土壤速效磷浓度对立架甜瓜生物量和磷素累积特征的影响

陈波浪，吴海华，罗　佳，郝丽娜，盛建东，齐晓晨

(新疆农业大学草业与环境科学学院， 新疆 乌鲁木齐 830052)



土壤速效磷浓度对立架甜瓜生物量和磷素累积特征的影响

陈波浪，吴海华，罗佳，郝丽娜，盛建东，齐晓晨

(新疆农业大学草业与环境科学学院， 新疆 乌鲁木齐 830052)

立架甜瓜；速效磷；生物量；磷素；累积；产量；品质

立架甜瓜是一种集高密度、覆膜、立架于一体的立体种植模式，其优点是高产、高效、少病害[1]。目前，其已成为新疆南部喀什地区露地甜瓜生产的主要种植模式[2]，面积达1万多hm2。实地调查表明[3]，该地区立架甜瓜施磷量变幅很大(P2O5: 33～660 kg·hm-2)，且N∶P2O5∶K2O的施用比例为1∶1.4∶0.9，致使磷素养分所占比例过高，这不仅增加瓜农的投资成本，而且导致立架甜瓜磷肥利用率低、产量下降。甜瓜对磷素的需求主要通过根系从土壤中获取[4]，土壤中磷含量尤其是土壤有效磷含量变化显著影响甜瓜生长以及养分和光合产物的积累与分配。

1　材料与方法

1.1试验设计

试验于2012年4—9月在新疆喀什地区岳普湖县岳普湖乡3村(39°12′44.88″N，76°45′38.02″E)进行，供试品种为伽师瓜，该甜瓜品种被广泛种植于新疆喀什地区，种子由新疆哈密瓜种业有限责任公司生产。试验区土壤类型为灌耕草甸土，pH值为8.15，有机质含量为18.78 g·kg-1，全氮、全磷、全钾含量分别为1.58、1.01、11.71 g·kg-1，碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为56.2、15.0、205 mg·kg-1。

试验设6个施磷水平，P2O5的用量分别为：0、150、225、300、375、450 kg·hm-2，重复4次，随机区组排列。各处理施用等量的氮肥(N 300 kg·hm-2)和钾肥(K2O 150 kg·hm-2)，磷肥和钾肥作为基肥一次性施入，尿素施用量以60%作基肥，40%在膨果前期追施。小区面积为20 m2(2 m×10 m)，小区一膜2行，株行距0.35、0.6 m，密度为每公顷30 000株，单蔓整枝，预留结果部位( 坐果子蔓在主蔓上的位置) 为11～13节，每穴1株，每株1枚果实。种植模式为全立架露地栽培，肥料品种为尿素(N 46%)、重过磷酸钙(P2O546%)和硫酸钾(K2O 40%)。各处理水量相同，灌水时间分别在蹲苗后期、伸蔓期、开花坐果期和膨果期。田间管理均按当地高产栽培要求进行。

1.2测定指标及方法[14]

分别于出苗后10、35、60、85 d和110 d取植物样及土样。将整株甜瓜挖出，迅速带回室内依根、茎蔓、叶、生殖器官(花或果实)分解，在105℃杀青30 min后，70℃下烘至恒重，依各器官称量后粉碎。采用多点混合法在垄内采集0～30 cm耕层土壤，自然风干后100目过筛。植株样品采用H2SO4-H2O2浸提，磷素用钒钼酸铵比色法测定，土壤速效磷用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提，钼锑抗比色法测定。

于2012年8月9日对小区的甜瓜果实进行测产，即统计每小区的果实数量并在每小区内随机选取30枚果实称其质量，得到每个处理的平均果实质量，折算为公顷产量。测产后每处理随机选取5枚果实立刻送往农业部农产品质量监督检验测试中心(乌鲁木齐)进行品质参数的测定。主要测定的品质参数有果实横径、果实纵径、还原糖含量和维生素C含量。其中，纵横径采用精度为0.02 mm的游标卡尺进行测量，还原糖含量采用直接滴定法测定，维生素C含量采用2.6-二氯靛酚滴定法测定。

1.3相关参数计算和数据统计分析

采用Logistic方程拟合干物质及磷素积累变化：y=k/〔1+e(a+bt)〕，式中y为甜瓜出苗后t天干物质积累量(kg·hm-2)及磷素积累量(mg·株-1)，t为甜瓜出苗后天数(d)，k为干物质的最大积累量(kg·hm-2)及磷素积累量(mg·株-1)；a、b为待定系数。

根据方程[15]推导得到几个特征值：最快生长时间段的起始时间(t1)=ln[(2+1.732)/(ea)]/b；终止时间(t2)=ln[(2-1.732)/(ea)]/b；最大相对生长速率(Vm)=-bk/4；出现时间(tm)=-a/b；快速增长持续时间(ΔT)=t2-t1。

用Microsoft Excel 2003 和DPS 9.50统计软件对上述测量结果进行作图及统计分析。

2　结果与分析

图1不同施磷量下土壤速效磷浓度的动态变化

2.2立架甜瓜生物量累积特征

不同施磷量下立架甜瓜生物量累积均遵循Logistic方程(图2和表2)，且均达极显著水平。由表2可知，立架甜瓜生物量的Mt1、Mt2、MT、MTm在0～375 kg·hm-2随施磷量的增加呈上升趋势，而在450 kg·hm-2处理下其4个特征值均下降，Vm和k则呈先升后降的趋势，在150 kg·hm-2和225 kg·hm-2处理下有最大值，与对照(0 kg·hm-2)相比，150 kg·hm-2和225 kg·hm-2处理中Vm分别提高了34.9%和33.4%。综合6个特征值可知，150 kg·hm-2和225 kg·hm-2处理下具有相对的生物量快速累积期起止时间早、持续时间短、最大相对生长速率大及出现时间早、生物量累积理论最大值大的特点。

表1　施磷对立架甜瓜土壤速效磷浓度变化特征值的影响

图2不同施磷量下甜瓜干物质量的动态变化

Fig.2Dynamic changes of dry matter accumulation of melon under different phosphorus levels

2.3立架甜瓜磷素累积特征

图3显示，不同施磷量下立架甜瓜磷素累积变化均符合“S”型曲线，即前期积累缓慢，中期快速增长，后期又趋于平缓，利用Logistic方程对其拟合均达极显著水平(表3)。由表3可知，立架甜瓜磷素累积的MPt1、MPt2、MPT、MPTm随施磷量的增加呈先升后降的趋势，在375 kg·hm-2处理下出现拐点，MPVm和MPk也呈先升后降的趋势，在225kg·hm-2处理下出现拐点。与对照相比，225 kg·hm-2处理下MPVm和磷素累积理论最大值分别提高了43.5%和73.8%。同时，综合6个特征值可知，225 kg·hm-2处理下具有相对的磷素快速累积期起始时间早、持续时间短、最大相对累积速率大、最大相对累积速率出现时间早、累积理论最大值大的特点。

表2　施磷量对立架甜瓜生物量累积特征值的影响

图3不同施磷量下甜瓜磷素累积量的动态变化

Fig.3Dynamic changes of phosphorus accumulation of melon under different phosphorus levels

2.4土壤速效磷浓度变化特征值与立架甜瓜生物量、磷素累积特征值的相关性分析

表3　施磷量对立架甜瓜磷素累积特征值的影响

表4　立架甜瓜生物量累积特征值与土壤速效磷浓度变化特征值的相关性

注：*和**表示相关的显著性分别达0.05和0.01水平(n=5，R0.05=0.7500，R0.01=0.8745)。下同。

Note: * and ** indicate significance at theP<0.05 andP<0.01 probability levels, respectively. The same below.

表5　立架甜瓜磷素累积特征值与土壤速效磷浓度变化特征值的相关性

由表2和表3可知，在150 kg·hm-2和225 kg·hm-2的施磷量下，立架甜瓜有最优的生物量和磷素累积特征值。ΔV和ΔT分别与MVm、MPVm、MT、MPT有较高的相关性，它们之间可用一次函数拟合，根据此函数关系可求出立架甜瓜最优的生物量和磷素累积特征值时的ΔV和ΔT分别为0.095 mg·d-1和45.5 d、0.090 mg·d-1和41.0 d。

2.5施磷量对立架甜瓜产量和品质的影响

由表6可知，随着施磷量的增加，立架甜瓜产量呈先升后降的趋势，在150 kg·hm-2和225 kg·hm-2的施磷量下立架甜瓜产量较高，较对照(0 kg·hm-2)处理产量分别增加了46.2%和41.9%，说明施磷尤

表6　施磷量对立架甜瓜产量和品质的影响

注：同一列数据后不同字母表示在0.05水平上差异显著。

Note: values followed by different letters within a column are significantly different at theP<0.05 probability level.

其是适量施磷有利于显著提高产量。立架甜瓜的果型指数、Vc含量和还原糖含量均随施磷量的增加呈先升后降的趋势，在150 kg·hm-2和225 kg·hm-2的施磷量下各品质参数均显著高于对照(0 kg·hm-2)。

3　讨　论

4　结　论

[1]王豪杰，李俊华，翟文强.喀什地区甜瓜全立架栽培高产因素研究[J].新疆农业科学，2013,50(10):1827-1833.

[2]陈波浪，吴海华，曹公利，等.不同肥力水平下立架栽培甜瓜干物质累积和氮、磷、钾养分吸收特性[J].植物营养与肥料学报，2013,19(1):142-149．

[3]郝丽娜，盛建东，陈波浪，等.南疆全立架立体栽培伽师瓜施肥现状调查研究[J].农学学报，2012,2(04):29-33.

[4]周军，张立新，司立征，等.氮磷钾肥不同配比对甜瓜产量的效应[J].西北农业学报，2011,20(6):132-135.

[5]陈波浪，盛建东，蒋平安，等.磷肥种类和用量对土壤磷素有效性和棉花产量的影响[J].棉花学报，2010,22(1):49-56.[6]Zhang F S, Shen J P, Zhang J L, et al. Rhizosphere processes and management for improving nutrient use efficiency and crop productivity: implications for China[J]. Advances in Agronomy, 2010,107：1-32.[7]李建明，王忠红，邹志荣.不同配比有机基质养分转化与甜瓜生长发育关系[J].沈阳农业大学学报，2006,37(3):427-431.

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[9]陆雪锦，张炎，胡国智，等.钾肥用量对甜瓜生长发育、产量及品质的影响[J].新疆农业科学，2012,49(12):2286-2291.

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CHEN Bo-lang，WU Hai-hua，LUO Jia，HAO Li-na，SHENG Jian-dong，QI Xiao-chen

(CollegeofPrataculturalandEnvironmentalScience,XinjiangAgricultureUniversity,Urumqi,Xinjiang830052,China)

1000-7601(2016)04-0153-06

10.7606/j.issn.1000-7601.2016.04.23

2015-09-14

国家自然科学基金项目(31460542)；自治区高校科研计划科学研究重点项目(XJEDU2014I013)；土壤学自治区重点学科资助

陈波浪(1979—)，男，湖南汨罗人，博士，副教授，研究方向为养分资源高效利用与作物营养生理。 E-mail：chenwang200910@sina.com。

S143.2；S652

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