日光溫室嫁接黃瓜硅鈣優(yōu)化施肥方案 翟 江 張 寧 李福德 畢煥改 艾希珍 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院 作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 農(nóng)業(yè)部黃淮地區(qū)園藝作物生物學(xué)與 種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室 山東果蔬優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心 山東泰安 271018 摘要 目的 硅和鈣在促進(jìn)作物礦質(zhì)元素吸收 提高產(chǎn)量及改善風(fēng)味品質(zhì)等方面發(fā)揮積極作用 本研究旨在 探討日光溫室黃瓜硅 鈣適宜施用量 為提高黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo) 方法 以 津優(yōu) 35號為試材進(jìn)行了日光溫室黃瓜小區(qū)試驗(yàn) 在相同氮磷鉀用量和施用方法下 采用二因子飽和D 最優(yōu)設(shè) 計(jì) 設(shè)6個不同硅 鈣配施處理 隨水分4次施入 調(diào)查分析黃瓜產(chǎn)量與品質(zhì) 并建立以SiO2 CaO用量為變 量因子 以黃瓜產(chǎn)量與品質(zhì)為目標(biāo)函數(shù)的二元二次多項(xiàng)式數(shù)學(xué)模型 結(jié)果 SiO2 X1 CaO X2 用量與黃瓜產(chǎn) 量Yy的回歸方程為Yy 108455 82 80 27X1 138 91X2 0 15X12 0 40X22 0 05X1X2 與黃瓜品質(zhì)Yq之間的回歸 方程為Yq 64 113 0 116X1 0 237X2 2 167E 04X12 5 552E 04X22 1 741E 04X1X2 X1的偏回歸系數(shù)分別為 80 27和0 12 明顯小于X2的偏回歸系數(shù)138 91和0 24 表明硅肥對黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響小于鈣肥 當(dāng) SiO2 CaO用量分別為240和159 kg hm2時 黃瓜產(chǎn)量達(dá)到最高 SiO2 CaO施用量為195和183 kg hm2時 黃瓜品質(zhì)綜合評分最高 結(jié)論 本試驗(yàn)條件下 實(shí)現(xiàn)日光溫室黃瓜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培的硅 鈣施肥方案為SiO2 195 240 kg hm2 CaO 159 183 kg hm2 硅鈣配比為1 0 78 關(guān)鍵詞 黃瓜 硅 鈣 日光溫室 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 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào) 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 基金項(xiàng)目 山東省農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新課題 魯財(cái)農(nóng)指 2016 36號 山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 2017CXGC0206 山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn) 業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金項(xiàng)目 SDAIT 05 10 學(xué)院 雙一流 獎補(bǔ)資金項(xiàng)目 SYL2017YSTD06 聯(lián)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 黃瓜 Cucumis sativus L 是我國日光溫室主栽蔬 菜之一 目前 我國黃瓜栽培面積達(dá)121 4萬hm2 設(shè)施黃瓜栽培面積約58 3萬hm2 對保證蔬菜的周 年均衡供應(yīng)起著重要作用 1 合理施肥是日光溫室蔬 菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要措施 近年來由于施肥量過大 偏施氮肥現(xiàn)象嚴(yán)重 導(dǎo)致土壤中營養(yǎng)元素比例失 調(diào) 肥料利用效率降低 連作障礙和土傳病害日趨 嚴(yán)重 黃瓜產(chǎn)量與品質(zhì)不同程度下降 減少氮肥施 用量 提高肥料利用效率是當(dāng)前黃瓜設(shè)施生產(chǎn)中亟 待解決的問題 硅雖未證實(shí)是植物生長的必需元素 2 但所有植 物中都含有大量的硅 3 且充足的硅素營養(yǎng)有利于作 物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高 缺硅的水稻生長異常 4 硅肥 能明顯提高水稻的產(chǎn)量與營養(yǎng)品質(zhì) 5 正常供應(yīng)硅的 大蔥長勢好 假莖中游離氨基酸 丙酮酸等營養(yǎng)物 質(zhì)含量明顯升高 6 葉面噴施硅肥可明顯促進(jìn)西芹對 磷鉀的吸收 提高葉片可溶性糖和維生素C含量 顯著提高單株鮮重 7 鈣是植株生長必不可少的營養(yǎng) 元素 研究表明 外施鈣能提高大蒜橫縱徑及葉片 色素含量 提高植株氮 磷 鉀 鎂等的積累量 增加蒜薹與鱗莖鮮重 8 明顯提高蘋果花芽分化數(shù) 果實(shí)著色率及含糖率 改善風(fēng)味品質(zhì) 提高果實(shí)坐 果率及產(chǎn)量 9 促進(jìn)芒果生長 增產(chǎn)效果明顯 同時 降低果實(shí)發(fā)病率 提高貯藏性 10 作物對硅 鈣肥的 需求規(guī)律的探討已有許多報(bào)道 11 13 我們采用硅 鈣 二因子飽和D 最優(yōu)設(shè)計(jì) 研究了不同硅 鈣配合 用量對日光溫室黃瓜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響 以期提出 日光溫室黃瓜優(yōu)質(zhì) 高效的硅 鈣肥配施方案 1 材料與方法 1 1 供試材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2017 2018年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝試驗(yàn) 站進(jìn)行 以 津優(yōu)35號 購自天津市黃瓜研究所 嫁接植株為試材 砧木博強(qiáng)103南瓜購自德瑞特公 司 2018年2月6日播種接穗 2月13日播種砧 木 采用基質(zhì)育苗 插接法嫁接 嫁接苗長至2葉 1心時 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 常規(guī)管理 供 試土壤質(zhì)地為壤土 pH6 2 有機(jī)質(zhì)含量26 7 g kg 堿解氮124 mg kg 有效磷137 mg kg 速效鉀176 mg kg 有效硅95 9 mg kg 有效鈣125 mg kg 試驗(yàn) 用肥分別為金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn) 的液態(tài)硅酸鉀 SiO2 26 5 K2O 14 1 硝酸 銨鈣 CaO 25 0 尿素 N 46 4 磷酸二氫 銨 N 12 0 P2O5含量 61 0 硝酸鉀 N 14 5 K2O含量 45 5 水溶肥 氮 磷 鉀總 用量參照王頎等 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 鉀肥作為基肥施入 2 3作為追肥以水肥一體化 方式與硅 鈣肥一起分4次施入 硅 SiO2 鈣 CaO 肥施用采用二因子飽和D 最優(yōu)設(shè)計(jì) 小區(qū)面 積11 25 m2 重復(fù)3次 隨機(jī)排列 各處理因素編碼 及施用量如表1 1 2 測定項(xiàng)目與測定方法 土壤堿解氮 有效磷 速效鉀 有機(jī)質(zhì) 有效 硅及有效鈣含量分別采用堿解擴(kuò)散法 碳酸氫鈉浸 提 鉬銻抗比色法 醋酸浸提 火焰光度法 重鉻 酸鉀法 15 檸檬酸浸提 鉬藍(lán)比色法 16 及醋酸銨交換 法 15 測定 2018年4月2日開始采收 2018年7月 8日拉秧 以小區(qū)計(jì)產(chǎn) 并折合計(jì)算單位面積產(chǎn)量 表 1 硅 鈣二因子飽和D 最優(yōu)設(shè)計(jì)因素編碼 與硅 鈣施用量 Table 1 Code and detail rates of Si and Ca in each treatment calculated using saturated D optimal design 處理 Treatment 編碼 Code SiO2 kg hm2 編碼 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 營 養(yǎng) 與 肥 料 學(xué) 報(bào) 26 卷 盛果期每處理選取同一天開花的黃瓜進(jìn)行標(biāo) 記 待商品成熟時隨機(jī)選取10個相同節(jié)位的黃瓜 去果柄后切碎混勻 分別稱取等量鮮樣3份 采用 碘量法測定維生素C Vc 含量 17 蒽酮比色法測定 可溶性糖含量 18 考馬斯亮藍(lán)法測定可溶性蛋白質(zhì)含 量 18 茚三酮顯色法測定游離氨基酸含量 18 普魯士 藍(lán)法測定單寧含量 18 鹽酸萘乙二胺法測定亞硝酸鹽 含量 19 剩余部分105 殺青30 min后 75 烘干 至恒重測定干物質(zhì)含量 各處理所有品質(zhì)指標(biāo)得分權(quán)重之和 即為該處 理的品質(zhì)綜合評分 依據(jù)黃瓜各品質(zhì)指標(biāo)與感官鑒 定的相關(guān)程度擬定瓜條維生素C 可溶性糖 可溶 性蛋白 亞硝酸鹽 單寧 干物質(zhì)含量權(quán)重值分別 為0 25 0 25 0 2 0 1 0 1和0 1 由于亞硝酸鹽 和單寧含量與黃瓜品質(zhì)呈負(fù)相關(guān) 所以各處理以亞 硝酸鹽 單寧含量最低值為最佳處理值 其它處理 以測定值每增加0 01和1 綜合評分扣1分為標(biāo) 準(zhǔn) 黃瓜綜合品質(zhì)參考宋春鳳等 20 評分標(biāo)準(zhǔn) 即某處 理品質(zhì)實(shí)際得分 該處理指標(biāo)測定值 指標(biāo)最大值 100 該指標(biāo)權(quán)重 1 3 數(shù)據(jù)分析 分別用Microsoft Excel處理數(shù)據(jù)和作圖 用 DPS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析 用Duncan檢 驗(yàn)法 進(jìn)行多重比較 P 0 05 并采用最小二乘法 進(jìn)行二次多項(xiàng)式肥效模型參數(shù)估計(jì) 2 結(jié)果與分析 2 1 回歸模型的建立 根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及試驗(yàn)結(jié)果 通過DPS軟件 二次多項(xiàng)式回歸分析法 建立二元二次回歸模型 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 Y b0 b1X1 b2X2 b3X12 b4X22 b5X1X2 將每處理黃瓜小區(qū)產(chǎn)量折合成每公頃產(chǎn)量 如表2所示 以X1 SiO2 和X2 CaO 施肥量為自變 量 產(chǎn)量Yy為因變量 建立SiO2 CaO用量與黃瓜 產(chǎn)量的回歸方程 Yy 108455 82 80 27X1 138 91X2 0 15X12 0 40X22 0 05X1X2 其中 Yy為黃瓜產(chǎn)量 X1為硅肥 施用量 X2為鈣肥施用量 同理 可求得SiO2 CaO施用量與黃瓜品質(zhì) 表3 之間的回歸方程 Yq 64 113 0 116X1 0 237X2 2 167E 04X12 5 552E 04X22 1 741E 04X1X2 其中 Yq為品質(zhì)綜合 評分 X1為硅肥施用量 X2為鈣肥施用量 對上述模型進(jìn)行典型性判別 令HG1 2b3 HG2 2b4 HG3 b52 HG1 HG2和HG3分別代表 Hesse矩陣的各階主子式 21 若HG1 HG3 則模型有極大值 將上述兩個方程的 b3 b4 b5分別帶入判別公式 得出HG1 HG3 說明所得模型均為典型性肥效模型 對兩個效應(yīng)方程進(jìn)行F檢驗(yàn) Fy 224 46 F0 01 5 12 5 06 Fq 131 43 F0 01 5 12 5 06 均 達(dá)極顯著水平 說明兩個方程與實(shí)際情況擬合很 好 能反映SiO2 CaO用量與黃瓜產(chǎn)量及品質(zhì)的關(guān) 系 對黃瓜產(chǎn)量及品質(zhì)有良好的預(yù)測作用 對以上 方程各偏回歸系數(shù)進(jìn)行F檢驗(yàn) 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 均達(dá)顯著水平 說明SiO2 CaO對黃瓜產(chǎn)量與品質(zhì) 均有顯著影響 且二者存在交互效應(yīng) 表 2 不同硅 鈣用量下日光溫室黃瓜產(chǎn)量 Table 2 Yield of cucumber under different Si and Ca fertilizer rates in solar greenhouse 處理 Treatment 編碼Code 產(chǎn)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 同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異顯著 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 日光溫室嫁接黃瓜硅鈣優(yōu)化施肥方案 395