劉志剛，任紅松，胡西單·買買提，阿木提·庫爾班 ，郭紅梅，王瑞華 ，李海峰，胡國智

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院吐魯番農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,新疆吐魯番 838000 ; 2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈密瓜研究中心，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】甜瓜(CucumicmeloL)屬葫蘆科(Cucurbitaceae)甜瓜屬一年生蔓性草本植物[1]，是一種色、香、味俱佳的水果[2]。甜瓜生長周期較短，種植效益相對較高，在國內(nèi)外市場上都有很好的競爭優(yōu)勢，近幾年新疆甜瓜種植面積穩(wěn)中有升[3]。甜瓜在結(jié)瓜期由于營養(yǎng)生長與生殖生長不平衡，造成根系淺、病害發(fā)生及水分和養(yǎng)分供應(yīng)不足等而發(fā)生植株早衰，坐瓜節(jié)位葉片尤其容易發(fā)生，而坐瓜節(jié)位葉片是甜瓜生育后期最重要的功能葉[4]。葉片早衰引起的光合效率降低，植株生長發(fā)育停滯，很大程度上限制了作物產(chǎn)量潛能的發(fā)揮，研究延緩甜瓜開花坐果后葉片衰老的調(diào)控措施具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】硒處理可以明顯改善葉片光合能力[5-8]，延緩葉片的衰老[8-11]，增加樹體營養(yǎng)[12]，提高樹體抗性[13-14]，得出硒具有增加創(chuàng)傷組織的再生能力、抗氧化、延緩細(xì)胞衰老和提高抗逆性等功能。氨基酸硒肥近幾年在葡萄[15]、榛子[16]、桃[17]、蘋果[18]、梨[19]、草莓[20]、棗[21]等作物的應(yīng)用效果顯示，對改善葉片質(zhì)量，延緩葉片衰老，對促進(jìn)作物生長發(fā)育和光合能力的提高有較好的效果。【本研究切入點(diǎn)】關(guān)于在氨基酸硒葉面肥對甜瓜生長發(fā)育和光合特性等方面的研究鮮見報(bào)道。需研究氨基酸硒肥對秋季露地甜瓜主蔓長、莖粗、葉面積等生長發(fā)育和光合特性指標(biāo)的影響，得出最佳氨基酸硒肥噴施濃度和頻次?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以秋季露地甜瓜為研究對象，研究氨基酸硒肥對甜瓜生長發(fā)育和光合特性的影響，分析氨基酸硒肥對延緩甜瓜葉片衰老的調(diào)節(jié)作用，預(yù)防和延緩甜瓜結(jié)瓜期植株早衰發(fā)生，培育扎根深、葉片綠、莖蔓粗、節(jié)間短、產(chǎn)量高的瓜秧，為提高秋季露地甜瓜早衰防控能力和產(chǎn)量潛能提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材 料

田間試驗(yàn)于2018和2019年6至10月在新疆吐魯番市恰特喀拉鄉(xiāng)甜瓜種植基地 (N42°52' 17.892″，E89°26'08.580″，海拔-24 m) 進(jìn)行，試驗(yàn)地土壤耕層為砂壤土，肥力中等，土壤養(yǎng)分含量中有機(jī)質(zhì)10.440 g/kg，總鹽3.3 g/kg，全氮0.703 g/kg，速效氮81.0 mg/kg，速效磷44.4 mg/kg，速效鉀315 mg/kg，pH值7.78。

供試材料為當(dāng)?shù)芈兜刂髟院衿ぬ鸸掀贩N西州密17號，市售，由新疆葡萄瓜果技術(shù)開發(fā)服務(wù)公司生產(chǎn)；葉面肥為“硒施寶牌”氨基酸硒葉面肥，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所研發(fā)。

春季第一茬瓜種植前基肥施入2 000 kg/667m2充分腐熟羊糞，復(fù)合肥40 kg，秋季第二茬露地甜瓜種植前基肥施入商品有機(jī)肥100 kg/667m2，復(fù)合肥20 kg/667m2，播種后適時(shí)澆水追肥，病蟲害、水肥管理整個(gè)生長發(fā)育過程均為常規(guī)管理。植株采用雙蔓整枝，爬蔓栽培，每株留單瓜。

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)種植30株，并將每個(gè)處理分為2個(gè)區(qū)即“觀測區(qū)”和“采樣區(qū)”，用于光合特性檢測和生理指標(biāo)檢測采樣。株行距為0.45 m×2.8 m，雙行“V”字形栽培，每株甜瓜對坐瓜節(jié)位及上下各5節(jié)位葉片(分別用上、中、下表示)標(biāo)記掛牌，每處理從初花期(8月2日)當(dāng)天開始至成熟期(9月20日)結(jié)束，每個(gè)生育期早上09:00～10:00噴施清水及不同濃度(1 500倍液、2 000倍液、2 500倍液)的氨基酸硒葉面肥，依次用A15、A20、A25表示，噴施等量清水為對照，用CK表示。氨基酸硒肥和清水在初花期(8月2日)開始噴施，除成熟期外每個(gè)生育期噴施一次，共噴施5次。葉面肥噴至全株葉面都有均勻大小液珠但不下滴為止，且噴施各濃度溶液均未對甜瓜雌花授粉產(chǎn)生影響。表1

1.2.2 測定指標(biāo)

甜瓜植株的主蔓長、莖粗、節(jié)間長和葉面積的測定，測定時(shí)間從甜瓜生長的初花期T1(8月 2日)當(dāng)日第1次噴施開始，依次在盛花期T2(8月9日)、結(jié)果期T3(8月17日)、果實(shí)膨大期T4(8月26日)、網(wǎng)紋期T5(9月8日)和成熟期T6(9月20日)6個(gè)時(shí)期各測定1次。主蔓長的測定：使用卷尺測量甜瓜植株第一節(jié)點(diǎn)到生長點(diǎn)的之間高度，即為主蔓長(cm)；莖粗的測定：使用數(shù)顯游標(biāo)卡尺(精度為0.001 cm)測定甜瓜植株主蔓緊挨子葉下部的莖部直徑，即為莖粗(cm)；節(jié)間長：使用卷尺測量甜瓜植株結(jié)瓜節(jié)位的長度，即為節(jié)間長(cm)；葉面積：使用卷尺測量甜瓜植株結(jié)瓜節(jié)位葉片的長度和寬度，計(jì)算葉面積采用葉長×最大葉寬× 0.66[22](cm2)。

葉綠素含量、光合氣體交換參數(shù)均于厚皮甜瓜結(jié)果期T3(8月17日)、網(wǎng)紋期T5(9月8日)、成熟期T6(9月20日)檢測當(dāng)天(晴天)09:00～11:00測定葉片各項(xiàng)光合指標(biāo)。分別取甜瓜植株坐瓜節(jié)位及上下各5節(jié)位的葉片為材料，每個(gè)處理測試5片葉，取平均值。光合氣體交換參數(shù)的測定采用美國Li-6400便攜式光合系統(tǒng)測定儀(北京康高特科技有限公司生產(chǎn))，測定厚皮甜瓜植株完全展開葉的凈光合速率(Pn)、胞間CO2濃度(Ci)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和蒸騰速率(Tr)。表1

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Exce12007軟件制作圖表，兩年觀測的數(shù)據(jù)取平均數(shù)，用DPS14.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)單因素方差分析，數(shù)據(jù)顯著性差異運(yùn)用Dun-can's新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較分析，不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。

表1 試驗(yàn)處理Table 1 Treatments of experiment

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度氨基酸硒肥對甜瓜主蔓長的影響

研究表明，葉面噴施不同濃度氨基酸硒肥，隨著甜瓜主蔓的生長，主蔓在整個(gè)生長過程中呈現(xiàn)“快-特快-快”的“S”曲線變化趨勢。噴施氨基酸硒肥后，初花期(T1)到盛花期(T2)各處理主蔓生長速度與對照處理相比均較慢生長，而從盛花期(T2)開始到果實(shí)膨大期(T4)各處理主蔓生長為迅速生長期，結(jié)果期(T3)開始隨氨基酸硒肥濃度的增大主蔓生長速度有一定的減緩，主蔓生長速度和長度排序?yàn)閷φ?CK)>A25>A20>A15，處理A25和處理A20與對照處理(CK)呈顯著差異(P>0.05)；主蔓長在果實(shí)膨大期(T4)至成熟期(T6)為緩慢生長期，在果實(shí)膨大期(T4)到網(wǎng)紋期(T5)，主蔓生長各處理生長速度緩慢，在網(wǎng)紋期(T5)時(shí)各處理主蔓長與對照處理相比差異不顯著(P>0.05)，在網(wǎng)紋期(T5)后處理A15和處理A20與對照處理相比生長速度有一定增加，主蔓生長速度和長度排序?yàn)锳15>A20>對照(CK)>A25，各處理與對照處理(CK)相比呈顯著差異(P>0.05)。圖1

圖1 不同濃度氨基酸硒肥下甜瓜主蔓長變化Fig.1 Effects of different concentrations of amino acid selenium fertilizer on main vine length of Muskmelon

2.2 不同濃度氨基酸硒肥對甜瓜主蔓莖粗的影響

研究表明，主蔓莖粗在整個(gè)生長過程中呈現(xiàn)“快-慢-快”的變化趨勢。各處理莖粗從初花期(T1)到盛花期(T2)莖粗生長為迅速生長期，而從盛花期(T2)開始到果實(shí)膨大期(T4)各處理莖粗生長速度有所下降，結(jié)果期(T3)到果實(shí)膨大期(T4)，隨氨基酸硒肥濃度的增大莖粗生長速度逐漸降低，果實(shí)膨大期(T4)時(shí)莖粗排序?yàn)锳20>A15>A25>對照(CK)，只有處理A20與對照處理(CK)呈顯著差異(P>0.05)；莖粗在果實(shí)膨大期(T4)至成熟期(T6)為穩(wěn)步增長生長期，在果實(shí)膨大期(T4)到網(wǎng)紋期(T5)，莖粗生長速度隨著氨基酸硒肥濃度的降低而逐漸增加，各處理莖粗與對照處理相比差異顯著(P>0.05)，在網(wǎng)紋期(T5)到成熟期(T6)處理A15和處理A25莖粗生長速度迅速增加，成熟期(T6)莖粗排序?yàn)锳25>A20>A15>對照(CK)，各處理與對照處理(CK)相比呈顯著差異(P>0.05)。圖2

圖2 不同濃度氨基酸硒肥下甜瓜主蔓莖粗變化Fig.2 Effects of different concentrations of amino acid selenium fertilizer on stem diameter of main stem of Mnskmelon

2.3 不同濃度氨基酸硒肥對甜瓜主蔓節(jié)間長的影響

研究表明，節(jié)間長在整個(gè)生長過程中呈現(xiàn)“快-慢-慢”的“S”曲線變化趨勢。各處理節(jié)間長從初花期(T1)到盛花期(T2)為迅速生長期，而從盛花期(T2)開始到果實(shí)膨大期(T4)各處理節(jié)間生長速度均有大幅下降，相比對照處理各處理節(jié)間生長速度都變得緩慢，在一定范圍內(nèi)波動，果實(shí)膨大期(T4)時(shí)節(jié)間長排序?yàn)锳20>A15>A25>對照(CK)，處理A20、A15與對照處理(CK)呈顯著差異(P>0.05)；節(jié)間長在果實(shí)膨大期(T4)至成熟期(T6)為穩(wěn)定增長生長期，在果實(shí)膨大期(T4)到網(wǎng)紋期(T5)，節(jié)間生長速度隨著氨基酸硒肥濃度的增加而逐漸增加，網(wǎng)紋期(T5)除處理A25的其他處理節(jié)間長與對照處理相比差異顯著(P>0.05)，在網(wǎng)紋期(T5)到成熟期(T6)各處理節(jié)間生長速度與對照除相比均有所下降，成熟期(T6)節(jié)間長排序?yàn)锳15>A20>A25>對照(CK)，除處理A25的其他處理與對照處理(CK)相比呈顯著差異(P>0.05)。圖3

2.4 不同濃度氨基酸硒肥對甜瓜結(jié)果節(jié)位葉片面積的影響

研究表明，噴施不同濃度氨基酸硒肥，甜瓜葉面積生長進(jìn)程主要分為3個(gè)階段：第一階段為初花期(T1)至結(jié)果期(T3)甜瓜葉面積迅速生長階段；第二階段為結(jié)果期(T3)至網(wǎng)紋期(T5)甜瓜葉面積緩慢生長階段；第三階段為網(wǎng)紋期(T5)至成熟期(T6)甜瓜葉面積穩(wěn)定生長階段。在初花期(T1)至盛花期(T2)的迅速生長階段，各處理與對照處理間差異較小；在盛花期(T2)至結(jié)果期(T3)的迅速生長階段，不同濃度氨基酸硒肥處理的葉片葉面積迅速增大，與對照處理的差異也逐漸拉大；到結(jié)果期(T3)至網(wǎng)紋期(T5)的減緩生長階段，各處理葉片葉面積增長相比前期逐漸減緩，葉片葉面積大小變化已基本不大，此階段A15、A20、A25各處理與對照處理葉片葉面積相比差異逐漸顯著；在網(wǎng)紋期(T5)至成熟期(T6)過程中，對照處理與A25處理表現(xiàn)為葉片葉面積穩(wěn)定生長，但A20和A15處理表現(xiàn)為葉片葉面積迅速生長，在成熟期(T6)時(shí)葉面積達(dá)到最大值，分別為235.84和229.97 cm2，分別比對照處理增加36.27%和32.88%，與對照均呈顯著差異(P>0.05)。圖4

圖4 不同濃度氨基酸硒肥下甜瓜結(jié)果節(jié)位葉片面積變化Fig.4 Effects of different concentrations of amino acid selenium fertilizer on leafareaof fruitingnode in Muskmelon

2.5 不同濃度氨基酸硒肥對甜瓜不同生育期葉片凈光合速率的影響

研究表明，在結(jié)果期(T3)、網(wǎng)紋期(T5)、成熟期(T6)3個(gè)時(shí)期不同節(jié)位葉片的Pn雖然都有逐漸降低的趨勢，相比對照處理，各處理都不同程度的起到延緩Pn下降的作用。其中在結(jié)果期(T3)、網(wǎng)紋期(T5)、成熟期(T6)3個(gè)時(shí)期A25處理，結(jié)瓜節(jié)位葉片Pn均最高，分別為23.68、19.22和12.89 μmol/m2·s，比對照處理分別高26.29%、53.51%和301.56%，與對照處理相比差異顯著(P>0.05)；隨著葉片的逐漸衰老和氣溫的逐漸降低，在網(wǎng)紋期(T5)、成熟期(T6)各節(jié)位葉片Pn有所下降，下部葉片相對其他節(jié)位葉片Pn下降較快，對照處理分別下降了50.00%和76.06%，相比對照處理，不同濃度氨基酸硒肥對葉片Pn的下降都有明顯的延緩作用，結(jié)瓜節(jié)位葉片A25處理效果較好，上部、下部節(jié)位葉片A20、A25處理效果較好，均與對照處理相比呈顯著差異(P>0.05)。結(jié)果期(T3)上、下部節(jié)位葉也保持較高的Pn，但各處理間差異顯著(P>0.05)，結(jié)瓜節(jié)位以下葉片隨節(jié)位降低Pn迅速下降，下部老葉生理功能顯著衰退。圖5

圖5 不同濃度氨基酸硒肥下甜瓜不同生育期凈光合速率變化Fig.5 Effect of amino acid selenium on net photosyntheticrate of muskmelon at different growth stages

2.6 不同濃度氨基酸硒肥對甜瓜結(jié)果期葉片蒸騰速率的影響

研究表明，同節(jié)位葉片隨噴施氨基酸硒肥濃度的不斷下降，蒸騰速率(Tr)先升高后降低。其中上部節(jié)位葉片在A25處理時(shí)效果較好，各處理蒸騰速率(Tr)均顯著高于對照，結(jié)果期(T3)、網(wǎng)紋期(T5)和成熟期(T6)分別為6.42、3.44和3.36 mmol/(m2·s)，分別相當(dāng)于對照處理的1.57、1.68和1.82倍，差異顯著(P>0.05)；結(jié)瓜節(jié)位葉片蒸騰速率(Tr)在結(jié)果期(T3)、成熟期(T6)各處理間差異不顯著，網(wǎng)紋期(T5)在A25處理時(shí)效果較好，與對照處理呈顯著差異(P>0.05)；下部節(jié)位葉片隨著氨基酸硒肥濃度的降低，蒸騰速率(Tr)先升高后降低，但在結(jié)果期(T3)、成熟期(T6)A20處理達(dá)到了最高值，分別為5.32和2.42 mmol/(m2·s)，網(wǎng)紋期(T5)A25處理達(dá)到最高值，為3.62 mmol/(m2·s)，比對照處理的1.25倍，與對照處理相比差異顯著(P>0.05)。圖6

圖6 不同濃度氨基酸硒肥下甜瓜不同生育期蒸騰速率變化Fig.6 Effect of amino acid selenium on transpirationrate of muskmelon at different growth stages

2.7 不同濃度氨基酸硒肥對甜瓜結(jié)果期葉片氣孔導(dǎo)度的影響

研究表明，結(jié)瓜節(jié)位葉片各生育期隨噴施氨基酸硒肥濃度的降低，均表現(xiàn)為氣孔導(dǎo)度先增加后降低的趨勢；上、下部節(jié)位葉片在結(jié)果期(T3)氣孔導(dǎo)度隨噴施濃度的降低表現(xiàn)為先減小后增大的趨勢；網(wǎng)紋期(T5)和成熟期(T6)各節(jié)位葉片氣孔導(dǎo)度均在A25處理達(dá)到最高值，其中在網(wǎng)紋期(T5)各節(jié)位氣孔導(dǎo)度均在A25處理效果最為顯著，上、中、下節(jié)位葉片氣孔導(dǎo)度分別為0.52、0.45和0.46 mol/(m2·s)，分別是對照處理的1.68、4.09和2.19倍，與對照相比呈顯著差異(P>0.05)。圖7

圖7 不同濃度氨基酸硒肥下甜瓜不同生育期氣孔導(dǎo)度變化Fig.7 Effect of amino acid selenium on stomatal conduction of muskmelon at different growth stages

2.8 不同濃度氨基酸硒肥對甜瓜結(jié)果期葉片胞間CO2濃度的影響

研究表明，結(jié)果期(T3)各節(jié)位葉片胞間CO2濃度隨噴施氨基酸硒肥濃度的降低，均未表現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律；成熟期(T3)上部、中部葉片胞間CO2濃度隨著噴施氨基酸硒肥濃度的降低表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢，均在A15處理時(shí)表現(xiàn)為最大值，分別為320.42和319.88 μmol/mol，分別是對照處理的3.99和2.02倍，與對照處理均呈顯著差異(P>0.05)；網(wǎng)紋期(T5)和成熟期(T6)下部節(jié)位葉片胞間CO2濃度隨噴施氨基酸硒肥濃度的降低表現(xiàn)為逐漸增大的趨勢，均在A25處理達(dá)到最高值，分別為267.25和351.95 μmol/mol，分別是對照處理的1.12和2.66倍，與對照處理相比呈顯著差異(P>0.05)。圖8

圖8 不同濃度氨基酸硒肥下甜瓜不同生育胞間CO2濃度變化Fig.8 Effect of amino acid selenium on intercellular CO2 concentration of muskmelon at different growth stages

3 討 論

植物莖粗的變化來源于自身生長和體內(nèi)水勢的變化[23]，葉面積的大小對作物生長、發(fā)育、抗病性、抗逆性及產(chǎn)量等的影響比較大[24]，節(jié)間長是易受到環(huán)境影響的性狀[25]，甜瓜短節(jié)間品種有利于株型緊湊和提高產(chǎn)量品質(zhì)[26]。然而，甜瓜主蔓長、莖粗、節(jié)間長、葉面積都是衡量生長發(fā)育的重要農(nóng)藝性狀，受品種類型、水肥管理和環(huán)境條件等因素的影響。研究得出，在相同水肥管理等條件下，相比噴施清水對照處理，其他各處理噴施不同濃度氨基酸硒葉面肥后，在結(jié)果期(T3)至膨大期(T4)對主蔓長、莖粗和葉面積的增長速度有一定的抑制作用，隨著果實(shí)與種子的發(fā)育，此期硒元素急劇向果肉與種子輸送和累積，這與張楊楊[27]的研究結(jié)論一致。

低濃度硒對植物生長有刺激作用[28]，不同作物耐受硒的程度不同，促進(jìn)生長的最佳硒濃度及產(chǎn)生毒害的濃度不同。大豆株高在1次、2次噴施條件下，不同濃度處理均比對照增加，但在3次噴施條件下，株高下降，莖粗略有增加，且濃度越高株高越矮[29]，噴施600倍氨基酸硒葉面肥富硒梨葉面積顯著高于對照處理[30]。研究得出，在甜瓜初花期噴施2 000～2 500倍處理濃度的氨基酸硒肥對甜瓜的生長發(fā)育較為適宜，對甜瓜莖粗、葉面積的增長都有較好的促進(jìn)作用，節(jié)間長和主蔓長的增長保持在一定范圍，而1 500倍的氨基酸硒肥有利于促進(jìn)主蔓長和節(jié)間長的增加，這與張楊楊等[31]在厚皮甜瓜上的研究結(jié)論基本一致，只是噴施時(shí)間和噴施次數(shù)不同。

不同施硒方式和施硒濃度對銀杏葉的凈光合速率均高于對照，而超過此噴硒量，凈光合速率迅速下降[32]。李亞敏等[33]研究得出施硒增強(qiáng)了獼猴桃植株葉凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度。研究得出，通過葉面噴施氨基酸硒肥，在2 000～2 500倍濃度范圍內(nèi)，可增大葉片的氣孔導(dǎo)度，從而提高植株的凈光合速率，最終達(dá)到提高葉片光合速率，有效的促進(jìn)植株整體的生長發(fā)育和物質(zhì)代謝。這與張欣等[34]在葡萄上的研究結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

4.1各處理在初花期(T1)至盛花期(T2)主蔓莖粗和節(jié)間長增長速度最快，盛花期(T2)至結(jié)果期(T3)主蔓長和葉面積增長速度最快，A20和A25處理網(wǎng)紋期(T5)至成熟期(T6)主蔓莖粗和葉面積顯著高于對照處理。

4.2甜瓜葉片凈光合速率和氣孔導(dǎo)度隨著生育期的延長呈逐漸減小的趨勢，果實(shí)膨大期A25處理提高氣孔導(dǎo)度的效果最好，下部節(jié)位葉片凈光合速率和氣孔導(dǎo)度比中、上部節(jié)位下降較快，同一節(jié)位葉片隨著噴施氨基酸硒肥濃度的降低凈光合速率增加，其中中、上部節(jié)位A25處理效果較好，下部節(jié)位A20、A25處理效果較好。

4.3隨著生育期的延長各節(jié)位葉片蒸騰速率(Tr)總體呈先減小后增大的趨勢，上部節(jié)位葉片的蒸騰速率(Tr)A25處理達(dá)到了最高值，果實(shí)膨大期各節(jié)位葉片蒸騰速率(Tr)在A25處理均達(dá)到了最高值，與對照處理相比呈顯著差異(P>0.05)。

4.4隨著生育期的延長和氣溫的降低，甜瓜各節(jié)位葉片胞間CO2濃度呈逐漸增加的趨勢，果實(shí)膨大期各節(jié)位葉片胞間CO2濃度增大效果以A25處理效果較好，但是成熟期各處理葉片胞間CO2濃度增大效果與對照處理相比均呈極顯著差異(P>0.05)。