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西瓜果实膨大期追施氮钾肥对土壤及果实品质的影响

发布时间:[2019-4-4 8:49:41]    浏览量:65次
西瓜果实膨大期追施氮钾肥对土壤及果实品质的影响
张光伟  ,焦自高  ,肖守华  ,孙建磊  ,董玉梅  ,王崇启  ,李圣辉,史庆华

(山东省农业科学院蔬菜花卉研究所;山东省设施蔬菜生物学重点实验室;国家蔬菜改良中心山东分中心 山东 济南 250100,山东农业大学园艺学院;)

  摘要:本试验以‘京欣1号’西瓜(南瓜砧木嫁接苗)为试验材料,采用“二因素四水平”随机区组设计,以国产尿素(N ≥46%)和国产硫酸钾(K2O ≥50%)为肥源,研究在果实膨大期追施不同配比的氮钾肥对土壤理化性状、土壤微生物及西瓜果实品质的影响。结果表明:在土壤含氮量充足的条件下,再增施氮肥,土壤理化性状更加恶劣,土壤中微生物的种群与数量显著降低,果实品质显著下降;西瓜果实膨大期需要大量的钾元素,增施钾肥,土壤理化性状逐渐变好,土壤中微生物的种群与数量更为丰富,果实品质也显著提高。
  关键词:西瓜;氮肥;钾肥;土壤理化性状;果实品质;微生物
  早春大拱棚西瓜由于上市早,经济效益高,大拱棚栽培成为北方主要西瓜产区的重要栽培方式。随着规模的扩大也产生了许多的问题。以施肥为例,西瓜种植户为了单一追求产量,在果实膨大期偏施氮肥,钾肥的施用量不足。实际生产中由前几年的追施碳铵到后来的追施尿素再到现在追施氮磷钾复合肥。由于种植作物较单一、施肥量大、大水漫灌等导致肥料利用率低,土壤中大量N元素的剩余,造成土壤板结、次生盐渍化等,果实品质严重下降,尤其是大量硝酸盐的积累,对人体的健康构成了严重的威胁。瓜农每年投入增加明显,效益却增加很少,并造成了资源的严重浪费和环境的污染。为了转变当地瓜农的施肥意识,在西瓜果实膨大期提供可供参考的施肥水平。本试验以‘京欣1号’西瓜(南瓜砧嫁接)为材料,研究了在西瓜果实膨大期,单位面积追施不等量的氮钾肥对土壤理化性状、根际微生物及西瓜品质的影响。
  1 材料与方法
  1.1试验材料
  试验于2015年3月15日~2015年6月10日在德州禹城高新区西瓜主产区西瓜大拱棚内进行。试验区地势平坦,水源充足,供试土壤为轻壤土,已连续两年未种西瓜且前茬作物为夏玉米,但紧邻多年连作西瓜地。实验区段0-20cm耕层土壤理化性状:PH值8.018,EC值0.209(水:土=5:1),有机质含量19.723 g·kg-1,碱解氮136.89 mg·kg-1,速效磷100.05 mg·kg-1,速效钾447.80 mg·kg-1 ,容重1.071g.cm-3,总孔隙度51.57%。供试品种为当地主栽品种‘京欣1号’西瓜,采用南瓜嫁接,供试肥源为国产尿素(N ≥46%)和国产硫酸钾(K2O ≥50%)。
  1.2试验设计
  根据朱洪勋[1]等人的研究结果并结合当地瓜农的施肥量将本次试验设计为二因素四水平试验,二因素:尿素与硫酸钾;四水平:四个不同的施用量,共计16个处理(见表1)。试验中结合现有大拱棚棚体结构及实际生产将现有南北向2.8m宽长畦分割成试验所需的短畦,每个处理试验区段为2.8m×9m,均设置3次重复,各试验区段之间随机排列,并设有保护行。3月15日待南瓜砧嫁接西瓜苗长至3叶1心时按株距0.27米,行距2.8米定植,覆地膜外加小拱棚保温,并在实验区内随机选取5点用土钻取0-20cm耕层土壤混匀,作为第一批基础土样。由于底肥充足且苗期长势较旺,为防止瓜秧旺长而影响坐瓜,伸蔓期并没有追肥只是小水浇灌。4月28日开始授粉,5月5日待幼瓜长至鸡蛋大小时开始依据试验方案对肥料进行穴施并小水浇灌。5月17日浇空水一次,小水漫灌并加强大拱棚通风。5月29日再浇空水一次,小水漫灌并加强大拱棚通风。6月5日西瓜成熟后各实验小区分别随机采集土样3处及果实5个。用于试验项目指标的测定。

表1各实验小区安排及肥料用量
Table1The experimental plot arrangement and fertilizer use

  1.3  项目测定及方法
  1.3.1  土壤理化性状的测定  分别于定植时在试验区内随机选取5点及西瓜采收后在各小区内随机选取3点取0~20cm耕层土。土壤容重采用环刀法测定;孔隙度采用塑料瓶称重法测定;PH值用pH 计(PHSJ-3F)测定;EC值用DDS -11A 数显电导率仪测定(水:土= 1: 5);有机质采用重铬酸钾容量法测定;速效氮采用碱解扩散法测定;速效磷采用钼锑抗比色法测定;速效钾采用醋酸铵-火焰光度计法测定。土壤理化性状指标测定方法参照鲍士旦主编的《土壤农化分析》[2]
  1.3.2 土壤中微生物种群及数量的测定 土壤微生物数量的测定采用平板稀释计数法。牛肉膏蛋白胨培养基用于细菌的分离培养;马丁氏培养基(每1000 mL 培养基中1%孟加拉红水溶液3.3ml、1%链霉素3 ml,以抑制细菌和放线菌的生长)用于真菌的分离培养;改良高氏1 号合成培养基(每300mL 培养基中加入3%重铬酸钾1 mL , 以抑制细菌和霉菌生长)则用于放线菌的分离培养。实验方法参照林先贵主编的《土壤微生物研究原理与方法》[3]。
  1.3.3  西瓜品质指标的测定  取授粉后34~35d的西瓜,各处理随机选取5个瓜,取部分果肉用组织捣碎机打成匀浆,用于果实品质的测定。VC采用二甲苯萃取比色法测定;可溶性总糖采用蒽酮比色法测定;可溶性蛋白采用考马斯亮蓝G-250染色法测定;游离氨基酸采用茚三酮显色法测定,测定方法参照王学奎主编的《植物生理生化实验原理和技术》[4]。果实中硝酸盐、亚硝酸盐含量分别采用水杨酸法、盐酸萘乙二胺法测定,测定方法参照赵静等人的《蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐检测方法的研究进展》[5]
  1.5  数据分析
  采用Excel2007和DPS数据处理系统分析试验数据。
  2  结果与分析
  2.1追施氮钾肥对土壤理化性状的影响  
  由表2可知在果实膨大期单一追施氮肥时(?),土壤中的速效养分和有机质含量均显著低于对照N0K0,且随追施量的增加而降低,N3K0水平时达到最低,土壤PH值不断升高,EC值也不断升高。单一追施钾肥时,土壤中的速效养分和有机质含量均显著高于对照N0K0,且随追施量的增加而升高,N0K3水平时达到最大,土壤PH值先升高后降低,EC值先降低后升高。当氮钾肥配合使用为N1K1、N1K2时土壤中的速效养分和有机质含量均显著高于对照N0K0。当氮肥追施量为N2、N3水平时土壤中速效养分和有机质含量均低于对照N0K0,且随施N量的增加而降低。

表2追施氮钾肥对土壤理化性状的影响

Table2The effects of processing on soil physical and chemical properties

  注:表中数据均为各重复的平均值,有相同字母的表示处理间差异不显著(p=0.05),下同。
  Note : Small letrs indicate 5% significant levels,respectively. The same below
  由图1和图2可知,在西瓜果实膨大期追施氮、钾肥时,土壤中的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量均随着施氮量的升高而不断降低。土壤中的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量均随着施钾量的升高而不断升高,且差异显著。

  2.2追施氮钾肥对土壤微生物种群与数量的影响
  由表3可知处理N3K0与对照N0K0相比,其微生物总量有所降低,细菌、真菌、放线菌数量与占比没有明显变化。处理N0K3与对照N0K0相比,其微生物总量显著升高,细菌数量与占比显著升高,真菌数量有所升高,占比有所降低,放线菌数量显著升高,占比有所降低。
表3各处理对土壤微生物种群与数量的影响
Table3The treatment effects on soil microbial population and number

  2.3追施氮钾肥对西瓜果实品质的影响
  由表4可知西瓜追施膨瓜肥,在施K量相同时,随着施N量的增加,西瓜果实中的可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、VC的含量显著降低,硝酸盐与亚硝酸盐的含量却不断升高。在施N量相同时,随着施K量的增加,西瓜果实中的可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、VC的含量显著升高,硝酸盐与亚硝酸盐的含量不断降低,其中表现差距最大的处理是N3K0与N0K3。
  由表5可知西瓜果实膨大期,随施N量的增加西瓜果实中的可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、VC的含量不断降低,硝酸盐与亚硝酸盐的含量却不断升高;随施K量的增加西瓜果实中的可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、VC的含量不断升高,硝酸盐与亚硝酸盐的含量却不断降低。

表4各处理对西瓜果实品质的影响
Table4The effects of processing on watermelon fruit quality

表5各施肥水平对西瓜果实品质的影响
Table5The influence of different fertilizer levels of watermelon fruit quality

  3 讨论与结论
  由以往的研究结果可知,N、K肥都对西瓜的生长、产量和品质有显著影响,适宜的N素营养能提高西瓜的品质,当N素过量时就会造成西瓜产量与品质下降[7];增加供K量可以明显改善西瓜的品质与产量,西瓜的可溶性总糖、维生素C含量都有随着供K量的增加而上升的趋势[8],与本试验所得结论一致。
  人体摄入过多的硝酸盐和亚硝酸盐对健康危害很大,因此硝酸盐与亚硝酸盐含量已成为评价蔬菜安全品质的一项重要指标,新鲜蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐最主要的来源就是过量施用氮肥[9],前人在哪个作物上做的,由实验结果可知西瓜果实膨大期追施过多的氮肥,会造成西瓜中大量硝酸盐与亚硝酸盐的积累,而适当增施钾肥,硝酸盐与亚硝酸盐含量有所降低,果实品质明显改善。
  耕层土壤微生物组成以细菌为主,放线菌次之,真菌最少,不同施肥处理条件下土壤微生物数量存在明显差异[10]。西瓜果实膨大期减氮增钾可使土壤中微生物数量和多样性得到明显改善,真菌与细菌的比例有所降低。
  氮肥减量施用可提高设施栽培西瓜的经济效益,对设施土壤可持续利用至关重要[11],测土配方施肥及根据某种作物的施肥规律在特定的时期施肥,也是解决盲目施肥、资源浪费与人力短缺的一项行知有效的方法,是农业可持续发展的一个方向。
结论?
  参考文献
[1]朱洪勋,张翔,沈阿林,孙春河. 西瓜需肥特点与平衡施肥研究[J]. 园艺学报,1996,02:145-149.
[2]鲍士旦主编.土壤农化分析 第3版[M].北京:中国农业出版社.2000:268-282.
[3]林先贵主编.土壤微生物研究原理与方法[M].北京:高等教育出版社.2010.
[4]王学奎主编.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社.2006.
[5]赵静,王娜,冯叙桥,赵宏侠,黄晓杰. 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐检测方法的研究进展[J]. 食品科学,2014,08:42-49.
[6]龚伟,颜晓元,王景燕. 长期施肥对土壤肥力的影响[J]. 土壤,2011,03:336-342.
[7]陈钢,宋桥生,吴礼树,戴照义,杜念华,张利红,陈祖平. 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,2007,04:472-475.
[8]王西和,刘骅,张炎,胡伟. 不同钾营养水平对西瓜产量及品质的影响[J]. 新疆农业科学,2010,10:2001-2004.
[9]冯晓群,雍东鹤. 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的来源及监控措施[J]. 甘肃科技,2011,04:143-147.
[10]孙瑞莲,朱鲁生,赵秉强,周启星,徐晶,张夫道. 长期施肥对土壤微生物的影响及其在养分调控中的作用[J]. 应用生态学报,2004,10:1907-1910.
[11]孙瑞莲,朱鲁生,赵秉强,周启星,徐晶,张夫道. 长期施肥对土壤微生物的影响及其在养分调控中的作用[J]. 应用生态学报,2004,10:1907-1910.

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