肥水耦合对西瓜苗期植株干物质积累、膨瓜速度及产量的影响

高玉红，王文英，刘喜存，董彦琪

（1.郑州职业技术学院 郑州 450121； 2．新乡市农业科学院 河南新乡 453000）

水（分）肥（料）是影响作物产量的两个重要因子，合理的灌溉与施肥是作物增产的主要途径之一[1]。水、肥两个因子在很大程度上既相互制约，又相互影响，水分不足影响作物根系对肥料的吸收，并直接影响作物的产量；养分不足则同样限制作物对水分的充分利用并降低作物产量[2]。国内外很多研究表明，合理的水肥耦合方式有利于作物高产，而盲目的水肥管理不但对作物生长发育不利，还将造成资源浪费和环境污染[3-4]。因此，开展肥水耦合技术的研究具有重要意义。

西瓜汁多味美，是一种深受人们喜爱的水果。近年来，随着我国农业结构调整的不断深入，西瓜种植面积逐步扩大，相应的栽培技术研究也正在快速发展，其中水和肥是促进西瓜节水增产、提高品质的两个关键控制因素[5]。国内很多学者对西瓜施肥和灌水单项技术进行了相关研究，并取得一定的效果[6-7]，但以往的研究主要集中在单个元素肥料与水分耦合对西瓜生长、产量和品质的宏观效应等方面，往往由于试验材料和控制方式等的不同，得出的结论也不尽相同，难于定量地确定更有效的灌水和施肥协同的灌溉制度，达到节水节肥、高产的目标。本研究通过西瓜不同生长时期的三元素复合肥与水分耦合的试验，探索其对苗期干物质积累、膨瓜速度及产量的影响，以期为西瓜适时适量施肥灌水提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试西瓜品种为‘黑帝’，由河南省农业科学院园艺研究所选育。供试肥料为普通复合肥（17-9-19），河南心连心有限公司生产。

1.2 试验地点

试验安排在新乡市农业科学院试验基地，土壤类型为黏土，耕层（0～20 cm）土壤养分含量：pH 7.6，有机质含量 2.50%（ω，后同），全氮为 1.61 g·kg-1，有效磷为 38.30 mg·kg-1，有效钾为 308.30 mg·kg-1。

1.3 试验设计

试验地采用全黑色地膜覆盖，每hm2施用45 m3鸡粪和600 kg复合肥做基肥。伸蔓期和膨瓜期浇水与追肥采用滴灌方式，利用水表记录灌水量，具体水肥运筹方式见表1。试验采用随机区组设计，设置4个处理，每个处理3次重复，小区面积为45 m2。栽植方式为双垄栽培，行距3 m，株距0.5m。3月28日育苗，4月20日移栽，5月19日伸蔓期第一次灌水，6月10日膨瓜期第一次灌水，7月2日采收。田间其他管理措施一致。

表1 肥水耦合模式设计

1.4 测定项目及方法

定植前选取耕层（0～20 cm）土样进行养分的测定。有机质：参照GB98347-88标准，速效N：参照GB7849-87，速效 K：参照 GB7856-87，速效 P：参照GB12297-90，pH值：采取电位法。

伸蔓期最后一次灌水的第3天，每个处理取5株，烘干至衡重，即为植株干物质质量。

6月6日用刻度尺测定果实的纵径、横径，以后每隔5 d测定一次，按以下公式推算其体积[8]。

式中:v为果实体积，cm3;d1为纵径，cm;d2为横径，cm。

7月2日收获时，每小区选10株测定产量，并折合成每hm2产量。

2 结果与分析

2.1 肥水耦合对西瓜植株干物质积累的影响

干物质是衡量植物有机物积累、营养成分多寡的一个重要指标。西瓜植株的干物质积累与栽培过程中肥水供应方式有一定关系，从图1可见，处理T3植株干物质质量为41.88 g，显著高于处理T1、T2，但与CK间差异不显著；处理T1植株干物质质量显著低于其他处理。结果表明，适当的肥水耦合才会对西瓜苗期植株干物质积累有促进作用，而灌水过量或缺少都不利于干物质积累。总的来说，处理T3的肥水耦合方式有利于西瓜营养物质的积累，为其后期丰产打下基础。

图1 肥水耦合对西瓜苗期干物质积累的影响

2.2 肥水耦合对西瓜膨瓜速度的影响

肥水管理是影响西瓜膨瓜速度的重要因素之一，不同的肥水耦合方式对西瓜果实的生长状况有明显的影响（图2）。各处理间西瓜日平均体积的变化趋势一致，均表现为逐渐增大，6月30日达到最大值，各处理间西瓜日平均体积的大小顺序为T3＞T2＞CK＞T1。由图3可以看出，不同的肥水耦合方式对西瓜日平均膨瓜量的影响趋势一致，5月6日至6月18日与6月24—30日这2个阶段的膨大速度最大，6月18日达到最高值。其中，处理T3对西瓜日平均膨瓜量影响明显，日最大平均膨瓜量为122.91 cm3，T2次之，T1日最平均膨瓜量最小，仅为92.67 cm3。结果表明，处理T3的肥水耦合方式有利于促进西瓜果实的生长。

图2 肥水耦合对西瓜果实生长状况的影响

图3 肥水耦合对西瓜膨瓜速度的影响

图4 肥水耦合对西瓜产量的影响

2.3 肥水耦合对西瓜产量影响

合理施肥和灌水是作物高产的基础。不同肥水耦合方式对西瓜产量有明显影响（图4），处理T3西瓜的产量可达59 894.6 kg·hm-2，显著高于其他处理。处理T1、T2西瓜产量均低于对照，T2与CK间差异不显著。结果表明，处理T3的肥水耦合方式可以起到以水带肥、提高肥效的作用，有利于提高西瓜产量。

3 讨论与结论

合理的肥水条件是促进作物生长发育和提高产量的重要基础。施肥、灌水总量一定的情况下，养分和水分之间以及两者耦合对作物具有协同、顺序加和或拮抗等作用，只有适当的肥水组合，才能发挥肥水耦合协同效应[9]。本研究结果表明，处理T3的肥水耦合方式使西瓜产量达到最高值，增加或减少肥水投入，增产效果均不明显，这与肖自添等[10]对番茄水氮耦合效应的研究结果相同。本试验过程中，西瓜伸蔓期和膨瓜期设置了相同的肥水耦合模式，试验条件有一定局限性，可能会对试验结果产生一定的影响。因此，还需根据西瓜不同生长时期的肥水需求特点，设置多个肥水耦合方式，进一步探讨不同生长时期肥水耦合的最佳阈值，以便为肥水耦合在实际生产中的应用提供理论基础。

利用增加干物质积累量来维持各器官之间正常的生长发育，是提高作物产量的重要途径[11]。植物在生长过程中，干物质的生产和分配是一个统一的库源协调过程，其积累速度受到土壤肥力、田间管理等多种因素的影响。本研究结果显示，处理T3可促进苗期植株干物质积累，这为后期西瓜的高产打下了基础。

影响膨瓜速度的主要因素是温度，其次是土壤养分和水分[12]。在露地栽培过程中，气温基本能满足瓜类作物生长的需要，而此时决定膨瓜速度的关键因素主要是土壤养分和水分。本研究结果表明，不同肥水耦合方式影响西瓜植株对养分和水分的吸收，各处理间西瓜日平均体积的大小顺序为T3＞T2＞CK＞T1，处理T3的肥水耦合方式有利于促进西瓜果实的生长发育。因此，露地盖膜栽培西瓜生产过程中，应纠正人们对肥水越充足越有利于西瓜生长的认识，注重对肥水协同效应的利用。

在本试验条件下，西瓜伸蔓期和膨瓜期每7 d灌水1次，每次灌水量分别为225 m3·hm-2和337.5 m3·hm-2，配施 112.5 kg·hm-2复合肥的耦合方式，有利于西瓜植株对营养物质的吸收，促进苗期植株干物质的积累和果实的生长，提高西瓜的产量，为其实际生产应用提供了参考依据。但农业生产系统是一个复杂的生态体系，土壤养分和水分密切而又复杂地联系在一起[13]，土质条件和土壤肥力是影响肥效发挥和水资源利用的重要因素，本试验仅在黏质土壤条件下进行，具有一定局限性，还需进一步开展不同土壤类型条件下肥水耦合协同效应的研究，为其在实际生产中的广泛应用提供理论依据。