期測(cè)定甜瓜植株的莖粗(苗期、伸蔓期、花期、果實(shí)膨大期、成熟期)和株高(五葉期、伸蔓期、坐果期、果實(shí)膨大期)；莖粗用游標(biāo)卡尺測(cè)量甜瓜主蔓第4～5莖節(jié)處；干物質(zhì)測(cè)定采用烘干稱重法，樣品稱鮮重，經(jīng)105 ℃殺青30 min，在75 ℃下烘干至恒重，分別記錄其干量。

1.4.2 甜瓜果實(shí)品質(zhì)測(cè)定

在不同生育期內(nèi)選擇晴天，用日本Konica Minolta公司生產(chǎn)的SPAD-502葉綠素儀，測(cè)定甜瓜植株倒第五片葉(五葉期、伸蔓期、盛花期、膨大期)和坐果節(jié)位第二片功能葉(9月7日、9月12日、9月17日、9月22日、9月27日)葉片SPAD值。

1.4.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS 20.0軟件進(jìn)行作圖和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用ANOVA進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)(LSD法，α=0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)甜瓜干物質(zhì)積累量的影響

通過成熟期各處理干物質(zhì)積累分配情況(圖1)可以得出,生殖器官為這一時(shí)期干物質(zhì)的分配中心，其所占比重(44.5%～55.3%)高于營(yíng)養(yǎng)器官(32.3%～34.8%)。而瓜作為生殖器官中干物質(zhì)分配中心，其分配的干物質(zhì)量最高達(dá)到77.2%～80.5%,各處理中瓜的干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為MP(155.14 g·株-1)>HP(141.83 g·株-1)>LP(135.44 g·株-1)>CK(90.66 g·株-1)；并且MP處理與其他處理相比差異顯著，表明施入適宜的磷素有利于瓜干物質(zhì)量的增加，從而為后期高產(chǎn)打下基礎(chǔ)。整株干物質(zhì)積累量中MP處理顯著高于其他處理，達(dá)364.90 g·株-1，MP、HP、LP處理的整株干物質(zhì)積累量分別比CK高65.0%、63.4%、46.6%。

圖中不同處理間沒有相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，圖2、圖3同圖1 不同磷素水平下甜瓜干物質(zhì)積累分配情況

2.2 對(duì)甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育形態(tài)的影響

植株形態(tài)是反映植物生長(zhǎng)狀況比較有代表性和說服力的指標(biāo)，圖2可以看出，不同施磷水平對(duì)甜瓜植株的高度影響不同，與CK相比，施磷肥對(duì)甜瓜的株高起到較為明顯的促進(jìn)作用。隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，生長(zhǎng)量持續(xù)增加，各施磷處理與對(duì)照差異顯著。伸蔓期到坐果期為株高增長(zhǎng)速度最快的階段，株高增加了124%～146%，在此階段，各施磷處理相比CK，株高分別增加了22.8%、28.8%、25.9%和9.0%、18.3%、14.6%。

圖2 不同磷素水平下甜瓜株高的變化

由圖3所示，各處理的莖粗隨生育期推進(jìn)呈逐漸增加趨勢(shì)，整個(gè)生育期中莖粗增加最為明顯的階段為苗期至伸蔓期，各處理的莖粗增加了61.7%～66.0%，苗期各處理的莖粗在2.75～3.86 mm，其中MP、HP處理與CK差異顯著。伸蔓期MP、HP處理的莖粗比LP處理和CK高并且差異顯著，說明施入一定量的磷肥有助于莖粗的增加?；ㄆ谥僚虼笃谇o粗增加了5%～16%，在膨大期各施磷處理下莖粗的變化與CK差異顯著，但各施磷處理間無顯著差異。成熟期MP處理的莖粗最大，為15.8 mm，分別與CK、LP處理差異顯著，與HP處理差異不顯著。

圖3 不同磷素水平下甜瓜莖粗的變化

2.3 對(duì)甜瓜功能葉片SPAD值的影響

葉綠素含量的高低是衡量植物葉片光合能力及植株健康狀態(tài)的主要指標(biāo)，是綠色植物進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)[8]。前人通過對(duì)棉花[9]、小麥[10]、油茶[11]等研究認(rèn)為，植株葉片SPAD值與葉綠素含量均存在正相關(guān)關(guān)系，可根據(jù)SPAD值判定葉綠素含量的高低[12]。功能葉是甜瓜養(yǎng)分供給的源頭，其光合作用的產(chǎn)物能夠保證營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分供應(yīng)給果實(shí)，促進(jìn)果實(shí)的正常生長(zhǎng)發(fā)育及糖分的積累[13]。

圖4表明，各施磷處理坐果節(jié)位第二片功能葉的SPAD值均顯著高于CK處理，說明施磷可促進(jìn)葉片SPAD值的提高。9月7日—9月22日，各施磷處理葉片SPAD值均隨著施磷水平的增加而逐漸提高。第二片功能葉的SPAD值在顯網(wǎng)著色期(9月27日)達(dá)到最高，之后呈逐漸降低趨勢(shì)，這表明甜瓜果實(shí)進(jìn)入后期成熟階段，出現(xiàn)功能葉“失綠”現(xiàn)象。

圖4 不同磷素水平對(duì)甜瓜坐果節(jié)位第二片 功能葉葉綠素SPAD值的影響

圖5表明，不同施磷處理對(duì)甜瓜不同生長(zhǎng)期葉綠素SPAD值有一定的影響，各處理倒第5片葉葉綠素SPAD值在五葉期最低，從伸蔓期開始逐漸升高，在盛花期達(dá)到最高之后逐漸降低，表現(xiàn)為盛花期>膨大期>伸蔓期>五葉期，整體呈拋物線趨勢(shì)。不同施磷處理對(duì)葉綠素含量的影響存在一定的差異，具體表現(xiàn)為MP>HP>LP>CK。

圖5 不同磷素水平對(duì)甜瓜倒第五片葉 葉綠素SPAD值的影響

2.4 對(duì)甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

產(chǎn)量和品質(zhì)的結(jié)果表明(表1)，在不同磷肥水平下，甜瓜果實(shí)縱橫徑和果型指數(shù)均存在一定差異，3個(gè)施磷處理的果實(shí)縱徑均顯著高于CK處理，分別比CK處理高15.2%、19.7%、21.6%，說明磷肥的施用有利于甜瓜果實(shí)縱徑的增加。MP處理的橫徑最大，為10.37 cm，與其他處理達(dá)顯著差異。HP處理的果型指數(shù)最高，為1.47，與LP、MP處理的差異不顯著，表明各施磷處理間果實(shí)形狀比較一致。不同磷素水平對(duì)甜瓜產(chǎn)量的影響結(jié)果表明，磷素施用量在0～36 mg·kg-1，產(chǎn)量隨施磷量的增加而增加，當(dāng)施磷量達(dá)54 mg·kg-1時(shí)，產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)，說明隨施磷量增加，產(chǎn)量也相應(yīng)增加，當(dāng)施磷量超過一定范圍時(shí)，繼續(xù)增加施磷量，產(chǎn)量反而呈下降趨勢(shì)。MP處理產(chǎn)量最高，為14 553.5 kg·hm-2，與其他處理達(dá)顯著差異，其單瓜重為1.63 kg。

表1 磷素水平對(duì)甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

注：同一列不同行數(shù)據(jù)后沒有相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

隨施磷水平的提高，甜瓜果實(shí)的邊糖和心糖變化呈先升高后下降趨勢(shì)，MP處理下的邊糖(9.2%)和心糖(14.5%)含量最高，與其他處理均差異顯著，說明適宜的磷素水平有利于甜瓜邊糖和心糖含量的提高，但當(dāng)施磷量超過平衡施磷量時(shí)，二者的含量又開始顯著下降，各處理的平均糖度表現(xiàn)為MP>HP>LP>CK。

3 小結(jié)與討論

相關(guān)研究表明，適量施用磷肥對(duì)各類作物的生長(zhǎng)有較好的促進(jìn)作用。張小明等[14]研究發(fā)現(xiàn)，合理的磷素水平能促進(jìn)大豆對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，增加植株干物質(zhì)積累，有利于產(chǎn)量的形成，但過高或過低的磷素供應(yīng)均不利于大豆正常發(fā)育。李冬梅等[15]研究表明，隨著磷素配比和用量的增大，黃瓜植株的莖粗、株高、干重等均增加，為后期經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的形成奠定了基礎(chǔ)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施磷顯著提升了成熟期盆栽甜瓜干物質(zhì)的積累量，生殖器官中瓜所分配的干物質(zhì)量最高達(dá)到77.2%～80.5%，成為這一時(shí)期干物質(zhì)的分配中心，這一結(jié)果與許如意[16]的研究結(jié)果相吻合，表明此時(shí)甜瓜果實(shí)的生長(zhǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。

通過分析施磷對(duì)甜瓜莖粗和株高的影響，各施磷處理與對(duì)照差異顯著。伸蔓期到坐果期為株高增長(zhǎng)速度最快的階段，各施磷處理與CK相比，株高分別增加了22.8%、28.8%、25.9%和9.0%、18.3%、14.6%。各處理的莖粗隨生育期推進(jìn)呈逐漸增加趨勢(shì)，均與對(duì)照差異顯著。這說明適量的磷肥施用有利于甜瓜莖粗、株高的增加，從而保證了整個(gè)生育期甜瓜正常生長(zhǎng)。

葉綠素為綠色植物進(jìn)行光合作用的基礎(chǔ)物質(zhì)，其含量對(duì)葉片的光能利用率有重要影響。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，不同磷肥施用量下，葉片葉綠素SPAD值表現(xiàn)為：MP>HP>LP>CK，說明磷肥的施入能顯著提高葉片SPAD值。楊修一等[17]研究發(fā)現(xiàn)，施磷處理的SPAD值顯著高于對(duì)照，并且適量的磷肥供應(yīng)提高了葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)，改善了葉片的光合性能。這與前人在甜瓜上進(jìn)行的氮肥[18]和鉀肥[19]試驗(yàn)研究結(jié)果相符。

馬光恕等[20]在設(shè)施栽培條件下的研究表明，適宜的磷處理濃度對(duì)甜瓜生理代謝和產(chǎn)量形成有重要的促進(jìn)作用，謝秀芳[21]研究發(fā)現(xiàn)，適宜的磷素濃度可改善甜瓜可溶性固形物、可溶性糖等果實(shí)品質(zhì)，但磷素濃度過高或過低，均不利于甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)形成。這一試驗(yàn)結(jié)果與本試驗(yàn)在盆栽條件下，合理的施磷量可顯著提高甜瓜產(chǎn)量品質(zhì)，過量或少量施用磷肥會(huì)降低磷利用效率的結(jié)果相一致。

通過本研究結(jié)果可以得出，磷肥的施用對(duì)甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)均產(chǎn)生顯著影響，不同施磷水平下，甜瓜各處理干物質(zhì)積累量、株高、莖粗、葉片葉綠素SPAD值均表現(xiàn)為MP>HP>LP>CK。在產(chǎn)量品質(zhì)方面，MP處理產(chǎn)量最高為14 553.5 kg·hm-2，較CK增產(chǎn)41.9%，其心糖(14.5%)和邊糖(9.2%)含量均顯著高于CK、LP、HP處理。因此，MP處理(36 mg·kg-1土)為本試驗(yàn)條件下較適宜供磷水平。本研究在盆栽條件下進(jìn)行，實(shí)際生產(chǎn)中磷肥的最適田間用量還有待進(jìn)一步探討。