日光温室嫁接黄瓜硅钙优化施肥方案.pdf

日光温室嫁接黄瓜硅钙优化施肥方案 翟 江 张 宁 李福德 毕焕改 艾希珍 山东农业大学园艺科学与工程学院 作物生物学国家重点实验室 农业部黄淮地区园艺作物生物学与 种质创制重点开放实验室 山东果蔬优质高效生产协同创新中心 山东泰安 271018 摘要 目的 硅和钙在促进作物矿质元素吸收 提高产量及改善风味品质等方面发挥积极作用 本研究旨在 探讨日光温室黄瓜硅 钙适宜施用量 为提高黄瓜产量和品质提供理论依据和技术指导 方法 以 津优 35号为试材进行了日光温室黄瓜小区试验 在相同氮磷钾用量和施用方法下 采用二因子饱和D 最优设 计 设6个不同硅 钙配施处理 随水分4次施入 调查分析黄瓜产量与品质 并建立以SiO2 CaO用量为变 量因子 以黄瓜产量与品质为目标函数的二元二次多项式数学模型 结果 SiO2 X1 CaO X2 用量与黄瓜产 量Yy的回归方程为Yy 108455 82 80 27X1 138 91X2 0 15X12 0 40X22 0 05X1X2 与黄瓜品质Yq之间的回归 方程为Yq 64 113 0 116X1 0 237X2 2 167E 04X12 5 552E 04X22 1 741E 04X1X2 X1的偏回归系数分别为 80 27和0 12 明显小于X2的偏回归系数138 91和0 24 表明硅肥对黄瓜产量和品质的影响小于钙肥 当 SiO2 CaO用量分别为240和159 kg hm2时 黄瓜产量达到最高 SiO2 CaO施用量为195和183 kg hm2时 黄瓜品质综合评分最高 结论 本试验条件下 实现日光温室黄瓜高产优质栽培的硅 钙施肥方案为SiO2 195 240 kg hm2 CaO 159 183 kg hm2 硅钙配比为1 0 78 关键词 黄瓜 硅 钙 日光温室 Optimization of silicon and calcium fertilization in grafted cucumber in solar greenhouse ZHAI Jiang ZHANG Ning LI Fu de BI Huan gai AI Xi zhen College of Horticulture Science and Engineering Shandong Agricultural University State Key Laboratory of Crop Biology Key Laboratory of Horticultural Crop Biology and Germplasm Innovation of Agriculture Ministry Collaborative Innovation Center of Shandong Province with High Quality and Efficient Production of Fruit and Vegetable Tai an Shandong 271018 China Abstract Objectives Silicon Si is beneficial to mineral element absorption yield and flavor quality of crops The optimum amount of Si and Ca application in cucumber cultivated in solar greenhouse was studied to provide a technical guidance for to improve the yield and quality of cucumber Methods Microplot experiment was conducted inside solar greenhouse the used cucumber cultivar was Jinyou35 all the treatments were applied the same amount of NPK fertilizers Using double saturated D optimal design 6 treatments containing different Si and Ca rates were setup and the Si and Ca fertilizer were applied with drip irrigation evenly in four times The yield and quality of cucumber were investigated A mathematical model for the optimization was established using SiO2 and CaO amounts as the independent variables and the yield and quality of cucumber as objective function Results The regression of SiO2 X1 and CaO X2 amount with cucumber yield Yy was Yy 108455 82 80 27X1 138 91X2 0 15X12 0 40X22 0 05X1X2 and that with cucumber quality Yq was Yq 64 113 0 116X1 0 237X2 2 167E 04X12 5 552E 04X22 1 741E 04X1X2 In the two formulas the partial regression coefficient for X1 was 80 27 and 0 12 which were significantly lower than those for X2 138 91 and 植物营养与肥料学报 2020 26 2 393 400 doi 10 11674 zwyf 19162 Journal of Plant Nutrition and Fertilizers http www plantnutrifert org 收稿日期 2019 04 24 接受日期 2019 08 20 基金项目 山东省农业重大应用技术创新课题 鲁财农指 2016 36号 山东省重点研发计划 2017CXGC0206 山东省现代农业产 业技术体系建设专项资金项目 SDAIT 05 10 学院 双一流 奖补资金项目 SYL2017YSTD06 联系方式 翟江E mail zhaijiang 通信作者 艾希珍E mail axz 0 24 indicating that Si has less effect on cucumber yield and quality than Ca The SiO2 and CaO amounts for the maximum cucumber yield are 240 kg hm2 and 159 kg hm2 while those for the highest quality grade are 195 kg hm2 and 183 kg hm2 Conclusion Under the tested conditions the optimum combination is SiO2 195 240 kg hm2 and CaO 159 183 kg hm2 with the suitable ratio of SiO2 CaO at 1 0 78 Key words cucumber silicon calcium solar greenhouse 黄瓜 Cucumis sativus L 是我国日光温室主栽蔬 菜之一 目前 我国黄瓜栽培面积达121 4万hm2 设施黄瓜栽培面积约58 3万hm2 对保证蔬菜的周 年均衡供应起着重要作用 1 合理施肥是日光温室蔬 菜高产优质的重要措施 近年来由于施肥量过大 偏施氮肥现象严重 导致土壤中营养元素比例失 调 肥料利用效率降低 连作障碍和土传病害日趋 严重 黄瓜产量与品质不同程度下降 减少氮肥施 用量 提高肥料利用效率是当前黄瓜设施生产中亟 待解决的问题 硅虽未证实是植物生长的必需元素 2 但所有植 物中都含有大量的硅 3 且充足的硅素营养有利于作 物产量和品质的提高 缺硅的水稻生长异常 4 硅肥 能明显提高水稻的产量与营养品质 5 正常供应硅的 大葱长势好 假茎中游离氨基酸 丙酮酸等营养物 质含量明显升高 6 叶面喷施硅肥可明显促进西芹对 磷钾的吸收 提高叶片可溶性糖和维生素C含量 显著提高单株鲜重 7 钙是植株生长必不可少的营养 元素 研究表明 外施钙能提高大蒜横纵径及叶片 色素含量 提高植株氮 磷 钾 镁等的积累量 增加蒜薹与鳞茎鲜重 8 明显提高苹果花芽分化数 果实着色率及含糖率 改善风味品质 提高果实坐 果率及产量 9 促进芒果生长 增产效果明显 同时 降低果实发病率 提高贮藏性 10 作物对硅 钙肥的 需求规律的探讨已有许多报道 11 13 我们采用硅 钙 二因子饱和D 最优设计 研究了不同硅 钙配合 用量对日光温室黄瓜产量及品质的影响 以期提出 日光温室黄瓜优质 高效的硅 钙肥配施方案 1 材料与方法 1 1 供试材料与试验设计 试验于2017 2018年在山东农业大学园艺试验 站进行 以 津优35号 购自天津市黄瓜研究所 嫁接植株为试材 砧木博强103南瓜购自德瑞特公 司 2018年2月6日播种接穗 2月13日播种砧 木 采用基质育苗 插接法嫁接 嫁接苗长至2叶 1心时 2018年3月6日 采用大小行定植 大行距 100 cm 小行距50 cm 株距24 cm 常规管理 供 试土壤质地为壤土 pH6 2 有机质含量26 7 g kg 碱解氮124 mg kg 有效磷137 mg kg 速效钾176 mg kg 有效硅95 9 mg kg 有效钙125 mg kg 试验 用肥分别为金正大生态工程集团股份有限公司生产 的液态硅酸钾 SiO2 26 5 K2O 14 1 硝酸 铵钙 CaO 25 0 尿素 N 46 4 磷酸二氢 铵 N 12 0 P2O5含量 61 0 硝酸钾 N 14 5 K2O含量 45 5 水溶肥 氮 磷 钾总 用量参照王颀等 14 研究的施肥方案 N 750 kg hm2 P2O5 300 kg hm2和K2O 1125 kg hm2 其中1 3氮 磷 钾肥作为基肥施入 2 3作为追肥以水肥一体化 方式与硅 钙肥一起分4次施入 硅 SiO2 钙 CaO 肥施用采用二因子饱和D 最优设计 小区面 积11 25 m2 重复3次 随机排列 各处理因素编码 及施用量如表1 1 2 测定项目与测定方法 土壤碱解氮 有效磷 速效钾 有机质 有效 硅及有效钙含量分别采用碱解扩散法 碳酸氢钠浸 提 钼锑抗比色法 醋酸浸提 火焰光度法 重铬 酸钾法 15 柠檬酸浸提 钼蓝比色法 16 及醋酸铵交换 法 15 测定 2018年4月2日开始采收 2018年7月 8日拉秧 以小区计产 并折合计算单位面积产量 表 1 硅 钙二因子饱和D 最优设计因素编码 与硅 钙施用量 Table 1 Code and detail rates of Si and Ca in each treatment calculated using saturated D optimal design 处理 Treatment 编码 Code SiO2 kg hm2 编码 Code CaO kg hm2 1 1 0 1 0 2 1 450 0 1 0 3 1 0 1 300 0 4 0 1315 195 4 0 1315 130 3 5 0 3945 313 8 1 300 0 6 1 450 0 0 3945 209 2 394 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 26 卷 盛果期每处理选取同一天开花的黄瓜进行标 记 待商品成熟时随机选取10个相同节位的黄瓜 去果柄后切碎混匀 分别称取等量鲜样3份 采用 碘量法测定维生素C Vc 含量 17 蒽酮比色法测定 可溶性糖含量 18 考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白质含 量 18 茚三酮显色法测定游离氨基酸含量 18 普鲁士 蓝法测定单宁含量 18 盐酸萘乙二胺法测定亚硝酸盐 含量 19 剩余部分105 杀青30 min后 75 烘干 至恒重测定干物质含量 各处理所有品质指标得分权重之和 即为该处 理的品质综合评分 依据黄瓜各品质指标与感官鉴 定的相关程度拟定瓜条维生素C 可溶性糖 可溶 性蛋白 亚硝酸盐 单宁 干物质含量权重值分别 为0 25 0 25 0 2 0 1 0 1和0 1 由于亚硝酸盐 和单宁含量与黄瓜品质呈负相关 所以各处理以亚 硝酸盐 单宁含量最低值为最佳处理值 其它处理 以测定值每增加0 01和1 综合评分扣1分为标 准 黄瓜综合品质参考宋春凤等 20 评分标准 即某处 理品质实际得分 该处理指标测定值 指标最大值 100 该指标权重 1 3 数据分析 分别用Microsoft Excel处理数据和作图 用 DPS软件对数据进行单因素方差分析 用Duncan检 验法 进行多重比较 P 0 05 并采用最小二乘法 进行二次多项式肥效模型参数估计 2 结果与分析 2 1 回归模型的建立 根据试验设计方案及试验结果 通过DPS软件 二次多项式回归分析法 建立二元二次回归模型 其数学表达式为 Y b0 b1X1 b2X2 b3X12 b4X22 b5X1X2 将每处理黄瓜小区产量折合成每公顷产量 如表2所示 以X1 SiO2 和X2 CaO 施肥量为自变 量 产量Yy为因变量 建立SiO2 CaO用量与黄瓜 产量的回归方程 Yy 108455 82 80 27X1 138 91X2 0 15X12 0 40X22 0 05X1X2 其中 Yy为黄瓜产量 X1为硅肥 施用量 X2为钙肥施用量 同理 可求得SiO2 CaO施用量与黄瓜品质 表3 之间的回归方程 Yq 64 113 0 116X1 0 237X2 2 167E 04X12 5 552E 04X22 1 741E 04X1X2 其中 Yq为品质综合 评分 X1为硅肥施用量 X2为钙肥施用量 对上述模型进行典型性判别 令HG1 2b3 HG2 2b4 HG3 b52 HG1 HG2和HG3分别代表 Hesse矩阵的各阶主子式 21 若HG1 HG3 则模型有极大值 将上述两个方程的 b3 b4 b5分别带入判别公式 得出HG1 HG3 说明所得模型均为典型性肥效模型 对两个效应方程进行F检验 Fy 224 46 F0 01 5 12 5 06 Fq 131 43 F0 01 5 12 5 06 均 达极显著水平 说明两个方程与实际情况拟合很 好 能反映SiO2 CaO用量与黄瓜产量及品质的关 系 对黄瓜产量及品质有良好的预测作用 对以上 方程各偏回归系数进行F检验 Fy X1 21 09 Fy X2 24 35 Fy X12 230 93 Fy X22 319 46 Fy X1X2 36 98 Fq X1 10 94 Fq X2 87 93 Fq X12 113 59 Fq X22 142 32 Fq X1X2 36 98 均达显著水平 说明SiO2 CaO对黄瓜产量与品质 均有显著影响 且二者存在交互效应 表 2 不同硅 钙用量下日光温室黄瓜产量 Table 2 Yield of cucumber under different Si and Ca fertilizer rates in solar greenhouse 处理 Treatment 编码Code 产量Yield kg hm 2 Si X1 Ca X2 1 2 3 平均Average 1 1 1 108168 108831 108369 108456 340 d 2 1 1 114147 114730 113243 114040 749 c 3 1 1 114412 113293 114917 114207 831 c 4 0 1315 0 1315 128206 127772 129360 128446 821 a 5 0 3945 1 120618 119396 119644 119886 646 b 6 1 0 3945 120344 120223 122347 120971 1193 b 注 Note 同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 P 0 05 Values followed by different small letters in a column indicate significant difference among treatments P 0 05 2 期 翟江 等 日光温室嫁接黄瓜硅钙优化施肥方案 395