叶面肥对厚皮甜瓜光合作用及产量、品质的影响

乔 丹，李建设，高艳明

（宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021）

甜瓜（Cucumis melo）又称香瓜、洋香瓜，是主要瓜类之一。按照甜瓜的生态学特性，我国又把甜瓜分为厚皮甜瓜与薄皮甜瓜。改良西州蜜25号属于厚皮甜瓜，是新疆葡萄瓜果开发研究中心培育的新品种，其果实外形美观、含糖量高、口感好，适应性及抗病性强且产量高，被广泛种植。

甜瓜从定植到开始结果，养分需求量逐渐增大。在实际农业生产中，化肥用量日益增加，有机肥用量逐年减少，高产耐肥品种大面积种植，这使得各种营养元素作用的发挥受到一定程度限制，降低了作物产量[1—2]。有研究表明，植物叶片可以通过叶面气孔和表皮亲水小孔像根一样吸收利用养分，还可以通过胞间连丝进行主动吸收[3]。叶面喷施液的养分元素的性质以及温度、光照等环境条件都会影响叶面对养分的吸收与利用。当根际施肥已不能完全满足作物优质高产的需要，可以通过喷施叶面营养元素或活性物质达到强化作物长势、提高作物品质、增加作物产量的目的[4—5]。张鑫等[6]研究发现，通过改变叶面肥配方可以控制小白嘴山药产量和有效成分含量。王蕾等[7]研究发现，高碳有机叶面肥和氨基酸叶面肥混合喷施可促进合苞橐吾生长，提高其产量及品质。郝曦煜等[8]研究发现，在现蕾期和盛花期喷施含有微量元素的叶面肥能够促进绿豆植株光合作用，增强光合产物积累，从而促进植株生长，提高绿豆产量。叶面施肥打破了土壤根部施肥的传统方式，作为对作物土壤施肥的一种直接、高效的辅助措施，叶面施肥逐渐成为现代农业生产中一项重要的施肥措施。

本试验以改良西州蜜25号为材料，研究相同基肥条件下喷施不同类型叶面肥对果实生长发育、光合作用、产量和品质的影响，以期为优化厚皮甜瓜的施肥措施提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在银川市兴庆区月牙湖乡穹顶生态有限公司连栋塑料冷棚内进行。当地全年日照时间2 851～3 106 h，有效积温1 534.9℃，无霜期120～130 d，属温带大陆性季风气候。于定植、种植前施基肥，每667 m2施入商品有机肥100 kg、复合肥20 kg。在甜瓜生长发育过程中均采用常规管理。植株采用单株吊蔓栽培，每株留单瓜。

1.2 试验设计

试验采用单因素随机区组设计，共设9个处理（表1），每个处理种植30株，设3次重复。从定植当天开始至采收结束，每隔15 d于16:00—18:00喷施清水及不同叶面肥，叶面肥喷至全株叶面都有均匀大小液珠但不下滴为止。各叶面肥处理均未对甜瓜雌花授粉产生影响。

表1 不同叶面肥喷施处理

1.3 测定指标

1.3.1 甜瓜果实生长指标测定甜瓜定果后，选取授粉日期及节位相同的甜瓜作为各处理果实大小动态变化监测对象，每个处理选取6个甜瓜，每3 d用精确度为0.1 cm的卷尺测量果实横径和纵径，至果实成熟采摘后结束测量。计算果实横、纵径日增量（横、纵径生长量/生长时间）、果形指数（果实横径／纵径）和果厚比（果肉厚度/横径）。

1.3.2 冠层光合有效辐射（PAR）和光截获率（CAR）在果实膨大期一晴天，使用SunScan（Delta英国）植物冠层分析仪分别测定甜瓜冠层上部（植株上方10 cm处）光合有效辐射（PAR1）和植株底部（贴近地面10 cm）光合有效辐射（PAR2），每个处理选择3个固定点位测定，重复3次。计算冠层PAR的吸收性光合有效辐射（PAR）、光截获率（CAR），公式如下：PAR=PAR1-PAR2，CAR（%）=（PAR1-PAR2）/PAR1×100。

1.3.3 叶片光合指标测定甜瓜授粉后第20天，每个处理随机选择3株长势均匀的植株，每个植株选择最大叶片，采用LI-6400XT便携式光合作用测定系统测定蒸腾速率（Tr）、净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）。

1.3.4 甜瓜产量与品质生长测定果实成熟后，用电子天平称量各处理的单果质量，并折算产量。果实可溶性固形物质量分数使用TD-45数字折光仪测定[9]；采用钼蓝比色法测定VC质量比[10]；采用NaOH滴定法测定有机酸质量分数[11]；参考水杨酸法测定硝酸盐质量比[12]；采用蒽酮比色法测定可溶性糖质量分数[13]；采用考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白质量比[14]。

1.4 数据处理

采用Excel 2019、Origin 2018进行数据整理和制图，利用SPSS 20.0进行相关分析、隶属函数分析、单因素方差分析，比较不同处理间的差异显著性（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同叶面肥处理对果实生长发育的影响

如图1所示，各处理果实横径日增量的大小依次为F4、F2、F7、F1、F5、F6、F8、F3、CK，其中处理F4的横径日增量比CK高14.70%（P＜0.05）；果实纵径日增量大小依次为F3、F2、F4、F8、F7、F1、F5、CK、F6，处理F3纵径日增量比CK高15.41%（P＜0.05）；果形指数大小依次为F3、F8、CK、F7、F1、F5、F2、F6、F4；果厚比大小依次为F2、F7、F6、F3、CK、F8、F4、F5、F1。喷施叶面肥后，各处理果实横、纵径日增量和果实厚度均有一定程度提高，但差异不显著。

图1 不同处理对果实生长发育的影响

2.2 不同叶面肥处理对冠层的影响

各处理喷施叶面肥的种类不同，其冠层光合有效辐射（PAR）、光截获率（CAR）不同。由图2可知，各处理PAR的大小依次为F7、F2、F5、F8、F1、F6、F4、F3、CK，分别比CK高41.07%、38.55%、31.48%、26.13%、22.78%、17.19%、12.94%、8.48%。除F3外其他叶面肥处理的光合有效辐射量显著高于CK。各处理CAR的大小依次为F8、F3、F4、F5、F7、F6、F1、CK、F2，分别比CK高8.82%、6.96%、5.42%、5.08%、4.58%、3.14%、1.93%。除F1、F2外其他叶面肥处理的光合有效辐射量显著高于CK。

图2 不同处理对甜瓜坐果期冠层的影响

2.3 不同叶面肥处理对植株光合作用的影响

试验喷施的叶面肥种类不同,对坐果期叶片光合作用的影响不同。由图3可知，各处理Tr大小依次为F8、F7、F5、F1、CK、F4、F2、F3、F6，其中处理F8、F7的Tr显著高于CK，分别比CK高95.39%、67.53%；各处理Pn大小依次为F7、F8、F1、F5、F3、CK、F2、F4、F6，处理F7、F8、F1的Pn显著高于CK，分别比CK高65.88%、62.14%、44.15%；各处理Ci大小依次为F4、F5、F8、F7、F1、F6、CK、F2、F3，各处理间Ci无显著性差异；各处理Gs大小依次为F8、F7、F5、F1、CK、F2、F3、F6、F4，处理F8的Gs显著高于CK 111.97%。

图3 不同叶面肥对甜瓜坐果期植株光合作用的影响

2.4 不同叶面肥处理对果实品质、产量的影响

甜瓜成熟过程中，不同叶面肥的养分供给最终影响了果实的风味。由表2可知，果实成熟采摘后各处理的中心可溶性固形物质量分数、VC质量比、可溶性糖质量分数因叶面肥种类不同而不同，但不同叶面肥对可溶性蛋白质量比的影响均不显著。有机酸质量分数、硝酸盐质量比因叶面肥种类不同而存在差异，且差异显著。各处理的产量大小依次为F7、F2、F5、F4、F8、F6、CK、F3、F1，其中F7、F2、F5、F4显著高于CK，分别比CK高17.77%、17.02%、15.65%、14.68%。

表2 不同种类叶面肥对甜瓜品质、产量的影响

2.5 不同叶面肥处理果实生长发育、光合指标与果实品质之间的相关性

选取以下指标分析不同叶面肥处理果实生长发育、光合指标与果实品质之间的相关性。果实生长指标：横径日增量（D1）、纵径日增量（D2）、果形指数（D3）、果厚比（D4），叶片光合指标：Tr、Pn、Ci、Gs，冠层光合指标：PAR、CAR，果实品质指标：中心可溶性固形物质量分数（Q1）、边缘可溶性固形物质量分数（Q2）、可溶性蛋白质量比（Q3）、VC质量比（Q4）、有机酸质量分数（Q5）、可溶性糖质量分数（Q6）、硝酸盐质量比（Q7）、单瓜质量（Q8）。如表3所示，边缘可溶性固形物质量分数与果实横径日增量呈显著正相关；边缘可溶性固形物质量分数与果厚比呈显著正相关，与冠层光截获率呈极显著相关；可溶性蛋白质量比与气孔导度呈显著正相关；VC质量比与果厚比、光合有效辐射呈显著负相关；有机酸质量分数与果形指数呈显著负相关、与冠层光截获率呈显著正相关；硝酸盐质量比与光合有效辐射呈显著正相关；单瓜质量与果实纵径日增量呈显著正相关。

表3 不同叶面肥处理果实生长发育、光合指标与果实品质之间的相关性

2.6 不同叶面肥处理果实生长发育、光合指标及果实品质之间的隶属函数分析

以不同处理果实生长发育、光合指标及果实品质为评价对象，对其所有指标进行主成分分析（表4）。提取的6个主成分特征值均在1.0以上，且前6个主成分特征值积累方差达到95.67%，能够更加充分地反映各品种之间全部指标的信息。据此计算综合指标值，结合隶属函数公式F（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）（i=1，2，3，……，n），得出综合指标值的隶属函数值，根据表4中各主成分的权重，利用综合评估值公式：

表4 主成分特征值与方差贡献率

得出综合评估值，再进行排序得出排名，如表5所示。根据甜瓜果实生长发育、光合指标、果实品质综合评价，处理F5的甜瓜总体状况最佳，其次为F7。最终选择处理F5的肥料作为当地甜瓜种植后期使用的叶面肥，以达到强化甜瓜后期长势、提高果实品质、增加产量的目的。

表5 不同处理主成分值、隶属函数值、综合评价值及综合排名

3 讨论

3.1 不同叶面肥对果实生长发育的影响

叶是植物最重要的营养器官，叶面肥是将肥料雾化使叶表面吸收利用。植株对叶面吸收的养分的利用效果与根部施肥是一样的。焦旭升等[15]研究表明，可通过喷施化控类叶面肥调控党参地上部生长发育，减少茎叶自身生长消耗的同化产物，从而促进根茎类药用植物地下部的生长。本试验结果表明：昆仑风对果实横径增长有显著促进作用；芸苔素内酯+磷酸二氢钾+葡萄糖对果实纵径增长有显著促进作用，且果形指数最高。果实横、纵径和果形指数与果实中心可溶性固形物质量分数、有机酸质量分数、单瓜质量呈显著相关。因此，可通过适时喷施昆仑风、芸苔素内酯+磷酸二氢钾+葡萄糖叶面肥调控果实横、纵径，从而调节果实品质和产量。

3.2 不同叶面肥对甜瓜光合指标的影响

光照是影响厚皮甜瓜生长发育的重要环境因子之一，通过影响植株叶片生长发育、光合作用关键酶活性及能量的供应转化等生理生化过程调节光合作用[16-17]。有研究表明，在甜瓜生殖生长期施用叶面肥可促进植株生长；但喷施叶面肥会造成植株徒长和营养生长过盛，从而影响植株生殖生长。刘志刚等[18]研究发现，喷施不同浓度的氨基酸硒肥可以延缓甜瓜叶片衰老。本试验结果表明：喷施植物生长调节剂+大量元素+氨基酸、大量元素、腐殖酸、有机质后吸收性光合有效辐射和光截获率显著升高。

光合作用是大部分绿色植物生存的基础，是作物最基本的生理活动，适当强度的光合作用有利于植株体内有机物质的积累[19-21]。光合作用主要受蒸腾速率、净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度的影响。赵惠娥等[22]研究表明，净光合速率和气孔导度存在一定的线性关系，即光合速率增强气孔导度增大，而在光合作用受阻碍时，气孔导度减小，导致进入叶片内的CO2减少。高佳等[23]研究表明，增加光照可显著提高玉米叶片净光合速率和光能利用效率，叶片的光截获能力增强可显著提高光合速率，有利于积累更多的干物质和提高玉米产量。申明等[24]研究发现，氨基酸叶面肥可提高砂梨叶片叶绿素相对含量，增加净光合速率，提高PSⅡ反应中心供体侧与受体侧光合能量转换活性，减少热能量耗散。叶片是植物重要的营养器官，是植物光合作用和蒸腾作用的主要场所。本试验结果表明，喷施游离氨基酸+微量元素（Zn、Fe、Mn、B、Mo）、有机质可调节植株光合作用，有利于提高蒸腾速率、净光合速率和气孔导度。

3.3 不同叶面肥对果实品质、产量的影响

在甜瓜生殖生长期，喷施适宜的叶面肥，果实发育速度及干物质积累加快，产量增加，果实综合品质有所提高。印宁等[25]研究发现，氨基酸螯合态富硒叶面肥不仅能使葡萄果实产量和硒含量显著提高，还能显著提高各品种果实可溶性糖、有机酸、可溶性蛋白、可溶性固形物、Vc和原花青素的含量。孙新娥等[26]研究发现，喷施2种液体复合肥均显著提高荚果的单果质量并改善果实品质，且游离氨基酸含量比对照高1～2倍。本试验结果表明，各叶面肥处理提升果实综合品质的作用不显著，但是镁+生物源有机碳+植物提取物+氧化钙+氮、大量元素、有机质均可显著提高果实单瓜质量。

4 结论

昆仑风、芸苔素内酯+磷酸二氢钾+葡萄糖叶面肥促进甜瓜果实横、纵径生长的作用显著；喷施芸苔素内酯+磷酸二氢钾+葡萄糖、昆仑风、绿芬威施多力、富尔655、小肽鱼蛋白、酶解海藻原浆后，冠层吸收性光合有效辐射和光截获率均显著升高；喷施小肽鱼蛋白、酶解海藻原浆可显著提高蒸腾速率和净光合速率。此外，酶解海藻原浆对增大叶片气孔导度有显著作用；小肽鱼蛋白、速传+科来玛、绿芬威施多力、昆仑风对提高果实单瓜质量均有显著作用，分别比对照高17.77%、17.02%、15.65%、14.68%。综合考虑果实生长发育、光合指标、果实品质及产量，在滴灌喷施叶面肥条件下，稀释800倍的绿芬威施多力的效果较好。