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Effects of phosphorus fertilization on biomass accumulation and phosphorus use efficiency of trelliscultivated melon.

施磷对立架甜瓜干物质积累及磷肥利用效率的影响


以立架甜瓜为材料,设置0、150、225、300、375、450 kg·hm-2 6个施磷水平的田间试验,研究不同供磷水平对立架甜瓜干物质和磷素吸收积累、产量以及磷肥利用效率的影响.结果表明:与对照(0 kg·hm-2)相比,增施磷肥提高了立架甜瓜各器官和整株干物质及磷素吸收积累,尤其是150、225 kg·hm-2处理最高,成熟期整株干物质和磷素吸收积累量分别较对照增加了19.9%和26.3%、23.0%和26.3%;立架甜瓜干物质和磷素积累随生育期的推进呈增加趋势,生育前期主要在叶中分配,后期主要在果实中分配;磷肥表观利用率、农学效率和偏生产率均随施磷量增加而降低,150 kg·hm-2处理最高,分别为11.1%、152.9 kg·kg-1和476.3 kg·kg-1;施用磷肥促进了立架甜瓜产量的提高,150和225 kg·hm-2处理显著高于对照,分别增产47.3%和39.7%.伸蔓期和果实膨大期是立架甜瓜磷肥施用的关键时期,结合产量与磷肥利用效率,150~225 kg·hm-2(P2O5)的供磷水平是新疆喀什地区立架甜瓜适宜施磷量.

A field experiment applying six rates of P fertilizer (P2O5 0, 150, 225, 300, 375 and 450 kg·hm-2, respectively) was conducted to investigate the effects of P fertilization on dry matter accumulation (DMA)〖KG-*4〗, P uptake and accumulation (PUA) and P use efficiency (PUE) of trelliscultivated melon. Results showed that, P application increased DMA and PUA,  for 150 and 225 kg P2O5·hm-2 treatments, being 19.9% and 26.3%, 23.0% and 26.3% higher than that in no P fertilizer treatment at fruiting stage. With plant growth, DMA and PUA of different organs and the whole plant gradually increased. DMA and PUA were mainly distributed in the leaves during the early stage of the growth and in the fruit during the latter stage. P application decreased the recovery efficiency of applied P (REP), agronomic efficiency of applied P (AEP) and partial factor productivity of applied P (PFP). At 150 kg·hm-2 P application rate, the maximum REP, AEP and PFP were 11.1%, 152.9 kg·kg-1 and 476.3 kg·kg-1, respectively. Compared with no P fertilizer treatment, melon yields of 150 and 225 kg P2O5·hm-2 treatments increased by 47.3% and 39.7%, respectively. In summary, the vining stage and fruit expanding stage were the key periods for P application in trelliscultivated melon system. Based on synthesized economic yield and P fertilizer efficiency, the recommendation of P fertilizer for trelliscultivated melon is 150-225 kg P2O5·hm-2under the climatic condition of the experimental area.


全 文 :施磷对立架甜瓜干物质积累及磷肥利用效率的影响
陈波浪∗  吴海华  罗  佳  郝丽娜  齐晓晨  赵  库
(新疆农业大学草业与环境科学学院, 乌鲁木齐 830052)
摘  要  以立架甜瓜为材料,设置 0、150、225、300、375、450 kg·hm-26 个施磷水平的田间试
验,研究不同供磷水平对立架甜瓜干物质和磷素吸收积累、产量以及磷肥利用效率的影响.结
果表明:与对照(0 kg·hm-2)相比,增施磷肥提高了立架甜瓜各器官和整株干物质及磷素吸
收积累,尤其是 150、225 kg·hm-2处理最高,成熟期整株干物质和磷素吸收积累量分别较对
照增加了 19.9%和 26.3%、23.0%和 26.3%;立架甜瓜干物质和磷素积累随生育期的推进呈增
加趋势,生育前期主要在叶中分配,后期主要在果实中分配;磷肥表观利用率、农学效率和偏
生产率均随施磷量增加而降低,150 kg·hm-2处理最高,分别为 11.1%、152.9 kg·kg-1和 476.3
kg·kg-1;施用磷肥促进了立架甜瓜产量的提高,150和 225 kg·hm-2处理显著高于对照,分别
增产 47.3%和 39.7%.伸蔓期和果实膨大期是立架甜瓜磷肥施用的关键时期,结合产量与磷肥
利用效率,150~225 kg·hm-2(P 2O5)的供磷水平是新疆喀什地区立架甜瓜适宜施磷量.
关键词  立架甜瓜; 磷肥效率; 磷素吸收; 干物质积累
Effects of phosphorus fertilization on biomass accumulation and phosphorus use efficiency of
trellis⁃cultivated melon. CHEN Bo⁃lang∗, WU Hai⁃hua, LUO Jia, HAO Li⁃na, QI Xiao⁃chen,
ZHAO Ku (College of Pratacultural and Environmental Sciences, Xinjiang Agricultural University,
Urumqi 830052, China) .
Abstract: A field experiment applying six rates of P fertilizer (P 2O5 0, 150, 225, 300, 375 and
450 kg·hm-2, respectively) was conducted to investigate the effects of P fertilization on dry matter
accumulation (DMA), P uptake and accumulation (PUA) and P use efficiency (PUE) of trellis⁃
cultivated melon. Results showed that, P application increased DMA and PUA, for 150 and 225
kg P 2O5·hm
-2 treatments, being 19.9% and 26.3%, 23.0% and 26.3% higher than that in no P
fertilizer treatment at fruiting stage. With plant growth, DMA and PUA of different organs and the
whole plant gradually increased. DMA and PUA were mainly distributed in the leaves during the
early stage of the growth and in the fruit during the latter stage. P application decreased the recovery
efficiency of applied P (REP), agronomic efficiency of applied P (AEP) and partial factor produc⁃
tivity of applied P (PFP). At 150 kg·hm
-2 P application rate, the maximum REP, AEP and PFP
were 11.1%, 152.9 kg·kg-1and 476.3 kg·kg-1, respectively. Compared with no P fertilizer treat⁃
ment, melon yields of 150 and 225 kg P 2O5·hm
-2 treatments increased by 47.3% and 39.7%, re⁃
spectively. In summary, the vining stage and fruit expanding stage were the key periods for P appli⁃
cation in trellis⁃cultivated melon system. Based on synthesized economic yield and P fertilizer effi⁃
ciency, the recommendation of P fertilizer for trellis⁃cultivated melon is 150-225 kg P 2O5·hm
-2
under the climatic condition of the experimental area.
Key words: trellis⁃cultivated melon; P fertilizer efficiency; P uptake; dry matter accumulation.
本文由国家自然科学基金项目(31460542)、新疆维吾尔自治区高校科研计划科学研究重点项目(XJEDU2014I013)和新疆维吾尔自治区土壤学
重点学科项目资助 This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (31460542), the Key Scientific Research Project of
Xinjiang Uygur Autonomous Region Universities (XJEDU2014I013) and the Key Discipline Project of Soil Science of Xinjiang Uygur Autonomous Region.
2015⁃08⁃18 Received, 2015⁃12⁃08 Accepted.
∗通讯作者 Corresponding author. E⁃mail: chenwang200910@ sina.com
应 用 生 态 学 报  2016年 2月  第 27卷  第 2期                                            http: / / www.cjae.net
Chinese Journal of Applied Ecology, Feb. 2016, 27(2): 511-518                    DOI: 10.13287 / j.1001-9332.201602.026
    磷素对作物生长发育、产量和品质形成起着十
分重要的作用,增施磷肥能显著提高作物产量和改
善作物品质.研究表明,施磷能使粮食作物产量提高
10%~250%[1-6],也可提高棉花[7]、烟草[8]等作物的
经济产量和品质;薛亮等[9]研究表明,施磷量由 0增
加到 180 kg·hm-2时,甜瓜产量提高了 5.8%~7.5%.
但土壤中磷素移动差、易固定,过量施磷会造成磷素
流失、磷肥利用效率下降,我国主要粮食作物的磷肥
利用率为 7.3% ~ 20.1%[10],棉花、烤烟等作物磷肥
利用率分别为 4.3% ~26.3%[7,11]、13.7%~30.9%[8] .
植物体内磷素移动性较强,它在各器官的积累和分
配显著影响植物的生长和磷素吸收利用效率,关于
磷素营养吸收积累、运转及分配规律前人在水稻、玉
米、小麦、大豆、棉花、油菜等粮食作物和经济作物上
做了大量研究[1-7,12-15],但在甜瓜方面少有报道.
甜瓜是世界十大水果之一,目前我国甜瓜栽培
面积和产量均居世界首位.施肥是甜瓜产量和品质
提高的前提.研究发现,增施氮肥可显著提高甜瓜产
量和品质,磷肥可促进果实中糖分的积累、酯类香气
的增加以及氮和钾的吸收,钾肥可显著增加果实维
生素 C和可溶性糖含量[16-18] .施肥也能增加甜瓜干
物质积累和营养元素吸收分配,胡国智等[19]研究发
现,甜瓜干物质量和氮磷钾积累量随施氮量的增加
呈先升后降的趋势,施氮量 225 kg·hm-2处理甜瓜
的养分吸收量和干物质积累量均为最高;陆雪锦
等[20]研究表明,施钾显著提高了甜瓜干物质和钾素
积累量,当施钾量为 150 kg·hm-2时,甜瓜干物质快
速增长期延长,积累量达到最大.新疆南疆充足的光
热资源是甜瓜生产得天独厚的自然优势,近十几年
来,新疆喀什地区甜瓜种植面积大幅提高,目前已达
2.33×104 hm2[21],约占新疆甜瓜种植总面积的 50%,
其中立架甜瓜的面积约占一半以上.实地调查表
明[22],喀什地区立架甜瓜施磷量变幅很大(33 ~ 660
kg P 2O5·hm
-2 ),且 N ∶ P 2O5 ∶ K2O 为 1 ∶ 1. 4 ∶
0􀆰 9,致使磷素养分所占比例过高,那么立架甜瓜最
佳的磷素施用量是多少? 磷肥利用效率如何? 其植
株干物质和磷素积累对磷素响应如何? 以上问题还
不明确.基于此,本试验在不同供磷水平下,研究了
立架甜瓜对磷素的吸收、分配规律及磷肥利用效率,
以明确立架甜瓜不同生育阶段对磷素的需求,为立
架甜瓜生产中合理施用磷肥和农业可持续发展提供
理论依据.
1  研究地区与研究方法
1􀆰 1  试验地点
试验于 2012年 4—9月在新疆南部塔里木盆地
西北缘喀什地区的岳普湖县农技中心实验站
(39°12′ N,76°45′ E)进行,试验区属暖温带大陆性
干旱气候,年平均气温 11.7 ℃,4 月和 10 月平均温
度20.5 ℃,年均降水量为 51.7 mm.供试土壤为灌耕
草甸土,土壤 pH 8.15,有机质 18.78 g·kg-1,全氮
1􀆰 58 g · kg-1,全磷 1. 01 g · kg-1,全钾 11􀆰 71
g·kg-1,碱解氮 56. 2 mg · kg-1, 速效磷 15. 0
mg·kg-1,速效钾 205 mg·kg-1 .
1􀆰 2  试验材料与试验设计
供试作物为伽师瓜(Cucumis melo var. sacchari⁃
nus Naud),品种‘卡拉库赛’.试验设 6 个磷水平,分
别为施 P 2O5 0、150、225、300、375、450 kg·hm
-2(分
别记为 P0、P150、P225、P300、P375、P450),每处理
重复 4次,随机区组排列,试验小区面积为 60 m2 .
2012年 4 月上旬起垄、覆膜、立架、播种,垄面
宽 80 cm,垄沟宽 120 cm,垄面播种两行,株距 30
cm,播种密度为 28500 ~ 30000 kg·hm-2 .整个生育
期分别在苗期、 伸蔓期、开花期和初果期浇水 4 次.
瓜苗长至 5~6片真叶时,用细绳将瓜蔓绑在牵引木
条上,采用单蔓整枝,在主蔓第 10 ~ 14 节留 1 条子
蔓坐瓜,其他子蔓摘除,9 月中旬收获.肥料品种为
尿素 ( 46%)、重过磷酸钙 ( P 2O5 46%)和硫酸钾
(K2O 40%),所有处理氮、钾肥用量一致,为 N 300
kg·hm-2、K2O 150 kg·hm
-2,磷肥和钾肥作为基肥
一次性施入,氮肥 60%基施,40%在膨果前期追施,
其他田间管理措施与当地高产栽培要求一致.
1􀆰 3  测定项目与方法
分别在立架甜瓜苗期(出苗后 35 d)、伸蔓期
(60 d)、果实膨大期(85 d)和成熟期(110 d)选取小
区有代表性植株 5 株,采集整株(根系部分挖取约
60 cm,面积约为 0.21 m2),用自来水将根系冲洗干
净,然后依根、 茎、 叶、 果实将各器官分开(苗期植
物样较小,不进行器官分取),于 105 ℃杀青 30 min,
再经 80 ℃烘至恒量后称干物质量.研磨过筛,用硫
酸⁃双氧水消化和钒钼黄比色法测定磷浓度.在采收
期选取 20 m2小区面积收获甜瓜,进行产量测定.
有关养分利用率参数计算公式[10,14]:
磷肥表观利用率(REP,%)= (施磷区作物吸磷
总量-未施磷区作物吸磷总量) /磷肥用量×100
磷肥农学利用率(AEP,kg·kg
-1)= (施磷区产
215 应  用  生  态  学  报                                      27卷
量-未施磷区产量) /磷肥用量
磷肥偏生产率(PFP,kg·kg
-1) = 施磷区产量 /
磷肥用量
磷肥生理利用率(PEP,kg·kg
-1) = (施磷区果
实干质量-未施磷区果实干质量) / (施磷区作物吸
磷量-未施磷区作物吸磷量)
1􀆰 4  数据处理
用 Excel软件进行数据初步分析和表格制作,
用 SPSS 15.0 统计软件进行方差分析和显著性检验
(LSD 法,α= 0.05),用 Origin 8.0软件作图.
2  结果与分析
2􀆰 1  施磷对立架甜瓜磷含量的影响
由图 1 可知,立架甜瓜各器官的磷含量在处理
间存在差异.伸蔓期 P225、P375和 P450处理根中磷
含量显著高于对照(P0),施磷大于 225 kg·hm-2
时,茎蔓中磷含量显著高于对照,P225 和 P375 处理
叶中磷含量显著高于对照;果实膨大期高量施磷处
理(P375和 P450)显著增加根和茎蔓中磷含量,果
实和叶中磷含量只有 P150 处理显著高于对照;成
熟期 P225处理根、茎蔓和叶中磷含量显著高于对
照,而果实中 P150处理最优(P<0.05).
各器官磷含量的分配结果显示,伸蔓期各器官
中磷含量表现为茎蔓>叶>根,进入果实膨大期,果
实中磷含量在 5.63~7.80 g·kg-1,远大于其他器官,
到成熟期表现为果实>叶>根>茎蔓,说明生长前期
(伸蔓期)立架甜瓜茎蔓对磷素反应敏感,生长后期
(果实膨大期和成熟期)果实是立架甜瓜磷素分配
的中心,磷含量维持在 5.50~7.80 g·kg-1 .随着生育
期的推进,各器官中磷含量均呈下降趋势,茎蔓中磷
含量下降最为明显.
2􀆰 2  施磷对立架甜瓜干物质积累的影响
施磷能增加立架甜瓜整株干物质积累量(表
1),但各生育阶段表现不一致.苗期只有 P300 处理
整株干物质积累量显著高于对照,高量施磷(P375
和 P450)反而降低了立架甜瓜干物质积累;从伸蔓
期到成熟期, P225 和 P150 处理表现最优 ( P
<0􀆰 05),分别比对照处理增加了 18.7%和 18.3%、
22􀆰 9%和 21.4%、23.0%和 19.9%.说明立架甜瓜干
物质积累受磷肥调控,但过量施磷会降低干物质
积累.
由图 2可知,伸蔓期 P150 处理根、茎蔓和叶中
干物质积累均显著高于对照,分别提高了 33􀆰 9%、
19.7%和 17. 2%;果实膨大期根中以 P300 处理最
优,茎蔓、叶和果实中均以 P225 和 P150 处理最优;
成熟期茎蔓、叶和果实中干物质积累仍以P225和
图 1  施磷对立架甜瓜各器官磷含量的影响
Fig.1  Effects of different phosphorus application rates on phosphorus content in different organs of trellis⁃cultivated melon.
A: 根 Root; B: 茎蔓 Stem; C: 叶 Leaf; D: 果实 Fruit. 不同小写字母表示同一时期不同处理间差异显著( P<0.05) Different small letters meant
significant difference among treatments at the same growth stage at 0.05 level.
3152期                        陈波浪等: 施磷对立架甜瓜干物质积累及磷肥利用效率的影响           
表 1  施磷对立架甜瓜整株干物质积累的影响
Table 1  Effects of different phosphorus application rates on dry matter accumulation of trellis⁃cultivated melon (mean±SE,
g·plant-1)
处理
Treatment
苗期
Seedling stage
伸蔓期
Vining stage
果实膨大期
Fruit expanding stage
成熟期
Fruiting stage
P0 0.42±0.01bc 17.72±0.37b 213.50±5.15d 445.43±16.89d
P150 0.43±0.01bc 20.96±0.16a 259.14±3.82a 534.11±16.92ab
P225 0.48±0.05ab 21.03±0.09a 262.48±6.82a 547.70±12.65a
P300 0.52±0.01a 20.86±0.02a 253.48±3.15ab 497.67±4.60bc
P375 0.37±0.01c 18.19±0.71b 237.28±4.81bc 448.62±12.56d
P450 0.35±0.02c 20.52±0.48a 227.53±9.34c 472.88±6.31cd
同一生育时期同列不同字母表示差异显著(P<0.05)Different letters in the same column at the same growing stage meant significant difference at 0.05
level. 下同 The same below.
图 2  施磷对立架甜瓜各器官干物质积累和分配的影响
Fig.2  Effects of different phosphorus application rates on dry matter accumulation and distribution in different organs of trellis⁃
cultivated melon.
A: 伸蔓期 Vining stage; B:果实膨大期 Fruit expanding stage; C: 成熟期 Fruiting stage. Ⅰ:根 Root; Ⅱ: 茎蔓 Stem; Ⅲ:叶 Leaf; Ⅳ:果实 Fruit.
不同小写字母表示同一器官不同处理间差异显著( P<0.05) Different small letters meant significant difference among treatments in the same organ at
0.05 level.下同 The same below.
P150处理最优(P<0.05),而根中无显著差异.
各器官干物质的分配结果显示(图 2),伸蔓期
叶中干物质积累最多,占整株的 75.9% ~ 77.6%,其
次为茎蔓;果实膨大期和成熟期干物质分配中心均
为果实,分别占整株的 45. 9% ~ 49. 5%和 63. 7% ~
66􀆰 7%.整株、果实和叶中干物质积累均随生育期的
推进呈增长趋势,而根和茎蔓中干物质从伸蔓期到
果实膨大期急剧增加,而从果实膨大期到成熟期基
本平稳.
2􀆰 3  施磷对立架甜瓜磷素吸收与分配的影响
由表 2 可知,施磷增加立架甜瓜整株磷素的吸
收积累.苗期施磷量超过 225 kg·hm-2时,立架甜瓜
整株磷素积累量均显著高于对照处理,增加了 1.0 ~
1.9 倍;伸蔓期 P225 处理整株磷素积累量表现最
优,显著高于对照,比对照提高 36.6%;果实膨大期
以 P150 和 P225 处理最优,分别较对照增加了
59􀆰 0%和 40.9%;成熟期也以 P150 和 P225 处理最
优,而高量施磷处理(P375 和 P450)与对照处理无
明显差异.
图 3显示,伸蔓期 P225 处理根、茎蔓和叶中磷
素积累量均显著高于对照,分别提高了 50. 9%、
38􀆰 4%和 35.5%;果实膨大期根中以 P450 和 P225
处理最优,分别较对照增加了 50. 1%和 37. 8%,
茎蔓 、叶和果实中以 P150和 P225处理最优 ( P
415 应  用  生  态  学  报                                      27卷
表 2  施磷对立架甜瓜整株磷素积累的影响
Table 2   Effects of different phosphorus application rates on P accumulation of trellis⁃cultivated melon (mean ± SE,
mg·plant-1)
处理
Treatment
苗期
Seedling stage
伸蔓期
Vining stage
果实膨大期
Fruit expanding stage
成熟期
Fruiting stage
P0 0.91±0.04c 99.28±3.02b 1035.06±16.73d 2119.64±49.87c
P150 1.00±0.10c 118.94±6.54ab 1645.47±77.18a 2676.56±66.17a
P225 1.91±0.11b 135.66±6.12a 1458.79±23.56b 2676.22±74.55a
P300 2.60±0.26a 123.70±7.28a 1232.50±28.46c 2409.31±106.85b
P375 2.00±0.37ab 117.68±8.12ab 1184.06±24.46c 2148.1±16.41c
P450 1.83±0.02b 129.83±8.92a 1264.85±43.07c 2251.69±40.02bc
图 3  施磷对立架甜瓜各器官磷素积累和分配的影响
Fig.3  Effects of different phosphorus application rates on P accumulation and distribution in different organs of trellis⁃cultivated melon.
<0􀆰 05);成熟期 P375和 P225处理根中磷素吸收积
累显著高于对照,而茎蔓、叶和果实中仍以 P225 和
P150处理最优(P<0.05).
由图 3可知,伸蔓期磷素主要在叶中分配,占整
株的 72.7%~76.8%,其次为茎蔓(20.0% ~24􀆰 2%);
果实膨大期和成熟期磷素分配中心均为果实,分别
占整株的 51.5% ~ 60.3%和 76.3% ~ 78.3%.整株、果
实和叶中磷素吸收积累均随生育期的推进呈增长趋
势,而根和茎蔓中磷素吸收积累在果实膨大期达
峰值.
2􀆰 4  施磷对立架甜瓜磷肥利用和产量的影响
由表 3 可知,增施磷肥显著降低了立架甜瓜磷
肥表观利用率、农学效率和偏生产率,P150 处理的
3项指标均为最大值,分别为 11.1%、152.9 kg·kg-1
和 476.3 kg·kg-1,较高量施磷处理(P375、P450)分
别提高了 54.5、4.1、2.0 和 11.3、18.6、3.1 倍,说明立
架甜瓜 3项磷肥利用指标的差异主要来自于磷肥用
表 3  施磷对立架甜瓜磷肥利用效率和产量的影响
Table 3   Effects of different phosphorus application rates
on P efficiency and yield of trellis⁃cultivated melon
处理
Trea⁃
tment
肥料
利用率
RE
(%)
农学效率
AE
(kg·kg-1)
偏生产率
PFP
(kg·kg-1)
生理
利用率
PE
(kg·kg-1)
经济产量
Economic
yield
(kg·hm-2)
P0 48499d
P150 11.1a 152.9a 476.3a 82.0c 71440a
P225 7.4a 85.6b 301.2b 100.9bc 67763ab
P300 2.9b 53.0c 214.6c 128.6ab 64392bc
P375 0.2b 30.2d 159.5d 48.5c 59810c
P450 0.9b 7.8e 115.6d 150.5a 52001d
RE:Recovery efficiency;AE:Agronomic efficiency; PFP: Partial factor
productivity; PE: Physiological efficiency. 同列不同字母表示差异显
著(P<0.05) Different letters in the same column meant significant differ⁃
ence at 0.05 level.
5152期                        陈波浪等: 施磷对立架甜瓜干物质积累及磷肥利用效率的影响           
量差异过大.磷肥生理效率反映植物体内磷素的利
用效率,增施磷肥提高了立架甜瓜的磷肥生理效率,
以 P450处理最大,达 150.5 kg·kg-1,说明增施磷肥
有利于立架甜瓜果实形成.立架甜瓜产量随施磷量
的增加先升后降,P150和 P225处理最优,显著高于
对照,分别比对照增产 47.3%和 39.7%.
3  讨    论
磷是作物生长发育的三大肥料要素之一,因其
在土壤中有效性低和植物体内移动性强的特点而成
为科研热点.立架甜瓜是一种高密度(种植密度为爬
地甜瓜 3倍)、高产出的露地栽培模式,也是顺应新
疆南部丰富的光热资源和短缺的耕地资源(人均耕
地仅 0.1 hm-2)而发展的集约化栽培模式[23],目前,
新疆南部喀什地区立架甜瓜种植面积为整个甜瓜种
植面积的一半,而有关立架甜瓜合理的施肥量尤其
是磷肥合理施用量、光合产物的分配、磷素的吸收积
累以及磷肥利用效率等研究均属空白.
本试验结果显示,与对照相比,增施磷肥提高了
立架甜瓜各器官和整株干物质积累量,尤以施磷量
150和 225 kg·hm-2最佳,高量施磷 ( 375 和 450
kg·hm-2)干物质积累量下降,说明与其他作物一
样,立架甜瓜干物质积累受施肥水平调控,过量施肥
均会抑制其生长.施磷与对照处理整株干物质积累
随生育期变化趋势一致,前期积累少,后期积累多,
与前人的研究结果一致[9,17],但积累数量上存在差
异.苗期和伸蔓期干物质积累(表 1)与陆雪锦等[20]
(0􀆰 41~0.51 g·plant-1、21.26 ~ 24.40 g·plant-1)和
宋世威[24](伸蔓期 26 ~ 32 g·plant-1)的研究相一
致,而低于许俊香等[25]、林多等[26]的报道,不论是
按单株还是单位面积,果实膨大期和成熟期干物质
积累量均高于前人的研究结果[9,17,20,24-26],说明单株
立架甜瓜生育后期能获得更多碳源,促进根系生长,
促进养分吸收从而增加光合产物的积累.另外,因群
体密度增多而增加了单位面积内立架甜瓜光合产物
的积累.施磷处理下干物质在各器官的分配与前人
报道一致[9,16-17,20,24-26],前期主要在营养器官中,后
期主要分配到生殖器官中.
施磷能促进作物对磷素的吸收和积累,前人在
玉米、小麦、大豆、油菜、棉花等作物上作了大量研
究[1-7,12-15] .本研究表明,增施磷肥尤其是合理磷肥
用量(150~ 225 kg·hm-2)能增加立架甜瓜各器官
中磷含量(图 1),优化磷素在生育后期果实中的分
配(图 1 和图 3),分配率达 78%以上,高于胡国智
等[19]和陆雪锦等[20]的报道.说明立架甜瓜磷素含量
受供磷水平调控,同时反映甜瓜磷素分配受种植模
式和供肥水平等因素的影响.施磷促进了整株磷素
的吸收积累,尤其是伸蔓期到成熟期整株磷素的积
累,磷吸收积累量在数值上与陈波浪等[21](1.40 ~
1􀆰 64 g·plant-1)研究结果一致,而低于范红伟等[27]
( 12 ~ 18 g · plant-1 )、 齐 三 魁 等[28] ( 5􀆰 24
g·plant-1)、Sanchez等[29](6.78 g·plant-1)、胡国智
等[19](3.56 g·plant-1)等的研究结果,说明甜瓜磷
素积累不仅受供磷水平调控,还受种植模式、品种、
土壤肥力、种植季节及产量等因素的制约.伸蔓期至
果实膨大期和果实膨大期至成熟期是磷素吸收积累
大幅攀升的阶段,说明伸蔓期和果实膨大期是立架
甜瓜磷素营养关键期,要注重此阶段磷肥的供应.
与前人在玉米、小麦等作物上的报道[2,4,30]一
致,增施磷肥也降低了立架甜瓜磷肥表观利用率、农
学效率和偏生产率.立架甜瓜磷肥表观利用率不超
过 11.1%,接近 90%的磷肥残留在土壤中,远低于其
他作物上的研究结果[10, 12-14],这可能与试验区土壤
速效磷含量(15 mg·kg-1)较高有关;农学效率和偏
生产率在数值上均大于前人在其他作物上的报
道[10,13-14],说明磷肥显著提高了立架甜瓜的经济产
量;立架甜瓜磷肥生理效率随施磷量增加呈上升趋
势,这与陈远学等[14]研究间作玉米的结果一致,而
与彭正萍等[2]、邢丹等[30]在玉米和冬小麦上的研究
不同,这可能与作物种类、土壤养分、种植模式、磷肥
用量等因素有关,还有待进一步研究.增施磷肥显著
提高了立架甜瓜产量, 尤以施磷 150 和 225
kg·hm-2处理最高,分别达 71.4 和 67.8 t·hm-2,是
前人报道的 2~ 3 倍[9,19-20],这可能与种植密度扩大
和立架增加光合作用有关.
综合比较,立架甜瓜磷肥的施用要注重伸蔓期
和果实膨大期的供应,结合立架甜瓜产量、光合产物
分配规律、磷素吸收积累特征以及磷肥利用效率,在
本试验同等肥力和生态条件下,磷肥合理施用量为
150~225 kg·hm-2(P 2O5),这一结果比胡国智等[19]
和陆雪锦等[20]的研究结果(140 kg·hm-2)略高,而
与薛亮等[9]的研究相似.本试验磷肥效应函数结果
为 226.4 kg·hm-2(P 2O5).
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作者简介  陈波浪,男,1979年生,副教授. 主要从事养分资
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责任编辑  张凤丽
陈波浪, 吴海华, 罗佳, 等. 施磷对立架甜瓜干物质积累及磷肥利用效率的影响. 应用生态学报, 2016, 27(2): 511-518
Chen B⁃L, Wu H⁃H, Luo J, et al. Effects of phosphorus fertilization on biomass accumulation and phosphorus use efficiency of trellis⁃
cultivated melon. Chinese Journal of Applied Ecology, 2016, 27(2): 511-518 (in Chinese)
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