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不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜坐果節(jié)位葉片生理特性的影響

2019-08-30 01:26康利允常高正馬政華李曉慧高寧寧徐小利李海倫趙衛(wèi)星
中國土壤與肥料 2019年4期
關(guān)鍵詞:節(jié)位吸收量甜瓜

康利允,常高正,馬政華,李曉慧,高寧寧,梁 慎,徐小利,李海倫,趙衛(wèi)星*

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所,河南 鄭州 450002;2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河南 鄭州 450002)

氮、鉀是作物生長發(fā)育需求量較大的兩種礦質(zhì)營養(yǎng)元素,與作物生理代謝活動(dòng)關(guān)系密切。氮、鉀素供應(yīng)的高低可通過影響作物根、莖、葉、果實(shí)等器官的生長發(fā)育及生理生化功能,最終影響其產(chǎn)量和品質(zhì)[1-2]。在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)試驗(yàn)中,如何通過調(diào)控氮、鉀素延緩葉片在生殖生長階段的衰老,使之能持續(xù)地向生殖器官運(yùn)輸光合同化產(chǎn)物,是使作物增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的有效方法之一[3]。氮素供應(yīng)不足可引起作物葉片可溶性蛋白質(zhì)(SP)含量的降低,膜脂過氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)含量升高,加速衰老進(jìn)程[4]。王賀正等[5]研究表明,在一定范圍內(nèi),隨施氮水平的提高,超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)等保護(hù)酶活性增加;MDA含量降低,增強(qiáng)了膜的保護(hù)功能,延緩衰老,但施氮水平過高或過低,則會(huì)引起抑制作用。同時(shí),甜瓜也是喜鉀作物,需鉀量較高。鉀主要通過促進(jìn)光合同化產(chǎn)物的運(yùn)輸,調(diào)節(jié)多種酶的活性,增強(qiáng)細(xì)胞滲透調(diào)節(jié),提高抗逆性等而改善品質(zhì)[6];喬維川等[7]研究表明,施鉀可提高延胡索幼苗SOD、POD和CAT活性,有效降低MDA含量,延緩衰老,且施鉀量為0.67 g·kg-1時(shí)效果最明顯;陳昆等[8]利用水培試驗(yàn)研究表明,營養(yǎng)液鉀濃度為0~9.0 mmol·L-1時(shí),大蒜葉片光合速率、鮮質(zhì)量及鱗莖可溶性糖含量、維生素C含量、SP含量隨鉀濃度的升高而增加,當(dāng)鉀濃度高達(dá)12.0 mmol·L-1時(shí)上述指標(biāo)反而呈下降的趨勢(shì);合理的氮、鉀配施可使SP含量增加,SOD和POD活性增強(qiáng),MDA含量降低,延緩植株衰老,促進(jìn)營養(yǎng)器官干物質(zhì)的積累,且有利于養(yǎng)分向生殖器官的轉(zhuǎn)移,從而得到高產(chǎn),改善品質(zhì)[9]。前人的研究主要是圍繞施氮或施鉀對(duì)甜瓜器官建成、養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響,關(guān)于甜瓜生育后期受氮、鉀調(diào)控的生理機(jī)制系統(tǒng)研究報(bào)道較少。因此,本試驗(yàn)在不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜生育后期生理效應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,闡述了不同氮鉀處理對(duì)甜瓜坐果節(jié)位葉片保護(hù)酶活性、滲透調(diào)節(jié)能力及膜脂過氧化程度的影響,篩選出適合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的最佳氮鉀肥用量,旨在為合理施肥、延緩甜瓜衰老提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2015年3~7月在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技試驗(yàn)示范基地連棟棚內(nèi)進(jìn)行。該試驗(yàn)地位于河南省原陽縣南部(東經(jīng)113°58′12″、北緯35°3′),屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,年均氣溫達(dá)14.4℃、降水量565 mm。試驗(yàn)地土壤為潮土,播前0~20 cm土層基本理化性質(zhì)見表1。

表1 試驗(yàn)供試土壤性質(zhì)

1.1 試驗(yàn)材料

供試厚皮甜瓜品種為‘RX8’(TC620-8-56×TA11-1),由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所選育,早熟,果實(shí)發(fā)育期30~35 d,平均單瓜重約2.0kg,果肉厚3.5~4.5 cm,中心可溶性固形物含量達(dá)16.0%~20.0%,輕抗枯萎病和病毒病,耐貯運(yùn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)重氮重鉀(N2K2):N 320kg·hm-2,K2O 480kg·hm-2;重氮輕鉀(N2K1):N 320kg·hm-2,K2O 120kg·hm-2;輕氮重鉀(N1K2):N 80kg·hm-2,K2O 480kg·hm-2;輕氮輕鉀(N1K1):N 80kg·hm-2,K2O 120kg·hm-2;中氮中鉀(NK):N 200kg·hm-2,K2O 300kg·hm-2。試驗(yàn)共5個(gè)處理,重復(fù)3次,隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)面積為4 m×7.7 m。定植行、株距為1.1 m×0.4 m,設(shè)于棚內(nèi)中段,兩頭留有4 m長的緩沖帶,以避免因棚口溫度和濕度差異較大而引起的誤差。中氮中鉀處理的施肥量是根據(jù)當(dāng)?shù)亟?年甜瓜氮、鉀肥用量及試驗(yàn)小區(qū)土壤基礎(chǔ)肥力而確定的,重氮、重鉀、輕氮、輕鉀處理的施氮量、施鉀量分別在中氮、中鉀的基礎(chǔ)上增減60%。

試驗(yàn)于2015年3月12日采用基質(zhì)穴盤育苗,3~4葉一心時(shí)(4月23日)定植,7月7日收獲,采用膜下滴灌方式進(jìn)行灌溉,根據(jù)小區(qū)土壤含水率每次灌溉至田間持水率的80%左右,伸蔓期進(jìn)行擺蔓、整枝、留瓜,其他管理措施同常規(guī)。每株在主蔓12~15節(jié)子蔓留瓜1個(gè),主蔓25節(jié)打頂。各處理均基施有機(jī)肥750kg·hm-2(N 0.8%、P2O50.4%、K2O 0.4%),均基施磷肥105kg·hm-2(過磷酸鈣,P2O516%)。試驗(yàn)所用氮肥為尿素(N 46.4%),鉀肥為硫酸鉀(K2O 51%),其中氮肥、鉀肥40%做基肥于播前瓜行條施,伸蔓期、膨果期分別追施30%。

1.3 樣品采集與測(cè)定

從定果日起,每隔約7 d每小區(qū)選取有代表性甜瓜3株的坐果節(jié)位葉片,采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)(SP)含量[10];采用硫代巴比妥酸(TBA)法測(cè)定丙二醛(MDA)含量[10];采用氮藍(lán)四唑(NBT)光化學(xué)還原法測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活性[10];采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過氧化物酶(POD)活性[10];采用過氧化氫紫外線法測(cè)定過氧化氫酶(CAT)活性[10]。

成熟期(7月7日)每小區(qū)采集生長整齊一致的10株果實(shí),稱重,計(jì)算產(chǎn)量,測(cè)定果實(shí)中心、邊部可溶性固形物含量;選取5株,將地上部分植株樣置于烘箱內(nèi)105℃殺青30 min,75℃烘干至恒重計(jì)算生物量。植株干樣粉碎后,采用常規(guī)分析方法測(cè)定植株氮、磷、鉀含量[11]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003處理數(shù)據(jù);SPSS 13.0進(jìn)行方差分析及多重比較;Sigmaplot 10.0制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜坐果節(jié)位葉片抗氧化酶活性的影響

2.1.1 超氧化物歧化酶(SOD)活性

表2中的方差分析結(jié)果顯示,氮、鉀對(duì)不同生育時(shí)期甜瓜坐果節(jié)位葉片SOD活性的影響差異均顯著(P<0.05),氮鉀交互效應(yīng)對(duì)定植后63 d的影響也達(dá)5%顯著水平。對(duì)4個(gè)生育時(shí)期甜瓜SOD活性相對(duì)作用的順序均表現(xiàn)為鉀最大,氮次之,氮鉀交互作用最小。

表2 不同氮鉀肥用量甜瓜SOD、POD、CAT活性和SP、MDA含量的方差分析

由圖1可知,生育期間不同氮鉀處理下甜瓜坐果節(jié)位葉片SOD活性變化趨勢(shì)一致,均表現(xiàn)為從坐果起隨生育期的推進(jìn)呈先上升后下降的趨勢(shì),且不同生育時(shí)期間差異顯著,定植后49 d各處理SOD活性達(dá)到最高值,顯著高于其它生育時(shí)期(P<0.05),平均顯著增加33.4%。同一供氮水平下,定植后40、49、56和63 d均表現(xiàn)為高鉀顯著高于低鉀處理(P<0.05),同一供鉀水平下,4個(gè)測(cè)定時(shí)期高氮均顯著高于低氮處理(P<0.05)。從圖1中還可以看出,4個(gè)測(cè)定時(shí)期,隨著氮、鉀素供應(yīng)量的增加,甜瓜坐果節(jié)位葉片SOD活性呈先升高后降低的趨勢(shì),NK和N2K2處理均顯著高于其它處理(P<0.05),定植后40和49 d N2K2高于NK處理,但二者差異不顯著,定植后56 d和63 d則相反,表現(xiàn)為NK高于N2K2處理,且定植后63 d時(shí)差異達(dá)5%顯著水平,增加11.2%。

圖1不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜超氧化物歧化酶活性的影響

2.1.2 過氧化物酶(POD)活性

不同氮鉀肥用量不同生育時(shí)期甜瓜坐果節(jié)位葉片POD活性的方差分析(表2)結(jié)果顯示,氮、鉀對(duì)甜瓜不同生育時(shí)期POD活性的影響差異均顯著(P<0.05),氮鉀交互效應(yīng)對(duì)定植后63 d的影響差異也顯著(P<0.05)。對(duì)4個(gè)生育時(shí)期甜瓜POD活性相對(duì)作用的順序均表現(xiàn)為氮最大,鉀次之,氮鉀交互作用最小。

由圖2可見,生育期間不同氮鉀處理下甜瓜坐果節(jié)位葉片POD活性變化趨勢(shì)一致,均表現(xiàn)為隨生育期的推進(jìn)呈先升高后降低的趨勢(shì),且不同生育時(shí)期間差異顯著,定植后49 d各處理POD活性達(dá)到最高值,顯著高于其它生育時(shí)期(P<0.05),平均顯著增加21.6%。同一供氮水平下,定植后40、49、56和63 d均表現(xiàn)為高鉀顯著高于低鉀處理(P<0.05),同一供鉀水平下,4個(gè)測(cè)定時(shí)期高氮均顯著高于低氮處理(P<0.05)。從圖2中還可以看出,4個(gè)測(cè)定時(shí)期,隨著氮、鉀素供應(yīng)量的增加,甜瓜坐果節(jié)位葉片POD活性呈先升高后降低的趨勢(shì),NK和N2K2處理均顯著高于其它處理(P<0.05),定植后40 d N2K2高于NK處理,但二者差異不顯著,定植后49、56和63 d則相反,表現(xiàn)為NK高于N2K2,且定植后63 d時(shí)差異達(dá)5%顯著水平,增加10.1%。

圖2 不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜過氧化物酶活性的影響

2.1.3 過氧化氫酶(CAT)活性

不同氮鉀肥用量不同生育時(shí)期甜瓜坐果節(jié)位葉片CAT活性的方差分析(表2)結(jié)果顯示,氮、鉀對(duì)甜瓜不同生育時(shí)期CAT活性的影響差異均顯著(P<0.05)。對(duì)4個(gè)生育時(shí)期甜瓜CAT活性相對(duì)作用的順序均表現(xiàn)為氮最大,鉀次之,氮鉀交互作用最小。

生育期間不同氮鉀處理下CAT活性變化趨勢(shì)一致(圖3),均表現(xiàn)為從坐果起隨生育期的推進(jìn)呈先升高后降低的趨勢(shì),定植后49 d時(shí)達(dá)最大,顯著高于其它生育時(shí)期(P<0.05),平均顯著增加8.04%。同一供氮水平下,定植后40、49、56和63 d均表現(xiàn)為高鉀顯著高于低鉀處理(P<0.05),同一供鉀水平下,4個(gè)測(cè)定時(shí)期高氮均顯著高于低氮處理(P<0.05)。從圖3中還可以看出,4個(gè)測(cè)定時(shí)期,隨著氮、鉀素供應(yīng)量的增加,甜瓜坐果節(jié)位葉片CAT活性呈先升高后降低的趨勢(shì),NK和N2K2處理均顯著高于其它處理(P<0.05),且定植后56和63 d時(shí)NK和N2K2處理間差異也達(dá)顯著水平,NK較N2K2處理分別顯著增加7.25%和16.6%。

圖3 不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜過氧化氫酶活性的影響

2.2 不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜坐果節(jié)位葉片可溶性蛋白質(zhì)(SP)含量的影響

不同氮鉀肥用量不同生育時(shí)期甜瓜坐果節(jié)位葉片SP含量的方差分析(表2)結(jié)果顯示,氮、鉀對(duì)甜瓜SP含量的影響差異均顯著(P<0.05)。對(duì)4個(gè)生育時(shí)期甜瓜SP活性相對(duì)作用的順序均表現(xiàn)為氮最大,鉀次之,氮鉀交互作用最小。

由圖4可知,生育期間不同氮鉀處理下甜瓜坐果節(jié)位葉片SP變化趨勢(shì)一致,均表現(xiàn)為從坐果起隨生育期的推進(jìn)呈一直下降的趨勢(shì),不同生育時(shí)期間差異顯著,定植后40 d顯著高于其它生育時(shí)期(P<0.05),平均顯著增加29.5%。同一供氮水平下,定植后40、49、56和63 d均表現(xiàn)為高鉀顯著高于低鉀處理(P<0.05),同一供鉀水平下,4個(gè)測(cè)定時(shí)期高氮均顯著高于低氮處理(P<0.05)。4個(gè)測(cè)定時(shí)期,隨著氮、鉀素供應(yīng)量的增加,甜瓜坐果節(jié)位葉片SP含量均呈先增加后下降的趨勢(shì),NK和N2K2處理除定植后40 d外其余3個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著高于其它處理(P<0.05),且定植后56和63 d時(shí)NK和N2K2處理間差異也達(dá)顯著水平(P<0.05),NK較N2K2處理分別增加6.72%和16.5%;從圖4中還可以看出,4個(gè)測(cè)定時(shí)期均表現(xiàn)為N2K1顯著高于N1K2,表明施用氮、鉀肥可增加甜瓜可溶性蛋白質(zhì)含量,但氮鉀肥用量多到一定程度反而呈下降的趨勢(shì),合理氮鉀肥用量可以減緩可溶性蛋白質(zhì)含量下降的速度,越到生育后期效果越明顯,且氮肥效果大于鉀肥。

圖4 不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

2.3 不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜坐果節(jié)位葉片丙二醛(MDA)含量的影響

表2方差分析結(jié)果顯示,氮、鉀對(duì)不同生育時(shí)期甜瓜坐果節(jié)位葉片MDA含量的影響均達(dá)顯著差異水平(P<0.05)。對(duì)4個(gè)生育時(shí)期相對(duì)作用的順序均表現(xiàn)為氮最大,鉀次之,氮鉀交互作用最小。

生育期間不同氮鉀處理下甜瓜坐果節(jié)位葉片MDA含量變化趨勢(shì)一致(圖5),均表現(xiàn)為從坐果起隨生育期的推進(jìn)一直呈升高的趨勢(shì),且不同生育時(shí)期間差異顯著,定植后63 d顯著高于其它生育時(shí)期(P<0.05),平均顯著增加24.8%。同一供氮水平下,定植后40、49、56和63 d均表現(xiàn)為高鉀低于低鉀處理,且除定植后40 d外其余測(cè)定時(shí)期差異均顯著(P<0.05),同一供鉀水平下,4個(gè)測(cè)定時(shí)期均表現(xiàn)為高氮顯著低于低氮處理(P<0.05)。從圖5中還可以看出,4個(gè)測(cè)定時(shí)期,隨著氮、鉀素供應(yīng)量的增加,甜瓜坐果節(jié)位葉片MDA含量呈先降低后上升的趨勢(shì),NK和N2K2處理除定植后40 d外其余3個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著低于其它處理(P<0.05),且定植后56和63 d時(shí)NK和N2K2處理間差異也達(dá)顯著水平(P<0.05),NK較N2K2處理分別顯著降低12.9%和16.3%。

圖5 不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜丙二醛含量的影響

2.4 不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

表3方差分析結(jié)果顯示,不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜產(chǎn)量和中心、邊部可溶性固形物含量的影響差異不同。氮顯著影響甜瓜產(chǎn)量,鉀及氮鉀交互作用對(duì)甜瓜中心、邊部可溶性固形物含量影響差異顯著(P<0.05)。

表3 不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及N、P、K養(yǎng)分累積吸收量的方差分析

由表4可知,同一供氮水平下,高鉀較低鉀處理中心、邊部可溶性固形物含量顯著增加,產(chǎn)量卻差異不顯著;同一供鉀水平下,與低氮處理相比,高氮處理甜瓜產(chǎn)量顯著增加(P<0.05),而中心、邊部可溶性固形物含量則隨施鉀水平不同而異,高鉀條件下,高氮與低氮處理間中心、邊部可溶性固形物含量差異均不顯著,低鉀條件下則表現(xiàn)為高氮處理顯著高于低氮處理(P<0.05);由表4還可以看出,隨氮、鉀施肥量的增加,甜瓜中心、邊部可溶性固形物含量及產(chǎn)量均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì),NK處理中心、邊部可溶性固形物含量及產(chǎn)量均呈最高,顯著高于其它處理(P<0.05),分別增加9.09%、14.3%及22.1%,與NK處理相比,N2K2處理中心、邊部可溶性固形物含量及產(chǎn)量顯著降低5.26%、9.26%及21.3%(P<0.05)。

表4 不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.5 不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜養(yǎng)分積累的影響

不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜氮、磷、鉀累積吸收量的影響差異顯著(表3)。氮、鉀及氮鉀交互效應(yīng)(除鉀對(duì)N養(yǎng)分累積吸收量外)均顯著影響甜瓜N、P、K養(yǎng)分累積吸收量。對(duì)甜瓜N、P、K養(yǎng)分累積吸收量相對(duì)作用的順序均表現(xiàn)為氮最大,鉀次之,氮鉀交互作用最小。

由表5可知,甜瓜對(duì)鉀素的吸收量最大,最高鉀含量為7 874.2 mg·株-1,其次是氮素,吸磷量相對(duì)最少。同一供氮水平下,高鉀較低鉀處理鉀素累積吸收量顯著增加,低氮條件下,高鉀處理氮、磷素累積吸收量顯著高于低鉀處理(P<0.05);同一供鉀水平下,高氮較低氮處理甜瓜氮、磷、鉀素累積吸收量均顯著增加(P<0.05)。從整體看,NK處理氮、磷、鉀素累積吸收量均呈最高水平,顯著高于其他處理(P<0.05),平均分別增加41.4%、55.7%、36.6%,氮鉀肥用量過高或過低均不利于甜瓜氮、磷、鉀素累積吸收量的提高。

表5 不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜養(yǎng)分累積吸收的影響(mg·株 -1)

3 討論

3.1 不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜坐果節(jié)位葉片生理特性的影響

坐果節(jié)位葉是甜瓜生育后期最重要的功能葉,其生理活性大小與甜瓜生長發(fā)育密切相關(guān),進(jìn)而影響甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。在正常情況下,植物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生與清除能達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,活性氧處于較低水平,不會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生傷害,但在生育后期,體內(nèi)活性氧代謝失調(diào)[12],活性氧過多積累會(huì)引發(fā)或加劇膜脂過氧化作用,膜結(jié)構(gòu)被破壞,導(dǎo)致植物衰老加劇[13]。生殖生長階段作物葉片衰老導(dǎo)致有效光合作用持續(xù)期縮短,導(dǎo)致減產(chǎn)[14],而光合作用與活性氧代謝有極顯著的相關(guān)關(guān)系[15],抗氧化酶系統(tǒng)在緩解活性氧對(duì)細(xì)胞的傷害中扮演著一個(gè)重要的角色[16-18]。增施氮肥能明顯增強(qiáng)冬小麥旗葉生長中后期SOD、POD活性,降低MDA含量[19];施鉀能增加作物生殖生長階段葉片中SOD和CAT含量,減少M(fèi)DA的產(chǎn)生和積累,延緩葉片早衰[20],施鉀量過高SOD活性反而有下降的趨勢(shì)[21];王洪飛等[22]研究指出,氮鉀配施能夠有效地提高玉米穗位葉SOD活性,增加SP含量,降低MDA含量,延緩生育后期葉片衰老,提高玉米籽粒產(chǎn)量。本試驗(yàn)方差分析表明,氮、鉀對(duì)不同生育時(shí)期SOD、POD、CAT影響差異顯著,對(duì)SOD活性相對(duì)作用順序?yàn)殁涀畲?,氮次之,氮鉀交互作用最小,POD、CAT則為氮最大,鉀次之,氮鉀交互作用最??;從坐果起,不同氮鉀處理甜瓜坐果節(jié)位葉片SOD、POD和CAT活性變化趨勢(shì)一致,均為隨生育期的推進(jìn)呈先上升后下降的趨勢(shì),不同生育時(shí)期間差異達(dá)顯著水平,定植后49 d各處理SOD、POD和CAT活性均達(dá)到最高值,說明定植后49 d是甜瓜坐果節(jié)位葉片抗氧化酶系統(tǒng)旺盛期;定植后40、49、56及63 d這4個(gè)測(cè)定時(shí)期,在一定范圍內(nèi)施氮、鉀肥可顯著提高上述抗氧化酶活性,氮鉀肥用量過高(N2K2)三者活性均較適宜氮鉀肥用量(NK)有下降的趨勢(shì),定植后63 d時(shí)SOD和POD活性均表現(xiàn)為中氮中鉀顯著高于高氮高鉀處理,而CAT活性則為定植后56和63 d時(shí)中氮中鉀顯著高于高氮高鉀處理,表明合理的氮鉀肥用量可減緩甜瓜生育后期SOD、POD和CAT活性下降的速度,延緩甜瓜衰老,提高抗性,越到生育后期效果越顯著,這可能是甜瓜延緩葉片衰老的重要機(jī)制之一。

SP是作物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),隨著生育進(jìn)程的推進(jìn),作物葉片中SP含量呈下降趨勢(shì)[23]。劉曉靜等[24]研究認(rèn)為合理施氮使作物增產(chǎn)的主要原因可能與提高作物氮素代謝能力,且增加SP含量,從而延緩了葉片衰老有關(guān);張智猛等[25]研究發(fā)現(xiàn)氮素營養(yǎng)能顯著增加作物葉片中SP含量,減緩生育后期SP的下降速率;適宜的鉀濃度可提高作物SP含量[26],這可能是因?yàn)殁浭前被?tRNA合成酶的活化劑,能促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成[27]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同氮、鉀肥用量對(duì)甜瓜SP含量的方差分析表明(表2),氮、鉀對(duì)甜瓜不同生育時(shí)期SP含量的影響差異顯著(P<0.05)。對(duì)4個(gè)生育時(shí)期甜瓜SP活性相對(duì)作用的順序均表現(xiàn)為氮最大,鉀次之,氮鉀交互作用最小;從坐果起,不同氮鉀處理甜瓜坐果節(jié)位葉片SP含量變化趨勢(shì)一致,均表現(xiàn)為隨生育期的推進(jìn)呈一直下降的趨勢(shì),且不同生育時(shí)期間差異顯著。定植后56和63 d中氮中鉀的SP含量顯著高于高氮高鉀處理,表明合理施用氮、鉀肥可增加甜瓜SP含量,減緩SP含量下降速度,提高葉片滲透調(diào)節(jié)能力,延緩葉片衰老,使光合器官維持相對(duì)良好的結(jié)構(gòu),有利于增加作物養(yǎng)分累積吸收量,從而提高產(chǎn)量和品質(zhì),但氮鉀肥用量過高反而使SP含量有降低的趨勢(shì),越到生育后期效果越明顯,且氮肥效果大于鉀肥,這與前人研究結(jié)果一致[28]。

植株衰老時(shí),其體內(nèi)MDA含量上升[29]。合理的氮、鉀肥用量可使MDA含量降低,施肥量過高反而不利于MDA含量的下降[30-31]。本試驗(yàn)對(duì)不同生育時(shí)期甜瓜MDA含量的方差分析表明,氮、鉀對(duì)甜瓜不同生育時(shí)期MDA含量的影響均達(dá)顯著差異水平(P<0.05),對(duì)4個(gè)生育時(shí)期相對(duì)作用的順序均表現(xiàn)為氮最大,鉀次之,氮鉀交互作用最??;從坐果起,不同氮鉀處理甜瓜坐果節(jié)位葉片MDA含量變化趨勢(shì)一致,均為隨生育期的推進(jìn)呈一直升高的趨勢(shì),且不同生育時(shí)期間差異顯著;4個(gè)測(cè)定時(shí)期,隨著氮、鉀素供應(yīng)量的增加,MDA含量呈先降低后上升的趨勢(shì),高氮高鉀(N2K2)處理較中氮中鉀(NK)處理反而有上升的趨勢(shì),定植后56和63 d時(shí)中氮中鉀較高氮高鉀處理顯著降低,表明合理施用氮、鉀肥可降低甜瓜MDA含量,但氮、鉀肥用量過高M(jìn)DA含量反而又有增加的趨勢(shì),且越到生育后期效果越顯著。不同氮、鉀肥用量丙二醛的變化趨勢(shì)和抗氧化保護(hù)性酶、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的變化趨勢(shì)相反,表明施用氮、鉀肥與甜瓜生殖生長階段衰老速度存在密切聯(lián)系,即合理的氮、鉀肥用量能有效增強(qiáng)甜瓜的抗衰老能力,從而保證光合同化產(chǎn)物更多的轉(zhuǎn)移到果實(shí)中,有利于得到高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì),但氮鉀肥用量過高,加劇生殖生長階段葉片抗氧化保護(hù)酶活性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)降解速度,引起植物體內(nèi)活性氧含量增加,加劇葉片衰老,不利于產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。

3.2 不同氮鉀肥用量對(duì)甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)和養(yǎng)分累積吸收量的影響

作物產(chǎn)量、品質(zhì)與養(yǎng)分累積吸收量關(guān)系密切,養(yǎng)分累積吸收量是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[32],也是影響品質(zhì)提高的重要因素之一[33]。增施氮肥可增加作物籽粒氮、磷、鉀含量,提高產(chǎn)量和品質(zhì),當(dāng)施氮量增加到一定值時(shí),氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量、產(chǎn)量及品質(zhì)反而有下降的趨勢(shì)[34];合理施鉀有利于增強(qiáng)作物對(duì)氮的吸收利用能力,提高氮肥利用率,促進(jìn)作物發(fā)育,有利于高產(chǎn)[35],且鉀素有“品質(zhì)元素”之稱,對(duì)改善果實(shí)品質(zhì)有顯著效果[36]。武際等[37]研究認(rèn)為,氮、鉀配施能促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收,且養(yǎng)分間存在一定的正交互作用,能顯著提高產(chǎn)量和品質(zhì)。本試驗(yàn)對(duì)甜瓜產(chǎn)量及中心、邊部可溶性固形物的方差分析結(jié)果表明,氮肥顯著影響甜瓜產(chǎn)量,鉀及氮鉀交互作用顯著影響甜瓜的中心、邊部可溶性固形物含量,影響其口感;不同氮、鉀施肥量對(duì)甜瓜植株N、P、K養(yǎng)分累積吸收量方差分析表明,氮、鉀及氮鉀交互效應(yīng)(除鉀對(duì)N養(yǎng)分累積吸收量外)均顯著影響甜瓜N、P、K養(yǎng)分累積吸收量;本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),中氮中鉀處理的甜瓜中心、邊部可溶性固形物含量、產(chǎn)量及N、P、K素累積吸收量均呈最高水平,顯著高于其他處理(P<0.05),高氮高鉀處理的上述指標(biāo)均較中氮中鉀處理顯著降低,表明合理施用氮、鉀肥可以提高甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及植株對(duì)氮、磷、鉀素的吸收利用能力,但施肥量過高反而不利于對(duì)養(yǎng)分的吸收,導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)的降低,且氮肥增產(chǎn)效果更為明顯,鉀肥對(duì)品質(zhì)效果更為明顯。

4 結(jié)論

氮、鉀肥對(duì)不同生育時(shí)期甜瓜坐果節(jié)位葉片SOD、POD、CAT活性和SP、MDA含量的影響差異均顯著,且不同氮、鉀肥用量對(duì)甜瓜坐果節(jié)位葉

片SOD、POD、CAT活性和SP含量變化趨勢(shì)相似,均表現(xiàn)為隨氮鉀肥用量的增加上述生理指標(biāo)均呈先增加后降低的趨勢(shì),合理施用氮、鉀肥可減緩其下降速度,氮鉀肥用量過高反而不利于減緩其下降速度;隨著氮鉀肥用量的增加,MDA含量與SOD、POD、CAT、SP活性變化趨勢(shì)相反,呈先降低后上升的趨勢(shì);氮肥顯著影響甜瓜產(chǎn)量及N、P、K養(yǎng)分累積吸收量,鉀肥顯著影響甜瓜果實(shí)品質(zhì)及植株對(duì)P、K素的吸收量,氮鉀交互作用對(duì)甜瓜果實(shí)品質(zhì)及植株對(duì)N、P、K養(yǎng)分累積吸收量影響差異均顯著;中氮中鉀處理(N 200,K2O 300kg·hm-2)較其他處理均不同程度增加甜瓜生育后期坐果節(jié)位葉片SOD、POD、CAT活性和SP含量,降低MDA含量,且中氮中鉀處理的甜瓜產(chǎn)量和中心、邊部可溶性固形物含量及植株氮、磷、鉀累積吸收量均達(dá)到最大,表明合理的氮鉀肥用量能增加抗氧化酶活性,同時(shí)增強(qiáng)滲透調(diào)節(jié)能力,減緩植株衰老,從而有利于提高植株對(duì)養(yǎng)分的吸收利用能力,增強(qiáng)光合同化產(chǎn)物向果實(shí)轉(zhuǎn)移,提高產(chǎn)量和品質(zhì),但過量施用氮、鉀肥反而對(duì)植株造成不利影響,因此,本試驗(yàn)條件下,土壤施氮、鉀量分別以N 200、K2O 300kg·hm-2為宜。

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