張英鵬 孫明 李彥 薄錄吉 井永蘋(píng) 高新昊

摘要：針對(duì)目前設(shè)施大棚蔬菜品質(zhì)差、氮磷淋溶損失嚴(yán)重的問(wèn)題，設(shè)置裂區(qū)試驗(yàn)，在種植密度相同的條件下，以行距（每畦三行和四行）作為主區(qū)因素，以種植位置（平行位和錯(cuò)位種植）作為副區(qū)因素，研究不同種植布局改變根系分布對(duì)設(shè)施西葫蘆產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤氮磷損失的影響。結(jié)果表明，四行的西葫蘆產(chǎn)量要高于三行的，四行錯(cuò)位是最佳處理，其次是四行平行位;而三行錯(cuò)位處理的西葫蘆V[HT6"]C[HT5"SS]含量高，硝酸鹽含量低，氮磷鉀吸收量也較高。盛果期各土層的硝態(tài)氮含量都很高，隨著土層深入，錯(cuò)位處理的土壤硝態(tài)氮下降明顯，而平行位處理呈波動(dòng)變化，具有較大的淋溶風(fēng)險(xiǎn)，在相同種植密度條件下氮淋溶量均高于錯(cuò)位處理的，說(shuō)明根系交錯(cuò)分布能夠增強(qiáng)西葫蘆根系對(duì)氮的吸收，減少其淋溶損失;而磷的淋溶量整體偏低，相同種植密度下平行位和錯(cuò)位種植處理間差異較小。因此，在相同種植密度下，將設(shè)施西葫蘆四行平行種植改為三行錯(cuò)位種植，能夠提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)，減少氮淋失，提高經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：根系調(diào)控;西葫蘆;產(chǎn)量;品質(zhì);氮磷淋溶;設(shè)施大棚

中圖分類(lèi)號(hào)：S642.601：S359? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A? 文章編號(hào)：1001-4942（2020）11-0090-05

Effects of Different Root Regulation on Yield and Quality of

Summer Squash and Soil Nitrogen and Phosphorus

Leaching Loss in Greenhouse

Zhang Yingpeng1，2，3，4， Sun Ming1，2，3， Li Yan1，2，3，4， Bo Luji1，2，3，4，

Jing Yongping1，2，3，4， Gao Xinhao2，4，5

（1.Institute of Agricultural Resources and Environment， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China;

2.Key Laboratory of Agro-Environment in Huanghe-Huaihe-Haihe Plain，

Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Jinan 250100， China;

3. Shandong Provincial Key Laboratory of Agricultural Non-Point Source Pollution Control and Prevention， Jinan 250100， China;

4. Shandong Environmental Fertilizer Engineering Technology Research Center， Jinan 250100， China;

5. Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China）

Abstract In order to solve the problems of poor quality of greenhouse vegetables and serious leaching loss of nitrogen and phosphorus， the split plot experiment was set with summer squash as test material to study the effects of different planting layout （three rows or four rows per border） and root distribution （parallel or dislocation planting） on yield， quality and soil nitrogen and phosphorus loss under the same planting density. The results showed that the yield of summer squash under four-row treatment was higher than that under three-row treatment， and the best was under the treatment of four rows and alternating cultivation， followed by that under four rows and parallel position cultivation. Under the treatment of three rows and alternating cultivation， summer squash had higher VC?content， lower nitrate content and higher absorption of nitrogen， phosphorus and potassium. The content of nitrate nitrogen in each soil layer was high at full fruiting stage. With the depth increase of soil layer， the soil nitrate nitrogen decreased significantly under alternating cultivation， while that under the parallel treatment showed fluctuation change with greater leaching risk. Under the same planting density， the amount of nitrogen leaching was higher under the parallel treatment than that under alternating treatment. It indicated that the staggered distribution of root system could enhance the absorption of nitrogen and reduce its leaching loss. The leaching loss of phosphorus was lower，and there was little difference between parallel planting and alternating planting under the same planting density. Therefore， when the installation of four-row parallel planting of summer squash was changed to three-row alternating planting， the yield and quality of summer squash increased， and the nitrogen leaching loss decresed and the economic benefits increased.

Keywords Root Regulation; Summer Squash; Yield; Quality; Nitrogen and phosphorus leaching losses; Greenhouse

西葫蘆屬于葫蘆科，為一年生草本植物[1，2]，原產(chǎn)北美洲南部，19世紀(jì)中葉中國(guó)開(kāi)始從歐洲引入栽培，目前西葫蘆已是我國(guó)保護(hù)地設(shè)施栽培的主要蔬菜作物[3，4]。但西葫蘆種植對(duì)化肥、農(nóng)藥、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等依賴(lài)性高，生產(chǎn)易受污染[4]。我國(guó)溫室栽培系統(tǒng)中，往往存在盲目過(guò)量施肥的問(wèn)題，不僅造成資源浪費(fèi)，破壞土壤-植物的養(yǎng)分供需平衡，影響蔬菜品質(zhì)，而且氮、磷淋溶也給環(huán)境帶來(lái)巨大風(fēng)險(xiǎn)[5]。有科研人員通過(guò)合理降低設(shè)施西葫蘆的肥料和灌水用量，在保證產(chǎn)量的同時(shí)降低土壤硝態(tài)氮的淋溶風(fēng)險(xiǎn)，取得了一定的效果[6，7]。但由于農(nóng)民的施肥和灌水習(xí)慣已經(jīng)形成，短期內(nèi)較難改變，因此，如何在農(nóng)民易于接受的條件下減少氮磷流失是當(dāng)前我們研究的重點(diǎn)。

目前有關(guān)西葫蘆的研究主要集中于不同肥料配比[8]、補(bǔ)光時(shí)長(zhǎng)[9]以及水分、光照[10]、基質(zhì)[11]、種植密度[12，13]等對(duì)其產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，涉及土壤養(yǎng)分損失的研究還很少。西葫蘆根系強(qiáng)大[14]，傳統(tǒng)的平行位種植限制了根系的伸展及其對(duì)養(yǎng)分的吸收，而通過(guò)改變種植布局調(diào)控西葫蘆地下根系分布，可以提高其對(duì)養(yǎng)分的吸收，降低土壤養(yǎng)分損失[15]。本研究參照當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣，通過(guò)相同種植密度下設(shè)置不同種植方式改變地下根系分布，研究種植布局改變對(duì)西葫蘆產(chǎn)量、品質(zhì)及氮磷養(yǎng)分淋溶損失的影響，以期為設(shè)施西葫蘆的科學(xué)合理種植管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018—2019年在山東省淄博市臨淄區(qū)皇城鎮(zhèn)史王莊村進(jìn)行，西葫蘆品種為綠盛，供試土壤理化性狀見(jiàn)表1。以鴨糞、復(fù)合肥（N-P2O5-K2O養(yǎng)分含量15-15-10）、菌肥和少量微量元素肥料作為基肥，合計(jì)氮磷鉀用量分別為N 1 590 kg/hm2、P2O5 1 950 kg/hm2、K2O 945 kg/hm2;定苗后開(kāi)始追施大量元素水溶肥（N-P2O5-K2O養(yǎng)分含量20-20-20），追肥10次，合計(jì)氮磷鉀用量分別為N 1 050 kg/hm2、P2O5 1 050 kg/hm2、K2O 1 050 kg/hm2。

采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主區(qū)設(shè)置3行/畦（畦寬1.6 m，壟距0.53 m）、4行/畦（畦寬1.6 m，壟距0.40 m）;副區(qū)設(shè)置平行位、錯(cuò)位兩種位置方式，通過(guò)調(diào)整株距使每畦的西葫株數(shù)保持一致;3次重復(fù)。畦長(zhǎng)13.5 m，一畦面積21.6 m2。10月6日施肥整地，10月19日定植西葫蘆。

1.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

在西葫蘆盛果期采集不同土層土壤測(cè)定硝態(tài)氮含量，采集果實(shí)樣品測(cè)定維生素C（V[HT6]C）、硝酸鹽及氮磷鉀養(yǎng)分含量，同時(shí)測(cè)定秧的氮磷鉀養(yǎng)分含量;每個(gè)小區(qū)都安裝淋溶液收集裝置，每個(gè)月采集淋溶液測(cè)定氮磷含量。

土壤硝態(tài)氮測(cè)定：鮮土用1 mol/L KCl浸提，收集濾液，利用全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀（Smartchem 200）測(cè)定硝態(tài)氮含量。植株樣品氮磷鉀含量測(cè)定：樣品采用濃硫酸-雙氧水消煮后，用半微量凱氏定氮法測(cè)定樣品中氮含量，釩鉬黃比色法測(cè)定全磷含量，火焰光度計(jì)法測(cè)定全鉀含量[16]。果實(shí)中硝酸鹽和V[HT6]C含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[17]，分別采用水楊酸法和二氯靛酚鈉滴定法測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS 2000 軟件[18]進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較，顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 相同種植密度下不同根系布局對(duì)西葫蘆產(chǎn)量的影響

由圖1可知，在種植密度相同的條件下，一畦種植四行西葫蘆的產(chǎn)量要高于一畦種植三行的，平行和錯(cuò)位種植條件下分別增產(chǎn)3.59%和4.17%，但兩者間差異不顯著。當(dāng)種植行數(shù)相同時(shí)，平行種植與錯(cuò)位種植的西葫產(chǎn)量幾乎沒(méi)有差異。

2.2 不同根系布局對(duì)盛果期土壤硝態(tài)氮含量的影響

由圖2可知，西葫蘆盛果期隨著土層深度的加深，三行錯(cuò)位和四行錯(cuò)位種植的土壤硝態(tài)氮明顯下降，而四行平行和三行平行種植的硝態(tài)氮含量波動(dòng)變化。四行平行種植處理在40 cm處出現(xiàn)峰值，之后快速下降，70 cm處降至最低后又有所回升;而三行平行處理先大幅降低，40 cm處最低，之后又升高至60 cm處出現(xiàn)峰值，但仍顯著低于20 cm土層的硝態(tài)氮含量。

2.3 不同根系布局對(duì)設(shè)施西葫蘆養(yǎng)分吸收及土壤養(yǎng)分淋溶損失的影響

不同根系布局對(duì)西葫蘆養(yǎng)分吸收及氮磷淋溶損失具有一定影響，進(jìn)而影響西葫蘆果實(shí)品質(zhì)。由表2可知，三行錯(cuò)位種植的西葫蘆V[HT6]C含量最高，顯著高于三行平行種植，但與四行平行及錯(cuò)位種植的差異不顯著;而且三行錯(cuò)位種植的西葫蘆硝酸鹽含量最低，品質(zhì)最好，其次為四行平行種植處理。氮磷鉀養(yǎng)分吸收總量也是三行錯(cuò)位種植處理的最高，其次是四行錯(cuò)位處理。在相同種植行數(shù)條件下，錯(cuò)位種植的氮淋溶量要低于平行種植的，四行和三行種植的分別降低7.96%和4.58%;而磷的淋溶量較低，相同行數(shù)平行和錯(cuò)位種植的差異達(dá)到顯著水平，其中，三行平行處理的磷淋溶量最高，顯著高于其他處理，但也僅為3.11 kg/hm2;四行平行處理的最低，為2.18 kg/hm2。

3 討論與結(jié)論

適宜的種植密度是作物實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的必要條件。 雷逢進(jìn)等[13]研究報(bào)道在最適源庫(kù)比下西葫蘆的產(chǎn)量最高。本研究從相同種植密度下不同行數(shù)、不同種植位置進(jìn)行研究，結(jié)果表明四行種植的西葫蘆產(chǎn)量要高于三行種植的，而錯(cuò)位種植的產(chǎn)量略高于平行種植的產(chǎn)量，但差異均不顯著，說(shuō)明在一定的畦寬條件下，四行種植的西葫蘆源庫(kù)比可能更接近最適值，因此，若只考慮產(chǎn)量因素，四行錯(cuò)位種植最佳，其次是四行平行種植。本試驗(yàn)方法僅從壟距和種植位置上進(jìn)行調(diào)整，不會(huì)給西葫蘆生產(chǎn)增加額外的難度，農(nóng)民易于接受。

本研究發(fā)現(xiàn)在西葫蘆盛果期各土層的硝態(tài)氮含量都很高，隨著土層的深入，錯(cuò)位種植的土壤硝態(tài)氮下降明顯，而平行種植的土壤硝態(tài)氮波動(dòng)變化，具有較大的淋溶風(fēng)險(xiǎn)。這也與農(nóng)民管理習(xí)慣有關(guān)，隨著盛果期到來(lái)，西葫蘆產(chǎn)量增長(zhǎng)明顯，農(nóng)戶灌水施肥的頻率加快，導(dǎo)致表層土積累的硝態(tài)氮隨水向下遷移顯著。

V[HT6]C是許多園藝作物的重要營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)之一[19]，而硝酸鹽含量則是影響蔬菜安全品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)[20]。三行錯(cuò)位種植的西葫蘆V[HT6]C含量最高，硝酸鹽含量最低，品質(zhì)表現(xiàn)最好，其次為四行平行位處理;同時(shí)錯(cuò)位種植的氮磷鉀養(yǎng)分吸收總量明顯高于平行位種植的，且三行錯(cuò)位種植的最高，說(shuō)明種植位置的改變能夠調(diào)控根系對(duì)養(yǎng)分的吸收及其在營(yíng)養(yǎng)與生殖器官中的分布與轉(zhuǎn)化[21]，進(jìn)而影響西葫蘆品質(zhì)。同時(shí)，錯(cuò)位種植的西葫蘆吸收的氮磷養(yǎng)分要明顯高于對(duì)應(yīng)的平行種植的，而三行錯(cuò)位種植的則要明顯高于四行錯(cuò)位種植的，這與氮或磷的局部供應(yīng)在很大程度上能夠刺激植物根系增生，并因此提高植物對(duì)氮、磷的吸收有關(guān)[21]。另外，錯(cuò)位種植有利于西葫蘆根系向下延伸，減少氮磷淋失，也是其氮磷吸收量高的重要原因[22]。

在本研究中，相同種植行數(shù)時(shí)，錯(cuò)位種植的氮淋溶損失較低，說(shuō)明通過(guò)調(diào)整種植位置，使西葫蘆根系交錯(cuò)分布，能夠降低土壤硝態(tài)氮向下層淋溶的風(fēng)險(xiǎn)[23]。有研究表明，土壤有效磷能夠隨水發(fā)生垂直遷移，但一年的降雨強(qiáng)度僅能使山東三大土類(lèi)的磷向下遷移15 cm左右，遷移較慢，因此磷的淋溶量整體偏低[24]，這與本研究結(jié)果一致。

綜上所述，在相同種植密度下，改設(shè)施西葫蘆四行平行種植模式為三行錯(cuò)位種植模式，能夠調(diào)控根系生長(zhǎng)及其對(duì)養(yǎng)分的吸收，提高西葫蘆果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)降低氮的淋失，具有較好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，有利于設(shè)施蔬菜的可持續(xù)發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)：

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