砂田西瓜矿质养分吸收规律

杜少平 马忠明 薛亮

摘    要：以‘金城5号西瓜为试验材料，在砂田西瓜优化施肥基础上，研究了砂田西瓜氮、磷、钾养分需求规律。结果表明，砂田西瓜全生育期单株总干物质生物量为362.90 g，单株氮、磷、钾矿质元素总需求量为12.01 g ，其中，单株N、P2O5、K2O养分总吸收量分别为5.44 g、0.55 g、6.02 g，吸收比例为1∶0.10∶1.11。砂田西瓜不同生育时期N、P2O5、K2O吸收比例，苗期为1∶0.08∶0.70，伸蔓期为1∶0.07∶0.54，坐果期为1∶0.03∶0.70，膨果期为1∶0.12∶1.26。综上所述，砂田西瓜在坐果前以氮素吸收为主，坐果后以钾素吸收为主。

关键词：西瓜;砂田;养分吸收

中图分类号：S651+S606 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2020）12-044-04

Abstract： Taking ‘Jincheng No. 5 watermelon variety as the test material， based on optimum fertilization of watermelon in gravel-mulched field， the nutrient requirements of nitrogen， phosphorus and potassium of watermelon were studied. The results showed that the total dry matter biomass per plant in the whole growth period in the gravel-mulched field was 362.90 g， and the total mineral element requirements of nitrogen， phosphorus and potassium per plant were 12.01 g. Among them， the total nutrient uptake of N， P2O5 and K2O per plant was 5.44 g， 0.55 g and 6.02 g， respectively， and the absorption ratio was 1︰0.10︰1.11. The absorption ratio of N， P2O5 and K2O in different growth stages was 1︰0.08︰0.70 in seedling stage， 1︰0.07︰0.54 in extending stage， 1︰0.03︰0.70 in setting stage， 1︰0.12︰1.26 in expanding stage. In summary， nitrogen was mainly absorbed before fruit setting， and potassium was mainly absorbed after fruit setting.

Key words： Watermelon; Gravel-mulched field; Macronutrient absorption

西北砂田西瓜种植已有近百年的历史，目前已成为西北干旱半干旱地区带动农民脱贫致富、增收减灾的新兴绿色产业。由于干旱少雨、日照时数长、昼夜温差大等独特气候条件，以及砂砾、土壤富含硒元素，使得砂田西瓜具有口感好、品质优、营养丰富、天然无污染等特点，深受市场和消费者青睐，近年来种植面积已稳定在8万hm2左右[1]。矿质营养对西瓜植株的生长发育至关重要，合理的矿质营养供应有利于提高果实的产量和品质。关于不同品种及不同栽培模式下西瓜养分总吸收量及优化施肥量方面已进行了大量研究[2]，而对西瓜不同生育时期养分积累和分配规律研究较少，了解作物高产优质的营养吸收曲线，是精准高效施肥的前提[3]。笔者在前期砂田西瓜优化施肥方案基础上[4]，探讨砂田西瓜不同生育期、植株不同器官的干物质积累及氮、磷、钾的吸收规律，旨在为进一步优化砂田西瓜养分资源高效管理体系提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供試西瓜品种为‘金城5号，由武威新金城种业有限公司提供，属中晚熟西瓜品种，全生育期105～110 d。于2018年4—7月在甘肃省皋兰县西南端的九合镇三坪村（36 °13 ′N，103 °42 ′E）进行。当地平均海拔1 830 m左右，土壤质地为砂土。属温带半干旱气候区，多年平均降水量260 mm，多集中在7—9月，占全年降水的60%以上。年平均气温7.0 ℃，极端最高气温37 ℃，极端最低气温-25.4 ℃，≥10 ℃的活动积温为2 798 ℃，平均太阳辐射总量为129.80 J·cm-2，日照时数2 768 h，无霜期142 d。试验地为10 a砂田，播前土壤基础养分含量（w，0～20 cm土层）：有机质3.58 g·kg-1、碱解氮34.56 mg·kg-1、速效磷7.18 mg·kg-1、速效钾79.55 mg·kg-1、pH 8.46。

1.2 方法

本试验砂田西瓜施肥量为笔者团队前期研究提出的优化施肥量，即N 200 kg·hm-2、P2O5 170 kg·hm-2、K2O 220 kg·hm-2，其中30%氮肥、100%磷肥和30%钾肥作为基肥于播前在西瓜种植行条施，追肥为30%氮肥和20%钾肥于伸蔓期穴施，40%氮肥和50%钾肥于膨果期穴施。砂田西瓜采用宽窄行种植，宽行90 cm、窄行60 cm，西瓜在窄行“品”字形双行穴播，单行株距55 cm，播种密度为11 250株·hm-2，小区面积36 m2。其他管理措施按常规方法。在西瓜苗期（第1真叶出现至第5真叶出现）、伸蔓期（第5真叶出现至雌花开放）、坐果期（雌花开放至幼果开始迅速膨大）和成熟期（幼果开始迅速膨大至成熟）分别选取5株具有代表性的植株，将样品带回室内，迅速分解为茎、叶和果，在70 ℃下烘干至恒重，称重后粉碎过0.25 mm 筛，样品置于干燥器内储存备用。

1.3 测定指标

植株全氮、磷、钾含量测定按照土壤农业化学常规分析方法[5]进行，即全氮含量采用H2SO4-H2O2消煮，半微量凯氏定氮法测定;全磷含量采用H2SO4-H2O2消煮，钒钼黄比色法测定;全钾含量采用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度法测定。

1.4 数据处理

单株养分积累量/g=养分含量×单株干物质质量。

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 16.0版软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 砂田西瓜干物质积累与分配规律

由图1可知，砂田西瓜干物质积累量随生育时期的推移而递增。其中西瓜苗期单株干物质积累量为2.70 g，占营养器官干物质总积累量的3.37%，仅占西瓜总干物质积累量的0.74%。伸蔓期的单株干物质增长量为12.00 g，占营养器官干物质总积累量的15.00%，占西瓜总干物质积累量的3.30%，单株干物质增长速率为0.80 g·d-1。坐果期单株干物质增长量为35.24 g，占营养器官干物质总积累量的45.00%，占西瓜总干物质积累量的9.71%，单株干物质增长速率为1.76 g·d-1。成熟期单株茎、叶干物质增长量为30.25 g，占营养器官干物质总积累量的37.73%，单株果实干物质增长量为282.75 g，期间总干物质增长量占西瓜总干物质积累量的86.24%，单株干物质增长速率为12.04 g·d-1。由此可见，西瓜干物质积累最大期和最快期是坐果期至成熟期，即果实膨大期。果实膨大期营养器官的干物质生长量仅占此期西瓜干物质总积累量的9.66%，果实则占90.34%，西瓜果实膨大期主要以果实生长为主。从西瓜不同器官的干物质分配来看，果实>叶>茎，干物质分配比例为13.77∶2.91∶1.00。

2.2 砂田西瓜氮素吸收与分配规律

由图2可以看出，西瓜营养器官氮含量表现出叶>茎，且随生育时期的推移而表现出逐渐降低的趋势，至西瓜成熟期，茎、叶氮含量较苗期分别降低了68.65%和64.37%。而随着西瓜生育时期干物质量的积累，氮素积累量却逐渐升高。其中，苗期单株氮积累量为0.10 g，占西瓜生育期氮积累总量的1.60%;伸蔓期单株氮吸收量为0.50 g，占西瓜氮吸收总量的8.01%，茎、叶氮素吸收比例为1∶5;坐果期单株氮吸收量为0.76 g，占西瓜氮吸收总量的12.18%，茎、叶氮素吸收比例为1∶24.33;成熟期单株西瓜氮吸收量为4.08 g，占西瓜氮吸收总量的78.21%，茎、叶、果实氮素吸收比例为1∶3.57∶60.86。由此可见，坐果后至成熟期是西瓜氮素吸收和需求最大的时期，其中营养器官氮素转运量为0.18 g，氮素转运率为13.25%，氮素转运贡献率为3.56%，主要是西瓜叶片氮素向果实的运转。

2.3 砂田西瓜磷素吸收与分配规律

由图3可以看出，西瓜营养器官磷含量与氮素相似，也表现出叶片磷含量高于茎，且随生育时期的推移而逐渐降低。至西瓜成熟期，茎、叶磷含量较苗期分别降低了77.40%和69.42%。西瓜磷素积累量也随着生育时期的推移而逐渐增加，其中西瓜苗期单株磷素吸收量为0.008 g，仅占西瓜生育期磷素总积累量的1.46%;伸蔓期单株磷素吸收量为0.04 g，占西瓜磷素总积累量的6.76%，茎、叶磷素吸收比例为1∶3.50;坐果期单株磷素吸收量为0.02 g，占西瓜磷素总积累量的3.47%，茎、叶磷素吸收比例为1∶47.50，主要来源于叶片吸收;成熟期单株磷素吸收量为0.48 g，占西瓜磷素总积累量的88.30%，茎、叶、果实磷素吸收比例为1∶1.50∶118.50，主要以果实磷素积累为主。

2.4 砂田西瓜钾素吸收与分配规律

由图4可以看出，与氮、磷养分含量不同，西瓜营养器官钾含量茎>叶，但也表现出随生育时期推移而逐渐降低的趋势，至西瓜成熟期，茎、叶钾含量较苗期分别降低了32.00%和33.28%。受西瓜干物质积累的影响，钾素积累量表现为果实>叶>茎，且随生育时期逐渐增加。其中西瓜苗期单株钾素吸收量为0.07 g，占西瓜钾积累总量的1.16%;伸蔓期单株钾素吸收量为0.27 g，占西瓜钾积累总量的4.49%，茎、叶钾素吸收比例为1∶1.62;坐果期单株钾素吸收量为0.53 g，占西瓜钾积累总量的8.80%，茎、叶钾素吸收比例为1∶4.30;成熟期单株西瓜钾素吸收量为5.15 g，占西瓜钾积累总量的85.55%。由此可见，坐果后至成熟期为西瓜钾素吸收和需求最大期，此期钾吸收全部为果实所积累，且单株营养器官钾素转运量为0.25 g，钾素转运率为28.74%，钾素转运贡献率为4.63%，主要是西瓜叶片钾素向果实的运转。从西瓜生育期钾素总积累量来看，营养器官和果实分别占10.30%和89.70%。

2.5 砂田西瓜养分需求规律

由图5可知，砂田西瓜氮、磷、钾养分吸收量均随生育时期的推移而增加，其中坐果后至成熟期为养分最大需求期。西瓜氮、磷、钾吸收比例苗期为1∶0.08∶0.70;伸蔓期为1∶0.07∶0.54;坐果期为1∶0.03∶0.70;坐果后至成熟期为1∶0.12∶1.26。由此可见，西瓜坐果前主要以氮吸收为主、钾吸收次之、磷吸收最少，而坐果后则主要以钾吸收为主。西瓜全生育期，单株氮、磷、钾总吸收量分别为5.44 g、0.55 g、6.02 g，吸收比例为1∶0.10∶1.11。

3 讨论与结论

‘金城5号西瓜占砂田西瓜总种植面积的80%左右，是砂田西瓜主栽品种，并采用砂田西瓜养分资源优化管理模式[4，6]，达到了砂田西瓜高产优质的养分供给，表明矿质营养吸收研究具有代表性和施肥的合理性。西瓜在整个生育期内，需不断吸收矿质营养，维持正常的生理代谢，并与果实内糖分积累、风味物质形成关系极其密切[7]。本研究结果表明，平均每株‘金城5号西瓜对大量矿质元素的吸收总量为12.01 g，其中N、P、K各元素分别为5.44 g、 0.55 g、6.02 g，吸收比例为1∶0.10∶1.11。这与朱洪勋等[7]报道西瓜全生育期氮、磷、钾三者的吸收比例为1∶0.36∶1.22，诸海焘等[8]报道成熟期中果型西瓜‘早佳和小果型西瓜‘早春红玉氮、磷、钾三者吸收比率分别为1∶0.26∶1.84 和1∶0.29∶1.62，胡春香等[9]报道‘金冠西瓜氮、磷、钾养分吸收比例為1.00∶0.14～0.22∶1.27～2.62差别较大，品种不同、栽培模式不同、种植季节不同、田间管理方式不同都会产生这种差异。虽然以上对西瓜需肥规律研究的具体数据不尽相同，但西瓜对氮、磷、钾的吸收比例反映了一个共同的特点，即西瓜全生育期吸收钾最多、氮次之、磷最少，表明西瓜的矿质元素吸收规律基本一致。植株干物质量（x）与矿质元素（y）积累量的回归方程为，y=0.026 2x+0.181 6，R2=0.998 4**。表明可根据西瓜植株的干物质积累量来确定其矿质元素的需求量，再按不同生育时期矿质元素的需求比例，供给肥料。

西瓜不同生育时期对氮、磷、钾元素的需求量与需求比例差别较大，因此要合理控制施用肥料总量和比例，在坐果前期增施氮肥，坐果后增施钾肥。西瓜膨果期为矿质养分最大需求期，对氮、磷、钾的吸收量均急剧增加，因此进入生殖生长阶段后，要注重氮肥、磷肥和钾肥的合理配施，以满足果实发育的需求。

综上所述，氮、磷、钾对西瓜生长发育具有重要作用，某一单一养分的偏高或偏低均不利于西瓜产量和品质的形成，依据西瓜养分需求规律，结合当地土壤肥力状况，做到平衡施肥，这是西瓜获得优质高产的前提。砂田西瓜生产还普遍存在重氮、轻磷、少钾等不合理施肥现象，造成土壤养分比例失调、肥料利用率低等问题，致使西瓜的产量和品质降低，严重制约着砂田西瓜产业的可持续发展。因此，本研究结果为指导砂田西瓜科学合理施肥具有重要意义。

参考文献

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