多倍体西瓜大量元素动态变化和需肥规律研究

徐兵划 汤其江 顾妍 张朝阳 黄大跃 张兴平 孙玉东

摘要：以三倍体和四倍体西瓜为材料，在幼苗期、伸蔓期、开花坐果期、果实膨大期、成熟期等生育关键期整株采样，测定叶、茎、果不同器官干物质量及氮、磷、钾含量。结果表明，在整个生长期，多倍体西瓜各生育期干物质积累量呈先增加后降低趋势，在开花坐果期或果实膨大期干物质积累量达到最大。相同生育期，四倍体西瓜同一器官氮、磷、钾含量均整体高于三倍体西瓜;同一器官不同生育期氮、磷、钾含量不同，不同器官同一生育期氮、磷、钾含量也不相同;从幼苗期到采收期，各器官氮、磷、钾含量均呈现先增加后降低的趋势，在开花坐果期或果实膨大期达到最高峰。四倍体、三倍体西瓜相同生育期，叶中氮含量大于茎，茎中磷含量高于叶，钾含量表现为果>叶>茎。整个生育期三倍体苏梦1号对N、P2O5、K2O总需求量比例为1 ∶0.27 ∶2.01，四倍体F01 对N、P2O5、K2O总需求量比例为1 ∶0.27 ∶2.08。

关键词：多倍体西瓜;大量元素;动态分析;需肥规律;苏梦1号;F01;生育期

中图分类号：S651.06 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2022）04-0092-04

收稿日期：2021-01-19

基金项目：江苏省苏北科技专项（编号：SZ-HA2019014、HAQBF202002）;江苏省现代农业人才引进项目（编号：BX2019058）。

作者简介：徐兵划（1987—），女，河南开封人，硕士，助理研究员，主要从事西甜瓜育种及栽培技术研究。 E-mail：2014469994@qq.com。

通信作者：孙玉东，研究员，主要从事蔬菜育种研究。E-mail：sunyudong@aliyun.com。

氮、磷、钾是西瓜正常生长必不可少的三大营养元素[1]。西瓜对氮、磷、钾的吸收及利用能力受倍性、品种特性、施肥条件、栽培管理措施及环境条件等因素综合影响。文献多是关于二倍体西瓜施肥量及需肥规律的报道，关于多倍体西瓜生育期植株氮、磷、钾含量的动态分析及需肥规律研究尚未见报道。本试验通过对三倍体、四倍体西瓜从苗期到收瓜期各生育关键期进行采样，分析植株叶、茎、果不同器官氮、磷、钾的含量及动态变化，探讨多倍体西瓜对氮、磷、钾的需肥规律，为多倍体西瓜的生产和育种提供科学施肥依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以四倍体西瓜F01和三倍体无籽西瓜苏梦1号为试验材料，2019年3月16日播种，基质穴盘育苗，4月27日定植于江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所科研创新基地625型单体钢管塑料大棚内。

1.2 试验方法

吊蔓栽培，株行距40 cm×80 cm，2蔓整枝，每个小区定植30株，小区面积4.8 m2。施肥浇水均采用滴灌。定植前施基肥，尿素0.79 kg/小区，磷酸二铵0.94 kg/小区，硝酸铵钙0.86 kg/小区;6月9日授粉结束;6月13日追施尿素0.79 kg/小区，硫酸钾1.25 kg/小区，硝酸铵钙0.86 kg/小区;6月20日追施硫酸钾1.25 kg/小区;7月10日采收。

1.3 样品采集

分别于幼苗期（4月27日）、伸蔓期（5月20日）、开花坐果期（6月12日）、果实膨大期（6月19日）和成熟期（7月10日）进行整株破坏性采样，每个处理每次随机取3株，植株生长期间打掉的侧枝全部按单株株号保存烘干。

整株采集采取随机法，植株样品按照茎、叶和果实分解。

1.4 测定方法

1.4.1 植株样品测定 植株样品用蒸馏水冲洗干净，在烘箱105 ℃下杀青30 min，随后在80 ℃下烘干至恒质量，不锈钢电磨粉碎后过0.25 mm筛，混匀，用于测定植株的全氮、全磷和全钾含量。采用硫酸-双氧水消煮，氮含量用奈氏比色法测定，磷含量用钒钼黄比色法测定，钾含量用火焰光度计法测定[2]。

1.5 数据分析

采用Excel软件整理试验数据并作图，采用SPSS软件进行方差分析，并用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同时期各器官干物质质量和积累量

由图1、图2可知，在整个生长期，苏梦1号和F01干物质质量呈逐渐增加的趋势，收瓜期达到最大。各生育期干物质累积量呈现先增加后降低的趋势，苏梦1号、F01均在坐果期干物质累积量最大，且三倍体苏梦1号各生育期干物质量、干物质累积量均大于四倍体F01。

2.2 多倍体西瓜不同器官氮含量及动态分析

由图3可知，不同倍性西瓜植株氮含量不同，四倍体西瓜整体高于三倍体西瓜，从幼苗期到成熟期，各器官氮含量均表现为先增加后降低的趋势。

叶中氮含量在果实膨瓜期达到最大，之后逐渐下降。四倍体F01叶中氮含量在果实膨大期为20.97 g/kg，成熟期降为16.53 g/kg，下降21.17%;三倍体苏梦1号叶中氮含量在果实膨大期为 20.72 g/kg，成熟期降为14.62 g/kg。

四倍体F01茎中氮含量在坐果期最高，为13.74 g/kg，之后逐渐降低;苏梦1号茎的氮含量在果实膨瓜期最高，为13.42 g/kg。

果实中的氮含量表现为从幼果期至果实膨大期逐渐增加，成熟之后氮含量降低。F01果实膨大期氮含量为23.08 g/kg，较幼果期提高了66.44%，果实成熟后降为18.21 g/kg。苏梦1号幼果期氮含量为11.87 g/kg，果实膨大期为16.90 g/kg，较幼果期提高了42.38%，果实成熟后降为 14.51 g/kg。

2.3 多倍体西瓜不同器官磷含量及动态分析

由图4可知，相同器官同一生育期四倍体西瓜磷含量整体高于三倍体西瓜;叶、茎、果中磷含量均表现为先增加后降低的趋势，但高峰时期不同。四倍体F01叶片中磷含量在果实膨大期最高，为4.07 g/kg，成熟期降为3.57 g/kg，下降12.29%;三倍体苏梦1号叶片中磷含量在坐果期最高，为2.62 g/kg，成熟期降为1.78 g/kg，下降32.06%。四倍体F01莖中磷含量在坐果期最高，为9.28 g/kg，之后持续降低，在成熟期为3.07 g/kg，较坐果期降低66.92%;三倍体苏梦1号茎中磷含量在膨大期最高，为 6.57 g/kg，成熟期降为4.76 g/kg。四倍体F01、三倍体苏梦1号果实中磷含量均在膨大期最高峰，分别为7.29、2.82 g/kg，在成熟期分别降低为6.17、1.70 g/kg。

2.4 多倍体西瓜不同器官钾含量及动态分析

由图5可知，同一器官相同生育期四倍体中钾含量整体高于三倍体;相同生育期，不同器官钾含量表现为果>叶>茎;整个生育期表现为先增加后降低的趋势，在果实膨大期达到最高峰。F01叶、茎在幼苗期钾含量最低，分别为6.85、5.64 g/kg，在果实膨大期钾含量达到最高峰，分别为34.03、29.66 g/kg，成熟期分别降为27.45、21.93 g/kg，较膨大期分别降低19.34%、26.06%;F01果实钾含量在膨大期达到最高峰，为57.33 g/kg，成熟期降为 46.62 g/kg，较膨大期降低18.68%。苏梦1号叶、茎中钾含量在幼苗期最低，分别为5.62、3.48 g/kg;叶中钾含量在膨大期达到最高峰，为29.78 g/kg，茎中钾含量在坐果期达到最高峰，为24.91 g/kg，成熟期分别降为25.72、18.26 g/kg，较最高值分别降低13.63%、26.70%;苏梦1号果实在膨大期钾含量最高，为43.64 g/kg，成熟期降为35.97 g/kg，较膨大期降低17.58%。

2.5 多倍体西瓜需肥规律的确定

由表1和图6可知，不同倍性西瓜不同生育期对N、P2O5、K2O的累积吸收量不同，且累积吸收量整体呈逐渐增加的趋势，各生育期吸收量呈现先增加后下降的趋势。整个生育期三倍体苏梦1号对N、P2O5、K2O累积吸收量比例为1 ∶0.18 ∶2.01，四倍体F01 对N、P2O5、K2O累积吸收量比例为 1 ∶0.30 ∶2.02，在坐果期和果实膨大期对N、P2O5、K2O吸收量达到最大。

3 讨论与结论

3.1 多倍体西瓜不同器官中大量元素含量水平及动态变化

在整个生长期，三倍体苏梦1号和四倍体F01干物质质量逐渐增加，成熟期达到最大;各生育期干物质积累量呈先增加后降低的趋势，在坐果期至果实膨大期干物质积累量达到最大，而此时对N、P2O5、K2O吸收量也达到最大，因此在栽培中坐果期和果实膨大期需要大量施肥，以提高产量。

相同生育期，四倍体西瓜同一器官K2O与三倍体西瓜无显著差异，而N含量在伸蔓期以后显著低于三倍体西瓜，三倍体西瓜干物质量高于四倍体可能与三倍体植株中大量氮元素的吸收累积密切相关。

在开花坐果前，多倍体西瓜植株吸收氮、磷、钾主要用于叶的生长发育，其次是茎，坐果后逐渐转向果实的生长发育，这与二倍体西瓜相同[3]。坐果前吸收的氮主要分配于叶片，开花坐果后随着果实的膨大发育，植株吸收的氮逐渐向果实转移，而茎、叶中的含氮量逐渐降低。氮素分配与前人研究结果[3-4]相似，果实迅速膨大以前氮素主要分配在叶中，用于叶片的生长发育，坐果后，果实成为植株吸收氮后的转运中心，以利于果实的膨大。本研究磷的动态分析与前人结果不同，红小玉、黄小玉、丰收二号[3-5]等均为坐果前叶中磷含量高于茎，而本研究坐果前茎中磷含量高于叶，坐果后果实中磷开始增加，在果实膨大期达到最高峰。坐果前叶、茎中钾含量均较高，坐果后果实中钾含量急剧升高，叶、茎中钾含量向果实转运。

3.2 多倍体西瓜需肥规律及需肥量

郑州3号、郑杂5号等西瓜品种N、P、K吸收高峰在果实膨大期，全生育期吸收 N 2.47 kg、P2O5 0.89 kg、K2O 3.02 kg，N ∶P2O5 ∶K2O=1 ∶0.36 ∶1.22[6];据王慧的研究[7]，在中产地块，每生产1 t西瓜，需要吸收 N 2.46 kg、P2O5 0.9 kg、K2O 3.02 kg，比例为 1 ∶0.37 ∶1.23。邵占宏等研究小果型二倍体西瓜吸收氮、磷、钾的比例大致为 3.4 ∶1 ∶4.6[4]。陈钢等研究表明，每株西瓜在整个生长发育时期，一共需要氮 14.5 g、磷4.8 g、钾 20.4 g，吸收比例是3 ∶1 ∶4[8]。张玉凤等以特大郑杂5号为试验品种，采用不同施肥量试验确定吸收比例为N ∶P2O5 ∶K2O=1 ∶0.41 ∶1.28[5]。

本试验中三倍体对N、K2O的累积吸收量大于四倍体，而对P2O5的累积吸收量显著小于四倍体。三倍体苏梦1号全生育期N、P2O5、K2O比例为 1 ∶0.18 ∶2.01，四倍体F01 N、P2O5、K2O比例为 1 ∶0.30 ∶2.02，K2O的需求量显著高于前人报道的普通二倍体西瓜。虽然研究结果不尽相同，但都能体现一个规律：多倍体、二倍体西瓜吸收量最大的是钾元素，其次是氮元素，对于磷的需求最少，四倍体西瓜对磷的吸收量和吸收比例高于三倍体，可能与四倍体西瓜产生种子，而种子的形成需要磷肥的大量供给[9]。幼苗期营养吸收最少，吸收集中于坐果期至果实膨大期[10]，且需要吸收大量的钾肥，以满足西瓜积累光合产物的需要[11-12]，且钾肥用量与糖度呈正相关[13-14]。

参考文献：

[1]郝俊芳. 基于需肥规律和植物生长调节剂的西瓜高效生产技术研究[D]. 杭州：浙江大学，2020：5-8.

[2]鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 3版.北京：中国农业出版社，2018.

[3]黎其万，汪禄祥，刘振国，等. 小型西瓜不同生长发育期对氮、磷、钾的吸收及分配[J]. 西南农业学报，2006，19（5）：838-841.

[4]邵占宏，李宗圈，王位安，等. 高产优质西瓜对氮、磷、钾的吸收及分配规律[J]. 华北农学报，1996，11（3）：112-116.

[5]张玉凤，董 亮，刘兆辉，等. 不同肥料用量和配比对西瓜产量、品质及养分吸收的影响[J]. 中国生态农业学报，2010，18（4）：765-769.

[6]朱洪勋，张 翔，沈阿林，等. 西瓜需肥特点与平衡施肥研究[J]. 园艺学报，1996，23（2）：145-149.

[7]王 慧. 西瓜营养特性与施肥技术[J]. 现代农业科技，2008（24）：75.

[8]陈 钢，宋桥生，吴礼树，等. 不同供氮水平对西瓜产量和品质的影响[J]. 华中农业大学学报，2007，26（4）：472-475.

[9]Che J，Yamaji N，Miyaji T，et al. Node-localized transporters of phosphorus essential for seed development in rice[J]. Plant and Cell Physiology，2020，61（8）：1387-1398.

[10]胡正平. 大棚西瓜测土配方施肥技术[J]. 西北园艺（蔬菜），2008（5）：47.

[11]董立先. 西瓜的需肥规律及施肥技术[J]. 中国西瓜甜瓜，2003，16（3）：51.

[12]李姍蓉. 大棚西瓜氮、钾施肥效应研究[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2011：23-24.

[13]黄凌云. 氮钾配施对西瓜产量和可溶性糖的影响[J]. 浙江农业科学，2011，52（2）：266-267.

[14]唐粉玲，张如莲. 西瓜施肥研究进展[J]. 安徽农业科学，2007，35（26）：8195-8196.

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