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2024年6月13日发(作者：)

康利允，李晓慧，高宁宁，等．不同甜瓜品种氮钾双高效评价指标筛选及鉴定［Ｊ］．江苏农业科学，２０２４，５２（７）：１４８－１５８．

ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２４．０７．０２０

不同甜瓜品种氮钾双高效评价指标筛选及鉴定

康利允，李晓慧，高宁宁，王慧颖，李海伦，梁　慎，常高正，赵卫星

（河南省农业科学院园艺研究所，河南郑州４５０００２）

　　摘要：为鉴定甜瓜耐低氮低钾能力，筛选氮钾双高效评价指标，为甜瓜氮钾双高效品种选育提供理论依据。以河

南省主推甜瓜品种为供试材料，苗期试验采用穴盘基质栽培，设正常供氮钾（ＣＫ，Ｎ含量４．８８ｍｍｏｌ／Ｌ、ＫＯ含量

２

２．５０ｍｍｏｌ／Ｌ）、低氮（ＬＮ，Ｎ含量０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ）、低钾（ＬＫ，ＫＯ含量０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ）、低氮钾（ＬＮＫ，Ｎ含量０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ、

２

ＫＯ含量０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ）４个处理，采用主成分分析、隶属函数法及聚类分析等多元统计方法，对甜瓜氮钾双高效进行

２

综合评价，同时利用田间产量进行验证。结果表明，与ＣＫ相比，除茎粗和氮含量外各性状在低氮、低钾、低氮钾处理

下的降低幅度均达显著水平。综合耐低氮系数、耐低钾系数、耐低氮钾系数主成分分析结果，确立株高、氮积累量和钾

积累量为甜瓜苗期氮钾双高效品种鉴定的主要指标，茎粗、叶面积、干重、氮含量、钾含量是次要指标。综合氮效率和

钾效率Ｄ值聚类分析结果，初步确立钱隆蜜、雪彤９号、锦绣翠玉既是氮高效又是钾高效型甜瓜品种，世纪星靓丽瓜

姿既是氮敏感型又是钾敏感型甜瓜品种，结合氮钾效率Ｄ值聚类分析结果，最终确立锦绣翠玉是甜瓜氮钾双高效型

品种，世纪星靓丽瓜姿为氮钾双敏感型品种。结合田间产量表现，认为氮、钾高效型品种在低氮、低钾胁迫下也可获得

相对较高的产量，具有稳产的特性。本研究综合分析了氮高效、钾高效、氮钾高效筛选结果，且结合了田间产量表现，

选用的评价方法是准确可行的，可为今后甜瓜氮、钾养分逆境栽培及品种选育提供理论依据。

　　关键词：甜瓜；氮钾双高效；综合评价；鉴定指标；主成分分析；隶属函数法；聚类分析

　　中图分类号：Ｓ６５２．０６　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－１３０２（２０２４）０７－０１４８－１１

　　甜瓜（ＣｕｃｕｍｉｓｍｅｌｏＬ．）为一年生葫芦科

（Ｃｕｃｕｒｂｉｔａｃｅａｅ）蔓性草本植物，果实甜美多汁，风味

独特，营养丰富，深受全国各地人们的喜爱。据联

合国粮食及农业组织（ＦＡＯ）统计，２０２１年我国甜瓜

２

种植面积为３８．７万ｈｍ，总产量为１４００万ｔ。设施

甜瓜具有集约化程度高、经济效益好等优点，生产

中普遍存在盲目过量施肥的问题，造成土壤盐渍化

１］

及环境污染等

［

，导致作物减产、品质降低和肥料利

２－３］

用率低

［

。彭澎等研究发现，山东省设施土壤当季

氮、钾肥施用量分别高达１４８３～４６７０、１４５４～

２

３６２３ｋｇ／ｈｍ，陕西省分别高达１４８５～１８９３、

２

１３５９～１９３０ｋｇ／ｈｍ，河北省分别高达１０３３～

２［４］

３２９７、５１２～１７４６ｋｇ／ｈｍ。郭亚雯等调查陕西省

设施甜瓜施肥现状发现，氮、钾养分总投入量平均

２

分别为１０５９、８４２ｋｇ／ｈｍ，其中化肥氮和钾平均施

２２

１５ｋｇ／ｈｍ和２８１ｋｇ／ｈｍ，氮和钾化肥用量分别为３

施用过量的农户均占７４．９％，氮和钾化肥减施潜力

收稿日期：２０２３－１２－０７

基金项目：国家现代农业产业技术体系建设专项（编号：ＣＡＲＳ－２５）；

ＨＡＲＳ－２２－１０－河南省西甜瓜产业技术体系建设项目（编号：

Ｇ１）；河南省农业良种攻关项目（编号：２０２２０１０５０３）；河南省农业

科学院自主创新项目（编号：２０２３ＺＣ０３３）；河南省重大科技专项

（编号：２２１１００１１０４００）。

１９８１—），女，河南滑县人，博士，助理研究员，主要作者简介：康利允（

从事西甜瓜育种及土壤、营养生理研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｋａｎｇｌｉｙｕｎ２００４＠

１２６．ｃｏｍ。

通信作者：赵卫星，博士，副研究员，主要从事西甜瓜育种及栽培生理

ｍａｉｌ：ｗｘｚｈａｏ２００８＠１６３．ｃｏｍ。研究。Ｅ－

分别为６５％和６８％，当季氮和钾养分利用率分别仅

５］

为７．６０％和１７．８％

［

。因此，在确保甜瓜产量和品

质的前提下，如何降低氮、钾肥施用量已成为设施

甜瓜生产过程中亟待解决的产业问题。

櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄

［１５］王海利，黄海铃，崔　燕，等．不同品种绿茶的酚氨值与茶滋味

Ｊ］．食品工业科技，２０１８，３９（１６）：２０８－２１２．相关性分析［

［１６］王治会，岳翠男，李　琛，等．江西省茶树种质化学特性多样性

分析与鉴定评价［Ｊ］．江苏农业学报，２０２０，３６（１）：１７２－１７９．

［１７］周　波，陈　勤，陈汉林，等．广东单丛茶区化肥减施增效技术

模式研究［Ｊ］．茶叶科学，２０２０，４０（５）：６０７－６１６．

［１８］莫健生，区善汉，梅正敏，等．虾肽生物有机肥对提高沙糖橘果

实品质的作用［Ｊ］．南方园艺，２０１８，２９（６）：２８－３０．

［１９］周晓天，刘佩诗，常臖枫，等．猪粪替代化肥对茶叶产量、品质和

土壤肥力的影响［Ｊ］．土壤通报，２０２２，５３（２）：４１３－４２０．

诸多研究证明，不同基因型品种的耐低氮

［６］

和

耐低钾

［７］

能力存在显著差异。利用甜瓜遗传多样

性，充分挖掘作物自身潜力，提高氮、钾肥利用率，

摆脱甜瓜对肥料的过分依赖，是实现减肥增效的最

有效方法。作物的氮效率和钾效率是一个复杂过

程，仅通过单一性状不能准确反映出不同品种的耐

低氮、低钾能力的差异。目前多采用主成分分析、

聚类分析等方法，对不同作物品种的氮效率

［８］

或钾

效率

［９］

进行综合评价及鉴定，大多研究主要集中于

甜瓜氮高效或钾高效综合评价方面，而关于利用多

元统计方法评价不同甜瓜品种氮钾双高效鉴定及

指标筛选方面的研究却鲜有报道。

本研究以河南省主推的１４个甜瓜品种为试验

材料，利用穴盘基质栽培方法研究不同甜瓜品种对

不同氮钾水平的响应，采用主成分分析、隶属函数

法及聚类分析等多元统计方法对甜瓜氮钾双高效

进行综合评价和分类，筛选出氮钾双高效甜瓜品

种，确定与甜瓜氮钾双高效密切相关的苗期性状，

同时利用田间产量进行验证，为氮钾双高效甜瓜品

种选育及耐低氮钾机制研究提供理论依据。

１　材料与方法

１．１　供试材料

供试的１４个甜瓜品种分别为众云１８、青玉３

号、众天８号、菊城９号、花魁、钱隆蜜、雪彤９号、菊

城６２２、珍甜１８、玉锦脆、锦绣翠玉、翠玉６号、天佑

甜宝、世纪星靓丽瓜姿，均由河南省农业科学院园

艺研究所提供。

１．２　试验设计

苗期试验于２０２３年２—３月在河南省农业科学

院温室进行。采用穴盘基质栽培方法，培养基质为

草炭∶蛭石＝３∶１（体积比）。设正常供氮钾（ＣＫ，

Ｎ含量４．８８ｍｍｏｌ／Ｌ、Ｋ

２

Ｏ含量２．５０ｍｍｏｌ／Ｌ）、低氮

（ＬＮ，Ｎ含量０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ）、低钾（ＬＫ，Ｋ

２

Ｏ含量

００１ｍｍｏｌ／Ｌ）、低氮钾（ＬＮＫ，Ｎ含量０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ、

Ｋ

２

Ｏ含量０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ）４个处理。挑选籽粒饱满、

均匀一致的种子直播于３２孔穴盘中，待子叶完全展

开后，浇ｐＨ值为６．０的营养液，营养液由１／２

Ｈｏａｇｌａｎｄ和１／１０００Ａｒｎｏｎ微量元素组成。第１周

用１／４浓度营养液，第２周用１／２浓度营养液，以后

均用全量营养液。

田间试验采用连栋棚加地膜覆盖栽培方式，于

２０２３年３—７月在河南省农业科学院现代试验基地

（原阳）连栋棚内进行。试验采用二因素裂区设计，

以氮、钾处理为主区，以品种为副区，３次重复。试验

设置正常供氮钾（ＣＫ，Ｎ含量２００ｋｇ／ｈｍ

２

、Ｋ

２

Ｏ含量

３００ｋｇ／ｈｍ

２

）、低氮（ＬＮ，Ｎ含量０ｋｇ／ｈｍ

２

）、低钾

（ＬＫ，Ｋ

２

Ｏ含量０ｋｇ／ｈｍ

２

）、低氮钾（ＬＮＫ，Ｎ含量

０ｋｇ／ｈｍ

２

、Ｋ

２

Ｏ含量０ｋｇ／ｈｍ

２

）４个处理。各品种种

植的行株距为１．１ｍ×０．４ｍ，其他田间管理均按当

地高产栽培要求。

试验小区设于棚内中段，两头留有３ｍ长的缓

冲带，以避免棚口温度和湿度差异较大引起的误

差。试验地０～２０ｃｍ土壤理化性质：ｐＨ值为７８５，

有机质含量１６．１ｇ／ｋｇ，全氮含量０．９３ｇ／ｋｇ，碱解氮

含量１８．７ｍｇ／ｋｇ，有效磷含量１０．４ｍｇ／ｋｇ，速效钾

含量１５２．８ｍｇ／ｋｇ。

１．３　测定项目与方法

苗期试验：待植株生长到５叶期（以低氮钾处

理为标准）时，取２０株甜瓜苗从根部剪掉，分别测

定其株高、茎粗、叶面积等。甜瓜苗于１０５℃杀青

３０ｍｉｎ后，７５℃烘至恒重，测定其干重。氮含量采

用浓硫酸－过氧化氢法消煮，半微量凯氏定氮法测

定，钾含量采用浓硫酸－过氧化氢法消煮，火焰光

度法测定。

田间试验：果实成熟后，每小区采集生长整齐

一致的６株果实，称其重量，计算产量。

氮（钾）积累量（ｇ／株）＝干重（ｇ／株）×氮（钾）

含量。

耐低氮（钾）系数＝［正常供氮（钾）处理参

数－低氮（钾）处理参数］／正常供氮（钾）处理参

数×１００％。

隶属函数值ｕ（Ｘ

ｊ

）＝（Ｘ

ｊ

－Ｘ

ｍｉｎ

）／（Ｘ

ｍａｘ

－Ｘ

ｍｉｎ

）；

权重ｗ

ｎ

ｊ

＝

∑

ｊ＝１

ｐ

ｊ

；综合氮（钾）效率评价值Ｄ＝

ｎ

∑

ｊ＝１

［ｕ（Ｘ

ｊ

）×（ｗ

ｊ

）］。

式中：Ｘ

ｊ

表示第ｊ个筛选指标；Ｘ

ｍａｘ

、Ｘ

ｍｉｎ

分别为筛选

指标的最大值和最小值；ｗ

ｊ

表示第ｊ个筛选指标在

所有指标中所占的权重；ｐ

ｊ

表示第ｊ个筛选指标的

贡献率。

１．４　数据处理与分析

数据采用Ｅｘｃｅｌ２００７和ＳＰＳＳ２０．０统计分析软

件处理，其中，主成分分析采用降维－因子分析法，

相关分析采用Ｐｅａｒｓｏｎ法，聚类分析采用系统聚

类法。

２　结果与分析

２．１　不同氮钾含量处理对甜瓜苗期主要性状的

影响

由图１可知，低氮、钾胁迫导致不同甜瓜品种苗

期多数性状降低，但不同性状对低氮、钾胁迫的响

应存在差异。株高、叶面积、干重、钾含量、氮积累

量和钾积累量均表现为ＣＫ处理显著高于其他处

理，表明低氮、低钾、低氮钾胁迫均抑制了甜瓜上述

性状的增加。茎粗则表现为低钾处理显著高于其

Ｋ和低钾处理显著高于低氮和他处理，氮含量为Ｃ

低氮钾处理，而ＣＫ和低钾处理间差异不显著，表明

低钾胁迫反而能促进甜瓜茎粗的生长，且低钾处理

较低氮、低氮钾处理促进甜瓜对氮素的吸收。

２．２　不同甜瓜品种氮高效鉴定

２．２．１　耐低氮系数及相关分析　由表１可知，低氮

条件下，不同甜瓜品种苗期大多数性状的耐低氮系

数降低（耐低氮洗漱＜１），而部分品种钾含量的耐

１）。在各性状的耐低低氮系数升高（耐低氮洗漱＞

氮系数中，氮积累量和钾积累量的耐低氮系数平均

值最小，分别为０．２１和０．２９，而钾含量的耐低氮系

．９２。且不同甜瓜品种间苗期数平均值最高，高达０

各性状耐低氮系数的变异幅度亦较大，变异系数为

９．５０％～４７．１３％，除钾含量外其他性状耐低氮系数

的变异系数均大于１０％。因此，利用单个性状的耐

低氮系数来鉴定不同甜瓜品种的耐低氮能力存在

一定的片面性。

　　各性状耐低氮系数的相关性分析结果（表２）显

示，干重与株高、茎粗呈显著或极显著正相关；氮含

量与叶面积呈显著正相关；氮积累量与株高、叶面

积、干重和氮含量呈显著正相关；钾积累量与株高、

干重、钾含量和氮积累量呈显著或极显著正相关。

由于各性状间存在或大或小的相关性，导致提供的

信息大量重叠，为消除影响，需在此基础上进行主

成分分析。

２．２．２　主成分分析　对各性状的耐低氮系数进行

表１　不同甜瓜品种苗期主要性状的耐低氮系数

品种

８众云１

青玉３号

众天８号

菊城９号

花魁

钱隆蜜

雪彤９号

菊城６２２

珍甜１８

玉锦脆

锦绣翠玉

翠玉６号

天佑甜宝

世纪星靓丽瓜姿

平均值

标准差

变异系数（％）

不同性状的耐低氮系数

株高

０．３０

０．４１

０．４２

０．３６

０．３０

０．４２

０．５９

０．３６

０．３３

０．３６

０．４７

０．３８

０．３６

０．２８

０．３８

０．０８

２０．９３

茎粗

０．２４

０．２０

０．２１

０．４７

０．４２

０．９０

０．９４

０．５２

０．６８

０．５３

０．３６

０．６０

０．５４

０．３１

０．４９

０．２３

４７．１３

叶面积

０．４５

０．４８

０．２８

０．２３

０．２１

０．３２

０．４０

０．４２

０．４１

０．３８

０．３５

０．３７

０．４４

０．２５

０．３６

０．０９

２４．３８

干重

０．３２

０．３９

０．４５

０．３９

０．３２

０．４２

０．５７

０．３８

０．３５

０．３８

０．５０

０．３９

０．３６

０．３０

０．３９

０．０７

１８．３９

氮含量

０．８１

０．６６

０．６５

０．５５

０．６８

０．７２

０．６５

０．７０

０．７７

０．７４

０．６４

０．６７

０．６２

０．４６

０．６６

０．０９

１３．２４

钾含量

０．８２

０．８５

０．９４

０．８４

１．０１

０．９３

０．８１

１．０４

１．０１

１．００

０．９６

０．８４

１．０２

０．８２

０．９２

０．０９

９．５０

氮积累量

０．２１

０．２６

０．２２

０．１７

０．１４

０．２４

０．１７

０．２８

０．２４

０．１９

０．３０

０．２８

０．１７

０．０６

０．２１

０．０６

３０．６４

钾积累量

０．２１

０．３３

０．３２

０．２６

０．２１

０．３２

０．２１

０．４３

０．３２

０．２６

０．４４

０．３５

０．２８

０．１２

０．２９

０．０９

３０．５４

表２　不同甜瓜品种各性状耐低氮系数的相关分析

指标

株高

茎粗

叶面积

干重

氮含量

钾含量

氮积累量

钾积累量

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