康利允 李曉慧 高寧寧 王慧穎 李海倫 梁慎 常高正 趙衛(wèi)星

（河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，河南鄭州 450002）

摘要：為鑒定甜瓜耐低氮低鉀能力，篩選氮鉀雙高效評(píng)價(jià)指標(biāo)，為甜瓜氮鉀雙高效品種選育提供理論依據(jù)。以河南省主推甜瓜品種為供試材料，苗期試驗(yàn)采用穴盤基質(zhì)栽培，設(shè)正常供氮鉀（CK，N含量4.88 mmol/L、K2O含量 2.50 mmol/L）、低氮（LN，N含量0.01 mmol/L）、低鉀（LK，K2O含量0.01 mmol/L）、低氮鉀（LNK，N含量0.01 mmol/L、K2O含量 0.01 mmol/L）4個(gè)處理，采用主成分分析、隸屬函數(shù)法及聚類分析等多元統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)甜瓜氮鉀雙高效進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，同時(shí)利用田間產(chǎn)量進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，與CK相比，除莖粗和氮含量外各性狀在低氮、低鉀、低氮鉀處理下的降低幅度均達(dá)顯著水平。綜合耐低氮系數(shù)、耐低鉀系數(shù)、耐低氮鉀系數(shù)主成分分析結(jié)果，確立株高、氮積累量和鉀積累量為甜瓜苗期氮鉀雙高效品種鑒定的主要指標(biāo)，莖粗、葉面積、干重、氮含量、鉀含量是次要指標(biāo)。綜合氮效率和鉀效率D值聚類分析結(jié)果，初步確立錢隆蜜、雪彤9號(hào)、錦繡翠玉既是氮高效又是鉀高效型甜瓜品種，世紀(jì)星靚麗瓜姿既是氮敏感型又是鉀敏感型甜瓜品種，結(jié)合氮鉀效率D值聚類分析結(jié)果，最終確立錦繡翠玉是甜瓜氮鉀雙高效型品種，世紀(jì)星靚麗瓜姿為氮鉀雙敏感型品種。結(jié)合田間產(chǎn)量表現(xiàn)，認(rèn)為氮、鉀高效型品種在低氮、低鉀脅迫下也可獲得相對(duì)較高的產(chǎn)量，具有穩(wěn)產(chǎn)的特性。本研究綜合分析了氮高效、鉀高效、氮鉀高效篩選結(jié)果，且結(jié)合了田間產(chǎn)量表現(xiàn)，選用的評(píng)價(jià)方法是準(zhǔn)確可行的，可為今后甜瓜氮、鉀養(yǎng)分逆境栽培及品種選育提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：甜瓜；氮鉀雙高效；綜合評(píng)價(jià)；鑒定指標(biāo)；主成分分析；隸屬函數(shù)法；聚類分析

中圖分類號(hào)：S652.06? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? 文章編號(hào)：1002-1302（2024）07-0148-11

甜瓜（Cucumis melo L.）為一年生葫蘆科（Cucurbitaceae）蔓性草本植物，果實(shí)甜美多汁，風(fēng)味獨(dú)特，營(yíng)養(yǎng)豐富，深受全國(guó)各地人們的喜愛。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）統(tǒng)計(jì)，2021 年我國(guó)甜瓜種植面積為38.7萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量為1 400萬(wàn)t。設(shè)施甜瓜具有集約化程度高、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)中普遍存在盲目過(guò)量施肥的問(wèn)題，[JP2]造成土壤鹽漬化及環(huán)境污染等［1］，導(dǎo)致作物減產(chǎn)、品質(zhì)降低和肥料利用率低［2-3］。彭澎等研究發(fā)現(xiàn)，山東省設(shè)施土壤當(dāng)季氮、鉀肥施用量分別高達(dá)1 483～4 670、1 454～3 623 kg/hm2，陜西省分別高達(dá)1 485～1 893、1 359～1 930 kg/hm2，河北省分別高達(dá)1 033～3 297、512～1 746 kg/hm2［4］。郭亞雯等調(diào)查陜西省設(shè)施甜瓜施肥現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，氮、鉀養(yǎng)分總投入量平均分別為1 059、842 kg/hm2，其中化肥氮和鉀平均施用量分別為315 kg/hm2和281 kg/hm2，氮和鉀化肥施用過(guò)量的農(nóng)戶均占74.9%，氮和鉀化肥減施潛力分別為65%和68%，當(dāng)季氮和鉀養(yǎng)分利用率分別僅為7.60%和17.8%［5］。因此，在確保甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的前提下，如何降低氮、鉀肥施用量已成為設(shè)施甜瓜生產(chǎn)過(guò)程中亟待解決的產(chǎn)業(yè)問(wèn)題。

諸多研究證明，不同基因型品種的耐低氮［6］和耐低鉀［7］能力存在顯著差異。利用甜瓜遺傳多樣性，充分挖掘作物自身潛力，提高氮、鉀肥利用率，擺脫甜瓜對(duì)肥料的過(guò)分依賴，是實(shí)現(xiàn)減肥增效的最有效方法。作物的氮效率和鉀效率是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，僅通過(guò)單一性狀不能準(zhǔn)確反映出不同品種的耐低氮、低鉀能力的差異。目前多采用主成分分析、聚類分析等方法，對(duì)不同作物品種的氮效率［8］或鉀效率［9］進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)及鑒定，大多研究主要集中于甜瓜氮高效或鉀高效綜合評(píng)價(jià)方面，而關(guān)于利用多元統(tǒng)計(jì)方法評(píng)價(jià)不同甜瓜品種氮鉀雙高效鑒定及指標(biāo)篩選方面的研究卻鮮有報(bào)道。

本研究以河南省主推的14個(gè)甜瓜品種為試驗(yàn)材料，利用穴盤基質(zhì)栽培方法研究不同甜瓜品種對(duì)不同氮鉀水平的響應(yīng)，采用主成分分析、隸屬函數(shù)法及聚類分析等多元統(tǒng)計(jì)方法對(duì)甜瓜氮鉀雙高效進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和分類，篩選出氮鉀雙高效甜瓜品種，確定與甜瓜氮鉀雙高效密切相關(guān)的苗期性狀，同時(shí)利用田間產(chǎn)量進(jìn)行驗(yàn)證，為氮鉀雙高效甜瓜品種選育及耐低氮鉀機(jī)制研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試的14個(gè)甜瓜品種分別為眾云18、青玉3號(hào)、眾天8號(hào)、菊城9號(hào)、花魁、錢隆蜜、雪彤9號(hào)、菊城622、珍甜18、玉錦脆、錦繡翠玉、翠玉6號(hào)、天佑甜寶、世紀(jì)星靚麗瓜姿，均由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

苗期試驗(yàn)于2023年2—3月在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院溫室進(jìn)行。采用穴盤基質(zhì)栽培方法，培養(yǎng)基質(zhì)為草炭 ∶蛭石=3 ∶1（體積比）。設(shè)正常供氮鉀（CK，N含量 4.88 mmol/L、K2O含量2.50 mmol/L）、低氮（LN，N含量 0.01 mmol/L）、低鉀（LK，K2O含量0.01 mmol/L）、低氮鉀（LNK，N含量0.01 mmol/L、K2O含量0.01 mmol/L）4個(gè)處理。挑選籽粒飽滿、均勻一致的種子直播于32孔穴盤中，待子葉完全展開后，澆pH值為6.0的營(yíng)養(yǎng)液，營(yíng)養(yǎng)液由1/2 Hoagland和1/1 000 Arnon微量元素組成。第1周用1/4濃度營(yíng)養(yǎng)液，第2周用1/2濃度營(yíng)養(yǎng)液，以后均用全量營(yíng)養(yǎng)液。

田間試驗(yàn)采用連棟棚加地膜覆蓋栽培方式，于2023年3—7月在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代試驗(yàn)基地（原陽(yáng)）連棟棚內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)采用二因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，以氮、鉀處理為主區(qū)，以品種為副區(qū)，3次重復(fù)。試驗(yàn)設(shè)置正常供氮鉀（CK，N含量200 kg/hm2、K2O含量 300 kg/hm2）、低氮（LN，N含量0 kg/hm2）、低鉀（LK，K2O含量0 kg/hm2）、低氮鉀（LNK，N含量 0 kg/hm2、K2O含量0 kg/hm2）4個(gè)處理。各品種種植的行株距為1.1 m×0.4 m，其他田間管理均按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培要求。

試驗(yàn)小區(qū)設(shè)于棚內(nèi)中段，兩頭留有3 m長(zhǎng)的緩沖帶，以避免棚口溫度和濕度差異較大引起的誤差。試驗(yàn)地0～20 cm土壤理化性質(zhì)：pH值為785，有機(jī)質(zhì)含量16.1 g/kg，全氮含量0.93 g/kg，堿解氮含量18.7 mg/kg，有效磷含量10.4 mg/kg，速效鉀含量152.8 mg/kg。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

苗期試驗(yàn)：待植株生長(zhǎng)到5葉期（以低氮鉀處理為標(biāo)準(zhǔn)）時(shí)，取 20株甜瓜苗從根部剪掉，分別測(cè)定其株高、莖粗、葉面積等。甜瓜苗于105 ℃殺青30 min后，75 ℃烘至恒重，測(cè)定其干重。氮含量采用濃硫酸-過(guò)氧化氫法消煮，半微量凱氏定氮法測(cè)定，鉀含量采用濃硫酸-過(guò)氧化氫法消煮，火焰光度法測(cè)定。

田間試驗(yàn)：果實(shí)成熟后，每小區(qū)采集生長(zhǎng)整齊一致的6株果實(shí)，稱其重量，計(jì)算產(chǎn)量。

氮（鉀）積累量（g/株）= 干重（g/株）×氮（鉀）含量。

耐低氮（鉀）系數(shù) =［正常供氮（鉀）處理參數(shù)-低氮（鉀）處理參數(shù)］/正常供氮（鉀）處理參數(shù)×100%。

隸屬函數(shù)值u（Xj）=（Xj-Xmin）/（Xmax-Xmin）；權(quán)重wj=∑nj=1pj；綜合氮（鉀）效率評(píng)價(jià)值D=∑nj=1［u（Xj）×（wj）］。

式中：Xj表示第j個(gè)篩選指標(biāo)；Xmax、Xmin 分別為篩選指標(biāo)的最大值和最小值；wj表示第j個(gè)篩選指標(biāo)在所有指標(biāo)中所占的權(quán)重；pj表示第j個(gè)篩選指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)采用 Excel 2007和SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件處理，其中，主成分分析采用降維-因子分析法，相關(guān)分析采用Pearson法，聚類分析采用系統(tǒng)聚類法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮鉀含量處理對(duì)甜瓜苗期主要性狀的影響

由圖1可知，低氮、鉀脅迫導(dǎo)致不同甜瓜品種苗期多數(shù)性狀降低，但不同性狀對(duì)低氮、鉀脅迫的響應(yīng)存在差異。株高、葉面積、干重、鉀含量、氮積累量和鉀積累量均表現(xiàn)為CK處理顯著高于其他處理，表明低氮、低鉀、低氮鉀脅迫均抑制了甜瓜上述性狀的增加。莖粗則表現(xiàn)為低鉀處理顯著高于其他處理，氮含量為CK和低鉀處理顯著高于低氮和低氮鉀處理，而CK和低鉀處理間差異不顯著，表明低鉀脅迫反而能促進(jìn)甜瓜莖粗的生長(zhǎng)，且低鉀處理較低氮、低氮鉀處理促進(jìn)甜瓜對(duì)氮素的吸收。

2.2 不同甜瓜品種氮高效鑒定

2.2.1 耐低氮系數(shù)及相關(guān)分析 由表1可知，低氮條件下，不同甜瓜品種苗期大多數(shù)性狀的耐低氮系數(shù)降低（耐低氮洗漱<1），而部分品種鉀含量的耐低氮系數(shù)升高（耐低氮洗漱>1）。在各性狀的耐低氮系數(shù)中，氮積累量和鉀積累量的耐低氮系數(shù)平均值最小，分別為0.21和0.29，而鉀含量的耐低氮系數(shù)平均值最高，高達(dá)0.92。且不同甜瓜品種間苗期各性狀耐低氮系數(shù)的變異幅度亦較大，變異系數(shù)為9.50%～47.13%，除鉀含量外其他性狀耐低氮系數(shù)的變異系數(shù)均大于10%。因此，利用單個(gè)性狀的耐低氮系數(shù)來(lái)鑒定不同甜瓜品種的耐低氮能力存在一定的片面性。

各性狀耐低氮系數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)果（表2）顯示，干重與株高、莖粗呈顯著或極顯著正相關(guān)；氮含量與葉面積呈顯著正相關(guān)；氮積累量與株高、葉面積、干重和氮含量呈顯著正相關(guān)；鉀積累量與株高、干重、鉀含量和氮積累量呈顯著或極顯著正相關(guān)。由于各性狀間存在或大或小的相關(guān)性，導(dǎo)致提供的信息大量重疊，為消除影響，需在此基礎(chǔ)上進(jìn)行主成分分析。

2.2.2 主成分分析 對(duì)各性狀的耐低氮系數(shù)進(jìn)行

主成分分析，由結(jié)果（表3）可知，前4個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到90.234%，可反映原始數(shù)據(jù)信息的90234%，具有較大的信息代表性。主成分1的貢獻(xiàn)率為39.245%，主要由株高、干重、氮積累量和鉀積累量決定；主成分2的貢獻(xiàn)率為25.475%，主要由株高、干重、氮含量、鉀含量決定，主成分3的貢獻(xiàn)率為12.794%，主要由莖粗決定，主成分4的貢獻(xiàn)率為12.72%，主要有葉面積和鉀含量決定。

2.2.3 綜合評(píng)價(jià) 根據(jù)D值大小可對(duì)不同甜瓜品種的耐低氮能力強(qiáng)弱（表4）進(jìn)行評(píng)價(jià)，雪彤9號(hào)D值最大，高達(dá)0.83，表明其對(duì)低氮脅迫最不敏感，耐低氮能力最強(qiáng)；世紀(jì)星靚麗瓜姿D值最小，表明此品種對(duì)低氮脅迫最敏感，耐低氮能力最弱。對(duì)D值進(jìn)行聚類分析（圖2）可知，不同甜瓜品種氮效率可分為4類，Ⅰ類為氮高效型品種，分別有錢隆蜜、雪彤9號(hào)、菊城622和錦繡翠玉；Ⅱ類為中度氮高效型品種，分別有青玉3號(hào)、眾天8號(hào)、珍甜18、玉錦脆、翠玉6號(hào)、天佑甜寶；Ⅲ類為中度氮敏感型品種，分別有眾云18、菊城9號(hào)、花魁；Ⅳ類為氮敏感型品種，有世紀(jì)星靚麗瓜姿。

2.3 不同甜瓜品種鉀高效鑒定

2.3.1 不耐低鉀系數(shù)及相關(guān)分析 由表5可知，低鉀條件下，不同甜瓜品種苗期大多數(shù)性狀指標(biāo)的耐低鉀系數(shù)降低（耐低鉀系數(shù)<1），而部分品種株高、莖粗、葉面積、干重、氮含量、氮積累量的耐低鉀系數(shù)升高（耐低鉀系數(shù)>1）。在各性狀的耐低鉀系數(shù)中，鉀含量和鉀積累量的耐低鉀系數(shù)平均值最小，分別為0.59和0.50，而莖粗的耐低鉀系數(shù)最高，高達(dá)1.16。不同甜瓜品種間苗期各性狀耐低鉀系數(shù)的變異幅度亦較大，變異系數(shù)為12.49%～37.60%，各性狀耐低鉀系數(shù)的變異系數(shù)均大于10%。因此，利用單個(gè)性狀的耐低鉀系數(shù)來(lái)鑒定不同甜瓜品種的耐低鉀性存在一定的片面性。

各性狀耐低鉀系數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)果（表6）顯示，葉面積與莖粗呈顯著正相關(guān)；干重與株高呈極顯著正相關(guān)； 氮含量與莖粗、葉面積呈極顯著正相關(guān)；鉀含量與株高呈顯著正相關(guān)；氮積累量與株高、干重呈顯著正相關(guān)；鉀積累量與株高、干重和氮積累量呈顯著或極顯著正相關(guān)。由于各性狀間存在或大或小的相關(guān)性，導(dǎo)致提供的信息大量重疊，為消除影響，需在此基礎(chǔ)上進(jìn)行主成分分析。

2.3.2 主成分分析 對(duì)各性狀的耐低鉀系數(shù)進(jìn)行主成分分析結(jié)果（表7）可知，前3個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到78.691%，可反映原始數(shù)據(jù)信息的78691%，具有較大的信息代表性。主成分1的貢獻(xiàn)率為41.686%，主要由株高、干重、鉀含量、氮積累量和鉀積累量決定；主成分2的貢獻(xiàn)率為22488%，主要由莖粗和葉面積決定，主成分3的貢獻(xiàn)率為14517%，主要由氮含量、氮積累量決定。

2.3.3 綜合評(píng)價(jià) 根據(jù)D值大小可對(duì)不同甜瓜品種的耐低鉀能力強(qiáng)弱（表8）進(jìn)行評(píng)價(jià)， 玉錦脆D值最大，高達(dá)0.88，表明其對(duì)低鉀脅迫最不敏感，耐低鉀能力最強(qiáng)；世紀(jì)星靚麗瓜姿D值最小，表明此品種對(duì)低鉀脅迫最敏感，耐低鉀能力最弱。對(duì)D值進(jìn)行聚類分析（圖3）可知，不同甜瓜品種鉀效率可分為3類，Ⅰ類為鉀高效型品種，分別有錢隆蜜、雪彤9號(hào)、珍甜18、玉錦脆、錦繡翠玉、翠玉6號(hào)；Ⅱ類為中度鉀高效型品種，分別有眾云18、眾天8號(hào)、菊城9號(hào)、花魁、菊城622、天佑甜寶；Ⅲ類為鉀敏感型品種，分別有青玉3號(hào)、世紀(jì)星靚麗瓜姿。

2.4 不同甜瓜品種氮鉀雙高效鑒定

2.4.1 耐氮鉀系數(shù)及相關(guān)分析 由表9可知，低氮鉀條件下， 不同甜瓜品種苗期大多數(shù)性狀的耐低氮鉀系數(shù)降低（耐低氮鉀系數(shù)<1），而部分品種莖粗的耐低氮鉀系數(shù)升高（耐低氮鉀系數(shù)>1）。在各性狀的耐低氮鉀系數(shù)中，氮積累量和鉀積累量的耐低氮鉀系數(shù)平均值最小，分別為0.23和0.27，而鉀含量的耐低氮鉀系數(shù)最高，達(dá)0.76。不同甜瓜品種間苗期各性狀耐低氮鉀系數(shù)的變異幅度亦較大，為9.97%～50.68%，各性狀耐低氮鉀系數(shù)的變異系數(shù)除鉀含量外均大于10%。因此，利用單個(gè)性狀的耐低氮鉀系數(shù)來(lái)鑒定不同甜瓜品種的耐低氮鉀性存在一定的片面性。

各性狀耐低氮鉀系數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)果（表10）顯示，干重與株高呈極顯著正相關(guān)；氮含量與株高、干重呈顯著正相關(guān)；氮積累量與干重、氮含量呈顯著正相關(guān)；鉀積累量與干重、鉀含量和氮積累量呈顯著或極顯著正相關(guān)。由于各性狀間存在或大或小的相關(guān)性，導(dǎo)致提供的信息大量重疊，為消除影響，需在此基礎(chǔ)上進(jìn)行主成分分析。

2.4.2 主成分分析 對(duì)各性狀的耐低氮鉀系數(shù)進(jìn)行主成分分析結(jié)果（表11）可知，前3個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到76.558%，可反映原始數(shù)據(jù)信息的76558%，具有較大的信息代表性。主成分1的貢獻(xiàn)率為36.562%，主要由株高、干重、氮積累量和鉀積累量決定；主成分2的貢獻(xiàn)率為23.809%，主要由株高、莖粗、干重、鉀含量、鉀積累量決定，主成分3的貢獻(xiàn)率為16.187%，主要由莖粗和葉面積決定。

綜合分析耐低氮系數(shù)、耐低鉀系數(shù)和耐低氮鉀系數(shù)主成分分析結(jié)果，確立株高、氮積累量和鉀積累量是甜瓜苗期氮鉀雙高效品種鑒定的主要指標(biāo)，莖粗、葉面積、干重、氮含量、鉀含量是次要指標(biāo)。

2.4.3 綜合評(píng)價(jià) 根據(jù)D值大小可對(duì)不同甜瓜品種的耐低氮鉀能力強(qiáng)弱進(jìn)行評(píng)價(jià)（表12），錦繡翠玉D值最大，達(dá)0.82，表明其對(duì)低氮鉀脅迫最不敏感，耐低氮鉀能力最強(qiáng)；菊城9號(hào)D值最小，表明此品種對(duì)低氮鉀脅迫最敏感，耐低氮鉀能力最弱。對(duì)D值進(jìn)行聚類分析（圖4）可知，不同甜瓜品種氮鉀效率可分為3類，Ⅰ類為氮鉀高效型品種，分別有眾天8號(hào)、錦繡翠玉、翠玉6號(hào)、天佑甜寶；Ⅱ類為中度氮鉀高效型品種，分別有青玉3號(hào)、錢隆蜜、雪彤9號(hào)、菊城622、珍甜18、玉錦脆；Ⅲ類為氮鉀敏感型品種，分別有眾云18、菊城9號(hào)、花魁、世紀(jì)星靚麗瓜姿。

2.4.4 氮鉀雙高效鑒定 綜合氮效率和鉀效率D值聚類分析結(jié)果，初步確立錢隆蜜、雪彤9號(hào)、錦繡翠玉既是氮高效又是鉀高效型甜瓜品種，世紀(jì)星靚麗瓜姿既是氮敏感型又是鉀敏感型甜瓜品種，結(jié)合氮鉀效率D值聚類分析結(jié)果，最終確立錦繡翠玉是甜瓜氮鉀雙高效型品種，世紀(jì)星靚麗瓜姿為氮鉀雙敏感型品種。

2.5 不同氮、鉀高效型甜瓜品種產(chǎn)量表現(xiàn)

由表13可知，在低氮、低鉀、低氮鉀處理下，所有品種的產(chǎn)量均明顯下降，但耐低氮、鉀能力不同的品種對(duì)其響應(yīng)不同。對(duì)氮高效型品種而言，與CK處理相比，低氮處理產(chǎn)量下降了5.72%～10.26%，氮敏感型品種下降了35.17%；對(duì)鉀高效型品種而言，與CK處理相比，低鉀處理產(chǎn)量下降了6.01%～17.05%，鉀敏感型品種下降了16.54%～22.03%；對(duì)氮鉀高效型品種而言，與CK處理相比，低氮鉀處理產(chǎn)量下降了12.91%～18.06%，氮鉀敏感型品種下降了36.18%～40.53%，其中氮鉀雙高效型品種錦繡翠玉產(chǎn)量下降了18.06%，氮鉀雙敏感型品種世紀(jì)星靚麗瓜姿產(chǎn)量下降了39.09%，表明氮、鉀高效型品種在低氮、鉀脅迫下也可獲得相對(duì)較高的產(chǎn)量，具有穩(wěn)產(chǎn)的特性。

3 討論

3.1 低氮、低鉀脅迫對(duì)甜瓜苗期生長(zhǎng)發(fā)育及養(yǎng)分吸收的影響

苗期是群體建成的關(guān)鍵時(shí)期，亦是肥料需求矛盾的關(guān)鍵時(shí)期［10］，根據(jù)苗期生長(zhǎng)發(fā)育及養(yǎng)分吸收情況評(píng)價(jià)氮、鉀高效品種，已在大豆［11-12］、水稻［13］、甘薯［14-15］等多種作物中得到證實(shí)。本研究發(fā)現(xiàn)，低氮、低鉀、低氮鉀脅迫導(dǎo)致株高、葉面積、干重、鉀含量、產(chǎn)量及氮、鉀積累量均顯著降低。產(chǎn)量的下降可能主要是由于低氮、低鉀、低氮鉀脅迫抑制植株生長(zhǎng)，限制了光合同化產(chǎn)物和氮、鉀素的積累造成的，導(dǎo)致干物質(zhì)和氮、鉀積累量不足，造成減產(chǎn)［16-17］。本研究還發(fā)現(xiàn)，低鉀脅迫反而能促進(jìn)莖粗的生長(zhǎng)，且低鉀處理較低氮、低氮鉀處理促進(jìn)甜瓜對(duì)氮素的吸收，這與前人研究結(jié)果［18-19］相似。綜上所述，低氮、低鉀、低氮鉀脅迫影響甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育及養(yǎng)分吸收可能主要是通過(guò)影響株高和葉面積，降低干物質(zhì)及氮、鉀積累量，最終導(dǎo)致減產(chǎn)。

3.2 甜瓜苗期耐低氮、低鉀評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選

作物耐低氮、低鉀能力受多種機(jī)制、因素影響，最終通過(guò)產(chǎn)量、生理生化、形態(tài)等指標(biāo)表現(xiàn)出來(lái)。不同性狀對(duì)低氮、低鉀脅迫的反映不盡相同，不同研究者篩選的評(píng)價(jià)指標(biāo)亦不盡相同［20-21］，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此，選擇合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)是作物耐低氮、低鉀能力鑒定的關(guān)鍵因素。范文靜等利用隸屬函數(shù)等方法，確定根長(zhǎng)、蔓長(zhǎng)、葉片數(shù)、地上干重、氮積累量、氮素生理利用效率，可作為甘薯苗期耐低氮能力的鑒定指標(biāo)［22］。 劉明等利用隸屬函數(shù)法確定[CM）]了以總干物質(zhì)增加量、根系干物質(zhì)增加量、地上部干物質(zhì)增加量、根鉀積累量、總鉀積累量和地上部鉀積累量可作為鑒定甘薯苗期耐低鉀能力的主要指標(biāo)［23］。張寧利用主成分分析法通過(guò)對(duì)8份鉀高效水稻品種在低氮脅迫下進(jìn)行篩選，將根冠比、植株氮素利用率、莖葉氮素利用率、根系氮素利用率作為鑒定水稻苗期氮鉀雙高效性的評(píng)價(jià)指標(biāo)［13］。然而，結(jié)合低氮、低鉀、低氮鉀脅迫篩選作物氮鉀雙高效性方面的研究還未見報(bào)道，缺乏氮鉀雙高效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

本研究選取與甜瓜苗期耐低氮、低鉀能力相關(guān)的8個(gè)重要指標(biāo)，認(rèn)為低氮、低鉀、低氮鉀脅迫對(duì)不同性狀指標(biāo)的影響程度不盡相同，且各性狀間存在或大或小的相關(guān)性，表明提供的信息大量重疊，直接利用這些性狀指標(biāo)會(huì)影響鑒定結(jié)果，為消除影響，需在此基礎(chǔ)上進(jìn)行主成分分析。綜合耐低氮系數(shù)、耐低鉀系數(shù)、耐低氮鉀系數(shù)主成分分析結(jié)果，確立株高、氮積累量和鉀積累量為甜瓜苗期氮鉀雙高效品種鑒定的主要指標(biāo)，莖粗、葉面積、干重、氮含量、鉀含量是次要指標(biāo)。在甜瓜氮鉀雙高效品種鑒定與培育過(guò)程中，可以有針對(duì)性地選擇與綜合氮、鉀效率評(píng)價(jià)值密切相關(guān)的性狀指標(biāo)，作為鑒定不同甜瓜品種耐低氮鉀能力的核心指標(biāo)。

與前人的研究結(jié)果［24-25］相比，本研究篩選出的耐低氮、低鉀、低氮鉀的指標(biāo)均是以氮積累量和鉀積累量為核心的養(yǎng)分吸收利用相關(guān)指標(biāo)，為甜瓜耐低氮、低鉀、低氮鉀能力的重要體現(xiàn)，而低氮、低鉀、低氮鉀脅迫下株高也與苗期甜瓜耐低氮、耐低鉀、耐低氮鉀能力密切相關(guān)。由此可見，除產(chǎn)量是甜瓜耐低氮、低鉀、低氮鉀能力的重要外在表現(xiàn)外，較高的株高、氮積累量、鉀積累量也是衡量甜瓜耐低氮、低鉀、低氮鉀能力的重要指標(biāo)。

3.3 甜瓜品種苗期氮鉀雙高效鑒定

作物耐低氮、低鉀能力鑒定的最終目的是劃分供試材料的氮、鉀高效等級(jí)，篩選氮、鉀高效品種，以此來(lái)降低低氮、低鉀脅迫對(duì)甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響［26-28］。本試驗(yàn)在主成分分析基礎(chǔ)上以氮、鉀效率綜合評(píng)價(jià)值為依據(jù)，對(duì)不同甜瓜品種進(jìn)行耐低氮、低鉀、低氮鉀能力排序，并通過(guò)聚類分析，將14個(gè)甜瓜品種氮效率分成4類，分別為氮高效型、中度氮高效型、中度氮敏感型和氮敏感型品種；將鉀效率分成3類，分別為鉀高效型、中度鉀高效型和鉀敏感型品種；將氮鉀效率分成3類，分別為氮鉀高效型、中度氮鉀高效型和氮鉀敏感型品種。進(jìn)一步分析氮效率和鉀效率D值聚類結(jié)果，初步確立錢隆蜜、雪彤9號(hào)、錦繡翠玉既是氮高效又是鉀高效型甜瓜品種，世紀(jì)星靚麗瓜姿既是氮敏感型又是鉀敏感型甜瓜品種，結(jié)合氮鉀效率D值聚類分析結(jié)果，最終確立錦繡翠玉是甜瓜氮鉀雙高效型品種，世紀(jì)星靚麗瓜姿為氮鉀雙敏感型品種。本研究發(fā)現(xiàn)，低氮、低鉀脅迫下氮、鉀高效型甜瓜品種產(chǎn)量下降幅度最小，而氮、鉀敏感型品種產(chǎn)量下降幅度最大，這一結(jié)果與甜瓜苗期利用主成分分析、隸屬函數(shù)、聚類分析等多元統(tǒng)計(jì)方法分析的結(jié)果基本一致，表明本研究選用的評(píng)價(jià)方法是準(zhǔn)確可行的，可為甜瓜氮、鉀養(yǎng)分逆境栽培及品種選育提供理論依據(jù)。

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作者簡(jiǎn)介：康利允（1981—），女，河南滑縣人，博士，助理研究員，主要從事西甜瓜育種及土壤、營(yíng)養(yǎng)生理研究。E-mail：kangliyun2004@126.com。

通信作者：趙衛(wèi)星，博士，副研究員，主要從事西甜瓜育種及栽培生理研究。E-mail：wxzhao2008@163.com。