控释肥种类及用量对黄瓜植株生长及果实产量的影响

田利英，李胜利，余路明，史启申

(河南农业大学 园艺学院，河南 郑州 450002)

黄瓜(Cucumissativus L.)是一种世界性的重要蔬菜，也是中国目前种植范围最广、面积最大的蔬菜种类之一[1]。2016年，全国蔬菜播种面积2 548.8万hm2，占全国蔬菜播种面积的5%[2-3]。目前,黄瓜栽培主要采用育苗移栽，据估算，我国每年蔬菜育苗移栽面积逾1 000万hm2，年蔬菜用苗量超过4 500亿株，而育苗的主要方式是集约化育苗，生产上通常采用50孔穴盘进行黄瓜育苗，由于穴盘容器小，淋洗快，基质的pH值变化快，盐分容易累积而损伤幼苗的根系。因此，品种优良且养分配比合理的肥料供应成为培育壮苗的关键[4]。传统的营养供应方式通常采用掺混普通化肥和浇灌营养液的方法补充养分，前者的养分释放率常常与幼苗生长不一致，还可能因为加入量过多造成烧苗，降低肥料利用率，而后者营养液的配制和管理繁琐，技术要求较高。

控释肥具有养分释放与作物养分吸收同步的特点，通过一次性施用控释肥即可满足整个苗期的养分需求，避免多次施肥，提高肥料利用效率[5]。费素娥等[6]在蔬菜育苗的施肥技术方面进行了探索并取得进展，其结果表明，当番茄育苗基质中氮磷钾养分比例为N∶P2O5∶K2O=1∶2∶2时，番茄幼苗茎粗、地下干质量的增加明显加快，根系活力和根系吸收面积显著高于其他处理的幼苗。据黄云等[7]报道，辣椒施用脲醛类控释氮肥的氮素利用率达44.4%，较其他氮源提高17.5%～46.1%，辣椒形态指标明显改善，增产15.2%～16.5%。王鑫[8]发现，一次性施用控释肥料的大棚辣椒产量显著提高，品质明显改善。颜冬云等[9]研究表明，控释复合肥处理的番茄生长中后期叶绿素含量均高于普通复合肥处理，平均增产幅度达63.1%。邵蕾等[10]研究表明，施用控释复合肥和控释氮肥均有助于草莓生长，不仅提高了果实的糖酸比和维生素C含量，还提高了产量和氮磷钾养分利用率。以往研究[11]表明，在作物上施用缓控释肥可提高氮素利用率，改善根系活力，还可提高产量、改善品质，但在研究过程中发现，蔬菜育苗所选用的缓、控释肥品种较为单一，加之浇水次数频繁容易导致脱肥，不能及时补充幼苗生长所需养分。鉴于此，利用控释肥养分缓慢释放的特性，在育苗基质中加入不同种类及用量的控释肥料，分析控释肥料对黄瓜育苗效果及果实产量的影响，并找到适宜黄瓜生长的控释肥处理，以期达到节约育苗成本，培育高产、优质壮苗的目的，为黄瓜的工厂化育苗提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试黄瓜品种为龙祥，由河南豫艺种业有限公司提供。采用50孔穴盘育苗。供试肥料均由郑州大学工学院提供。控释肥料主要采用5种包膜控释肥(均为颗粒状)：A(15-8-17 1#)、B(16-8-12 1#)、C(18-6-14)、D(15-8-17 2#)、E(16-8-12 2#)。其中，1#表示控释期30 d，2#表示控释期60 d，控释肥C不分1#、2#，控释期为60 d；15-8-17表示控释肥中N、P2O5、K2O质量比，其中含N15%(12%来源于尿素，3%来源于硝酸钾)、P2O58%(来源于液体缓释剂)、K2O 17%(12%来源于硝酸钾，5%来源于硫酸钾)；16-8-12表示含N 16%(13%来源于尿素，3%来源于硝酸钾)、P2O58%(来源于液体缓释剂)、K2O 12%(来源于硝酸钾)；18-6-14表示含N 18%(15%来源于尿素，3%来源于硝酸钾)、P2O56%(来源于液体缓释剂)、K2O 14%(12%来源于硝酸钾，2%来源于硫酸钾)。控释肥均以颗粒肥料为中心，采用树脂包膜。

1.2 试验设计

本试验于2017年2月25日至5月10日在河南农业大学毛庄科教园区育苗温室内进行，取样后在河南农业大学2号楼园艺学院蔬菜栽培与生理实验室进行分析测试。选用上述5种控释肥料，每种肥料添加量设置3个水平：5、8、11 g/穴，穴盘容积为2.75 L,折合成容积单位后分别为：1 818.18、2 909、4 000 mg/L,为使数据直观并便于计算，分别按1 800、2 900、4 000 mg/L来计算，氮、磷、钾养分具体见表1。对照基质(CK)中草炭∶蛭石∶珍珠岩按体积比4∶1∶2的比例混匀，对照基质EC值0.185，pH值7.49。试验共16个处理，每处理重复3次。

1.3 测定指标与方法

3月2日(黄瓜播种7 d)，调查记录每个穴盘的种子出苗数，并计算出各处理的出苗率[12]。

黄瓜植株长到二叶一心、四叶一心时，采用日本Minolta公司生产的叶绿素仪测定叶绿素含量(SPAD值)；采用直尺测量幼苗株高(根颈部到茎的生长点之间的长度)、游标卡尺测量幼苗茎粗(子叶下部2/3的粗度)；采用烘干法(在烘箱中105 ℃下杀青15 min后，温度调至75 ℃烘干24 h至恒定质量)测定地上部和地下部(根)的干质量[10]，并计算根冠比、壮苗指数[13]，壮苗指数=(茎粗/株高+根干质量/地上干质量)×全株干质量。

表1 黄瓜育苗基质中氮磷钾含量 mg/L

基质电导率(EC)值：黄瓜播种7 d，风干基质/蒸馏水按1/5(m/V)的比例搅匀[14]，静置2 h，采用DDSJ-308型电导率仪测定基质EC值[14]。

单果质量：待黄瓜植株长到四叶一心时，每处理随机选取20株定植于大田，其中6株绑上标签，用于统计黄瓜果实产量，计算出各处理的单果质量。

1.4 数据处理

数据采用Origin 9.1进行绘图，利用SPSS 17.0进行统计分析，并运用LSD检验法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同控释肥种类及用量对黄瓜出苗率的影响

由图1可知，黄瓜播种7 d，各处理的出苗率大多在70%以上；处理D1出苗率最高，达92%，但较对照无显著差异，说明该控释肥处理对黄瓜出苗率的影响较小；而对于控释肥C、D、E来说，同一种控释肥，随着施用量的增加出苗率呈递减趋势，特别是处理C2、C3，出苗率显著低于对照，这说明施肥量过多，基质中盐离子浓度过高，可能造成烧苗现象，总体来看，当控释肥用量为1 800 mg/L时，出苗效果最好。

不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)，下同图1 控释肥种类及用量对黄瓜出苗率的影响

2.2 控释肥种类及用量对黄瓜幼苗生长的影响

由图2可知，处理B2在株高、茎粗方面表现最优，分别为9.00 cm、4.87 mm，均显著高于对照的4.14 cm、3.32 mm；对于干质量来说，地上部干质量和地下部干质量最大的处理分别为A2、C2，并显著高于对照，说明施用肥料对幼苗前期干物质的积累起着重要作用[15]；对于根冠比来说，根冠比最大值出现在处理C2，显著高于对照，这说明当肥料施用量为2 900 mg/L时，控释肥C有利于根冠比的增大，而根冠比的大小反映了植株地下部与地上部的相关性，这为判断整个植株生长状况提供较好的依据；对于壮苗指数来说，处理C2壮苗指数最高，为0.36，高出对照71.4%，而壮苗指数是评价幼苗品质的一个重要指标，壮苗指数越大，说明幼苗质量越好[16]。综上，处理C2在地下部干质量、根冠比以及壮苗指数方面表现较好，说明该肥料有利于黄瓜幼苗根系生长，分析原因，此时黄瓜处于幼苗时期，养分释放还不充足，氮素少，首先用来满足根的生长，运到冠部的氮素就少，使根冠比、地下干质量增大，提高壮苗指数。另外，控释肥D和控释肥E的壮苗指数均随着控释肥用量的增加而减小，但与对照之间差异不明显，说明控释肥用量大并不一定有利于培育壮苗，分析原因，控释肥用量增加，基质中盐离子浓度增加，外界高浓度与植物细胞内低浓度形成渗透压，植物细胞失水，无法满足黄瓜植株根系生长所需水分，甚至会造成烧苗现象，不利于培养壮苗。

图2 控释肥种类及用量对黄瓜幼苗生长的影响

2.3 控释肥种类及用量对黄瓜幼苗叶绿素含量的影响

叶绿素含量与植物的光合能力、发育阶段以及氮素状况有较高的相关性。由图3可知，黄瓜播种20 d(二叶一心)和35 d(四叶一心)后，各处理间叶绿素含量存在差异；黄瓜播种20 d的叶绿素含量大多高于黄瓜播种35 d时的叶绿素含量，播种20 d和播种35 d的最高值分别出现在处理E3和处理C2，分别为45.66、47.04，并显著高于对照。Brown等[17]研究表明，叶片氮含量与叶绿素含量之间呈正相关，处理C2叶绿素含量较高可能与该控释肥氮含量较高有关。

图3 控释肥种类及用量对黄瓜叶绿素含量的影响

2.4 控释肥种类及用量对黄瓜育苗基质EC值的影响

EC值反映基质中带有的可溶性盐分的多少，将直接影响幼苗的生长状况。EC值过低难以满足黄瓜幼苗的正常生长，过高又会抑制幼苗生长，甚至发生盐害。图4中a、b、c分别是控释肥用量为1 800、2 900、4 000 mg/L时的EC值。整体上随着时间的推移，基质中可溶性盐分在逐渐减少，说明基质中可溶性盐离子逐渐被植株吸收利用。虽然控释肥种类及用量不同，但基质EC值的变化大致可以分为3个阶段，即7～17 d的缓速下降期、17～27 d的快速下降期以及27～42 d的稳定期。分析原因，幼苗生长初期，幼苗的生长较为缓慢，对可溶性盐离子吸收较少；17～27 d为幼苗的快速生长阶段，因此，此时期EC值下降较快；播种27 d之后幼苗进入稳定生长期，EC值降低速率较慢，基本保持稳定。

由图4a可知，基质EC值最高值出现在黄瓜播种后7 d，其中处理D1最高，为0.797 mS/cm，显著高于对照的0.185 mS/cm；由图4b可知，基质EC最高值出现在播种后7 d，处理D2最高，为1.051 mS/cm，显著高于对照；由图4c可知，EC最高值出现在播种后12 d，其中最高为处理D3，最大值为1.232 mS/cm。综上，EC最大值均出现在控释肥种类D。控释肥A与控释肥D相比养分含量相同，但其EC值却较小，分析原因，控释肥A的控释期较短，控释肥D的控释期较长，在幼苗生长初期控释肥D的肥效释放较为缓慢，因此，EC值较控释肥A下降较快。一般来讲，作物生长的安全EC值应小于2.6 mS/cm，最适值为2.0 mS/cm[18-19]。结合图4来看，各处理基质EC值均小于2.6 mS/cm，能满足黄瓜生长所需的基质环境。

a、b、c分别表示控释肥添加量为1 800、2 900、4 000 mg/L时不同处理的EC值图4 控释肥种类及用量对黄瓜育苗基质EC值的影响

2.5 控释肥种类及用量对黄瓜果实产量的影响

由图5可知，黄瓜果实3个不同生长期，单果质量最大值均出现在处理C2，分别比对照高出26.7%、53.0%、46.5%。而对于同一种类3种不同用量的控释肥料，随着施肥量的增加，单果质量呈现先增加后降低的趋势，分析原因，黄瓜果实结果前期，控释肥养分释放较慢，导致黄瓜果实产量较低；黄瓜结果盛期，养分释放逐步加速，使得单果质量增加；而到了黄瓜结果后期，基质中剩余养分含量较低，黄瓜植株生长减慢，果实单果质量略微下降，但仍高于对照。

图5 控释肥种类及用量对黄瓜果实单果质量的影响

3 结论与讨论

在控释肥不同种类及用量下，龙祥黄瓜品种幼苗生长状况及果实产量表现出不同差异。从出苗情况来看，当施用量为1 800 mg/L时，黄瓜出苗率较高，最高出苗率为处理D1(N 270 mg/L、P2O5144 mg/L、K2O 306 mg/L)；但当施肥量为4 000 mg/L，即约为1 800 mg/L的2倍用量时，黄瓜出苗率均较低，并低于对照，这与孙娅婷等[20]试验结果相符，控释肥施用过多，易产生烧苗现象，对黄瓜幼苗生长产生抑制作用。

从基质EC值的动态变化来看，随着时间的推移，控释肥不同种类同一用量基质EC值大致呈下降趋势，特别是黄瓜播种后17～27 d，基质EC值下降速率较快，说明此时植株吸收旺盛，基质中盐离子浓度降低。而对于同一种类不同用量控释肥，基质EC随着用量的增加而增加，控释肥种类D表现最明显，EC值呈现D1

从果实产量来看，黄瓜果实结果前期、结果盛期、结果后期单果质量最大值均在C2处理，随着施肥量的增加，黄瓜果实单果质量表现为1 800 mg/L<4 000 mg/L<2 900 mg/L。赵建民等[21]研究表明，单果质量随施肥量达到一定值后增幅下降，说明单果质量与施肥量之间有一个临界值，以施肥量达到最适值为宜。

综上，与对照相比，处理C2(N 522 mg/L、P2O5174 mg/L、K2O 406 mg/L)在提高黄瓜根冠比、壮苗指数、单果质量以及培育壮苗方面优于其他处理，但出苗率较低，因此，在黄瓜工厂化育苗中，应科学施用、合理配比，在保证出苗率的基础上，达到最佳的生产效果。