肥水耦合对西瓜生长、产量和品质的影响

赵卫星　徐小利等

摘 要：
【目的】为探明不同肥水耦合方式在西瓜上的应用效果。【方法】 以西瓜‘黑帝为试材，测定分析了不同肥水耦合条件下西瓜光合特性、硝酸还原酶、过氧化物酶及产量和品质。【结果】在总灌水量和施肥量相同的条件下，不同测定时期硝酸还原酶和过氧化物酶活性随灌水次数的变化而不同，伸蔓期其活性随灌水次数的减少先上升后下降，灌水2次的处理达到最高，膨瓜期其活性随灌水次数的减少逐渐上升；
随灌水次数的减少，西瓜叶片的光合速率、水分利用率和产量呈先上后下的趋势，处理T3达到最高值，且显著高于其他处理。各个处理间可溶性固形物和维生素C含量差异不显著。【结论】 处理T3的肥水耦合方式可起到以水调肥的协同作用，具有一定的应用价值。

关键词：
西瓜；

肥水耦合；

生长；

产量；

品质

中图分类号：S651 文献标志码：A 文章编号：1009-9980？穴2013？雪04-0639-05

肥水耦合是物理学概念的借用，它是指农业生态系统中，水分和土壤矿物元素这2个体系的相互作用，其相互作用所产生的结果或现象称之为肥水耦合效应[1]。其核心是强调影响作物生长的两大因素“水”和“肥”之间的有机联系，其对植物生育的相互促进或相互制约作用[2]，国内外很多研究表明，合理的水肥有利于作物高产，而盲目的水肥管理不但对作物生长发育不利，还将造成资源浪费和环境污染[3-4]。因此，开展肥水耦合技术的研究具有重要意义。

西瓜汁多味美，是一种深受人们喜爱的水果。近年来，随着我国农业结构调整的不断深入，西瓜种植面积逐步扩大，相应的栽培技术研究也正在快速发展，其中水和肥是促进西瓜节水增产、提高品质的两个关键控制因素。国内很多学者对西瓜施肥和灌水单项技术进行了相关研究，并取得一定的效果[5-6]，但肥水耦合在西瓜上应用的系统研究较少。为此，我们采用滴灌的方法，研究全地膜覆盖条件下不同肥水耦合在西瓜上的应用效果，以期为西瓜的水肥管理和高产优质提供技术支持及理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

1.2 试验设计

1.3 测定项目及方法

定植前选取耕层（0～20 cm）土样进行养分的测定。有机质：
参照GB98347-88标准，速效N：
参照GB7849-87，速效K：
参照GB7856-87，速效P：
参照GB12297-90，pH值：
采取电位法。

于伸蔓期和膨瓜期最后一次灌水的第3天进行叶片光合速率、硝酸还原酶和过氧化物歧化酶活性的测定。

采用氮蓝四唑（NBT）光化还原法测定超氧化物歧化酶 （SOD）酶活性[7]，采用磺胺比色法测定硝酸还原酶（NR）活性[8]。

6月28日用直尺测定植株蔓长、茎粗、节间长度、最大叶长和叶宽[9]，用最大叶长与叶宽之积估算最大叶面积；
7月2日收获时一次性测定各小区的产量，并折合成每公顷产量。

在农业部农产品质量监督检验测试中心（郑州）测定，每个处理采取6果实。可溶性固形物用RA-250HE糖度计测定；
维生素C含量参照GB/T 6195-1986。

采用Excel 2003和DPS 7.05软件对试验数据进行分析，差异分析采用邓肯氏新复极差法。

2 结果与分析

2.1 肥水耦合对西瓜硝酸还原酶（NR）、SOD活性影响

2.2 肥水耦合对西瓜光合特性影响

2.3 肥水耦合对西瓜地上植株生长的影响

2.4 肥水耦合对西瓜产量和品质影响

3 讨 论

水分是肥效发挥的关键，肥是打开水土系统生产效能的钥匙，肥水关系失调意味着植物生长过程的衰退和停止[15]。合理的施肥量必须与水分状况紧密结合才能使作物达到高产优质。施肥、灌水总量一定的情况下，养分和水分之间以及两者耦合与作物之间存在着协同、顺序加和及表观颉抗等作用，以水调肥存在一个最佳组合点。本研究结果表明，处理T3的肥水组合方式对西瓜的营养生长、光合速率以及产量、品质都有明显的促进作用。试验仅在黏质土壤条件下进行，还需进一步开展不同土壤类型下肥水耦合协同效应的研究，以实现随水冲肥来达到高产优质的目的。

NR是植株体内NO3同化过程中的限速酶， 是催化 NO3转化为氨基酸的第一步反应[16]，不仅对作物的氮素吸收和利用起关键作用，而且与作物的光合、呼吸和碳素代谢关系密切，常被用来表示氮代谢的强度。本试验中处理T3 的NR 活性高于处理 T1、T2，说明施肥和灌水量一定的条件下，灌水次数过多不利于 NR 活性的提高，只有适度的含水量才能够改善 NR 活性，这与孙永健等[17]的研究一致。其原因可能是合理灌溉提高土壤水分含量及肥料中不同位点的可给态养分的转化速率，从而提高作物对养分的吸收和肥料的利用效果。

SOD是生物防御活性氧伤害的重要保护酶之一，主要功能是清除机体所产生的超氧化物自由基，阻止自由基对器官和生理过程的破坏，抑制膜脂过氧化作用的发生[18]。养分缺乏或过高时，均不利于SOD酶的合成[19]。适量的肥水耦合能增强叶肉细胞对活性氧自由基的清除能力，维持细胞稳定性，延缓衰老。本试验中处理T3叶片SOD的活性坐瓜期显著高于其他处理，而在膨瓜期其活性略低于对照。这可能是西瓜植株生长后期根系活力逐渐减弱，随灌水频率的增加，受到暂时性水分胁迫，导致SOD的活性下降。但其具体原因还有待进一步研究。

农业生产系统是一个复杂的生态体系，水分的有效性影响着土壤微生物的活动、物理化学作用及植物体的生理生化过程，使得土壤养分和土壤水分密切而又复杂地联系在一起。其对植物的影响在合理范围内有明显的协同作用，但不同作物、不同地区适宜的水肥范围和主导因素又有所差别[20]。本研究在西瓜伸蔓期和膨瓜期设置了相同的肥水耦合模式，实际生产中两个时期西瓜对肥水的需求有一定差异。因此，进一步研究肥水耦合应根据西瓜对肥水的需求规律，建立节水高产肥水耦合数学模型，从根系发育和吸水动力学的角度来探讨其互作效应。

4 结 论

在本试验条件下，西瓜伸蔓期和膨瓜期每7 d灌水1次，每次灌水量分别为225 m3·hm-2和337.5m3·hm-2，配施112.5 kg·hm-2复合肥的耦合方式，具有协同效应，该耦合方式能提高伸蔓期叶片NR、SOD活性，促进植株的营养生长，显著提高西瓜的光合速率和产量，在实际生产中具有一定的应用价值。

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