施磷量对盆栽甜瓜早醉仙产量和品质的影响

熊韬，胡国智，吴海波，马新力，冯炯鑫

(新疆农业科学院 哈密瓜研究中心，新疆 乌鲁木齐 830091)

甜瓜(CucumismeloL.)属葫芦科甜瓜属，为一年生蔓性草本植物，主要在我国的西北地区盛行栽培[1]，是一种重要的园艺作物。甜瓜在整个生育期内，对氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)三者的吸收利用比例为2.0∶1.0∶3.7，虽然三种大量元素中磷素的需用量相对较低，但不可或缺。因为磷素是作物生长发育过程中无法替代的大量元素之一，作为生物膜和核酸的重要组成部分，在植物体内积极参与酶促反应和光合作用、呼吸作用等生理代谢过程并发挥着非常重要的作用[2]。当发生缺磷时，植物细胞的分裂会出现迟缓，难以形成新的细胞，使植株生长迟缓；而磷过量，会使植物呼吸作用过于旺盛，导致大量的糖分和能量被消耗，造成营养生长和生殖生长失调，出现植株矮小、早衰[3]。当前的甜瓜生产中，磷肥的作用往往被忽视了，影响了果实的产量和品质的提升。因此，探究磷素水平对作物生长发育、果实品质及产量的影响对实际生产中磷肥的合理施用具有重要的意义。

有关研究表明，磷对作物的生长发育及后期产量的形成具有重要的影响。陈波浪等[4]研究发现，合理增施磷肥能增加立架甜瓜整株和各器官的干物质积累量，但过量施肥反而会抑制其生长。前人对棉花[5]、玉米[6]、油菜[7]等作物的研究表明，施磷能提高作物对磷素的吸收和积累，同时对磷素在生育后期果实中的分配起到非常重要的作用。由于甜瓜生长过程中对氮肥和钾肥的需求量较大，因此，磷肥的施用量没有得到足够的重视，导致甜瓜生产中缺磷现象不断加剧。目前，有关甜瓜方面的肥效研究主要集中在氮肥和钾肥，而施用磷肥效用的研究鲜有报道。本试验在设施条件下，采用盆栽方法，通过设置不同磷肥施用量，研究磷素营养对甜瓜生长发育和果实产量及品质的影响，探究在甜瓜栽培中的最佳磷肥施用量，旨在为甜瓜施磷研究提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验在吐鲁番高昌区亚尔镇铁日克其村新疆农业科学院哈密瓜研究中心试验基地进行，地处42°57′18.22″N，89°05′27.17″E，属暖温带干旱荒漠气候，年均降水量为16 mm，年积温为13.9 ℃。

供试土壤采自科研基地试验地，土壤类型为灌耕棕漠土，养分状况为：pH值8.52，有机质11.51 g·kg-1，全氮0.815 g·kg-1，碱解氮17.8 mg·kg-1，速效磷7.9 mg·kg-1，速效钾165 mg·kg-1。

供试肥料为大颗粒尿素(含N量46%)、过磷酸钙(含P2O5量44%)，硫酸钾(含K2O量 51%)。

供试甜瓜品种为早醉仙，由新疆农科院哈密瓜研究中心选育并提供，整个生育期为75 d，属于早熟品种。

1.2 处理设计

采用单因素盆栽试验设计，设4个施磷处理：CK，不施肥对照处理；LP，低量施用磷肥(P2O5：18 mg·kg-1土)处理；MP，中量施用磷肥(P2O5：36 mg·kg-1土)处理；HP，高量施用磷肥(P2O5：54 mg·kg-1土)处理。除CK外，各处理均一次性基施氮肥(65 mg·kg-1土)和钾肥(70 mg·kg-1土)，及50%磷肥，剩余50%磷肥随滴灌追施。将称好的土和所有肥料倒在塑料布上，充分混匀后，装入盆中，每个花盆装干土28 kg。各盆按照随机方式排列，每个处理重复3次。

1.3 栽培管理

试验于7月28日播种，10月10日收获。栽培方式采用单蔓整枝，吊蔓立体栽培，第10节位以上留瓜，一株一瓜，第23节打顶。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 样品的采集处理

每处理随机选取生长一致的植株5株，主要在不同生育时期测定甜瓜植株的茎粗(苗期、伸蔓期、花期、果实膨大期、成熟期)和株高(五叶期、伸蔓期、坐果期、果实膨大期)；茎粗用游标卡尺测量甜瓜主蔓第4～5茎节处；干物质测定采用烘干称重法，样品称鲜重，经105 ℃杀青30 min，在75 ℃下烘干至恒重，分别记录其干量。

1.4.2 甜瓜果实品质测定

在不同生育期内选择晴天，用日本Konica Minolta公司生产的SPAD-502叶绿素仪，测定甜瓜植株倒第五片叶(五叶期、伸蔓期、盛花期、膨大期)和坐果节位第二片功能叶(9月7日、9月12日、9月17日、9月22日、9月27日)叶片SPAD值。

1.4.3 数据处理

试验数据采用Excel 2007和SPSS 20.0软件进行作图和数据统计分析，采用ANOVA进行方差分析和显著性检验(LSD法，α=0.05)。

2 结果与分析

2.1 对甜瓜干物质积累量的影响

通过成熟期各处理干物质积累分配情况(图1)可以得出,生殖器官为这一时期干物质的分配中心，其所占比重(44.5%～55.3%)高于营养器官(32.3%～34.8%)。而瓜作为生殖器官中干物质分配中心，其分配的干物质量最高达到77.2%～80.5%,各处理中瓜的干物质积累量表现为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处理与其他处理相比差异显著，表明施入适宜的磷素有利于瓜干物质量的增加，从而为后期高产打下基础。整株干物质积累量中MP处理显著高于其他处理，达364.90 g·株-1，MP、HP、LP处理的整株干物质积累量分别比CK高65.0%、63.4%、46.6%。

图中不同处理间没有相同小写字母表示差异显著(P<0.05)，图2、图3同图1 不同磷素水平下甜瓜干物质积累分配情况

2.2 对甜瓜生长发育形态的影响

植株形态是反映植物生长状况比较有代表性和说服力的指标，图2可以看出，不同施磷水平对甜瓜植株的高度影响不同，与CK相比，施磷肥对甜瓜的株高起到较为明显的促进作用。随着生育进程的推进，生长量持续增加，各施磷处理与对照差异显著。伸蔓期到坐果期为株高增长速度最快的阶段，株高增加了124%～146%，在此阶段，各施磷处理相比CK，株高分别增加了22.8%、28.8%、25.9%和9.0%、18.3%、14.6%。

图2 不同磷素水平下甜瓜株高的变化

由图3所示，各处理的茎粗随生育期推进呈逐渐增加趋势，整个生育期中茎粗增加最为明显的阶段为苗期至伸蔓期，各处理的茎粗增加了61.7%～66.0%，苗期各处理的茎粗在2.75～3.86 mm，其中MP、HP处理与CK差异显著。伸蔓期MP、HP处理的茎粗比LP处理和CK高并且差异显著，说明施入一定量的磷肥有助于茎粗的增加。花期至膨大期茎粗增加了5%～16%，在膨大期各施磷处理下茎粗的变化与CK差异显著，但各施磷处理间无显著差异。成熟期MP处理的茎粗最大，为15.8 mm，分别与CK、LP处理差异显著，与HP处理差异不显著。

图3 不同磷素水平下甜瓜茎粗的变化

2.3 对甜瓜功能叶片SPAD值的影响

叶绿素含量的高低是衡量植物叶片光合能力及植株健康状态的主要指标，是绿色植物进行光合作用的物质基础[8]。前人通过对棉花[9]、小麦[10]、油茶[11]等研究认为，植株叶片SPAD值与叶绿素含量均存在正相关关系，可根据SPAD值判定叶绿素含量的高低[12]。功能叶是甜瓜养分供给的源头，其光合作用的产物能够保证营养物质充分供应给果实，促进果实的正常生长发育及糖分的积累[13]。

图4表明，各施磷处理坐果节位第二片功能叶的SPAD值均显著高于CK处理，说明施磷可促进叶片SPAD值的提高。9月7日—9月22日，各施磷处理叶片SPAD值均随着施磷水平的增加而逐渐提高。第二片功能叶的SPAD值在显网着色期(9月27日)达到最高，之后呈逐渐降低趋势，这表明甜瓜果实进入后期成熟阶段，出现功能叶“失绿”现象。

图4 不同磷素水平对甜瓜坐果节位第二片 功能叶叶绿素SPAD值的影响

图5表明，不同施磷处理对甜瓜不同生长期叶绿素SPAD值有一定的影响，各处理倒第5片叶叶绿素SPAD值在五叶期最低，从伸蔓期开始逐渐升高，在盛花期达到最高之后逐渐降低，表现为盛花期>膨大期>伸蔓期>五叶期，整体呈抛物线趋势。不同施磷处理对叶绿素含量的影响存在一定的差异，具体表现为MP>HP>LP>CK。

图5 不同磷素水平对甜瓜倒第五片叶 叶绿素SPAD值的影响

2.4 对甜瓜产量和品质的影响

产量和品质的结果表明(表1)，在不同磷肥水平下，甜瓜果实纵横径和果型指数均存在一定差异，3个施磷处理的果实纵径均显著高于CK处理，分别比CK处理高15.2%、19.7%、21.6%，说明磷肥的施用有利于甜瓜果实纵径的增加。MP处理的横径最大，为10.37 cm，与其他处理达显著差异。HP处理的果型指数最高，为1.47，与LP、MP处理的差异不显著，表明各施磷处理间果实形状比较一致。不同磷素水平对甜瓜产量的影响结果表明，磷素施用量在0～36 mg·kg-1，产量随施磷量的增加而增加，当施磷量达54 mg·kg-1时，产量呈下降趋势，说明随施磷量增加，产量也相应增加，当施磷量超过一定范围时，继续增加施磷量，产量反而呈下降趋势。MP处理产量最高，为14 553.5 kg·hm-2，与其他处理达显著差异，其单瓜重为1.63 kg。

表1 磷素水平对甜瓜产量和品质的影响

注：同一列不同行数据后没有相同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

随施磷水平的提高，甜瓜果实的边糖和心糖变化呈先升高后下降趋势，MP处理下的边糖(9.2%)和心糖(14.5%)含量最高，与其他处理均差异显著，说明适宜的磷素水平有利于甜瓜边糖和心糖含量的提高，但当施磷量超过平衡施磷量时，二者的含量又开始显著下降，各处理的平均糖度表现为MP>HP>LP>CK。

3 小结与讨论

相关研究表明，适量施用磷肥对各类作物的生长有较好的促进作用。张小明等[14]研究发现，合理的磷素水平能促进大豆对营养元素的吸收，增加植株干物质积累，有利于产量的形成，但过高或过低的磷素供应均不利于大豆正常发育。李冬梅等[15]研究表明，随着磷素配比和用量的增大，黄瓜植株的茎粗、株高、干重等均增加，为后期经济产量的形成奠定了基础。本试验结果表明，施磷显著提升了成熟期盆栽甜瓜干物质的积累量，生殖器官中瓜所分配的干物质量最高达到77.2%～80.5%，成为这一时期干物质的分配中心，这一结果与许如意[16]的研究结果相吻合，表明此时甜瓜果实的生长占据主导地位。

通过分析施磷对甜瓜茎粗和株高的影响，各施磷处理与对照差异显著。伸蔓期到坐果期为株高增长速度最快的阶段，各施磷处理与CK相比，株高分别增加了22.8%、28.8%、25.9%和9.0%、18.3%、14.6%。各处理的茎粗随生育期推进呈逐渐增加趋势，均与对照差异显著。这说明适量的磷肥施用有利于甜瓜茎粗、株高的增加，从而保证了整个生育期甜瓜正常生长。

叶绿素为绿色植物进行光合作用的基础物质，其含量对叶片的光能利用率有重要影响。本试验研究发现，不同磷肥施用量下，叶片叶绿素SPAD值表现为：MP>HP>LP>CK，说明磷肥的施入能显著提高叶片SPAD值。杨修一等[17]研究发现，施磷处理的SPAD值显著高于对照，并且适量的磷肥供应提高了叶片的叶绿素荧光参数，改善了叶片的光合性能。这与前人在甜瓜上进行的氮肥[18]和钾肥[19]试验研究结果相符。

马光恕等[20]在设施栽培条件下的研究表明，适宜的磷处理浓度对甜瓜生理代谢和产量形成有重要的促进作用，谢秀芳[21]研究发现，适宜的磷素浓度可改善甜瓜可溶性固形物、可溶性糖等果实品质，但磷素浓度过高或过低，均不利于甜瓜产量和品质形成。这一试验结果与本试验在盆栽条件下，合理的施磷量可显著提高甜瓜产量品质，过量或少量施用磷肥会降低磷利用效率的结果相一致。

通过本研究结果可以得出，磷肥的施用对甜瓜生长发育和产量品质均产生显著影响，不同施磷水平下，甜瓜各处理干物质积累量、株高、茎粗、叶片叶绿素SPAD值均表现为MP>HP>LP>CK。在产量品质方面，MP处理产量最高为14 553.5 kg·hm-2，较CK增产41.9%，其心糖(14.5%)和边糖(9.2%)含量均显著高于CK、LP、HP处理。因此，MP处理(36 mg·kg-1土)为本试验条件下较适宜供磷水平。本研究在盆栽条件下进行，实际生产中磷肥的最适田间用量还有待进一步探讨。