鉀對厚皮甜瓜生長發(fā)育及光合特性的影響

王小娟 陳健曉 李雪嶠 伍壯生

摘 要 以‘翠甜厚皮甜瓜為試材，采用盆栽砂培試驗，設(shè)6個鉀水平，即K1～K6（0、3、6、9、12、15 mmol/L），研究其對厚皮甜瓜生長發(fā)育及光合特性的影響。結(jié)果表明：施鉀能夠促進(jìn)甜瓜生長發(fā)育，增加地上部鮮重和干重，增加葉綠素含量及凈光合速率，提升果實形態(tài)指標(biāo)及糖度，降低中心糖與邊糖糖度差值，在農(nóng)藝學(xué)性狀、凈光合速率和中心糖糖度上，以K2處理最高；葉綠素a和總?cè)~綠素隨著鉀素水平的增加而增加；在單果重和果實形態(tài)上，K2、K3和K4處理較好，且差異不顯著，單果鮮重為K4>K2>K3；K2、K3和K4處理間中心糖和邊糖糖度差異均不顯著，中心糖糖度以K2處理最高。綜合來看，鉀素水平為3 mmol/L（K2）的處理效果最好。

關(guān)鍵詞 鉀水平；厚皮甜瓜；生長發(fā)育；光合特性

中圖分類號 S652 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

Effects of Potassium on Muskmelon Plant Growth

and Photosynthetic Characteristics

WANG Xiaojuan1，2，3， CHEN Jianxiao4， LI Xueqiao1，2，3， WU Zhuangsheng1，2，3，

LIANG Zhenshen1，2，3， WANG Min1，2，3， GAO Fanghua1，2，3 *

1 Vegetable Research Institute， Hainan Provincial Academy of Agricultural Sciences， Haikou， Hainan 571100， China

2 Hainan Provincial Engineering Research Center for Melon and Vegetable Breeding， Haikou， Hainan 571100， China

3 Hainan Provincial Key Laboratory for Vegetable and Biology， Hainan， Haikou 571100， China

4 Cereal Crop Institute， Hainan Academy of Agricultural Sciences， Haikou， Hainan 571100， China

Abstract In this study we aimed at to determine the effects of potassium on muskmelon plant growth and photosynthetic characteristics with 6 potassium levels， namely K1-K6（0， 3， 6， 9， 12， 15）mmol/L. The results showed that potassium application could promote muskmelon plant growth significantly， increase aboveground fresh and dry biomass， chlorophyll content and net photosynthetic rate， improve fruit morphology and brix， decrease the difference of brix between the fruit center and edge. The maximum of total agronomic characteristics， net photosynthetic rate and brix in the fruit center was the K2 treatment； Chlorophyll content increased with potassium levels increasing； The treatments of K2， K3 and K4 had better single fruit weight and fruit morphology， and the single fruit fresh weight was K4>K2>K3， but the difference was not significant. The brix of the fruit center and edge had no significant difference among treatment K2， K3 and K4， but that for treatment K2 was the highest. In general， treatment K2 is the best.

Key words Potassium； muskmelon； growth； photosynthetic characteristics

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.09.008

甜瓜（Cucumis melo）含有蛋白質(zhì)、碳水化合物、胡蘿卜素、維生素B1、維生素B2、煙酸、鈣、磷、鐵等營養(yǎng)素，還含有可以將不溶性蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成可溶性蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化酶，是夏令消暑瓜果，又甜又脆，其營養(yǎng)價值可與西瓜媲美[1]。20世紀(jì)70年代末，國內(nèi)掀起研究厚皮甜瓜的熱潮[2-4]，80年代海南南部地區(qū)就開始種植露地甜瓜，并經(jīng)過多年的摸索，逐漸轉(zhuǎn)向溫室栽培，其種植面積已達(dá)3 585 hm2[5-6]。隨著甜瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)中突顯出一些亟待解決的問題，前人在厚皮甜瓜生長發(fā)育、品質(zhì)形成及光合特性等方面作了大量研究[1-4，7-10]，但關(guān)于鉀對甜瓜的生長發(fā)育及光合特性的影響研究較少，特別是在海南，有關(guān)鉀對厚皮甜瓜的生長發(fā)育及光合特性的影響罕見報道。為此本研究以改良的Hoagland完全營養(yǎng)液配方為基礎(chǔ)，設(shè)置不同的鉀素水平，探索其對厚皮甜瓜生長發(fā)育及光合特性的影響，以期為海南甜瓜水肥管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試厚皮甜瓜品種為“翠甜”，由臺灣農(nóng)友種苗（中國）有限公司提供。

1.2 方法

試驗于2016年3月至5月在海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研基地（永發(fā)）玻璃溫室里進(jìn)行。采用砂培（采用珍珠巖做介質(zhì)）的方式進(jìn)行，以改良Hoagland完全營養(yǎng)液配方為基礎(chǔ)，其大量元素配方為硝酸鈣（CaNO3·4H2O）945 mg/L、硝酸鉀（KNO3）506 mg/L、硝酸銨（NH4NO3）80 mg/L、磷酸二氫鉀（KH2PO3）136 mg/L、七水硫酸鎂（MgSO4·7H2O）493 mg/L。在其它營養(yǎng)元素含量不變的前提下，設(shè)置6個鉀素濃度梯度處理，分別為K1（0 mmol/L）、K2（3 mmol/L）、K3（6 mmol/L）、K4（9 mmol/L）、K5（12 mmol/L）、K6（15 mmol/L），具體見表1。采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，每處理重復(fù)5次，每個重復(fù)15株。

3月1日催芽，3月3日播種于育苗盤中，3月18日移栽，移栽后4 d開始澆灌營養(yǎng)液，苗期（10 d）每天澆灌約400 mL/盆，伸蔓至座果選果前（14 d）每天澆灌約1 000 mL/盆，選果后至收獲期（44 d）每天澆灌約1.5 L/盆，營養(yǎng)液現(xiàn)用現(xiàn)配，水分常規(guī)管理。待甜瓜植株生長至2 m以后，摘頂心，隨著生長發(fā)育及時摘除13節(jié)位以下、16節(jié)位以上的側(cè)芽，自13節(jié)位開始授粉；有效授粉3個果實后，待長至雞蛋大小每株留1果，5月31日全部收獲完畢。

1.2.1 農(nóng)藝學(xué)性狀測定 以砂培方式培養(yǎng)13 d（4月4日）后，即進(jìn)入伸蔓期后每重復(fù)隨機選取5株，用直尺測定株高、最大葉長、葉寬，并記錄葉片數(shù)、節(jié)位數(shù)；使用游標(biāo)卡尺測定莖粗；授粉（4月13日）后7 d每株留1果后，記錄有效座果數(shù)、畸形株數(shù)。

1.2.2 葉綠素含量及光合特性測定 以砂培方式培養(yǎng)后17 d（4月8日），每重復(fù)隨機選取3株，用LI-6400光合儀在晴天上午9 ： 00以后測定14節(jié)位功能葉片的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（E）；測定完成后每處理隨即采取5株功能葉片中的一半（13節(jié)位至15節(jié)位3片葉，并混樣）進(jìn)行葉綠素含量的測定，具體測定方法見《植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)》[11]。

1.2.3 地上部、地下部鮮干重測定 分別在4月10日（伸蔓期）、5月5日（膨大期）、5月31日（收獲期）每處理隨機選取5株，以莖基部為界將地上部和地下部分開，用自來水沖洗2次，再用蒸餾水沖洗2次，然后用吸水紙吸干水分，稱量鮮樣質(zhì)量；以105 ℃殺青1 h，于75 ℃烘干至恒重，稱量干樣質(zhì)量，膨大期、收獲期將果實與莖葉分開稱鮮、干樣質(zhì)量。

1.2.4 果實形態(tài)及糖度測定 在收獲期稱量果實鮮重后，將果實從中間沿縱向剖開，進(jìn)行果實形態(tài)及糖度測定。果實形態(tài)指標(biāo)包括果肉厚度、腔寬、果寬、果長，均使用直尺測定；同時使用糖度計測定果實中心糖度及邊糖糖度。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel2003、SPSS17.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鉀素水平對設(shè)施厚皮甜瓜生長的影響

2.1.1 不同鉀素水平對熱區(qū)設(shè)施厚皮甜瓜農(nóng)藝學(xué)性狀的影響 由表2可知，節(jié)位數(shù)、株高、最大葉寬、最大葉長、莖粗、葉片數(shù)均以K1處理最小，K2處理最大（分別為12.48個、90.40 cm、12.23 cm、9.17 cm、4.59 cm、14.10個）；在節(jié)位數(shù)、株高、最大葉寬、最大葉長、莖粗及葉片數(shù)上K1處理極顯著小于K2處理，K3、K4、K5和K6處理間差異不顯著；K2節(jié)位數(shù)、株高和葉片數(shù)顯著高于其它處理；K2處理最大葉寬極顯著高于K1處理，與其它處理差異不顯著，但大于其它處理。

最大葉長上，K1、K2和K6處理間差異顯著，各處理大小順序為K2>K3>K4>K5>K6>K1；莖粗上，K2處理顯著高于K3、K4、K5和K6處理，并與K3和K6處理差異達(dá)到極顯著水平；畸形株以K1處理的最多，達(dá)到2株，K2、K4和K6處理各1株，K3和K5處理無畸形株；座果率隨著鉀素水平的增加先增加后降低，以K3處理最大，達(dá)到84%，K1處理最小，僅為52%。

2.1.2 不同鉀素水平對熱區(qū)設(shè)施厚皮甜瓜光合特性的影響 在凈光合速率中，各處理間差異不顯著，且以K2處理最大，達(dá)到32.20 μmol CO2/（m2·s），K1處理最小，僅為26.00 μmol CO2/（m2·s）。在氣孔導(dǎo)度中，K4處理極顯著大于其他處理，為0.829 mol H2O/（m2·s），且其它處理間差異不顯著。胞間CO2濃度以K1處理最大，K4處理次之，K2處理最小，K1、K4處理與K2處理間差異均達(dá)到顯著水平。在蒸騰速率中，K4處理大于K1、K2、K3、K5和K6處理，且與K1和K5處理差異顯著，K1、K2、K3、K5和K6處理間差異不顯著，各處理蒸騰速率大小順序為K4>K3>K2>K6>K1>K5（見表3）。

Chla含量和Chl含量隨著鉀素水平的增加而增加，K6處理最大，分別達(dá)到1.45 mg/g FW和2.23 mg/g FW（表4）。在Chla含量上，K6處理極顯著大于K1、K2、K3和K4處理，顯著大于K5處理；K5處理顯著大于K1、K2、K3處理；K2和K3處理極顯著大于K1處理，但K2和K3處理間差異不顯著。在Chl含量上，K6處理極顯著大于K1、K2、K3處理，但與K4、K5處理間差異不顯著；K5處理極顯著大于K1和K2處理，并顯著大于K3處理；K2和K3處理極顯著大于K1處理。說明鉀素水平的增加，顯著增加Chla含量和Chl含量。

在Chla含量、Chlb含量、Caro含量和Chl含量上，均以K1處理最小，并且在Chlb含量和Caro含量上，K1極顯著小于其它各處理。Chlb含量以K5處理最大，達(dá)到0.86 mg/g FW，與K1、K2、K3和K6處理間差異顯著，與K4處理差異不顯著。Caro含量以K6最大，達(dá)到0.159 1 mg/g FW，與其它處理間的差異達(dá)到極顯著水平，各處理大小順序為K6>K4>K5>K2>K3>K1。

2.2 不同鉀素水平對熱區(qū)設(shè)施厚皮甜瓜地上部、地下部鮮干重的影響

伸蔓期，K1處理的根鮮重、莖葉鮮重和莖葉干重小于其它處理，其中莖葉鮮重和莖葉干重顯著小于其它處理，莖葉鮮、干重均以K6處理最大（表5）。各處理間根干重差異不顯著，但以K5處理最大，K2處理次之，K4處理最小。

膨大期，施鉀以后根鮮重、根干重、莖葉鮮重和莖葉干重顯著增加，除K1處理，其它各處理間根鮮重、根干重、莖葉鮮重和莖葉干重差異不顯著。單果鮮重和單果干重各處理間差異不顯著，且均以K1處理最小，K5處理最大。單果鮮、干重均隨著鉀素水平的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在本試驗中K6處理開始下降，說明鉀水平增加雖然能夠增加單果鮮、干重，但過高反而會起抑制作用。

收獲期，各處理間根鮮重差異不顯著，K6根干重顯著大于K1處理。莖葉鮮重、干重隨著鉀素水平的增加都呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，且均在K3處理時達(dá)到最大，分別為535.80 g和83.26 g，K1顯著小于其它處理，其它處理間差異不顯著。單果鮮重以K4處理最大，K1處理最小，K4處理比K1處理大32.74%，且差異達(dá)到極顯著水平；K4比K6處理大17.03%，差異達(dá)到顯著水平；K4與K2、K3和K5處理間差異不顯著。單果干重以K2處理最大，K1處理最小，且K1處理顯著小于其它處理。可見施鉀能提高單果鮮重和單果干重，但鉀水平過高，反而降低單果鮮重和單果干重。

2.3 不同鉀素水平對熱區(qū)設(shè)施厚皮甜瓜果實形態(tài)及糖度的影響

由表6可知，果長、果寬、果肉厚度均隨著鉀素水平的增加而呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，果長以K3或K4處理最大，均為13.20 cm，各處理間差異不顯著；果寬以K4處理最大，為12.67 cm，與K1和K6處理間差異達(dá)到極顯著水平；果肉厚度以K3處理最大，為3.63 cm，各處理間差異不顯著。腔寬以K4處理最大，為5.83 cm，與K1處理差異極顯著。綜合4個果實形態(tài)指標(biāo)來看，K3、K4處理較好。在中心糖糖度中，各處理間差異不顯著，大小順序為K2>K6>K1>K4>K3>K5。K6處理邊糖糖度最大，極顯著高于K1，與其它處理間差異不顯著，各處理大小順序為K6>K5>K2>K3>K4>K1。施鉀與不施鉀相比，能降低中心糖糖度與邊糖糖度差值，其中K5處理的差值最低，僅為5.94，說明施鉀能夠縮小中心糖糖度和邊糖糖度的差異，使果肉糖度偏向于均勻分布。

3 討論

研究結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)提高鉀素水平能促進(jìn)植株生長發(fā)育，有利于甜瓜植株生長[2，4，12-14]。本研究中，施鉀促進(jìn)甜瓜的生長發(fā)育，各農(nóng)藝學(xué)性狀指標(biāo)以K2處理（3 mmol/L，即117 mg/L）最好，其節(jié)位數(shù)、株高、莖粗和葉片數(shù)均顯著高于其它處理。

凈光合速率以K2處理最高，K4處理次之，且K4處理氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度及蒸騰速率最大。Chla和Chl含量隨著鉀素水平的增加而遞增，但凈光合速率并不隨著鉀素水平的增加而增加，說明提高鉀水平，并不能提高凈光合速率，這與前人研究結(jié)果一致[2，4]。施鉀能夠顯著增加地上部鮮重和干重[7-9]。本研究中，K2、K3和K4處理單果鮮重較大，且以K4處理最大，鉀素水平過高或過低都會降低單果鮮重，維持較高單果鮮重理想的鉀素水平范圍為3～9 mmol/L。甜瓜果實形態(tài)以K4處理和K3處理較好。隨著鉀素水平的增加，中心糖糖度、邊糖糖度并沒有增加，中心糖糖度以K2處理最高，邊糖糖度以K6最高。因此，追求高的單果重與增加糖度存在矛盾，如何協(xié)調(diào)單果重與糖度之間的矛盾，有待進(jìn)一步研究。

綜合上述分析可知，K2、K3和K4處理單果重較高，且三者之間差異不顯著，因此當(dāng)鉀素水平為3～9 mmol/L時較高產(chǎn)；從三者的中心糖糖度來看，K2處理最高，K4處理次之，K3處理在6個處理中位居第五位。進(jìn)一步結(jié)合農(nóng)藝學(xué)性狀、凈光合速率等指標(biāo)可知，K2處理綜合表現(xiàn)最好。

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