土壤速效磷濃度對(duì)立架甜瓜生物量和磷素累積特征的影響

陳波浪，吳海華，羅　佳，郝麗娜，盛建東，齊曉晨

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 新疆 烏魯木齊 830052)

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土壤速效磷濃度對(duì)立架甜瓜生物量和磷素累積特征的影響

陳波浪，吳海華，羅佳，郝麗娜，盛建東，齊曉晨

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 新疆 烏魯木齊 830052)

立架甜瓜；速效磷；生物量；磷素；累積；產(chǎn)量；品質(zhì)

立架甜瓜是一種集高密度、覆膜、立架于一體的立體種植模式，其優(yōu)點(diǎn)是高產(chǎn)、高效、少病害[1]。目前，其已成為新疆南部喀什地區(qū)露地甜瓜生產(chǎn)的主要種植模式[2]，面積達(dá)1萬(wàn)多hm2。實(shí)地調(diào)查表明[3]，該地區(qū)立架甜瓜施磷量變幅很大(P2O5: 33～660 kg·hm-2)，且N∶P2O5∶K2O的施用比例為1∶1.4∶0.9，致使磷素養(yǎng)分所占比例過(guò)高，這不僅增加瓜農(nóng)的投資成本，而且導(dǎo)致立架甜瓜磷肥利用率低、產(chǎn)量下降。甜瓜對(duì)磷素的需求主要通過(guò)根系從土壤中獲取[4]，土壤中磷含量尤其是土壤有效磷含量變化顯著影響甜瓜生長(zhǎng)以及養(yǎng)分和光合產(chǎn)物的積累與分配。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2012年4—9月在新疆喀什地區(qū)岳普湖縣岳普湖鄉(xiāng)3村(39°12′44.88″N，76°45′38.02″E)進(jìn)行，供試品種為伽師瓜，該甜瓜品種被廣泛種植于新疆喀什地區(qū)，種子由新疆哈密瓜種業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)。試驗(yàn)區(qū)土壤類型為灌耕草甸土，pH值為8.15，有機(jī)質(zhì)含量為18.78 g·kg-1，全氮、全磷、全鉀含量分別為1.58、1.01、11.71 g·kg-1，堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為56.2、15.0、205 mg·kg-1。

試驗(yàn)設(shè)6個(gè)施磷水平，P2O5的用量分別為：0、150、225、300、375、450 kg·hm-2，重復(fù)4次，隨機(jī)區(qū)組排列。各處理施用等量的氮肥(N 300 kg·hm-2)和鉀肥(K2O 150 kg·hm-2)，磷肥和鉀肥作為基肥一次性施入，尿素施用量以60%作基肥，40%在膨果前期追施。小區(qū)面積為20 m2(2 m×10 m)，小區(qū)一膜2行，株行距0.35、0.6 m，密度為每公頃30 000株，單蔓整枝，預(yù)留結(jié)果部位( 坐果子蔓在主蔓上的位置) 為11～13節(jié)，每穴1株，每株1枚果實(shí)。種植模式為全立架露地栽培，肥料品種為尿素(N 46%)、重過(guò)磷酸鈣(P2O546%)和硫酸鉀(K2O 40%)。各處理水量相同，灌水時(shí)間分別在蹲苗后期、伸蔓期、開花坐果期和膨果期。田間管理均按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培要求進(jìn)行。

1.2測(cè)定指標(biāo)及方法[14]

分別于出苗后10、35、60、85 d和110 d取植物樣及土樣。將整株甜瓜挖出，迅速帶回室內(nèi)依根、莖蔓、葉、生殖器官(花或果實(shí))分解，在105℃殺青30 min后，70℃下烘至恒重，依各器官稱量后粉碎。采用多點(diǎn)混合法在壟內(nèi)采集0～30 cm耕層土壤，自然風(fēng)干后100目過(guò)篩。植株樣品采用H2SO4-H2O2浸提，磷素用釩鉬酸銨比色法測(cè)定，土壤速效磷用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法測(cè)定。

于2012年8月9日對(duì)小區(qū)的甜瓜果實(shí)進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，即統(tǒng)計(jì)每小區(qū)的果實(shí)數(shù)量并在每小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取30枚果實(shí)稱其質(zhì)量，得到每個(gè)處理的平均果實(shí)質(zhì)量，折算為公頃產(chǎn)量。測(cè)產(chǎn)后每處理隨機(jī)選取5枚果實(shí)立刻送往農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(烏魯木齊)進(jìn)行品質(zhì)參數(shù)的測(cè)定。主要測(cè)定的品質(zhì)參數(shù)有果實(shí)橫徑、果實(shí)縱徑、還原糖含量和維生素C含量。其中，縱橫徑采用精度為0.02 mm的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量，還原糖含量采用直接滴定法測(cè)定，維生素C含量采用2.6-二氯靛酚滴定法測(cè)定。

1.3相關(guān)參數(shù)計(jì)算和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Logistic方程擬合干物質(zhì)及磷素積累變化：y=k/〔1+e(a+bt)〕，式中y為甜瓜出苗后t天干物質(zhì)積累量(kg·hm-2)及磷素積累量(mg·株-1)，t為甜瓜出苗后天數(shù)(d)，k為干物質(zhì)的最大積累量(kg·hm-2)及磷素積累量(mg·株-1)；a、b為待定系數(shù)。

根據(jù)方程[15]推導(dǎo)得到幾個(gè)特征值：最快生長(zhǎng)時(shí)間段的起始時(shí)間(t1)=ln[(2+1.732)/(ea)]/b；終止時(shí)間(t2)=ln[(2-1.732)/(ea)]/b；最大相對(duì)生長(zhǎng)速率(Vm)=-bk/4；出現(xiàn)時(shí)間(tm)=-a/b；快速增長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間(ΔT)=t2-t1。

用Microsoft Excel 2003 和DPS 9.50統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)上述測(cè)量結(jié)果進(jìn)行作圖及統(tǒng)計(jì)分析。

2　結(jié)果與分析

圖1不同施磷量下土壤速效磷濃度的動(dòng)態(tài)變化

2.2立架甜瓜生物量累積特征

不同施磷量下立架甜瓜生物量累積均遵循Logistic方程(圖2和表2)，且均達(dá)極顯著水平。由表2可知，立架甜瓜生物量的Mt1、Mt2、MT、MTm在0～375 kg·hm-2隨施磷量的增加呈上升趨勢(shì)，而在450 kg·hm-2處理下其4個(gè)特征值均下降，Vm和k則呈先升后降的趨勢(shì)，在150 kg·hm-2和225 kg·hm-2處理下有最大值，與對(duì)照(0 kg·hm-2)相比，150 kg·hm-2和225 kg·hm-2處理中Vm分別提高了34.9%和33.4%。綜合6個(gè)特征值可知，150 kg·hm-2和225 kg·hm-2處理下具有相對(duì)的生物量快速累積期起止時(shí)間早、持續(xù)時(shí)間短、最大相對(duì)生長(zhǎng)速率大及出現(xiàn)時(shí)間早、生物量累積理論最大值大的特點(diǎn)。

表1　施磷對(duì)立架甜瓜土壤速效磷濃度變化特征值的影響

圖2不同施磷量下甜瓜干物質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化

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

2.3立架甜瓜磷素累積特征

圖3顯示，不同施磷量下立架甜瓜磷素累積變化均符合“S”型曲線，即前期積累緩慢，中期快速增長(zhǎng)，后期又趨于平緩，利用Logistic方程對(duì)其擬合均達(dá)極顯著水平(表3)。由表3可知，立架甜瓜磷素累積的MPt1、MPt2、MPT、MPTm隨施磷量的增加呈先升后降的趨勢(shì)，在375 kg·hm-2處理下出現(xiàn)拐點(diǎn)，MPVm和MPk也呈先升后降的趨勢(shì)，在225kg·hm-2處理下出現(xiàn)拐點(diǎn)。與對(duì)照相比，225 kg·hm-2處理下MPVm和磷素累積理論最大值分別提高了43.5%和73.8%。同時(shí)，綜合6個(gè)特征值可知，225 kg·hm-2處理下具有相對(duì)的磷素快速累積期起始時(shí)間早、持續(xù)時(shí)間短、最大相對(duì)累積速率大、最大相對(duì)累積速率出現(xiàn)時(shí)間早、累積理論最大值大的特點(diǎn)。

表2　施磷量對(duì)立架甜瓜生物量累積特征值的影響

圖3不同施磷量下甜瓜磷素累積量的動(dòng)態(tài)變化

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

2.4土壤速效磷濃度變化特征值與立架甜瓜生物量、磷素累積特征值的相關(guān)性分析

表3　施磷量對(duì)立架甜瓜磷素累積特征值的影響

表4　立架甜瓜生物量累積特征值與土壤速效磷濃度變化特征值的相關(guān)性

注：*和**表示相關(guān)的顯著性分別達(dá)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　立架甜瓜磷素累積特征值與土壤速效磷濃度變化特征值的相關(guān)性

由表2和表3可知，在150 kg·hm-2和225 kg·hm-2的施磷量下，立架甜瓜有最優(yōu)的生物量和磷素累積特征值。ΔV和ΔT分別與MVm、MPVm、MT、MPT有較高的相關(guān)性，它們之間可用一次函數(shù)擬合，根據(jù)此函數(shù)關(guān)系可求出立架甜瓜最優(yōu)的生物量和磷素累積特征值時(shí)的ΔV和ΔT分別為0.095 mg·d-1和45.5 d、0.090 mg·d-1和41.0 d。

2.5施磷量對(duì)立架甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

由表6可知，隨著施磷量的增加，立架甜瓜產(chǎn)量呈先升后降的趨勢(shì)，在150 kg·hm-2和225 kg·hm-2的施磷量下立架甜瓜產(chǎn)量較高，較對(duì)照(0 kg·hm-2)處理產(chǎn)量分別增加了46.2%和41.9%，說(shuō)明施磷尤

表6　施磷量對(duì)立架甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

注：同一列數(shù)據(jù)后不同字母表示在0.05水平上差異顯著。

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

其是適量施磷有利于顯著提高產(chǎn)量。立架甜瓜的果型指數(shù)、Vc含量和還原糖含量均隨施磷量的增加呈先升后降的趨勢(shì)，在150 kg·hm-2和225 kg·hm-2的施磷量下各品質(zhì)參數(shù)均顯著高于對(duì)照(0 kg·hm-2)。

3　討　論

4　結(jié)　論

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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

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31460542)；自治區(qū)高?？蒲杏?jì)劃科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(XJEDU2014I013)；土壤學(xué)自治區(qū)重點(diǎn)學(xué)科資助

陳波浪(1979—)，男，湖南汨羅人，博士，副教授，研究方向?yàn)轲B(yǎng)分資源高效利用與作物營(yíng)養(yǎng)生理。 E-mail：chenwang200910@sina.com。

S143.2；S652

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