不同氮肥用量对网纹甜瓜产量和品质的影响

李 婷，陈艳利，徐 晨，于跃跃，胡潇怡，攸学松，哈雪姣

（1北京市农业技术推广站，北京 100029；2北京市土肥工作站，北京 100029；3北京市大兴区农业技术推广站，北京 102600）

0 引言

甜瓜(Cucumis melo L.)是全球十大水果之一，分为5个亚种，8个变种[1]，网纹甜瓜(Cucumis melo L.var.reticulatus Naud.)是厚皮甜瓜亚种中的1个变种，外观特殊美丽，口感软糯香甜，是甜瓜中的精品，被誉为“水果皇后”，孙晓法[2]对优美的网纹进行定性：标准是每9 cm2的网眼不少于50个，同时网纹凸起厚度在0.6 mm以上。近几年中国网纹甜瓜受到消费者的青睐，海南、浙江、上海、山东、河北、北京、内蒙古等地均有种植，种植面积逐年递增[3]。根据调研，2017年全国网纹甜瓜种植面积约1300 hm2，2020年全国种植面积约4000 hm2，其中粗网类型网纹甜瓜占比约10%，限制其发展的主要因素是较高的种植技术门槛[4]。网纹甜瓜的生长对栽培条件如土壤养分、土壤温湿度、空气温湿度等环境的控制要求比较严格，从全国生产情况看，大部分技术人员常采用哈密瓜的大水大肥种植技术栽培网纹甜瓜，导致网纹甜瓜田间商品率较低[5]。

甜瓜属于喜肥作物，其生长发育对氮素营养需求较多且反应比较敏感[6]，生产者为了取得较高的产量和经济效益，栽培过程中往往盲目施肥，长期以来中国设施栽培肥料施用量一直较高，然而肥料利用率却很低[7]，一定施肥量范围内甜瓜产量虽然有所提高，品质却不能保证，特别是网纹甜瓜，施肥量过大，植株旺长，营养生长过旺，影响坐果以及后期网纹形成，裂口过大或者出现较长的双网纹，直接影响外观商品性，严重的可能导致零收成。近几年国内外学者在甜瓜的氮肥应用方面进行了一些研究，大都针对普通光皮类型和哈密瓜类型厚皮甜瓜。如李立昆等[8]研究发现哈密瓜的株高、叶面积增长速度随施氮量的增加而增加，但当施氮量达到一定值时继续增施氮肥，哈密瓜的产量及品质反而有降低的趋势；胡国智等[9]研究认为，施氮量在0～337.5 kg/hm2范围内甜瓜产量呈现先增加后降低的趋势，且各处理间差异显著；薛亮等[10]连续2年田间试验的结果表明，施氮量由0增加到360 kg/hm2，厚皮甜瓜产量分别提高31.23%（2012年）和31.47%（2013年），可溶性固形物含量增加2.89%（2012年）和2.46%（2013年），施钾量由0增加到90 kg/hm2时，产量提高5.51%（2012年）和5.09%（2013年），可溶性固形物含量提高1.37%（2012年）和1.69%（2013年），且将2年的产量、品质和经济效益做回归分析认为，过量的氮、钾肥使产量、品质和经济效益降低，且氮肥的抑制作用更为明显。针对网纹甜瓜的养分研究如潜宗伟等[11]利用溶液培养研究不同氮素水平对网纹甜瓜‘京玉5号’芳香物质和营养品质的影响，结果表明，氮素水平在100～600 mg/L范围时，甜瓜乙酸丁酯、乙酸-2-甲基丁酸乙酯等特征芳香物质含量随着氮素水平的升高呈先升高后下降的趋势，且随氮素水平的增加，甜瓜的可溶性固形物含量、VC等营养物质均表现为下降的趋势，认为甜瓜优质高产栽培适宜的氮素水平为200～400 mg/L。李达仁等[12]提出的临界氮浓度、氮素吸收和氮营养指数模型，相较于传统的经验方法更具有机理性，基于构建的临界氮素吸收曲线模型和氮营养指数模型对各生长发育阶段的温室网纹甜瓜做氮营养诊断，潜宗伟等和李达仁等所提出的最适宜氮肥施用量基本一致，存在略微差异，根据氮营养指数模型诊断结果，始瓜期前推荐施肥量为4.1 g/株，之后为1.3～2.7 g/株，与当地网纹甜瓜常规施肥量相接近。为温室网纹甜瓜的氮肥管理决策提供一定的理论依据。

传统的叶绿素含量测定是通过紫外分光光度法测定的，这种测定方法过程复杂、耗时、效率低。而SPAD-502叶绿素仪是一种轻便的叶绿素含量检测仪，不受时间和气候条件限制，可直接带到田间进行测定，具有快速、简便和无损的特点，其测定的SPAD值可较好地反映植物叶片上叶绿素的浓度。目前，SPAD-502叶绿素仪已应用于多种作物[13-15]。

当前，针对优质高商品率的粗网网纹甜瓜的实用性研究主要集中在优良品种的筛选和砧木的亲和力测定选择上[16-17]，以及针对不同设施和茬口的田间的栽培技术方面包括灌溉规律等[18-20]，而合理施肥的研究报道较少，笔者依据前人研究的甜瓜最佳氮肥应用范围，通过研究不同氮肥施用量对网纹甜瓜植株长势、顶3叶形态及SPAD、产量、品质等方面的影响，以期为一线生产提供实用性指导建议。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验所用甜瓜品种是阿鲁斯系深网纹类型品种‘维蜜’。

1.2 试验时间和地点

试验在北京市通州区通农种业基地进行，供试日光温室为带保温层的砖制后墙，种植面积约500 m2。试验地土壤pH 7.4，土壤有机质含量28 g/kg，全氮含量1.84 g/kg，水解性氮含量为210 mg/kg，有效P含量为172mg/kg，速效K含量为774mg/kg，电导率为74.1ms/m。

2019年12月15日播种育苗，2020年2月21日定植，单行定植吊蔓栽培，行距1.5 m，株距为40 cm，主蔓第13～15节子蔓选留1瓜，4月10日至16日采用熊蜂授粉，6月10日开始采收。全生育期整枝打杈、灌水、病虫害防治、地膜覆盖等管理均保持相同。

1.3 试验设计

试验设3个施氮水平：0、100、200 kg/hm2，分别用N0、N100、N200表示。对照北京设施养分指标分级标准，土壤磷钾养分充足，不再额外补充。氮肥作为追肥采用滴灌施入。按照甜瓜生长发育规律在关键生育期分3次施入，追施比例为伸蔓期35%；坐果期（授粉后5天）30%；网纹形成期（授粉后25天）35%。所用氮肥为尿素(N 46%)，各处理氮肥追施量处理见表1。

表1 各处理追施氮肥用量 kg/hm2

1.4 测定项目与方法

分别在试验之前和试验结束后取20～40 cm土层的土壤检测全氮含量。取样方法为每小区随机取5点混合，用近红外光谱分析方法(NIRS)测定土壤全氮含量。

每个小区随机标记10株瓜苗，在授粉坐瓜掐尖前测量植株的株高、茎粗、叶片纵横径、坐果节位等生育期指标。其中植株高度和叶片纵横径用标准卷尺测量，茎粗度用游标卡尺测量。

在伸蔓期、坐果期和网纹形成期3个时期施肥后4天，以及果实成熟期测定顶3叶叶片纵横径、叶色、SPAD值和叶片氮含量。用叶色卡对照测定叶色，用日本产Minolta SPAD-502叶绿素仪测定叶绿素含量，用近红外光谱分析方法(NIRS)测定叶片氮素含量。

待甜瓜成熟后，统计调查商品瓜数量；每小区随机取样10个，用天平测量单瓜质量，用手持测糖仪测量可溶性固形物含量，用最小刻度1 mm的刻度尺测量甜瓜纵切面的纵径和横径，内腔纵切面的纵径和横径（小数点后保留2位），果形指数计算见公式(1)。

用GB 5009.5—2016第一法测定果实果肉总氮的含量；邀请不同年龄段15人对甜瓜果肉质地和纤维进行品尝评价。

试验数据采用Excel和SPSS软件进行处理及分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理土壤氮素变化

定植前土壤氮含量1.84 g/kg，测定了3个处理试验结束后土壤中全氮含量，其中N200处理的含氮量最高为2.27 g/kg，且与N0处理的土壤全氮含量差异显著；3个处理的土壤全氮含量与定植前相比，只有N0处理有一定降低，其他2个处理的全氮含量均有提高，氮肥施入量是保证土壤地力的有效手段。另外，从减肥角度考虑，N100与N200处理的氮补充量足够作物生长，N100处理在提升肥料利用率方面有优势。详见表2。

表2 各处理的土壤全氮和果实含氮量变化

2.2 不同施肥处理对植株长势的影响

网纹甜瓜长势旺盛，田间生产一般是在授粉之前掐尖，本试验于4月6日进行顶端掐尖，4月5日测定植株株高、茎粗、中部叶片的纵横径，授粉后测量各处理的坐瓜节位具体见表3。N200的植株高度最高，且显著高于其他2个处理，较N0高出19.54%，较N100高出13.04%，表明施用氮肥对植株高度有促进作用。

表3 各处理的植株长势比较

茎粗是衡量作物生长势的指标之一。虽然3个处理的茎粗差异不显著，但是依然是N200的茎粗最粗，比N0高出5.78%，比N100高出1.39%。比较植株中部叶片的纵横径，纵径以N200的最大，与N100的纵径差异不显著，显著大于N0的纵径；中部叶片的横径仍然以N200的最大，且显著大于N100和N0的纵径。另外N0的横径比纵径大1 cm，N100的横径比纵径大1.6 cm，N200的横径比纵径大3.8 cm，这一规律表明随着氮肥施用量的增加叶片横径与纵径差也随之增加。

同样栽培条件下，3个处理的坐瓜节位差异不显著，均在13～15节适宜坐瓜的节位范围内，N0的坐瓜节位最高为14.6，N200的坐瓜节位最低为13.6，表明N200长出健壮雌花的节位较低，间接反映该处理茎叶的营养生长长势健壮。

综上，表明施氮能促进甜瓜的茎叶生长，且施氮量越高，植株生物量越大。

2.3 顶3叶对不同施肥处理的响应

2017年胡国智等[21]的研究表明，顶3叶的SPAD值与叶片面积、植株含氮量相关性高于其他叶位，是较适宜的测定叶位，所以本研究重点测定了顶3叶的各项形态指标，见图1。3个处理各时期叶片纵横径差异均不显著，且整体生长趋势相同，伸蔓期-坐果期增速较快，坐果-网纹形成期增速降慢，网纹形成期-成熟期保持平稳。各时期叶片纵横径指标仍然是N0最低、N200最高，4个时期横径最大值与最小值分别相差1、2.8、2.36、2.5 cm，4个时期纵径最大值与最小值分别差0.9、0.6、1.2、1.2 cm，表明叶片横径随着氮肥施入量的增加而增长的速度较纵径更多。

图1 3个处理顶3叶叶片纵横径的生长变化

4个时期叶片纵横径的差值见表4，平均值分别为：0.97、1.47、1.59、1.87 cm，随着生育进程的推进纵横径的差值越来越大；3个处理的纵横径差值范围也有不同程度的波动，N0的纵横径差值在0.9～1.3 cm范围内，N100的纵横径差值在1～1.8 cm范围内，N200的纵横径差值在1～2.6 cm范围内，这与中部叶片纵横径差值趋势一致，即随着氮肥的施用量增加叶片横径与纵径的差值也有增加趋势，这一规律可作为判断田间形态的一个指标。

表4 各处理的植株顶3叶叶片纵横径差值

将叶片颜色由深到浅分为8个色度，1代表最浅，8代表最深。分别在伸蔓期、坐果期和网纹形成期以及果实成熟期进行对比标记顶3叶的颜色见图2，3个处理的平均叶色值从1.86升至5.83，深了4个色度；伸蔓期取样是在施肥后3天进行，3个处理叶色差异不显著，N200处理最高为2，其他2个处理叶色值均为1.8；随着生育进程的推进，3个处理叶色差异大但不显著，到成熟期，N0处理的叶片颜色最浅，叶色值为5.1，N200处理的叶片颜色最深，叶色值也最高达6.5。整体趋势是从伸蔓期开始一直到果实成熟期，叶片颜色随着N肥的施入叶片的颜色越来越深（图2）。

图2 3个处理顶3叶叶片叶色的变化

宋廷宇等[22]研究表明，‘八里香’和‘翠美绿宝’2个薄皮甜瓜叶片的SPAD值与叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量的相关性均极显著，SPAD值可较好地反映植物叶片上叶绿素的浓度。伸蔓期、坐果期和网纹形成期以及果实成熟期顶3叶的SPAD值见图3。3个处理总体走势先升高后降低，从伸蔓期到授粉期，3个处理顶3叶的SPAD值有差异但不显著；网纹形成期3个处理的SPAD值差异比较大，N100和N200处理的SPAD值分别为65.6和67.6，显著高于N0处理的48.8，网纹甜瓜授粉后15～25天是其生长比较旺盛的阶段；果实成熟期N200处理的SPAD值最高，N0处理的SPAD值最低，且2个处理差异显著，N100处理的SPAD值居中，为54.3，与其他2个处理差异不显著。表明施氮量与甜瓜功能叶片SPAD值间存在正相关，且生育后期适宜的施氮量更有利于抑制叶绿素的降解，SPAD值降低的较慢（图3）。

图3 3个处理顶3叶SPAD值的变化

测定了伸蔓期、坐果期和网纹形成期以及果实成熟期顶3叶的叶片氮含量见图4，3个处理整体趋势均为从高到底逐渐降低，且同一时期3个处理叶片氮含量差异不显著；伸蔓期-坐瓜期和网纹形成期-成熟期2个阶段的降速均较缓慢，坐瓜期-网纹形成期的降速较快，分析原因，主要是坐瓜之后干物质积累开始转向果实，叶片氮含量降低的速率更快；成熟期干物质大部分转移到果实中，叶片的氮含量降至最低（图4）。

图4 3个处理顶3叶叶片N含量的变化

2.4 不同施肥处理对产量及品质的影响

比较3个氮肥处理网纹甜瓜授粉后60天的果实产量及品质，见表5。N200处理的单瓜质量最高，与N100差异不显著，较N0处理单瓜质量提高74.79%，且差异显著；依据网纹甜瓜的商品果标准[23]进行田间调查，N0、N100和N2003个处理的果实商品率分别为69%、87%和71%，通过合算产量N100和N200处理网纹甜瓜商品果的产量基本持平，N0处理没有施用氮肥，果实生长偏小，商品率较低，产量较N200低44.73%，氮肥缺乏会影响作物对土壤养分的吸收利用能力降低，从而影响产量；N200处理整体单瓜质量较大，但是网纹甜瓜果品特殊，4星以上的单果质量范围为1.3～1.8 kg，2 kg的只能降级为3星果（共分5星，1星最差，5星最好），主要还是较充足的氮肥，使得茎叶生长旺盛，生物基础量大，果实膨大快，单瓜质量大，影响果实分级；另外过旺的植株长势也会影响网纹形成，纵网形成阶段裂口过大，后期愈合不好，出现带有较长的双网纹，影响果实商品率，这也是网纹甜瓜和哈密瓜的区别之一，过高的氮肥用量影响商品果的形成。N200处理产量最高，但与N100差别不大。

表5 不同处理对果实产量及品质的影响

果实纵横径、肉厚和果腔纵横径均无显著差异，果形指数均在1～1.1范围之内，标准高圆果形。3个处理边糖差异不显著，N100心糖含量最高，且显著高于N0处理，再比较3个处理果肉心边糖度梯度，N100相差3.35，最小，N0次之，N200梯度最大，影响口适感。另外通过口感测评，3个处理果肉香味均为清香，N0处理的香味略淡，N200处理的果肉糯性相比较差，且纤维粗，综合考虑香味、糯性和纤维，品质方面以N100更优。

比较了3个处理果实成熟后总氮含量，N100与N200处理的果实总氮含量显著大于N0，其中N100处理的果实总氮含量最高为2 g/kg，较N0处理高出42.86%，较N100处理高出11.11%。可能是在氮肥使用量大时供应的养分超出甜瓜吸收能力，造成吸收利用率的降低。从减肥和肥料利用率角度考虑，N100处理在提升肥料利用率方面有优势。

3 讨论与结论

在甜瓜生长过程中，适宜的氮素供应可以促进植株茎叶生长，提高叶绿素的含量，从而提高产量和品质[24]。本试验结果表明，氮肥的应用对土壤全氮量的保持有一定效果；植株的株高、茎粗、叶片纵横径也均随着氮肥用量的增加而增加，施氮能促进甜瓜的茎叶生长，且施氮量越高，植株生物量越大；坐瓜节位随着施氮量的增加反而降低，表明茎叶的营养生长长势健壮，可降低坐果节位，这一现象与前人研究和田间生产规律相一致。

胡智国等[21]认为甜瓜的顶3叶是较为理想的指示叶或参照叶，本试验结果表明，甜瓜顶3叶叶片SPAD值随生育期的推进呈先上升后下降的趋势，在网纹形成期不同氮肥处理SPAD值达到最高，且SPAD值随着氮素供应量的增加而升高，后期随着生命进程的推进，叶绿素降解SPAD值开始下降，且施用氮肥的处理抑制叶绿素降解的效果明显，指示叶的响应较明显，可以用SPAD值诊断植株氮素营养，并且提出不同生育时期顶3叶的SPAD基本参考值，伸蔓期的SPAD值范围为27.5～28.74，坐果期的SPAD值范围为44.32～45.14，网纹形成期的SPAD值范围为51.5～67.74，成熟期的SPAD值范围为43.9～59.5。

另外本研究还发现，随着氮肥的施入量的增加，叶片横向、较纵向生长更快，且纵横径差值随着氮肥的施用量增加而增加，这一规律可作为判断田间形态诊断的指标之一。叶片颜色是田间最直观反映的一个指标，且与氮肥应用量成正比，笔者通过测定指示叶的叶色，发现平均叶色值从1.86升至5.83，深了4个色度，成熟期N0处理的叶片颜色最浅且叶色值为5.1，N100处理的叶片颜色居中且叶色值为5.9；N200处理的叶片颜色最深且叶色值也最高达6.5，那么成熟期顶3叶叶色值从5.1～6.5可以作为田间叶色诊断的参考值。

有研究认为氮素供应量过高会使大部分光合同化产物与氮形成蛋白，影响光合产物的转化和输出[25]，且导致根系活力下降，不利于对矿物质养分的吸收利用，从而影响品质[26]。本试验测定结果是N100处理品质更优，这一结果和前人的分析结果吻合；N200处理单瓜重有优势，但是商品率不高，对产量有影响，最终N100处理与其产量差别不大。赵营等[27]研究认为，过量使用氮肥对作物的增产效果并不明显，甚至导致减产，所以从减肥和肥料利用率角度考虑，N100处理在提升肥料利用率方面有优势。

综合以上，认为种植网纹甜瓜推荐的氮肥用量为100 kg/hm2。