諸海燾，李建勇，朱 恩，吳 玨，余廷園，蔡樹美*

（1上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所，上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部上海農(nóng)業(yè)環(huán)境與耕地保育科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，上海201403；2上海市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，上海 201103；3上海市奉賢區(qū)蔬菜技術(shù)推廣站，上海 201400）

水肥一體化條件下設(shè)施黃瓜的氮磷鉀吸收分配規(guī)律研究

諸海燾1，李建勇2，朱 恩2，吳 玨3，余廷園1，蔡樹美1*

（1上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所，上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部上海農(nóng)業(yè)環(huán)境與耕地保育科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，上海201403；2上海市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，上海 201103；3上海市奉賢區(qū)蔬菜技術(shù)推廣站，上海 201400）

以‘碧玉’黃瓜為試材，在春播設(shè)施栽培條件下，研究了灌溉施肥黃瓜對(duì)主要礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)氮、磷、鉀的吸收分配特點(diǎn)。結(jié)果表明：黃瓜在不同時(shí)期對(duì)氮磷鉀的吸收和分配比例不同，開花期、初瓜期、盛瓜期、末瓜期N素吸收量分別占整個(gè)生育期吸收總量的5.4%、28.0%、52.2%和14.3%；P素為7.1%、37.6%、34.0%和21.2%；K素為3.4%、19.2%、54.5%和22.7%。黃瓜對(duì)氮磷鉀三要素的吸收，以鉀最多，氮次之，磷最少。黃瓜整個(gè)生育期氮磷鉀的吸收總量為25.09 g/株，三者的吸收比例為1∶0.48∶1.36。形成75—90 t/hm2商品產(chǎn)量的黃瓜，氮磷鉀吸收量分別為244.5—293.4 kg/hm2、117.8—141.3 kg/hm2、327.8—393.3 kg/hm2。

設(shè)施黃瓜；生育期；氮磷鉀；養(yǎng)分吸收；水肥一體化

生產(chǎn)中菜農(nóng)普遍有“大水漫灌”、“大水大肥”的傳統(tǒng)觀念，只為達(dá)到高產(chǎn)，缺少節(jié)水節(jié)肥防止土壤質(zhì)量退化的意識(shí)，不僅造成了肥、水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，還易導(dǎo)致土壤板結(jié)和病害蔓延［1］。研究表明，合理控制氮素和水分的投入是提高氮水利用效率的有效途徑。水肥一體化是借助壓力系統(tǒng)將可溶性固體或液體肥料，按土壤養(yǎng)分含量和蔬菜作物需肥規(guī)律的特點(diǎn)配兌成肥液，與灌溉水一起相融后，利用可控管道系統(tǒng)供水、供肥，將水分、養(yǎng)分均勻、定時(shí)、定量按比例直接提供給作物［2］，可極大提高肥、水資源的利用效率，且省時(shí)省工、增產(chǎn)增效。目前，制約設(shè)施蔬菜水肥一體化技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的因素主要有：蔬菜土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)體系不健全，主要蔬菜作物的養(yǎng)分需求規(guī)律不明，適合蔬菜水肥一體化技術(shù)的專用高濃度全溶配方肥料品種不全等等。只有明確了設(shè)施蔬菜不同生育期對(duì)氮磷鉀元素的需求規(guī)律，才能有針對(duì)性地研發(fā)不同蔬菜專用水溶肥配方，真正實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定量、按比例將養(yǎng)分供給作物吸收。

黃瓜是保護(hù)地栽培的主要蔬菜作物之一，屬耗水耗肥的蔬菜作物，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)同時(shí)進(jìn)行，采收期長(zhǎng)，對(duì)肥料需求量大［3］。氮、磷、鉀是黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育必需的三要素，對(duì)促進(jìn)黃瓜植株的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)有決定性作用［4］。本研究對(duì)目前上海地區(qū)春播設(shè)施栽培黃瓜進(jìn)行高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培試驗(yàn)，旨在通過測(cè)定黃瓜在成熟前不同時(shí)期不同器官對(duì)氮磷鉀的積累、分配和轉(zhuǎn)運(yùn)情況，掌握設(shè)施黃瓜對(duì)氮、磷、鉀的吸收及分配規(guī)律，為設(shè)施黃瓜的合理肥水運(yùn)籌提供依據(jù)，為黃瓜水肥一體化的推廣提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試黃瓜品種：‘碧玉’，試驗(yàn)地點(diǎn)：奉賢揚(yáng)升園藝場(chǎng)。土壤基礎(chǔ)地力：有機(jī)質(zhì)1.87 g/kg，全氮1.45 g/kg，堿解氮226.3 mg/kg，有效磷128.94 mg/kg，速效鉀160 mg/kg，總鹽2.56 g/kg。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 肥水運(yùn)籌

根據(jù)黃瓜目標(biāo)產(chǎn)量和前期平衡施肥試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)置氮肥（N）、磷肥（P2O5）、鉀肥（K2O）施肥量分別為270 kg/hm2、90 kg/hm2、375 kg/hm2。其中20%的氮、50%的磷和20%的鉀作基肥施入，其余分8次等比例作追肥滴灌施入（開花期和初瓜期各追肥1次，初瓜期后，每10 d追施1次，除滴灌施肥外，每2次追肥中間灌水1次）。2014年1月3日育苗，3月12日移栽。

1.2.2 采樣方法

每次采樣時(shí)將黃瓜地上部植株取走，清洗并晾干水份后稱鮮重，莖、葉（含葉柄）、果實(shí)分別裝入紙袋帶回實(shí)驗(yàn)室，于105℃干燥箱殺青30 min，然后在65℃干燥箱烘干至恒重，用百分之一天平稱干重，磨碎進(jìn)行氮磷鉀等養(yǎng)分分析。

1.2.3 采樣時(shí)期

①幼苗期：3月12日移栽時(shí)（20株）；②開花期：4月22日（10株）；③初瓜期：5月6日（5株）；④盛瓜期：6月11日（3株）；⑤末瓜期：7月10日（3株）。

1.2.4 測(cè)定項(xiàng)目

考查各時(shí)期各器官的鮮重、干重、單株生物量，測(cè)定各時(shí)期各器官的氮、磷、鉀含量及單株吸肥量。植株全氮、全磷、全鉀測(cè)定，先經(jīng)濃H2SO4-H2O2消化，然后分別采用半微量蒸餾法測(cè)定氮（N）含量，釩鉬黃吸光光度法測(cè)定磷（P2O5）含量，火焰光度計(jì)法測(cè)定鉀（K2O）含量［5］。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃瓜地上部干物質(zhì)積累和養(yǎng)分吸收

黃瓜單株干物質(zhì)重量在幼苗期、開花期緩慢增加，進(jìn)入初瓜期后快速增加，盛瓜期黃瓜地上部單株干物質(zhì)重量迅速增加，幼苗期單株干物質(zhì)重量為0.24 g，開花期、初瓜期和盛瓜期分別為12.5 g、89.05 g和223.04 g。進(jìn)入末瓜期后地上部干物質(zhì)積累變緩，其莖和葉片干物質(zhì)重量低于盛瓜期，一方面是由于這一時(shí)期相比營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和生殖生長(zhǎng)前期，黃瓜果實(shí)中水分含量急劇增加，干物質(zhì)比重下降；另一方面是由于黃瓜在生殖生長(zhǎng)后期隨著果實(shí)的逐漸成熟，老葉出現(xiàn)自然脫落現(xiàn)象（表1）。

表1 每株黃瓜不同生育期地上部分鮮重和干重Table1 The fresh and dry matter weight of cucumber overground part at different stages g

2.2 黃瓜各器官中氮磷鉀的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)

從黃瓜不同生育期的植株含氮量來看（圖1a），從幼苗定植后，葉片含氮量始終高于莖。尤其是在開花期，葉片含氮量幾乎比莖中高出一倍。進(jìn)入初瓜期后，葉片含氮量急劇下降，而果實(shí)中卻積累了大量的氮。由此推測(cè)，莖葉中的部分氮素在初瓜期開始轉(zhuǎn)移到果實(shí)，黃瓜將由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期進(jìn)入生殖生長(zhǎng)期，莖葉器官光合作用產(chǎn)生的碳水化合物將輸送到果實(shí)中，供其膨大。

黃瓜不同生育期的植株含磷量，總體上表現(xiàn)出與含氮量一致的趨勢(shì)（圖1b）。不同的是，進(jìn)入初瓜期時(shí)，葉片含磷量比莖含磷量的下降趨勢(shì)更甚，使得這一時(shí)期黃瓜的葉片含磷量低于莖。

從幼苗定植后，黃瓜地上部含鉀量，莖始終遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于葉片。在黃瓜的生殖生長(zhǎng)期，莖和葉片中積累的鉀可以通過韌皮部運(yùn)輸至果實(shí)中，滿足果實(shí)生長(zhǎng)需要（圖1c）。

通過黃瓜莖、葉、果實(shí)中氮磷鉀的養(yǎng)分含量綜合分析來看，不同器官對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收量順序不同，葉片為N＞K＞P，莖和瓜為K＞N＞P。黃瓜整個(gè)生育期中含鉀量最高，氮次之，磷最少。葉片中氮、磷含量高于莖，鉀含量低于莖；果實(shí)中氮磷鉀含量均高于葉片和莖。

圖1 黃瓜不同生育期地上部養(yǎng)分含量Fig.1 The nutrient（NPK）content of cucumber overground part at different stages

2.3 黃瓜不同生育期地上部氮磷鉀吸收量情況

通過計(jì)算黃瓜各生育階段吸肥量占全生育期吸收總量的百分比（表2），表明黃瓜對(duì)氮磷鉀的吸收量是不斷變化的。從播種到開花期，生長(zhǎng)期約占全生育期的1/3左右，但植株各器官增重緩慢，氮、磷、鉀的吸收量分別占總吸收量的5.4%、7.1%和3.4%。進(jìn)入結(jié)瓜期以后，植株的生長(zhǎng)量顯著增加，干物質(zhì)和三要素的積累速度迅速增加，磷在初瓜期吸收比例最大，初瓜期吸磷量占總磷量的37.6%，說明黃瓜生長(zhǎng)前期對(duì)磷肥需求較大。氮和鉀的吸收比例均在結(jié)瓜盛期達(dá)到最大值，在結(jié)瓜盛期的30多天內(nèi)，吸氮量占總氮量的52.2%，吸鉀量占54.5%，均超過總吸收量的一半以上，是黃瓜吸肥吸水的高峰，此階段的肥水供應(yīng)對(duì)黃瓜的產(chǎn)量至關(guān)重要。結(jié)瓜末期，植株衰老、生長(zhǎng)速度減慢，養(yǎng)分吸收減少，根系吸收能力也隨之下降，此時(shí)期黃瓜對(duì)氮磷鉀三要素的吸收量分別為1.27 g/株、0.91 g/株和2.71 g/株，占總吸收量的14.3%、21.2%和22.7%。

表2 黃瓜不同生育期氮磷鉀吸收量占總吸收量的百分比Table 2 The percentage of NPK uptake amount in different stages to total uptake amount of cucumber

2.4 黃瓜不同時(shí)期養(yǎng)分吸收比例和吸收曲線

由表3可以看出，黃瓜苗期和初花期對(duì)氮磷鉀的吸收較少，開花后隨著營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的加速，吸收量逐漸增加，結(jié)果以后明顯增加，氮磷鉀的積累呈“S”形曲線（圖2）。黃瓜開花期氮磷鉀三要素吸收比例為1∶0.64∶0.86，此時(shí)黃瓜對(duì)氮的需求大于對(duì)鉀的需求；初瓜期，隨著黃瓜對(duì)鉀的吸收量增加，氮鉀比例為1∶0.91；盛瓜期對(duì)養(yǎng)分需求急劇增加，氮磷鉀吸收總量達(dá)到12.6 g/株，占整個(gè)生育期吸收總量的50.2%，此時(shí)氮鉀的吸收比例為1∶1.21，說明黃瓜對(duì)鉀的需求已經(jīng)超過對(duì)氮的需求，末瓜期N和K2O比例達(dá)到1∶1.34。說明結(jié)瓜期后，黃瓜對(duì)鉀的需求遠(yuǎn)高于氮，因此，黃瓜生長(zhǎng)后期應(yīng)施用一些高鉀配方的水溶肥。

圖2 黃瓜地上部分不同生育期氮磷鉀吸收曲線Fig.2 Curves of NPK uptake of cucum ber overground part at different stages

表3 黃瓜不同時(shí)期地上部單株氮磷鉀吸收量Table 3 Absorption am ount of nitrogen，phosphorus and potassium of cucumber overground part per p lant at different stages

2.5 根據(jù)不同生育期需肥規(guī)律對(duì)黃瓜施肥的建議

經(jīng)計(jì)算，黃瓜單株氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量為別8.88 g、4.29 g和11.92 g，換算成收獲每100 kg黃瓜需吸收N、P2O5、K2O分別為0.326 kg、0.157 kg、0.437 kg。按大棚竹架栽培目標(biāo)產(chǎn)量75—90 t/hm2計(jì)算，需吸收氮磷鉀三要素養(yǎng)分分別為244.5—293.4 kg/hm2、117.8—141.3 kg/hm2、327.8—393.3 kg/hm2。根據(jù)地力差減法，所需肥料的供應(yīng)量等于黃瓜的需肥總量和土壤供肥量的差值，兩者相減可計(jì)算出應(yīng)補(bǔ)給的肥料養(yǎng)分量。

3 結(jié)論與討論

3.1 黃瓜單株干物質(zhì)重量在開花期增加緩慢，進(jìn)入初瓜期后快速增加，盛瓜期達(dá)到峰值，到末瓜期隨著老葉衰落又開始下降，呈“S”形曲線，這與王麗英等［6］的研究結(jié)果一致。初瓜期后，黃瓜生長(zhǎng)也從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)入生殖生長(zhǎng)，莖葉中積累的干物質(zhì)和光合產(chǎn)物開始轉(zhuǎn)移到果實(shí)中。本試驗(yàn)中黃瓜末瓜期地上部莖葉干物質(zhì)重量比盛瓜期減少9.45 g/株，說明在生育后期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)開始逐漸轉(zhuǎn)移到黃瓜果實(shí)中。

3.2 由于黃瓜在不同生育期對(duì)氮磷鉀的需求量和比例不同，土壤環(huán)境中養(yǎng)分供應(yīng)水平也不一樣，因此，植物體內(nèi)養(yǎng)分會(huì)隨生長(zhǎng)中心的轉(zhuǎn)移而使養(yǎng)分再分配和再利用［7］。本試驗(yàn)中黃瓜不同時(shí)期莖、葉、瓜對(duì)氮的吸收也說明了這一點(diǎn)，進(jìn)入初瓜期后，葉片中的氮含量大幅下降，而果實(shí)的氮含量相應(yīng)增加，可以認(rèn)為氮素參與葉片光合作用產(chǎn)生的碳水化合物開始向果實(shí)轉(zhuǎn)移。對(duì)應(yīng)在肥水管理上，氮素的補(bǔ)充在此時(shí)是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，若氮素供應(yīng)不足，容易導(dǎo)致早衰甚至提前落葉落果；氮素營(yíng)養(yǎng)太多，也容易造成枝葉旺長(zhǎng)，不利于光合產(chǎn)物流向果實(shí)，導(dǎo)致果實(shí)小、品質(zhì)差，甚至脫落，初瓜期和盛瓜期吸氮量占全生育期的80.2%。作物在整個(gè)生長(zhǎng)期中均可吸收磷，但以生長(zhǎng)早期吸收最快，這時(shí)需磷也最多［8］。本試驗(yàn)中磷在初瓜期吸收百分比達(dá)到最大值，為37.6%，之后開始下降。鉀是公認(rèn)的蔬果“品質(zhì)元素”，在改善植物品質(zhì)和提高作物產(chǎn)量方面有毋庸置疑的效果［9］，本試驗(yàn)中黃瓜在結(jié)瓜后期對(duì)鉀的需求量已超過氮，盛瓜期和末瓜期吸鉀量占全生育期的77.2%，超過氮同期吸收百分比10.7個(gè)百分點(diǎn)。黃瓜盛瓜期和末瓜期氮鉀的吸收比例分別為1∶1.21和1∶1.34，因此，結(jié)果后期保持合理的鉀素供應(yīng)對(duì)黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)至關(guān)重要。

3.3 黃瓜對(duì)氮磷鉀三要素的吸收基本與植株干物量的增長(zhǎng)相平衡，即生長(zhǎng)發(fā)育前期吸收氮磷鉀的量較小，初瓜期后急劇增加。黃瓜末瓜期氮磷鉀三要素的累積吸收總量為25.09 g/株，氮磷鉀的吸收比例為1∶0.48∶1.34，這與于淑芳等［10］研究的日光溫室下新泰密刺黃瓜品種的氮磷鉀吸收比例為1∶0.46∶1.16結(jié)果基本一致。經(jīng)計(jì)算，本試驗(yàn)在大棚竹架栽培和水肥一體化灌溉施肥模式下，形成75—90 t/hm2目標(biāo)產(chǎn)量黃瓜的養(yǎng)分需求量為氮（N）244.5—293.4 kg/hm2、磷（P2O5）117.8—141.3 kg/hm2、鉀（K2O）327.8—393.3 kg/hm2。

3.4 黃瓜作為喜肥喜水作物，一生對(duì)肥水需求較高，初瓜期前，磷的吸收百分比最高，適宜的磷肥供應(yīng)對(duì)促進(jìn)黃瓜花芽分化和根系生長(zhǎng)有良好的作用。結(jié)果中期是補(bǔ)充氮素的重要時(shí)期，但為了生長(zhǎng)后期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更好地向果實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)，應(yīng)注意控制氮素合理用量，過多或過少都會(huì)影響黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)。結(jié)果后期對(duì)鉀的需求量最大，加上鉀肥還可以促進(jìn)黃瓜對(duì)氮、磷肥的吸收［11］，這時(shí)增施高鉀肥可顯著提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)。

綜上所述，通過本試驗(yàn)水肥一體化下設(shè)施黃瓜需肥規(guī)律的研究，可提出相應(yīng)的施肥建議：初瓜期前追肥以高氮型水溶肥為主，結(jié)瓜后，可交替施用高氮型和高鉀型水溶肥，既可保證結(jié)瓜盛期黃瓜對(duì)氮磷鉀養(yǎng)分的均衡需求，又可提高黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)。本試驗(yàn)結(jié)果可為實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)一步推廣蔬菜、瓜果等經(jīng)濟(jì)作物推薦施肥技術(shù)和水肥一體化技術(shù)提供依據(jù)。

［1］杜錚，龐雄斌，萬(wàn)勇.節(jié)水灌溉施肥技術(shù)與應(yīng)用［J］.湖北農(nóng)機(jī)化，2010（5）：60-62.

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（責(zé)任編輯：閆其濤）

Study on the absorption and distribution of nitrogen，phosphorus and potassium of cucumber in protected cultivation of integral control of water and fertilization

ZHU Hai-tao，LIJian-yong，ZHU En，WU Jue，YU Ting-yuan，CAIShu-mei*
（1Eco-environmentɑnd Plɑnt Protection Institute，Shɑnghɑi Acɑdemy of Agriculturɑl Sciences；Shɑnghɑi Key Lɑborɑtory of Protected Horticulturɑl Technology，Shɑnghɑi Scientific Observɑtionɑnd Experimentɑl Stɑtion for Agriculturɑl Environmentɑnd Lɑnd Conservɑtion，Shɑnghɑi201403，Chinɑ；2Shɑnghɑi Agro-Technology Extensionɑnd Service Center，Shɑnghɑi201103，Chinɑ；3Vegetɑble Technique Populɑrizɑtion Stɑtion of Fengxiɑn District，Shɑnghɑi201400，Chinɑ）

The absorption and distribution characteristics ofmainmineral nutrients of nitrogen，phosphorus，potassium of cucumber were studied under the condition of spring sowing facilities cultivation of integral control ofwater and fertilization，taking cucumber variety‘Biyu’as testmaterial.The results showed that the absorption and distribution rates of nitrogen，phosphorus，potassium are different in differentgrowth stages of cucumber.The percentages of N uptake amount at flowering stage，early fruit stage，mid-fruit stage and late fruit stage to the whole growth period were 5.4%，28.0%，52.2%and 14.3%，respectively.Correspondingly，the percentages of Pwere7.1%，37.6%，34.0%and 21.2%，and the percentage of K were 3.4%，19.2%，54.5%and 22.7%. Among the absorption amount of N，P，K of cucummber，K was themost，the second was N，the leastwas P.The total amount of N，P，K absorbed by cucumber in the whole growth period stage were 25.09 g/plant，and the N∶P2O5∶K2O ratio was 1∶0.48∶1.36.To obtain 75—90 t/hm2cucumber，the absorption amount of N，P，K should be 244.5—293.4 kg/hm2，117.8—141.3 kg/hm2，327.8—393.3 kg/hm2respectively.

Cucumber under protected cultivation；Growth period；NPK；Nutrition absorption；Integral control of water and fertilization

S642.2

A

1000-3924（2017）01-074-05

2015-09-29

設(shè)施蔬菜化肥農(nóng)藥減施增效技術(shù)（2016YED0201008）；蔬菜水肥一體化技術(shù)集成示范（滬農(nóng)科推字2013第1-3號(hào)）；設(shè)施蔬菜精準(zhǔn)灌溉技術(shù)集成與示范（2015GA680001）

諸海燾（1980—），男，本科，副研究員，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)與新型肥料施肥研究。E-mail：htzhu123＠sohu.com

*通信作者