砂田西瓜礦質養分吸收規律

杜少平 馬忠明 薛亮

摘? ? 要：以‘金城5號西瓜為試驗材料，在砂田西瓜優化施肥基礎上，研究了砂田西瓜氮、磷、鉀養分需求規律。結果表明，砂田西瓜全生育期單株總干物質生物量為362.90 g，單株氮、磷、鉀礦質元素總需求量為12.01 g ，其中，單株N、P2O5、K2O養分總吸收量分別為5.44 g、0.55 g、6.02 g，吸收比例為1∶0.10∶1.11。砂田西瓜不同生育時期N、P2O5、K2O吸收比例，苗期為1∶0.08∶0.70，伸蔓期為1∶0.07∶0.54，坐果期為1∶0.03∶0.70，膨果期為1∶0.12∶1.26。綜上所述，砂田西瓜在坐果前以氮素吸收為主，坐果后以鉀素吸收為主。

關鍵詞：西瓜;砂田;養分吸收

中圖分類號：S651+S606 文獻標志碼：A 文章編號：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

西北砂田西瓜種植已有近百年的歷史，目前已成為西北干旱半干旱地區帶動農民脫貧致富、增收減災的新興綠色產業。由于干旱少雨、日照時數長、晝夜溫差大等獨特氣候條件，以及砂礫、土壤富含硒元素，使得砂田西瓜具有口感好、品質優、營養豐富、天然無污染等特點，深受市場和消費者青睞，近年來種植面積已穩定在8萬hm2左右[1]。礦質營養對西瓜植株的生長發育至關重要，合理的礦質營養供應有利于提高果實的產量和品質。關于不同品種及不同栽培模式下西瓜養分總吸收量及優化施肥量方面已進行了大量研究[2]，而對西瓜不同生育時期養分積累和分配規律研究較少，了解作物高產優質的營養吸收曲線，是精準高效施肥的前提[3]。筆者在前期砂田西瓜優化施肥方案基礎上[4]，探討砂田西瓜不同生育期、植株不同器官的干物質積累及氮、磷、鉀的吸收規律，旨在為進一步優化砂田西瓜養分資源高效管理體系提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試西瓜品種為‘金城5號，由武威新金城種業有限公司提供，屬中晚熟西瓜品種，全生育期105～110 d。于2018年4—7月在甘肅省皋蘭縣西南端的九合鎮三坪村（36 °13 ′N，103 °42 ′E）進行。當地平均海拔1 830 m左右，土壤質地為砂土。屬溫帶半干旱氣候區，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。年平均氣溫7.0 ℃，極端最高氣溫37 ℃，極端最低氣溫-25.4 ℃，≥10 ℃的活動積溫為2 798 ℃，平均太陽輻射總量為129.80 J·cm-2，日照時數2 768 h，無霜期142 d。試驗地為10 a砂田，播前土壤基礎養分含量（w，0～20 cm土層）：有機質3.58 g·kg-1、堿解氮34.56 mg·kg-1、速效磷7.18 mg·kg-1、速效鉀79.55 mg·kg-1、pH 8.46。

1.2 方法

本試驗砂田西瓜施肥量為筆者團隊前期研究提出的優化施肥量，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%鉀肥作為基肥于播前在西瓜種植行條施，追肥為30%氮肥和20%鉀肥于伸蔓期穴施，40%氮肥和50%鉀肥于膨果期穴施。砂田西瓜采用寬窄行種植，寬行90 cm、窄行60 cm，西瓜在窄行“品”字形雙行穴播，單行株距55 cm，播種密度為11 250株·hm-2，小區面積36 m2。其他管理措施按常規方法。在西瓜苗期（第1真葉出現至第5真葉出現）、伸蔓期（第5真葉出現至雌花開放）、坐果期（雌花開放至幼果開始迅速膨大）和成熟期（幼果開始迅速膨大至成熟）分別選取5株具有代表性的植株，將樣品帶回室內，迅速分解為莖、葉和果，在70 ℃下烘干至恒重，稱重后粉碎過0.25 mm 篩，樣品置于干燥器內儲存備用。

1.3 測定指標

植株全氮、磷、鉀含量測定按照土壤農業化學常規分析方法[5]進行，即全氮含量采用H2SO4-H2O2消煮，半微量凱氏定氮法測定;全磷含量采用H2SO4-H2O2消煮，釩鉬黃比色法測定;全鉀含量采用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度法測定。

1.4 數據處理

單株養分積累量/g=養分含量×單株干物質質量。

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 16.0版軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 砂田西瓜干物質積累與分配規律

由圖1可知，砂田西瓜干物質積累量隨生育時期的推移而遞增。其中西瓜苗期單株干物質積累量為2.70 g，占營養器官干物質總積累量的3.37%，僅占西瓜總干物質積累量的0.74%。伸蔓期的單株干物質增長量為12.00 g，占營養器官干物質總積累量的15.00%，占西瓜總干物質積累量的3.30%，單株干物質增長速率為0.80 g·d-1。坐果期單株干物質增長量為35.24 g，占營養器官干物質總積累量的45.00%，占西瓜總干物質積累量的9.71%，單株干物質增長速率為1.76 g·d-1。成熟期單株莖、葉干物質增長量為30.25 g，占營養器官干物質總積累量的37.73%，單株果實干物質增長量為282.75 g，期間總干物質增長量占西瓜總干物質積累量的86.24%，單株干物質增長速率為12.04 g·d-1。由此可見，西瓜干物質積累最大期和最快期是坐果期至成熟期，即果實膨大期。果實膨大期營養器官的干物質生長量僅占此期西瓜干物質總積累量的9.66%，果實則占90.34%，西瓜果實膨大期主要以果實生長為主。從西瓜不同器官的干物質分配來看，果實>葉>莖，干物質分配比例為13.77∶2.91∶1.00。

2.2 砂田西瓜氮素吸收與分配規律

由圖2可以看出，西瓜營養器官氮含量表現出葉>莖，且隨生育時期的推移而表現出逐漸降低的趨勢，至西瓜成熟期，莖、葉氮含量較苗期分別降低了68.65%和64.37%。而隨著西瓜生育時期干物質量的積累，氮素積累量卻逐漸升高。其中，苗期單株氮積累量為0.10 g，占西瓜生育期氮積累總量的1.60%;伸蔓期單株氮吸收量為0.50 g，占西瓜氮吸收總量的8.01%，莖、葉氮素吸收比例為1∶5;坐果期單株氮吸收量為0.76 g，占西瓜氮吸收總量的12.18%，莖、葉氮素吸收比例為1∶24.33;成熟期單株西瓜氮吸收量為4.08 g，占西瓜氮吸收總量的78.21%，莖、葉、果實氮素吸收比例為1∶3.57∶60.86。由此可見，坐果后至成熟期是西瓜氮素吸收和需求最大的時期，其中營養器官氮素轉運量為0.18 g，氮素轉運率為13.25%，氮素轉運貢獻率為3.56%，主要是西瓜葉片氮素向果實的運轉。

2.3 砂田西瓜磷素吸收與分配規律

由圖3可以看出，西瓜營養器官磷含量與氮素相似，也表現出葉片磷含量高于莖，且隨生育時期的推移而逐漸降低。至西瓜成熟期，莖、葉磷含量較苗期分別降低了77.40%和69.42%。西瓜磷素積累量也隨著生育時期的推移而逐漸增加，其中西瓜苗期單株磷素吸收量為0.008 g，僅占西瓜生育期磷素總積累量的1.46%;伸蔓期單株磷素吸收量為0.04 g，占西瓜磷素總積累量的6.76%，莖、葉磷素吸收比例為1∶3.50;坐果期單株磷素吸收量為0.02 g，占西瓜磷素總積累量的3.47%，莖、葉磷素吸收比例為1∶47.50，主要來源于葉片吸收;成熟期單株磷素吸收量為0.48 g，占西瓜磷素總積累量的88.30%，莖、葉、果實磷素吸收比例為1∶1.50∶118.50，主要以果實磷素積累為主。

2.4 砂田西瓜鉀素吸收與分配規律

由圖4可以看出，與氮、磷養分含量不同，西瓜營養器官鉀含量莖>葉，但也表現出隨生育時期推移而逐漸降低的趨勢，至西瓜成熟期，莖、葉鉀含量較苗期分別降低了32.00%和33.28%。受西瓜干物質積累的影響，鉀素積累量表現為果實>葉>莖，且隨生育時期逐漸增加。其中西瓜苗期單株鉀素吸收量為0.07 g，占西瓜鉀積累總量的1.16%;伸蔓期單株鉀素吸收量為0.27 g，占西瓜鉀積累總量的4.49%，莖、葉鉀素吸收比例為1∶1.62;坐果期單株鉀素吸收量為0.53 g，占西瓜鉀積累總量的8.80%，莖、葉鉀素吸收比例為1∶4.30;成熟期單株西瓜鉀素吸收量為5.15 g，占西瓜鉀積累總量的85.55%。由此可見，坐果后至成熟期為西瓜鉀素吸收和需求最大期，此期鉀吸收全部為果實所積累，且單株營養器官鉀素轉運量為0.25 g，鉀素轉運率為28.74%，鉀素轉運貢獻率為4.63%，主要是西瓜葉片鉀素向果實的運轉。從西瓜生育期鉀素總積累量來看，營養器官和果實分別占10.30%和89.70%。

2.5 砂田西瓜養分需求規律

由圖5可知，砂田西瓜氮、磷、鉀養分吸收量均隨生育時期的推移而增加，其中坐果后至成熟期為養分最大需求期。西瓜氮、磷、鉀吸收比例苗期為1∶0.08∶0.70;伸蔓期為1∶0.07∶0.54;坐果期為1∶0.03∶0.70;坐果后至成熟期為1∶0.12∶1.26。由此可見，西瓜坐果前主要以氮吸收為主、鉀吸收次之、磷吸收最少，而坐果后則主要以鉀吸收為主。西瓜全生育期，單株氮、磷、鉀總吸收量分別為5.44 g、0.55 g、6.02 g，吸收比例為1∶0.10∶1.11。

3 討論與結論

‘金城5號西瓜占砂田西瓜總種植面積的80%左右，是砂田西瓜主栽品種，并采用砂田西瓜養分資源優化管理模式[4，6]，達到了砂田西瓜高產優質的養分供給，表明礦質營養吸收研究具有代表性和施肥的合理性。西瓜在整個生育期內，需不斷吸收礦質營養，維持正常的生理代謝，并與果實內糖分積累、風味物質形成關系極其密切[7]。本研究結果表明，平均每株‘金城5號西瓜對大量礦質元素的吸收總量為12.01 g，其中N、P、K各元素分別為5.44 g、 0.55 g、6.02 g，吸收比例為1∶0.10∶1.11。這與朱洪勛等[7]報道西瓜全生育期氮、磷、鉀三者的吸收比例為1∶0.36∶1.22，諸海燾等[8]報道成熟期中果型西瓜‘早佳和小果型西瓜‘早春紅玉氮、磷、鉀三者吸收比率分別為1∶0.26∶1.84 和1∶0.29∶1.62，胡春香等[9]報道‘金冠西瓜氮、磷、鉀養分吸收比例為1.00∶0.14～0.22∶1.27～2.62差別較大，品種不同、栽培模式不同、種植季節不同、田間管理方式不同都會產生這種差異。雖然以上對西瓜需肥規律研究的具體數據不盡相同，但西瓜對氮、磷、鉀的吸收比例反映了一個共同的特點，即西瓜全生育期吸收鉀最多、氮次之、磷最少，表明西瓜的礦質元素吸收規律基本一致。植株干物質量（x）與礦質元素（y）積累量的回歸方程為，y=0.026 2x+0.181 6，R2=0.998 4**。表明可根據西瓜植株的干物質積累量來確定其礦質元素的需求量，再按不同生育時期礦質元素的需求比例，供給肥料。

西瓜不同生育時期對氮、磷、鉀元素的需求量與需求比例差別較大，因此要合理控制施用肥料總量和比例，在坐果前期增施氮肥，坐果后增施鉀肥。西瓜膨果期為礦質養分最大需求期，對氮、磷、鉀的吸收量均急劇增加，因此進入生殖生長階段后，要注重氮肥、磷肥和鉀肥的合理配施，以滿足果實發育的需求。

綜上所述，氮、磷、鉀對西瓜生長發育具有重要作用，某一單一養分的偏高或偏低均不利于西瓜產量和品質的形成，依據西瓜養分需求規律，結合當地土壤肥力狀況，做到平衡施肥，這是西瓜獲得優質高產的前提。砂田西瓜生產還普遍存在重氮、輕磷、少鉀等不合理施肥現象，造成土壤養分比例失調、肥料利用率低等問題，致使西瓜的產量和品質降低，嚴重制約著砂田西瓜產業的可持續發展。因此，本研究結果為指導砂田西瓜科學合理施肥具有重要意義。

參考文獻

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