氮磷钾用量及配比对黄瓜矿质元素吸收和产量的影响

陈凤真

(菏泽学院 园林工程系，山东 菏泽274000)

氮磷钾用量及配比对黄瓜矿质元素吸收和产量的影响

陈凤真

(菏泽学院 园林工程系，山东 菏泽274000)

【目的】 研究氮磷钾用量及配比对黄瓜矿质元素吸收和产量的影响，为黄瓜的优化施肥和产量的提高提供理论依据。【方法】 春季在拱圆大棚内，以“中农2号”黄瓜品种为试材，采用无机基质栽培方式，研究浇灌氮磷钾用量和配比不同的营养液对黄瓜功能叶片矿质元素含量和黄瓜产量的影响。【结果】 钾肥施用量和配比不变的条件下，增加氮磷用量，可使黄瓜叶片中的氮磷含量升高，但钾含量降低；随着钾肥施用量的增多，促进了黄瓜叶片对钾的吸收，抑制了对氮磷的吸收。增加氮的用量和配比可以提高黄瓜叶片中的镁、钙和锌含量，而铁含量呈先升高后降低的趋势；增加磷和钾的用量和配比均抑制了黄瓜叶片对钙、镁与锌的吸收，促进了对铁的吸收；氮、磷对锰的吸收起到了协同增效作用，钾对锰的吸收具有拮抗作用。增加氮磷的用量和配比可显著提高黄瓜的单果质量、单株结果数和单株产量，而增加钾的用量和配比却未表现出明显的增产效应。【结论】 为促进黄瓜对矿质元素的吸收和产量的提高，要合理施用氮磷钾肥料，在本试验条件下，氮磷钾用量配比为2∶2∶1.2(N 196 mg/L、P 196 mg/L、K 117.5 mg/L)时，黄瓜产量最高。

黄瓜；氮磷钾；矿质元素吸收；肥料配比

在设施黄瓜栽培中，土壤病菌多，连作障碍严重，施肥单一，造成土壤氮、磷、钾肥比例失衡；或施肥过量，造成资源浪费、生产成本增加和土壤盐渍化[1-2]；这均会造成黄瓜产量降低，品质下降[3]。因此合理的氮磷钾用量和平衡施肥是设施黄瓜栽培中亟需解决的问题。

氮、磷、钾是植物生长和发育所必需的营养元素，对作物长势、产量和品质具有重要作用，可以改变植物对氮磷钾养分的吸收，并对其他营养元素的吸收有明显的影响[4-5]。关于氮、磷、钾单一增施或其中两者增施对黄瓜养分吸收和产量影响的研究已有报道，如唐小付等[6]和郭熙盛等[7]的研究结果表明，钾肥可明显提高黄瓜叶片中的含钾量，并对其他大、中量元素和微量元素含量产生显著影响；李冬梅等[3]研究认为，增加磷的用量和配比能显著提高黄瓜的单株产量，适量增氮也能提高产量；而万述伟等[8]研究发现，随磷肥施用量增加，黄瓜产量呈下降趋势。但有关氮磷钾三者之间配比对黄瓜养分吸收的影响研究尚未见报道，因此，本试验采用无机基质栽培方法，研究不同氮磷钾配比营养液对黄瓜矿质营养吸收和产量的影响，以期为设施栽培黄瓜的平衡、优化施肥，进而提高黄瓜产量提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验材料选用黄瓜品种“中农2号”，试验于2012年春在菏泽学院拱圆大棚中进行。02-27 进行恒温28 ℃催芽，03-03播种，03-16幼苗长至3叶1心时定植到塑料花盆(直径30 cm×高28 cm)中，栽培介质为蛭石。

1.2 试验设计

根据黄瓜对肥料和养分的需求规律[9-10]，设计8个营养液处理。其中，CK(对照)的氮、磷、钾肥用量为氮98 mg/L(N0)、磷49 mg/L(P0)、钾117.5 mg/L(K0)，即配比为1∶0.5∶1.2。2个氮肥处理为T1(N1196 mg/L)和T2(N2392 mg/L)，其氮磷钾配比分别为2∶0.5∶1.2和4∶0.5∶1.2，磷、钾肥用量与CK相同。2个磷肥处理为T3(P198 mg/L)和T4(P2196 mg/L)，氮磷钾配比分别为1∶1∶1.2和1∶2∶1.2，氮、钾肥用量与CK相同。2个 钾肥处理为T5(K1235 mg/L)和T6(K2470 mg/L)，氮磷钾配比分别为1∶0.5∶2.4和1∶0.5∶4.8，氮、磷肥用量与CK相同。 T7(N1196 mg/L、P2196 mg/L)处理的氮磷钾配比为2∶2∶1.2，钾肥用量与CK相同。每处理20盆(每盆1株)，重复3次，随机区组排列，大小行距分别为70 cm和30 cm，株距30 cm。营养液中大量元素(氮、磷、钾)、中量元素(镁、钙)所用肥料种类及用量参照李冬梅[11]的试验配方，微量元素(铁、锰、锌)采用通用配方[12]。营养液pH值为5.8～6.2，在栽培黄瓜理想基质的范围之内， 可溶性盐离子浓度(EC)2.01～2.48 ms/cm，每天浇灌1次营养液。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 黄瓜功能叶片矿质元素含量的测定 于黄瓜生长盛期取功能叶片(从上而下第5叶)，进行矿质元素测定。参照文献[13]，采用凯式定氮法测定全氮含量，钼锑抗比色法测定全磷含量，火焰光度计法测定全钾含量；经HNO3消化，用WFX-IE2 型原子吸收分光光度计测定钙、镁、铁、锰、锌含量，均重复3次。

1.3.2 黄瓜产量性状的测定 于每处理中选择长势整齐的黄瓜植株12株，每隔2 d采收1次，每次按单株分别记录采收果实数和果实质量，最后计算平均值。

1.4 数据处理

采用 Excel 2007 进行数据处理和制图，采用DPS 9.50软件进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 氮磷钾用量及配比对黄瓜叶片中大量元素含量的影响

2.1.1 对氮素含量的影响 由图1可知，在磷钾肥用量和配比不变的条件下，随着营养液中氮素用量和配比的增加，黄瓜叶片中的氮素含量升高，T1和T2与CK差异显著，且T2显著高于T1，T2和T1分别比CK 高50.24%和27.57%，说明营养液中氮素配比升高可提高黄瓜叶片中的氮素含量。T3和T4黄瓜叶片氮素含量均与CK差异显著,分别比CK 高24.58%和35.95%，说明在氮钾用量和配比不变的条件下，增施磷可以提高黄瓜叶片氮素含量。T5和T6黄瓜叶片氮素含量均与CK差异显著，分别比CK降低8.00%和14.73%，说明在氮磷肥用量和配比相同的条件下，增加钾肥的用量和配比降低了黄瓜叶片中的氮含量。T7黄瓜叶片氮素含量显著高于其他处理，分别比CK、T1、T4高75.33%，37.44%和28.97%，说明同时提高氮磷的用量和配比能协同提高黄瓜叶片中的氮素含量。

2.1.2 对磷素含量的影响 从图1可以看出，随着营养液中氮素用量和配比的增加，T1和T2黄瓜叶片中磷素含量随之升高，均显著高于CK，说明增加营养液中氮素的用量和配比可提高基质栽培黄瓜叶片中的磷含量；在营养液中氮钾用量配比不变的条件下，随着营养液中磷用量的增加，T3和T4黄瓜叶片中的磷含量显著增加，分别比CK高24.30%和46.90%。在营养液中氮磷配比不变的条件下，增加营养液中钾的配比，磷含量降低，T5、T6黄瓜叶片中磷含量均显著低于CK。T7黄瓜叶片中的磷素含量比CK高64.71%，差异达到极显著，说明增加营养液配方中氮磷的配比，能极显著提高黄瓜叶片磷含量，适宜的氮磷钾配比有利于提高黄瓜叶片中的磷含量。

2.1.3 对钾素含量的影响 由图1可见，随着营养液中氮磷用量和配比的增加，黄瓜叶片中的钾素含量降低，但是与氮素对钾素吸收的影响相比，磷用量和配比对钾素吸收的影响较小。随着钾素用量和配比的增加，黄瓜叶片中的钾含量升高。而同时增加氮磷配比则极显著降低了黄瓜叶片中的钾素含量。

2.2 氮磷钾用量及配比对黄瓜叶片中中量元素含量的影响

2.2.1 对镁含量的影响 由图2可见，在磷钾肥用量和配比一定的条件下，增加营养液中氮素用量和配比，可显著提高黄瓜叶片中的镁含量。随着磷用量和配比的增加，黄瓜叶片中的镁含量降低， T3黄瓜叶片镁含量与CK差异不显著；但T4黄瓜叶片镁含量显著下降，仅为CK的77.66%。增加钾素用量和配比，黄瓜叶片镁含量降低，原因可能在于钾和镁之间存在拮抗作用。T7黄瓜叶片中的镁含量与CK、T1、T2差异不显著，但显著高于T4，比T4高39.86%，说明氮对镁吸收的影响大于磷。

2.2.2 对钙含量的影响 由图2可知，氮磷钾配比对黄瓜叶片中钙含量的影响与镁含量基本一致，即随着氮素用量和配比的增加，黄瓜叶片中的钙含量显著升高。随着磷肥量的增加，叶片中的钙含量降低。随着钾用量和配比的增加，钙含量显著降低；同时增加氮磷用量和配比(处理T7)黄瓜叶片中的钙含量降低，T7与T1差异显著，但T7与CK、T3差异不显著，说明磷对钙含量的影响要高于氮对钙含量的影响。

图2 氮磷钾用量及配比对黄瓜叶片中中量元素含量的影响
Fig.2 Effects of amount and ratio of N,P,and K on contents of medium elements in cucumber leaves

2.3 氮磷钾用量及配比对黄瓜叶片中微量元素含量的影响

2.3.1 对铁含量的影响 由图3可知，黄瓜叶片中的铁含量随着氮素用量和配比的增加表现出先升高后下降，但T2仍比CK增加了2.14倍，差异达极显著。增加磷的用量和配比提高了黄瓜叶片中的铁含量，T3 和T4分别比CK增加了38.1%和184%，且呈极显著差异。增加钾素用量和配比有利于叶片中铁元素的积累，T5 和T6 叶片中铁含量约为CK的2.8倍。T7黄瓜叶片中铁含量极显著或显著高于CK、T1、T4，说明营养液中增加氮磷的用量和配比，可有效协同促进黄瓜叶片对铁的吸收；过量的氮素会影响黄瓜叶片对铁的吸收。

2.3.2 对锰含量的影响 锰在植物光合作用及氨基酸和蛋白质合成等活动中起着重要的作用，同时也是许多酶的活化剂。由图3可知，增加氮磷用量和配比提高了黄瓜叶片中的锰含量，但钾用量与配比增加反而降低了叶片的锰含量，同时增加氮磷用量和配比的处理T7叶片中锰元素的含量极显著提高，比CK增加了70.76%；说明氮磷对锰的吸收起到了协同增效作用，且氮对锰吸收的促进作用大于磷对锰。

2.3.3 对锌含量的影响 从图3可以看出，随着氮素用量和配比的增大，黄瓜功能叶中锌的含量升高。增加磷素和钾素的用量和配比，锌含量(T3、T4、T5、T6)有降低趋势，但与CK之间差异不显著。而同时增加氮磷用量和配比的处理T7黄瓜叶片中锌含量降低，T7显著低于T1，高于T4，但与T4差异不显著，说明磷对锌吸收的影响比氮大。

2.4 氮磷钾用量及配比对黄瓜产量的影响

单株结果数、单果质量和单株产量是反映黄瓜产量性状的重要指标。氮磷钾用量及配比对黄瓜产量的影响见表1。由表1可知，在钾肥用量和配比不变的条件下，黄瓜单果质量、单株结果数和单株产量均随着氮磷用量和配比的增加而升高。T1、T2、T3和T4单株结果数分别比CK增加42.86%，51.79%，19.64%和53.57%，单株产量分别比CK增加60.92%，74.71%，36.78%和81.61%；在氮磷配比和用量不变的条件下，随着钾素施用量和配比的增加， T5和T6黄瓜的单果质量、单株结果数和单株质量均有所升高，但与CK差异不显著。同时增加氮磷用量和配比的处理 T7单果质量、单株结果数和单株产量分别比CK增加了17.57%，75%和105.75%，且均明显高于其他处理。

注：同列数据后标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

Note:Different lowercase letters in each column mean significant difference (P<0.05).

3 讨 论

有研究表明，氮磷钾配施有提高植物氮素回收率和改善地上部氮素营养的作用，可以促进氮素的吸收、积累及运转，从而提高其利用率[14-16]；同时也有利于作物对磷素的吸收。本试验中，适量增施氮磷促进了黄瓜叶片对氮磷钾的吸收和积累，但超量施用在一定程度上抑制了黄瓜对钾的吸收,这与前人的研究结果[6，9，17]基本一致。而有研究认为，随着氮磷钾肥用量的增加，黄瓜叶片中的磷含量增加不显著[18],这可能与作物栽培方式、基因型及肥料种类不同有关。增施磷素主要是通过提高氮代谢过程中的关键酶 NR(硝酸还原酶)和GS(谷氨酰胺合成酶)活性，促进氨基酸的积累和转化，并进一步合成蛋白质，从而促进氮代谢的运转[19]，这是增强植株对氮素吸收和积累的生理基础，但关于氮磷配施对磷素吸收促进的生理生化机制还需进一步研究。有研究表明，适量施钾肥可促进黄瓜叶片对氮磷钾的吸收，过量施钾反而会抑制黄瓜叶片对氮磷的吸收[6-7]，这与本研究结果一致。说明合理的氮磷钾肥配比有利于黄瓜对氮磷钾的吸收和积累。

增施氮肥对不同作物钙和镁吸收的效果不同，增施氮肥可以提高部分作物对钙和镁的吸收量[20]，但降低了部分作物对钙和镁的吸收量[21-22]；关于磷对钙、镁吸收的影响，目前主要也存在P 对 Ca、Mg 吸收产生抑制负效应[23]和P对 Ca、Mg 吸收具有促进作用[9,24]2种观点；本试验中，氮钾配比相同时，营养液中磷素的用量和配比降低了黄瓜叶片中钙、镁的含量，表现为负效应。以上结果说明，增施氮磷改变了植物体内钙和镁的含量，影响程度随植物种类与施肥量不同而有所变化，机理比较复杂。本研究中，随着钾配比的升高，黄瓜叶片对钙和镁的吸收降低，这与郭熙盛等[7]的研究结果一致，原因可能是钾对黄瓜叶片吸收钙和镁起到了拮抗作用。

随氮配比的升高，黄瓜叶片对铁的吸收量先增加后下降，表明在适宜施氮量下，氮铁呈互助关系，高施氮量时氮为铁吸收的拮抗对象，因为部分氮素来源于硝态氮，而硝态氮会抑制铁的吸收。随着营养液中氮用量和配比的增加，黄瓜叶片中的锰和锌含量增加，说明在一定施氮量范围内，氮促进了锰和锌的吸收。有研究显示，锰含量随着磷的升高而增加[25]，这与本研究结果一致；而随营养液中钾含量的增加，黄瓜叶片中的锰含量降低，可能与钾元素拮抗锰的吸收有关。营养液中钾适量可促进黄瓜对铁和锌的吸收，而过量的钾则抑制锌的吸收，这与唐小付等[6]的研究结果一致。

本研究结果表明，增加氮磷的用量和配比，可显著提高黄瓜的产量，原因可能是：(1)氮磷可以促进黄瓜叶片对大部分矿物质的吸收，从而促进矿物质向果实转运；(2)氮磷具有延长植物叶片光合期和增强光合的作用，从而增加了植物干物质的积累[26]。有研究认为，钾肥具有显著提高黄瓜产量的作用[27-29]；但也有研究结果表明，提高钾的配比虽可提高产量，但影响不显著[30]，这与本研究结果一致；且对同一作物，在不同的栽培条件下，关于钾肥对产量的影响得出的结论[3，9]也不完全一致。

综上所述，为提高黄瓜叶片中矿质元素的含量和黄瓜产量，应适当增加氮磷的用量和配比，降低钾的用量和配比。本研究中氮磷钾的最佳配比为2∶2∶1.2，对应用量分别为N 196 mg/L、P 196 mg/L、K 117.5 mg/L，此条件下黄瓜产量最高。

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Effects of application and ratio of nitrogen,phosphorus,and potassium on mineral nutrient absorption and yield of cucumber(CucumissativusL.)

CHEN Feng-zhen

(DepartmentofLandscapeEngineering,HezeUniversity,Heze,Shandong274000,China)

【Objective】 Effects of application and ratio of nitrogen (N),phosphorus (P),and potassium (K) solution on mineral nutrient absorption and yield of cucumber were studied to improve the fertilization and yield.【Method】 Nutrient solutions with different ratios of N,P,and K were irrigated to cucumber variety “Zhongnong No.2” planted in arch circle greenhouse in spring and effects on mineral nutrient absorption and yield were analyzed.【Result】 With unchanged K application,increasing N and P increased the absorption of N and P while decreased the absorption of K.When increasing K fertilizer,the absorption of K was promoted but the absorption of N and P was reduced.Increasing the amount and ratio of N increased contents of Ca,Mg,and Zn in leaves and Fe content decreased after initial increase.Increasing P and K reduced of the absorption of Ca,Mg and Zn,but increased the absorption of Fe.N and P had synergism in the absorption of Mn,while K antagonized its absorption.Increasing N and P significantly improved fruit weight per plant,number and yield per plant of cucumber,but increasing K did not show significant difference.【Conclusion】 The optimal ratio of N,P,and K obtained in this study with the highest yield was 2∶2∶1.2 (N 196 mg/L,P 196 mg/L,and K 117.5 mg/L).

cucumber;N,P,K;mineral nutrient absorption;ratio of fertilizer

2013-12-19

国家自然科学基金项目(31360434)；菏泽学院博士基金项目(XYJJKJ-9)

陈凤真(1980-)，女，山东郓城人，讲师，博士，主要从事蔬菜栽培与育种研究。E-mail:duoduo12008@163.com

时间:2015-05-11 15:03

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.06.018

S642.2

A

1671-9387(2015)06-0174-07

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20150511.1503.018.html