嫁接冬瓜干物質以及氮、磷、鉀養(yǎng)分累積與分配特性研究

廖道龍　張文　王小娟　云天海　胡艷平　陳貽誦

摘 ?要：嫁接冬瓜和自根苗冬瓜需肥規(guī)律存在一定差異，明確嫁接苗養(yǎng)分吸收利用規(guī)律可以提高嫁接苗冬瓜的產量。采用大田栽培試驗，研究嫁接冬瓜干物質和N、P、K養(yǎng)分吸收利用動態(tài)變化。結果表明：（1）嫁接苗和自根苗冬瓜干物質、氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收積累特征基本一致，各生育期干物質、氮、磷、鉀養(yǎng)分凈吸收積累和累積速率隨著生育期推進不斷遞增，但嫁接苗干物質、氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量和累積速率總體上高于自根苗。（2）冬瓜干物質在果實發(fā)育期前累積速率慢，在果實發(fā)育期累積速率快;嫁接苗在果實發(fā)育期前冬瓜干物質累積量僅占整個生育期總累積量的23.5%，其中59.65%～67.74%干物質量分配在葉片上;果實發(fā)育期干物質凈累積量占全生育期的76.5%，其中52.85%～ 72.57%干物質分配在果實上。（3）縱觀整個生育期，嫁接苗冬瓜N、P、K吸收利用比例為1.0∶0.20∶1.31，但各個生育期的養(yǎng)分吸收利用比例差異很大，各生育期N、K的吸收比例依次為1.0∶0.1∶0.16，1.0∶0.1∶0.37，1.0∶0.13∶1.01，1.0∶0.22∶1.39以及1.0∶0.24∶1.65。（4）嫁接苗平均每生產1 t冬瓜果實所需要的N為1.70 kg，P為0.34 kg，K為2.24 kg，其中N需求量顯著少于自根苗，P需求量顯著高于自根苗。

關鍵詞：冬瓜;嫁接;干物質;養(yǎng)分

中圖分類號：S642.3 ? ? ?文獻標識碼：A

Dry Matter and Nutrient Accumulation and Distribution Characteristics of N， P and K in Grafted Wax Gourd

LIAO Daolong1，2， ZHANG Wen1，3， WANG Xiaojuan1，2， YUN Tianhai1，2， HU Yanping1，3， CHEN Yisong1，2*

1. Institute of Vegetables， Hainan Province Academy of Agricultural Sciences， Haikou， Hainan 571100， China; 2. Hainan Vegetable Breeding Engineering Technology Research Center， Haikou， Hainan 571100， China; 3. Hainan Key Laboratory of Vegetable Biology， Haikou， Hainan 571100， China

Abstract： There are a certain difference in fertilizer requirement rule， nutrient uptake and utilization patterns between grafted wax gourd and self-rooted wax gourd. A field experiment was conducted to understand the accumulation and distribution characteristics of the dry matter and nutrient in grafted wax gourd and self-rooted wax gourd. The characteristics of the dry matter accumulation and nutrient uptake for both wax gourd were similar. The net accumulation amount and accumulation rate of dry matter， N， P and K increased with the growth period， with the grafted wax gourd higher than with the self-rooted seedlings. 23.5% of the total dry matter was accumulated before fruit development stage， of which 52.85%～72.57% was allocated in the leaves. 76.5% of the total dry matte was accumulated in fruits from fruit development stage to the end， of which 59.65%～67.74% was allocated in fruits. The NPK absorbing ratio of grafted wax gourd was 1.0; 0.20 ： 1.31 throughout growth season， while with a greatly different nutrient accumulation characteristic between different growth stages. The NPK absorbing ratio of the five different development stage for seedling stage， stretch tendril stage， florescence stage， previous fruit development stage and middle and late fruit development stage in turn was 1.0∶0.1∶0.16， 1.0∶0.1∶0.37， 1.0∶0.13∶1.01， 1.0∶0.22∶1.39 and 1.0∶0.24∶1.65. To obtain a ton of fruit， the N， P， K requirement for grafted wax gourd was 1.70 kg， 0.34 kg and 2.24 kg respectively， with significantly less N and more P than that for self-rooted wax gourd.

Keywords： wax gourd; grafted seedling; dry matter; nutrients

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.03.021

冬瓜[Benincasa hispida （Thunb） Cogn.]是葫蘆科冬瓜屬一年生蔓性草本植物，是一種營養(yǎng)豐富的食療保健蔬菜[1]，也是一種典型的冬季北運瓜菜重要供應品種。海南是我國重要的冬瓜生產和供應基地，2018年冬瓜種植面積高達7006 hm2，占整個菜用瓜類種植面積的21.5%[2]，已成為當?shù)剞r戶經濟收入的重要來源。但由于多年連作，枯萎病等土傳病害日趨嚴峻，給冬瓜生產帶來重大損失，嫁接換根栽培是克服連作障礙、防治瓜類枯萎病的有效途徑[3-4]。目前嫁接栽培已成為冬瓜主產區(qū)的主要栽培方式，但嫁接栽培改變了根系這一養(yǎng)分的主要吸收器官，其養(yǎng)分吸收利用與自根苗存在很大的差異[5]。廖道龍等[6]研究表明，冬瓜嫁接栽培較自根苗栽培能顯著提高植株干物質、氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收量，其中冬瓜葉片氮、磷、鉀含量較自根苗冬瓜分別平均提高了8.74%、31.02%和12.06%。袁婷婷等[7]研究發(fā)現(xiàn)，嫁接番茄植株對氮磷鉀的吸收量較自根栽培平均增加27.88%、28.21%和24.23%。因此，弄清冬瓜嫁接苗養(yǎng)分吸收利用規(guī)律是科學施肥的重要基礎，但當前冬瓜有關養(yǎng)分管理方面研究大部分集中在自根苗養(yǎng)分需求及肥料篩選方面，而且施肥的需求量都是針對總量方面[8-11]。由于作物對養(yǎng)分的吸收具有階段性和連續(xù)性，且各生育階段對養(yǎng)分需求的數(shù)量和強度不同，缺少對冬瓜的干物質生產和營養(yǎng)累積動態(tài)規(guī)律的研究和認識，是導致生產中施肥盲目性的主要原因，要實現(xiàn)作物高產高效，必須實現(xiàn)作物需求和環(huán)境養(yǎng)分供應在時間、空間和數(shù)量上的匹配[12]。因此，筆者對嫁接冬瓜整個生育期干物質及其氮、磷、鉀累積動態(tài)變化及分配特征開展了詳細研究，旨在為冬瓜嫁接栽培合理施肥提供理論指導。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

嫁接苗采用以‘海砧1號（海南省農業(yè)科學院蔬菜研究所）作砧木，鐵柱冬瓜（廣東省農業(yè)科學院蔬菜研究所）為接穗，自根苗栽培采用鐵柱冬瓜自根苗。供試的氮肥使用挪威復合肥（N∶P∶K=15∶15∶15）和紅牛硫酸鉀（K2O為50%）。

1.2 ?方法

1.2.1 ?試驗設計 ?本試驗于2017—2018年在海南省農業(yè)科學院澄邁永發(fā)基地試驗大田進行。供試土壤為壤土，pH 5.42，有機質含量為1.87 g/kg，堿解氮（N）分別為105 mg/kg，速效磷（P2O5）89.5 mg/kg，速效鉀（K2O）為95.6 mg/kg。自根苗冬瓜播種和冬瓜嫁接苗嫁接時間為2017年12月1日，種苗于2017年12月20日移栽，行距300 cm，株距70 cm，單行雙株種植，每畝種植635株，試驗小區(qū)面積21 m2，重復3次。依據(jù)生產調研結果，氮肥施用量為375 kg/hm2，磷肥為375 kg/hm2，鉀肥的施用量為450 kg/hm2。試驗氮肥使用挪威復合肥，不足鉀肥施用紅牛硫酸鉀。追肥分6次施用，第1次追肥時間為2018年1月10日，第2次隔20 d追施1次，第3～6次隔8 d追施1次。氮、磷肥30%作基肥，第1次追肥占10%，第2～6次各占12%;鉀肥24%作基肥，第1～2次追肥各占8%，第3～6次各占15%;病蟲害防治、植株調整等日常管理按照當?shù)亓晳T進行，追肥采用水肥一體化方式追施。

1.2.2 ?項目測定 ?試驗期間，嫁接苗于嫁接和自根冬瓜于播種后的20 d（幼苗期）、50 d（伸蔓期）、75 d（花期）、95 d（果實膨大前期）、115 d（果實膨大中后期）采樣調查，每次選擇5株長勢均勻的植株。每次采集的樣品分成根、莖、葉和果4部分在烘箱中分別烘至恒重，稱重后粉碎作進一步分析。將樣品用濃H2SO4-H2O2消煮，用全自動流動分析儀（Proxima型，Alliance，F(xiàn)rance）測定N、P含量，用火焰分光光度計（M425，Sherwood，UK）測定K含量。各測量指標計算公式如下：

（1）植株氮（磷、鉀）養(yǎng)分累積量=干物質量氮（磷、鉀）含量

（2）植株各生育期養(yǎng)分凈累積量=該生育期養(yǎng)分累積量?上一生育期養(yǎng)分累積量

（3）各生育期養(yǎng)分累積速率=各生育期養(yǎng)分凈累積量/經歷時間

（4）各部位養(yǎng)分分配系數(shù)=（該部位養(yǎng)分累積量/植株養(yǎng)分總累積量）100

（5）植株每生產1噸冬瓜所需要的養(yǎng)分量=（每公頃冬瓜植株養(yǎng)分總累積量1000）/每公頃冬瓜產量

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2010軟件和DPS統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 ?結果與分析

2.1 ?嫁接冬瓜不同生育期干物質累積量特征

根據(jù)海南冬瓜的生長情況，將冬瓜整個生育期可分為幼苗期（0～20 d）、伸蔓期（20～50 d）、花期（50～75 d）、果實膨大前期（75～95 d）和果實膨大中后期（95～115 d）。從表1可以看出，嫁接苗和自根苗冬瓜干物質總量均隨著生育期呈逐漸增加趨勢，且冬瓜嫁接苗各生育期的干物質累積量均高于自根苗，5個時期增加幅度分別為43.17%、5.82%、6.45%、13.43%、11.70%，其中4個時期差異達到顯著水平，只有在50 d時未達到顯著水平。嫁接苗和自根苗各生育期干物質積累速率隨著生育期呈遞增趨勢;其中嫁接苗各生育期凈干物質積累速率分別為0.25、15.70、51.71、125.56、159.72 kg/（hm2·d），而自根苗則分別為0.18、14.83、48.52、108.99、142.75 kg/（hm2·d）。

無論嫁接苗還是自根苗，冬瓜各個器官干物質總量均隨著生育期呈逐漸增加趨勢，但不同器官各生育期的干物質凈累積速率存在較大的差異性。冬瓜根、莖和葉各生育期的干物質累積速率隨著生育期呈先升后降的趨勢;嫁接苗和自根苗均在花期達到最高，其中根干物質累積速率分別為0.29、0.31 kg/（hm2·d）;莖的干物質累積速率分別為22.02、20.68 kg/（hm2·d）;葉的累積速率分別為29.40、27.55 kg/（hm2·d）。各生育期的果實干物質累積速率隨著生育期呈逐漸增加的趨勢，在果實膨大中后期達到最大值，嫁接苗和自根苗的累積速率分別為157.95、140.89 kg/（hm2·d）。

2.2 ?嫁接冬瓜不同生育期各器官干物質分配特征

從表2可以看出，冬瓜在果實發(fā)育期之前（75 d內）以營養(yǎng)生長為主，干物質積累主要集中在葉片，莖次之，根最少;其中嫁接苗葉片、莖、根的分配比例分別為59.65%～67.74%、23.79%～40.03%和0.93～9.07%;自根苗葉片、莖、根的分配比例分別為59.04%～67.42%、28.33%～ 39.42%和0.93%～10.76%。冬瓜進入果實發(fā)育期以生殖生長為主，干物質積累主要集中于果實，其次是葉、莖，根最少;其中嫁接苗果實、葉片、莖、根的分配比例分別為52.85%～72.57%、16.37%～27.88%、10.70%～18.31%和0.36%～ 0.55%;自根苗果實、葉片、莖、根的分配比例分別為51.17%～71.14%、17.21%～29.68%、11.27%～ 19.03%和0.38%～0.55%。

2.3 ?嫁接冬瓜不同生育期氮、磷、鉀養(yǎng)分積累特征

從表3、表4可得知，冬瓜對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收累積量不同并存在階段性差異。在整個生育期，嫁接冬瓜氮、磷、鉀養(yǎng)分總累積量分別為181.38、48.81、318.47 kg/hm2，比例為1∶0.20∶1.31;自根苗冬瓜氮、磷、鉀養(yǎng)分總累積量分別為158.26、34.16、267.23 kg/hm2，吸收比例為1.0∶0.16∶1.24。嫁接苗氮、磷、鉀總吸收累積顯著高于自根苗，增加幅度分別為13.18%、42.89%、19.17%。冬瓜各個生育期氮、磷、鉀養(yǎng)分的凈累積量隨著生育期呈逐漸增加的趨勢;果實膨大中凈累積量最多，果實膨大前期、花期、伸蔓期次之，幼苗期凈累積量最少。其中嫁接苗在果實膨大中后期氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量分別占全生育期的37.21%、44.29%、46.64%，自根苗的氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量占比分別為45.22%、41.28%、44.96%。

在花期之前（50 d內）冬瓜對氮、磷、鉀的吸收累積速率慢，且以氮累積為主。進入花期后，冬瓜對氮、磷、鉀的吸收累積量才開始快速增加，且氮、鉀并重吸收;該時期嫁接苗氮、磷、鉀的累積量比例為1.0∶0.13∶1.01，平均累積速率分別為2.01、0.28、2.02 kg/（hm2·d）;自根苗氮、磷、鉀的累積量比例為1∶0.12∶0.90，平均累積速率分別為1.83、0.22、1.77 kg/（hm2·d）。

進入果實發(fā)育期（75～115 d），冬瓜對氮、磷、鉀的吸收累積量進入快增期，且鉀的吸收累積量最大，氮次之，磷最少。它是冬瓜養(yǎng)分吸收的關鍵時期，生產中應加強肥水管理。在果實膨大前期，嫁接苗對氮、磷、鉀的吸收累積量比例為1.0∶0.22∶1.39，平均累積速率分別為4.01、0.90、5.56 kg/（hm2·d）;自根苗氮、磷、鉀的累積量比例為1.0∶0.24∶1.86，平均累積速率分別為2.59、0.63、4.81 kg/（hm2·d）。該時期嫁接苗的氮素吸收累積速率較前期急劇升高，顯著高于自根苗，因此，在該階段嫁接苗應持續(xù)加強氮肥的供給。在果實膨大中后期，嫁接苗氮、磷、鉀的吸收積累量比例為1.0∶0.24∶1.65;平均積累速率分別為4.51、1.08、7.43 kg/（hm2·d）。自根苗氮、磷、鉀的積累量比例為1.0∶0.15∶1.24，平均積累速率分別為4.84、0.71、6.01 kg/（hm2·d）。在該階段自根苗氮吸收累積速率開始急劇增加，并且氮肥吸收累積速率高于嫁接苗。

嫁接苗平均每生產1 t冬瓜所需要的氮、磷、鉀分別為1.70、0.34、2.24 kg;自根苗栽培平均每生產1 t冬瓜所需要的氮、磷、鉀分別為1.77 、0.28、2.20 kg，嫁接苗每生產1 t冬瓜所需要的磷和鉀量高于自根苗，氮則低于自根苗;其中氮、磷差異達到顯著水平。

2.4 ?嫁接冬瓜不同生育期各器官氮、磷、鉀積累動態(tài)和分配特征

從表5可以看出，不同生育期冬瓜各器官氮、磷、鉀的積累動態(tài)和分配比例不同。整個生育期，無論嫁接苗還是自根苗，冬瓜葉片的氮、磷、鉀積累量均呈先升后降的變化趨勢，氮積累量均在75 d時達到最大，磷、鉀積累量在95 d時達到最大;莖的氮、磷積累量呈先升后降的趨勢，氮積累量在75 d時達到最大，磷積累量在95 d達到最大，而莖的鉀積累量則隨生育期呈持續(xù)升高的趨勢;根部和果實氮、磷、鉀積累量均呈持續(xù)升高的趨勢，在115 d達到最大值。

冬瓜在果實發(fā)育期之前（播種后75 d內）氮、磷主要集中在葉片，其次為莖、根最少，表明根系吸收的營養(yǎng)首先滿足葉片生長的需要，促進光合作用。冬瓜嫁接苗葉片的氮素和磷素分配系數(shù)分別為64.52%～70.50%和60.48%～69.30%;自根苗葉片的氮和磷分配系數(shù)分別為56.52%～72.54%和64.97%～67.55%。鉀主要集中在莖中，葉片次之，根最少;嫁接苗和自根苗莖的分配系數(shù)分別為21.57%～63.34%和35.49%～62.08%。冬瓜進入果實發(fā)育期（75～115 d）之后，氮、磷、鉀主要集中在果實，其次葉、莖，根最少。其中嫁接苗果實氮、磷、鉀的分配系數(shù)分別為53.15%～ 74.84%、58.48%～77.87%和58.00%～77.76%;自根苗果實氮、磷、鉀的分配系數(shù)分別為47.69%～ 73.92%、50.55%～71.17%和50.55%～71.17%。

冬瓜各生育期根、莖、葉氮、磷、鉀養(yǎng)分凈累積量隨著冬瓜的生育期呈先增加而減少趨勢，其中，根、莖和葉氮、磷、鉀凈累積量均在花期達到最大值。說明根、莖、葉在花期養(yǎng)分積累處于快速增長期，此后它們的養(yǎng)分吸收積累轉入緩增長期或負增長。莖、葉的氮、磷、鉀在果實發(fā)育期的凈累積量的負增長，說明莖、葉中氮、磷、鉀就近向果實中轉移了。冬瓜果實各個生育期氮、磷、鉀凈累積量隨著冬瓜的生育期呈逐漸增加趨勢，在果實發(fā)育期凈累積量達到最大值。

3 ?討論

冬瓜嫁接苗和自根苗干物質累積變化趨勢基本一致，其動態(tài)變化與苦瓜[12]、甜瓜[13]、甘蔗[14]、春小麥[15]等作物干物質累積量的增長趨勢相同，符合作物干物質累積的一般規(guī)律。在果實發(fā)育期之前干物質累積速率較為緩慢，進入果實發(fā)育期干物質累積速率較快;其中嫁接苗和自根苗在果實發(fā)育期之前（75 d內）干物質量累積量分別占全生育期期的23.5%和25.11%，主要生產莖、葉為主;果實發(fā)育期（75 d～115 d）的干物質累積量分別占全生育期的76.5%和74.89%，以生產果實為主。但本研究在果實膨大中后期干物質累積速率仍達到最大值，并沒有出現(xiàn)生長后期緩慢增長趨勢，這可能與本試驗由于雨季來臨在果實膨大停止時就已經提前收獲有很大關系。冬瓜停止膨大后就進入果實成熟期，該生育期主要是冬瓜各種營養(yǎng)物質不斷轉化提升果實品質，植株的干物質基本不再發(fā)生較大的變化。

氮、磷、鉀積累對植株干物質生產和產量形成至關重要，本研究冬瓜對氮、磷、鉀的吸收積累的變化趨勢與干物質積累基本一致，因此，氮、磷、鉀合理配比施用有利于干物質的積累。李國良等[10]研究表明，冬瓜整個生育期N、P、K的吸收比例為1.0∶0.21∶2.02，張文等[16]研究認為，冬瓜吸收N、P、K的比例為1.0∶0.36∶1.78;本研究冬瓜嫁接苗吸收N、P、K的比例為1.0∶0.20∶1.31，自根苗N、P、K養(yǎng)分的比例為1.0∶0.16∶1.24，本研究中與上述報道的結果相比，鉀的比例明顯偏低，這可能與冬瓜品種和區(qū)域氣候土壤環(huán)境不同有關。但總體上冬瓜對鉀的積累量最大，氮次之，磷最少，這與冬瓜之前的研究[10，16]一致，也與苦瓜[12]、黃瓜[17]等瓜類作物的研究結果一致。另外嫁接苗每生產1 t冬瓜所需要的氮量顯著低于自根苗，磷肥需求量顯著高于自根苗。這說明嫁接苗能提高冬瓜氮素利用效率，這與薛亮等[18]的觀點一致; 周寶利等[19]認為，嫁接能夠調節(jié)植株體內氮轉化相關酶活性，從而提高氮素轉化能力和氮肥利用率。

了解不同生育期冬瓜對氮、磷、鉀的吸收特性對確定冬瓜合理施肥量具有十分重要的參考價值，但目前尚無相關方面的報道。本研究分析了冬瓜嫁接苗和自根苗不同生育期氮、磷、鉀的吸收積累動態(tài)及其比例。結果表明，冬瓜各個生育期氮、磷、鉀的凈累積量和累積速率隨著生育期推進呈遞增趨勢，其峰值出現(xiàn)在果實膨大中后期。整個生育期，嫁接苗氮、磷、鉀的積累量和累積速率均大于自根苗，但在果實膨大后期自根苗氮素累積速率[4.51 kg/（hm2·d）]略小于自根苗[4.84 kg/（hm2·d）]。這主要是因為嫁接冬瓜比自根苗提前進入氮素累積快增期，嫁接冬瓜在果實膨大前期進入氮累積快增期[氮平均累積速率為4.01 kg/（hm2·d）]。自根苗在果實膨大前期氮累積速率為2.59 kg/（hm2·d），仍處于慢速增長期，直到果實膨大后期才進入氮累積快增期。因此，在生產中嫁接冬瓜要比自根苗提前加強氮養(yǎng)分供給。冬瓜各個生育期氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收積累量及其比例存在較大的差異，嫁接苗和自根苗在幼苗期、伸蔓期的磷、鉀吸收累積量和吸收比例遠低于氮肥，在果實膨大期鉀的吸收累積量和吸收比例遠高于磷、氮。這與在青瓜、苦瓜上研究的結果不一致，于淑芳等[20]認為，黃瓜在苗期氮、磷、鉀的吸收比例為1.0∶0.6∶1.7，其氮、鉀的吸收比例高于果實采收期。張白鴿等[12]研究表明，苦瓜在各個生育期N、P、K的吸收利用比例差異不大，基本保持在1.0∶0.15∶1.49比例水平。

綜上所述，冬瓜嫁接苗和自根苗在干物質積累和養(yǎng)分吸收利用特征基本一致，冬瓜各時期干物質和氮、磷、鉀養(yǎng)分積累隨生育期呈遞增的趨勢，在果實膨大中后期達到最大值，但嫁接苗各生育期干物質和養(yǎng)分凈累積量均高于自根苗。嫁接苗平均每生產1 t冬瓜所需要的氮為1.70 kg，磷為0.34 kg，鉀為2.24 kg，整個生育期N、P、K的吸收比例為1.0∶0.20∶1.31，但各個生育期氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收累積量及其比例差異較大。因此在冬瓜嫁接栽培生產中，要結合土壤測試，依據(jù)養(yǎng)分吸收累積規(guī)律和目標產量，合理分配不同生育時期的氮磷鉀養(yǎng)分供應量和供應比例，使養(yǎng)分供應與作物需求一致，提高養(yǎng)分利用效率。

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責任編輯：白 ?凈

收稿日期 ?2020-03-28;修回日期 ?2020-05-09

基金項目 ?海南省重點研發(fā)計劃項目（No. ZDYF2020069）;國家大宗蔬菜產業(yè)海南試驗站（No. CARS-25）。

作者簡介 ?廖道龍（1981—），副研究員，研究方向：瓜類育種及嫁接栽培技術。*通信作者（Corresponding author）：陳貽誦（CHEN Yisong），E-mail：13307567007@126.com。