西瓜根系分泌酸性磷酸酶对有机肥营养的响应

有机肥营养对西瓜品质具有提升效果,但根系对有机肥中养分的吸收机制尚不完全清楚,尤其对磷素的利用机制。本研究关注西瓜根系分泌酸性磷酸酶活性对有机肥施用的响应。采用模拟西瓜根系分泌物的方法研究有机酸对有机肥中可溶性全磷和有效磷含量的影响;采用砂培的方法,研究有机肥中的磷替代化肥磷时西瓜根系分泌酸性磷酸酶活性的响应;采用田间试验研究有机肥替代化肥以及有机肥不同施用量对西瓜根际酸性磷酸酶活性、西瓜磷营养、产量和品质的影响。结果表明,有机肥中水浸提可溶性全磷含量为6.9 g?kg^(-1),可溶性无机磷含量为525.1 mg?kg^(-1),可溶性全磷中无机磷占7.6%,有机磷占92.4%,可溶性有机磷需经过水解后才能被根系吸收。有机肥中磷替代化肥磷时,西瓜根系和根际土壤酸性磷酸酶活性均显著提高,西瓜茎、叶中磷含量提高。施用三倍有机肥时西瓜根际土壤有效磷含量和西瓜产量提高。因此,有机肥中磷替代化肥磷时,西瓜通过提高根系分泌酸性磷酸酶的活性而提高利用有机磷的能力。

3种有机无机肥配施对西瓜氮、钾养分吸收以及产量和品质的影响

[目的]研究3种有机无机肥配施对西瓜氮、钾吸收以及产量和品质的影响,探讨氮、钾营养与西瓜品质的关系。[方法]以‘西瓜8424’品种为试验材料进行田间试验,有机肥种类为豆粕有机肥、猪粪秸秆有机肥、羊粪,其氮、磷、钾含量用无机肥调节一致。[结果]与豆粕有机肥处理和猪粪秸秆有机肥处理相比,施用羊粪时西瓜产量分别提高了19.1%和9.4%;与猪粪秸秆有机肥处理相比,施用羊粪和豆粕有机肥时西瓜维生素C含量显著增加,分别提高59.4%和35.6%;施用豆粕有机肥时西瓜的糖酸比最高,可溶性糖含量较猪粪秸秆有机肥处理提高了25.2%,可滴定酸含量比羊粪处理降低了30.3%。与羊粪处理和豆粕有机肥处理相比,施用猪粪秸秆有机肥降低了膨大期和成熟期西瓜瓜瓤和瓜皮中的氮含量;施用羊粪时,西瓜幼果期、膨大期和成熟期的氮、钾吸收量较高,各个时期的氮、钾吸收量与西瓜植株生物量呈正相关关系。[结论]施用羊粪能够提高西瓜产量,但同时促进了氮素吸收及其向果实中的分配,提高了西瓜的可滴定酸含量;施用豆粕有机肥能够提高西瓜可溶性糖含量和糖酸比,降低可滴定酸含量。

西瓜营养生长期钾素吸收效率的差异评价及钾高效基因型筛选

[目的]高效吸收和利用钾素是西瓜的优良特征,筛选钾高效西瓜基因型对于优质种质资源利用和研究其机制有重要意义。[方法]选取生产中常用的33个西瓜基因型,在2个供钾水平下进行盆栽筛选试验,比较不同基因型西瓜的钾效率差异,在小型瓜和大中型瓜中分别筛选出钾高效基因型和钾低效基因型。[结果]在高施钾量和低施钾量条件下,西瓜植株钾吸收量可以有效评价西瓜的钾素吸收效率。钾含量对钾吸收量的贡献较大。小型瓜中的‘小夏橙’‘新兰’‘早春红玉’和中大型瓜中的‘黑巨霸’‘特大台农八号’‘新黑龙王’基因型属于钾吸收效率的双高效基因型;小型瓜中的‘金童’‘黄小玉H’和中大型瓜中的‘平87-14’‘抗病地雷’西瓜基因型属于钾吸收效率的双低效基因型。低施钾量时,小型瓜中钾高效型‘小夏橙’的钾吸收量比钾低效的‘金童’高202.7%,高钾供应时比‘金童’高280.0%。低施钾量时,中大型瓜中钾高效型‘黑巨霸’的钾吸收量比钾低效型‘平87-14’钾吸收量高287.4%,高钾供应时‘黑巨霸’的钾吸收量比‘平87-14’高77.1%。聚类分析结果表明:在钾吸收量、钾利用指数和钾转运率方面属于相同类型的分别有‘早春红玉’与‘新兰’,‘新黑龙王’与‘黑巨霸’,‘早佳84-24’‘平87-14’与‘抗病地雷’。[结论]西瓜植株钾吸收量和钾含量可以科学评价西瓜钾效率基因型。钾吸收量和聚类分析综合分析表明,小型瓜‘小夏橙’和中大型瓜‘黑巨霸’为钾高效基因型,小型瓜‘金童’和中大型瓜‘平87-14’为钾低效基因型。

西瓜钾营养诊断的叶片含量法分析

采用不同土壤钾水平的多点田间试验,研究了施用钾肥对西瓜植株钾含量以及产量、品质的影响,探讨了西瓜植株各叶位钾含量与西瓜产量之间的相关性,分析了叶片钾含量诊断西瓜钾营养的临界指标。结果表明:西瓜新叶钾含量与西瓜产量达极显著相关关系,相关系数为0.600 8(P_(0.01)=0.575)。90%相对产量下新叶钾含量为32.6 g/kg时,西瓜产量可达91.39 t/hm^2。在极低钾含量(50 mg/kg和70 mg/kg)的土壤上,施用钾肥显著提高西瓜产量、开花期西瓜植株新叶和老叶钾含量;显著提高开花期、坐果期和膨大期西瓜植株茎和根中的钾含量。在低钾含量(84 mg/kg和85 mg/kg)的土壤上,施用钾肥显著提高西瓜产量,提高西瓜果实中的可溶性糖和可溶性固形物的含量而降低可滴定酸含量。随着钾肥施用水平的提高,新叶钾含量有提高趋势,老叶和挂果叶中的钾含量逐渐升高;施用钾肥显著提高坐果期和膨大期西瓜植株茎中钾含量。在中钾含量(170 mg/kg)和高钾含量(260 mg/kg)的土壤上,西瓜开花期新叶钾含量的最大值和最高产量相关联。总之,推荐开花期西瓜新叶钾含量32.61 g/kg为营养诊断临界值。

西瓜钾素吸收特征及钾肥施用优化机制

[目的]钾肥管理是西瓜生产的关键因素,对提高经济效益和维持生态环境可持续性具有重要意义,本文旨在研究西瓜的钾素吸收特征及钾肥优化施用的机制。[方法]采用田间试验方法,研究钾肥不同施用水平下西瓜各生育期的干物质量、钾素吸收量、钾素吸收速率以及西瓜的产量与品质。[结果]西瓜对钾素的吸收量与西瓜干物质量、产量和品质存在正相关关系。西瓜在不同生育期对钾肥水平的反应不同,幼苗期对钾肥最敏感,基肥施用量为90 kg·hm^(-2)K_2O时,西瓜根、茎、叶中的钾含量最高,施用量高于180 kg·hm^(-2)K_2O时,西瓜叶中的钾含量低于对照;在膨果期,钾肥追肥量为180 kg·hm^(-2)时西瓜钾素吸收速率最大,该时期的钾素吸收量占全生育期吸收量的67.9%;在成熟期,450 kg·hm^(-2)K_2O水平下西瓜叶片中钾含量最高,600 kg·hm^(-2)K_2O水平下果实皮和瓤中的钾含量最高。钾肥施用量为300 kg·hm^(-2)时,西瓜干物质积累量最大,钾素总吸收量最高,此时西瓜产量最高,且可溶性糖含量最高。[结论]西瓜钾肥施用的最佳方案为基肥施用90 kg·hm^(-2),坐果期追肥180 kg·hm^(-2),基肥和追肥的比例为1∶2。

丛枝菌根育苗缓解西瓜枯萎病的机制

西瓜易受尖孢镰刀菌侵害发生枯萎病。植物形成丛枝菌根(AM)可有效促进养分吸收和病害防控。在田间直接接种丛枝菌根菌时,侵染效率和生态效应多数会受到限制。采用育苗期接种丛枝菌根菌(Rhizophagus intraradices,R.i)培养菌根苗,成苗后移栽入盆钵,研究西瓜丛枝菌根苗在抗西瓜枯萎病中的作用及其机制。将西瓜丛枝菌根苗移栽入大田,研究丛枝菌根西瓜苗在田间防控西瓜枯萎病及改善磷营养的效果。结果表明,苗期形成的丛枝菌根苗,在移栽后上调几丁质酶编码基因ClPR4、ClPR5在根系的表达量,上调b-1,3-葡聚糖酶编码基因ClGlu3和苯丙氨酸解氨酶编码基因ClPAL4、ClPAL11在根系的表达量;西瓜丛枝菌根育苗提高了根际土壤酸性磷酸酶活性,提高土壤有效磷含量,改善磷营养,提高西瓜植株抗枯萎病的能力。同时丛枝菌根育苗提高了西瓜根际土壤中的丛枝菌根菌孢子数,降低了根际土壤中病原菌数量,降低西瓜枯萎病发病率及病情指数。因此,丛枝菌根育苗上调了西瓜植株抗性相关酶基因表达,提高西瓜抗病性;同时提高了根际酸性磷酸酶活性而改善了磷营养,提高植株抗病能力。