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甜瓜是我国主要的水果之一，栽培历史悠久，分布广泛，具有较高的医用价值和营养价值，近年来我国甜瓜产量和种植面积稳步上升[1]。甘肃荒漠绿洲瓜州县土壤结构疏松，光热资源丰富，生产的厚皮甜瓜具有口味甘甜、耐储运等诸多优势，在我国瓜果生产和销售中占有重要地位[2]。但近年来该区域生产的甜瓜产量下降、品质变劣，这除了与甜瓜品种、种子质量及营销观念有关外，还与缺乏高产优质栽培的施肥技术有关[3]。氮是植物生长最重要的元素之一，对植物的生长发育及产量品质均有显著的影响，适宜施氮量能兼顾作物产量品质和生态环境。在甘肃瓜州县甜瓜施肥调查中发现，当地农户氮肥年平均用量为N 400～500 kg/hm2，最高的达N 600 kg/hm2，过高的施氮量不仅降低了氮肥利用率，增加了氮素残留量，破坏了生态环境，还严重影响了果品商品率，导致甜瓜滞销严重，农民负担加重。因此，减氮增效成为该区甜瓜产业可持续发展的关键。
随着甜瓜品种的不断更新和栽培技术的改善，合理的施氮量能补充土壤氮素消耗，促进作物氮素吸收，增加氮肥利用率，降低氮肥损失率[4]。要同时兼顾产量、品质、环境效益、经济效益和农学效益，则优化氮肥推荐量是研究的重点。国内学者研究了作物产量与施氮量的关系，指出要获得高产高效施氮量必需在合理阈值内。杜少平等[5]的研究结果显示，在西北旱区温室沙田早熟厚皮甜瓜滴灌条件下，在适宜施氮量108～180 kg/hm2 时甜瓜产量高、品质优。薛亮等[6]在甘肃民勤的研究表明，滴灌条件下中熟甜瓜在施氮量超过 240 kg/hm2 时，甜瓜产量反而下降。胡国智等[7]在新疆吐鲁番市灌耕棕漠土上的研究结果表明，哈密瓜型甜瓜在适宜灌溉量下，当施氮量为 225 kg/hm2 时，甜瓜产量最高为 31223 kg/hm2。可见合理施氮量与种植模式、种植地区、品种等有关。土壤中累积的氮素大部分以硝态氮形式存在，硝态氮淋失占到氮肥损失量的30%[8]，降低氮肥投入量是降低硝态氮淋溶的有效手段。闫鹏等[9]研究了不同水氮用量对黄瓜季硝态氮淋失的影响，结果表明，与农民习惯水氮处理相比节水30%、减氮25%时，整个生育期硝态氮淋失量降低30%。温美娟等[10]在果树施肥模式上的研究也表明，减氮可降低硝态氮向深层土壤淋溶的风险。巨晓棠[11]的研究表明，当施氮量由120 kg/hm2增加至360 kg/hm2时，肥料当季利用率降低19.3%，损失率增加45.7%。因此在兼顾产量保证品质的前提下，减少氮肥投入是降低氮肥损失率、提高氮肥利用率的可行手段。
近年来，国内学者对适宜氮肥施用量的推荐方法不断探索。养分专家系统 (Nutrient Expert, NE) 是依据作物产量反应和农学效率的关系确定的养分推荐方法，能够帮助农民提高产量和经济效益[12]。目前NE系统在水稻和玉米[13]、萝卜[14]等作物种植区进行的推荐施肥工作取得了良好的效果，并基于同样原理构建了甜瓜养分专家系统。但甜瓜田间收获物是鲜果，基于产量反应和农学效率的养分专家推荐的施肥系统是否适合甜瓜田间生产有待进一步验证，且对于兼顾作物产量和生态效应的适宜施氮量多集中于水稻[4]、甜菜[15]等作物，对甜瓜适宜施氮量的研究大多集中于滴灌模式或温室栽培模式下产量品质与施氮量的关系[16-17]，而对垄膜沟灌模式下施氮对露地甜瓜生产、植株氮素吸收及土壤氮素平衡的研究较少。因此，我们于2017和2018年在甜瓜主产地甘肃瓜州县开展了基于NE系统的氮素养分用量试验，研究不同施氮量对甜瓜产量、品质和氮肥利用率、硝态氮累积量和氮素平衡的影响，验证NE系统推荐施氮量兼顾甜瓜生产、环境效应、农学效应的效果，以期为甜瓜合理施肥，提高甜瓜产量和肥料养分利用率提供理论依据。
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试验于2017和2018年在甘肃省瓜州县向阳村进行 (40°48′N，95°65′ E)，两年试验地块相邻，土壤类型均为灰灌漠土，土壤耕层 (0—40 cm) 理化性状见表1。该区地处河西走廊最西端，属典型大陆性荒漠、半荒漠气候，海拔1065 m，年均降水量43.4 mm、蒸发量3140.6 mm，降雨主要集中在6、7月份；年平均气温8.8℃，昼夜温差大，≥ 10.0℃的积温3662℃；年日照时数3150 h，无霜期140 天。2017、2018年生育期降水量分别为46.7、45.3 mm (甜瓜生育期日均气温、降水量来自瓜州县气象局，见图1)。供试甜瓜品种为哈密瓜型‘楼兰17号’，株距45 cm，行距100 cm，种植密度14800 株/hm2。甜瓜于2017年4月20日播种，7月25日收获；2018年4月15日播种，7月17日收获。
表 1 试验地基本理化性状
Table 1. Physical and chemical properties of the experimental soil
年份
Year土层 (cm)
Soil layerpH 容重 (g/cm3)
Bulk density有机质 (g/kg)
Organic matter全氮 (g/kg)
Total N速效氮 (mg/kg)
Available N有效磷 (mg/kg)
Available P速效钾 (mg/kg)
Available K2017 0—20 8.98 1.38 8.1 0.53 51.7 19.0 110 20—40 8.07 1.42 7.6 0.51 46.2 26.9 116 2018 0—20 8.86 1.45 7.9 0.55 56.8 19.5 115 20—40 8.15 1.51 7.5 0.49 52.3 25.8 121 
图 1 2017和2018年甜瓜生育期降水量和气温
Figure 1. Precipitation and air temperature during the melon growth periods in 2017 and 2018
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在NE推荐施氮量的基础上，试验设置6个氮水平 (N kg/hm2)：不施氮处理 (N0)、NE推荐施氮量N 300 kg/hm2 (N300)、NE推荐施氮量减氮50% (N 150 kg/hm2，N150)、NE推荐施氮量减氮25% (N 225 kg/hm2，N225)、NE推荐施氮量增氮25% (N 375 kg/hm2，N375)、NE推荐施氮量增氮50% (N 450 kg/hm2，N450)。试验氮肥为尿素 (N 46%)，20%的氮肥做基肥沟施入垄膜带下部，剩余氮肥在五叶期、定瓜后、膨大期随水施入，施氮比例分别为25%、25%和30%；磷肥为磷酸二铵 (P2O5 46%)，施用量P2O5 150 kg/hm2，100%磷肥作基肥沟施入垄膜带下部；钾肥为硫酸钾 (K2O 50%)，施用量K2O 120 kg/hm2，50%的钾肥作基肥，另外50%的钾肥在果实膨大期施入。各处理随机排列，4次重复，共24个小区，小区面积75 m2 (3 m × 25 m)。采用垄膜沟灌栽培方式，沟宽80 cm、垄宽220 cm。甜瓜生育期总灌水量300 mm，灌水7次，在覆膜后灌水，保证一次底墒，播种后每15天灌水一次。
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成熟期选取植株样品10株，分茎叶和果实置于105℃烘箱中杀青 30 min，降至80℃烘干至恒重，称量计算不同处理植株干物质量。样品粉碎后过5 mm筛，经H2SO4–H2O2 消煮后，用凯氏定氮法测定成熟期地上部植株全氮含量[18]。
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甜瓜收获时，每个小区随机采摘20个瓜，计算单瓜重，根据种植密度折合成单位面积产量。
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每个小区随机采摘5个瓜，带回实验室切开，可食部分多点采样、混合、打浆，可溶性糖含量采用蒽酮比色法，Vc含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法，有机酸含量采用NaOH中和法，可溶性固形物含量用折光仪 (PAL-1) 测定。
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甜瓜成熟后每小区在垄上避开施肥点随机选取5个采样点，采集各处理0—200 cm土样，每20 cm为一层，剔除根系后混匀，密封带回实验室，称取土样5 g，加入2 mol/L KCl溶液25 mL浸提，振荡30 min，过滤后保存在4℃冰箱中，用流动分析仪测定土壤硝态氮含量[18]。
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植株地上部总吸氮量 (kg/hm2) = 茎叶吸氮量 (kg/hm2) + 果实吸氮量 (kg/hm2)；
茎叶吸氮量 (kg/hm2) = 茎叶含氮量 (g/kg) × 茎叶生物量 (kg/hm2)/1000；
果实吸氮量 (kg/hm2) = 果实含氮量 (g/kg) × 果实生物量 (kg/hm2)/1000；
氮收获指数 (NHI，%) = (果实吸氮量/植株吸氮量) × 100；
商品瓜率 (%) = (甜瓜收获果数－破损、畸形、未成熟果数)/甜瓜收获果数 × 100；
氮肥利用率 (NUE，%) = (施氮区地上部分吸氮量－不施氮区地上部分吸氮量)/施氮量 × 100；
氮素养分内在效率 (IEN，kg/kg) = 施氮区产量/施氮区地上部氮累积量；
硝态氮累积量：I = h × C × B/10
式中：I为硝态氮累积量 (kg/hm2)；h为土层厚度 (cm)；C为硝态氮含量 (mg/kg)；B为该土层的平均容重 (g/cm3)，0—20和20—40 cm容重见表1,其它土层均按1.54 g/cm3计算。
氮矿化根据无氮区作物吸氮量与试验前后土壤无机氮的净矿化进行计算，由于不考虑氮肥的激发效应，故假定施肥处理的土壤氮素矿化量和无肥区相同，即：
氮表观矿化量 (kg/hm2) = 不施氮区植株地上部分吸氮量 + 收获后土壤Nmin－播前土壤起始Nmin；
在不考虑干湿沉降和降水、种子带入的氮素量的情况下，根据氮素输入输出平衡的原理计算氮的表观损失：氮表观损失量 (kg/hm2) = (施氮量 + 种植前土壤起始Nmin + 氮表观矿化量)－(施氮区植株地上部分吸氮量 + 收获后土壤Nmin)；
氮素输入包括施入氮肥、起始硝态氮和氮素矿化3项，氮素输出项包括作物吸收、硝态氮残留和表观损失3项。
数据采用Excel 2007处理，Simpalot 12.5绘图，SAS 19.0软件进行统计分析。采用单因素方差分析检验所有处理间的差异显著性；采用Duncan法进行多重比较，差异显著性水平设为α = 0.05。
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由表2可知，2017和2018年甜瓜产量的施肥效应表现出极显著的变化。与不施氮处理相比，各施氮处理增产效果达到极显著水平 (P < 0.01)，增产幅度分别为8.7%～21.9% (2017年)、18.2%～27.5% (2018年)。在不同施氮处理中，甜瓜产量随施氮量的增加呈先增后降的趋势，N300 处理产量最高，两年平均较N0处理增产24.7%。两个年份甜瓜地上部干物质积累量的施肥效应有极显著的变化。相对于N0，施氮处理两年间地上部干物质积累量分别提高了11.4%～30.4% (2017年)、5.4%～16.5% (2018年)。施氮量超过300 kg/hm2时，地上部干物质积累量继续增加，但产量反而下降，说明地上部干物质积累量的增加主要来自茎叶。由表2还可看出，与不施氮相比，施氮后甜瓜维生素C (Vc)、可溶性固形物和可溶性糖含量均提高，2017、2018年Vc分别提高11.1%～31.6%、7.1%～19.4%，可溶性糖分别提高8.7%～46.7%、7.1%～13.6%，可溶性固形物分别提高5.6%～24.8%、20.7%～36.6%，且在施氮超过300 kg/hm2时，Vc、可溶性固形物和可溶性糖含量随施氮量的增加而降低。试验年份对商品瓜率有极显著影响，施氮后商品瓜率保持在80%以上，最高商品瓜率出现在N300处理，之后随施氮量增加逐渐降低，说明超过适宜施氮量后，施氮量越多畸形瓜越多，商品瓜产量越低。通过对经济效益的分析（表2）可知，投入金额随着施氮量的增加而增加，产出随施氮量的增加先升高后降低，N300处理时产出最高，2017和2018年纯收益也均以N300处理最高，平均为2.43万元/hm2。
表 2 不同施氮量下甜瓜产量、干物质量、品质和经济效益
Table 2. Yield, dry matter accumulation, the quality and economic benefit of melon under different N application rates
年份Year 处理
Treatment产量
Yield
(t/hm2)地上部干
物质积累量
Above-ground
dry matter (kg/hm2)维生素C
Vc
(mg/100 g)可溶性糖
Soluble
sugar
(%)可溶性
固形物
Soluble solid
(%)商品瓜率
Commodity
rate
(%)投入
Investment
(× 104 yuan/hm2)产出
Output
(× 104 yuan/hm2)纯收益
Net outcome
(× 104 yuan/hm2)2017 N0 35.1 d 5066 e 11.7 c 9.2 c 12.5 b 78.1 c 4.59 5.62 1.03 N150 40.3 b 5643 d 13.6 ab 10.0 bc 14.6 a 89.2 a 4.66 6.45 1.79 N225 41.1 b 5941 c 13.0 bc 12.9 a 15.2 a 89.9 a 4.69 6.58 1.89 N300 42.8 a 6608 a 15.4 a 13.5 a 15.6 a 90.3 a 4.72 6.85 2.13 N375 39.3 c 6228 b 14.8 ab 10.8 b 14.9 a 85.2 b 4.75 6.29 1.54 N450 38.1 c 6561 a 14.4 ab 10.6 c 13.2 b 83.1 b 4.79 6.09 1.31 2018 N0 32.3 c 5757 c 11.3 d 6.6 d 8.2 b 77.9 d 4.46 5.81 1.35 N150 38.2 b 6066 bc 13.1 b 7.1 bc 10.9 ab 88.9 a 4.54 6.88 2.34 N225 40.8 b 6198 b 13.5 a 7.2 b 10.5 ab 87.8 ab 4.61 7.34 2.73 N300 41.2 a 6320 b 13.2 b 7.5 a 11.2 a 89.3 a 4.69 7.42 2.73 N375 39.3 b 6708 a 12.1 c 7.0 c 10.7 ab 86.5 bc 4.71 7.07 2.36 N450 38.2 b 6365 ab 12.2 c 7.0 c 9.9 ab 85.4 c 4.77 6.88 2.11 显著性 Significance 年份 Year (Y) ** ** NS NS NS ** 肥料 Fertilizer (F) ** ** * ** ** NS Y × F ** ** NS NS * NS 注（Note）：2017、2018年市价分别为: 甜瓜1.60、1.80 元/kg；肥料两年均为N 4.35元/kg、P2O5 5.26元/kg、K2O 7.20元/kg；劳动力按当地实际价格计算[人工费100.0 元/(人·天)]；投入包括地膜、农药、灌溉、肥料和劳动力 The price of fresh melon was 1.60 yuan/kg and 1.80 yuan/kg in 2017 and 2018, the fertilizer price was 4.35 yuan/kg for N, 5.26 yuan/kg for P2O5 and 7.20 yuan/kg for K2O, and the investment included fertilizer, pesticides, irrigation, film and labor cost (the daily labor cost was 100.0 yuan/person; 同列数值后不同小写字母表示处理间在 0.05 水平差异显著 Values followed by different small letters in a column are significantly different among treatments at the 0.05 level; NS—不显著 Not significant; *—P < 0.05; **—P < 0.01. -
由表3可知，施肥和试验年份对甜瓜地上部吸氮量和果实吸氮量有显著或极显著影响，但试验年份与施氮量无显著的交互作用。与不施氮相比，施氮处理甜瓜地上部吸氮量分别提高46.3%～81.5%(2017年)、60.6%～90.6% (2018年)，不同施氮处理中，吸氮量随着施氮量的增加呈先增加后降低趋势，当施氮量超过300 kg/hm2时，果实吸氮量显著降低。由表3还可看出，施氮对氮肥利用率和养分内在效率有极显著影响。氮肥利用率和氮素养分内在效率随着施氮量的增加而降低，表明在较低施氮量下，氮素被甜瓜吸收利用的机会较大，施氮量超过300 kg/hm2时，甜瓜产量降低，由增加施氮量转化为产量的氮素养分效率降低，继续增加施氮量，植株地上部吸氮量并未增加，从而导致氮肥利用率和养分内在效率的降低。因此，结合甜瓜产量、品质和氮素吸收量，施氮量为300 kg/hm2时效果最佳。施氮对氮素收获指数有极显著的影响。施氮处理较不施氮处理，氮素收获指数分别提高2.5%～22.2% (2017年)、28.3%～43.1% (2018年)。随着施氮量的增加NHI先增加后降低，施氮量超过300 kg/hm2时，NHI开始下降，说明过量施氮提高了甜瓜茎叶中的氮素比例，茎叶氮素奢侈吸收。
表 3 不同施氮量下甜瓜氮素吸收和利用效率
Table 3. Nitrogen uptake and use efficiency of melon under different N application rates
年份
Year处理
Treatment地上部吸氮量
Above-ground N absorption
(kg/hm2)果实吸氮量
Fruit N absorption
(kg/hm2)氮肥利用率
NUE
(%)氮素养分内在效率
IEN
(kg/kg)氮收获指数
NHI
(%)2017 N0 75.6 c 35.7 d 464.4 a 47.2 b N150 110.6 b 53.5 c 23.3 a 347.9 b 48.4 b N225 127.8 a 72.7 b 23.2 a 321.8 c 56.9 a N300 137.2 a 79.1 a 20.6 a 311.9 c 57.7 a N375 129.4 a 64.9 b 14.4 b 303.4 c 50.1 ab N450 128.3 a 63.8 b 12.4 b 297.4 c 49.7 b 2018 N0 61.4 c 26.4 d 525.5 a 43.1 c N150 98.6 b 54.5 c 24.7 a 387.2 b 55.3 b N225 114.9 a 66.1b 19.4 a 355.1 b 57.5 ab N300 117.0 a 73.1 a 18.5 ab 351.6 b 62.5 a N375 112.3 a 62.8 b 13.6 b 349.6 b 56.0 b N450 115.9 a 66.6 b 12.8 b 330.0 b 57.4 b 显著性 Significance 年份 Year (Y) ** * NS * NS 肥料 Fertilizer (F) ** ** ** ** ** Y × F NS NS NS NS * 注（Note）：NUE—Nitrogen use efficiency, IEN—Nitrogen internal efficiency, NHI—Nitrogen harvest index. 同列数值后不同小写字母表示处理间在 0.05 水平差异显著 Values followed by different small letters in a column are significantly different among treatments at the 0.05 level; NS—不显著 Not significant; *—P < 0.05; **—P < 0.01. -
图2显示，成熟期不同施氮水平下0—200 cm土层土壤剖面NO3–-N含量随着土层深度的增加呈现降低—平缓—升高的趋势。不同施氮处理的差异主要表现在0—60 cm土层，施氮量越多，硝态氮累积量越多，60—140 cm土层变化平缓，各处理差异不明显，140—200 cm土层有升高趋势，尤其在2018年这种表现更为明显，说明本研究中，该区甜瓜生育期存在明显的土壤硝态氮向深层淋溶的现象。
图 2 2017和2018年不同施氮量下0—200 cm土层硝态氮分布
Figure 2. NO3–-N distribution in 0− 200 cm soil profile under different N application rates in 2017 and 2018
表4表明，0—100和100—200 cm土层硝态氮累积量随着施氮量的增加显著增加，0—100 cm土层，两年均表现为施氮量超过300 kg/hm2时，硝态氮累积量显著高于播前氮，2017年硝态氮在0—100 cm土层累积量较高，占0—200 cm土层硝态氮积累量的43.9%～55.3%，2018年硝态氮主要累积在100—200 cm土层，占0—200 cm土层硝态氮积累量的44.8%～69.9%，从两年平均值可得出，施氮量与0—100 cm土层硝态氮累积量回归方程为：y=0.219x+47.93 (R2 = 0.9391)，施氮量每增加100 kg，硝态氮残留量增加21.9 kg；100—200 cm土层施氮量与硝态氮累积量回归方程为：y=0.521x+125.43 (R2 = 0.9881)，施氮量每增加100 kg，硝态氮残留量增加52.1 kg。可见，减少施氮量是降低硝态氮残留的有效手段。
表 4 不同施氮量处理0—200 cm土层硝态氮累积量 (kg/hm2)
Table 4. NO3–-N accumulation in 0− 200 cm soil depth under different N application rates
处理
Treatment0—100 cm 100—200 cm 2017 2018 平均 Mean 2017 2018 平均 Mean 播种前 Before sowing 82.3 c 86.9 de 97.1 de 103.2 b 201.9 a 152.5 abc N0 44.9 d 76.4 e 60.6 f 57.4 c 89.4 c 73.4 d N150 85.8 cd 76.7 e 81.3 ef 97.0 b 134.8 bc 115.9 c N225 113.2 c 106.6 cd 109.9 cd 108.1 ab 157.0 ab 132.5 bc N300 130.4 bc 125.0 bc 127.7 c 118.7 ab 168.9 ab 143.8 abc N375 150.6 ab 146.4 b 148.5 b 128.9 ab 205.1 a 167.0 ab N450 172.3 a 214.0 a 196.7 a 139.1 a 214.2 a 176.6 a 注（Note）：同列数值后不同小写字母表示处理间在 0.05 水平差异显著 Values followed by different small letters in a column are significantly different among treatments at the 0.05 level. -
甜瓜根系较发达，主根可深入土层100 cm，因此0—100 cm 土层可作为甜瓜根系吸收养分主要土层来评估甜瓜对氮肥的利用状况。试验区无机氮主要以NO3–-N 形式存在，因而在计算氮素平衡过程中以NO3–-N含量为准。如表5所示，氮素输入方面，施肥所占总输入量的比例2017年为55.4%～79.6%，2018年为52.1%～77.3%，播种前土壤氮和氮素矿化量之和占氮素输入总量的比例较小，2017年为20.4%～44.6%，2018年为22.7%～47.9%。氮素输出项包括地上部氮素吸收量、氮素残留量和表观损失量，综合各处理平均值，2017年地上部吸氮量占氮素输出量的36.8%，2018年占29.7%，两年平均占氮输出量的33.2%；2017年氮素残留量占氮素输出量的32.0%，2018年占34.2%，两年平均占氮输出量的33.1%；2017年氮素表观损失量占氮素输出量的39.9%，2018年占44.4%，两年平均占氮输出量的42.1%。氮素残留量和表观损失量占氮输出量的比例较大，且随着施氮量的增加而增加，最大值出现在N450处理，且与N300处理差异显著。大量残留的硝态氮很容易通过淋洗、径流、氨挥发或者是反硝化途径损失，从而对环境造成巨大压力。将氮素表观损失量 (y) 与施氮量进行回归分析得到如下方程为：y1 =0.604x－1.92(R2 = 0.9645)，即总氮输入量每增加1.0 kg，氮素表观损失量增加0.6 kg。
表 5 不同施氮量处理0—100 cm土层氮素表观损失量
Table 5. N apparent loss in 0–100 cm soil layer under different N application rates
年份
Year氮输入 N input 氮输出 N output 施氮量 (kg/hm2)
N rate播前氮 (kg/hm2)
Initial N氮矿化 (kg/hm2)
Mineral N地上部吸氮量 (kg/hm2)
Above-ground N absorption氮残留 (kg/hm2)
Residual N表观损失 (kg/hm2)
N apparent loss2017 0 82.3 38.5 75.6 c 45.2 d 150 82.3 38.5 110.6 b 85.7 c 74.5 c 225 82.3 38.5 127.8 a 112.8 c 105.3 b 300 82.3 38.5 137.2 a 130.0 bc 153.6 b 375 82.3 38.5 129.4 a 151.3 ab 215.2 ab 450 82.3 38.5 128.3 a 172.3 a 290.2 a 2018 0 86.9 50.9 61.4 c 76.4 d 150 86.9 50.9 98.6 b 76.7 d 112.5 c 225 86.9 50.9 114.9 a 106.6 c 141.3 c 300 86.9 50.9 117.1 a 125.1 bc 195.6 b 375 86.9 50.9 112.3 a 146.3 b 254.2 a 450 86.9 50.9 115.9 a 221.2 a 270.7 a 注（Note）：同列数值后不同小写字母表示处理间在 0.05 水平差异显著 Values followed by different small letters are significantly different among treatments at the 0.05 level. -
为了探明协调甜瓜高产和环境保护的适宜氮肥用量，以甜瓜产量为产量指标，甜瓜地上部吸氮量和土壤硝态氮残留量为环境指标进行多曲线分析 (图3)。甜瓜产量、地上部吸氮量和施氮量的关系可用二次加平台、二次抛物线方程来模拟，而土壤硝态氮残留量随施氮量的增加呈指数关系增加。基于模拟方程得到最大产量 (42100 kg/hm2) 和吸氮量 (114.0 kg/hm2) 的施氮量分别为293、323 kg/hm2，在获得最高吸氮量的基础上，施氮量每增加30 kg/hm2，产量增加886.5 kg/hm2，增幅为2.1%，硝态氮残留量增加8.5 kg/hm2，增幅37.6%。因此，保证适宜施氮量是保障甜瓜生长的关键，超过最大产量的吸氮量并未增加甜瓜产量，而是累积在茎叶中，造成氮奢侈吸收，且多余的氮素超过甜瓜吸收能力，增加土壤氮素损失风险。
图 3 施氮量对甜瓜产量、地上部氮素吸收和土壤硝态氮残留的影响
Figure 3. Effects of N application rate on yield and above-ground N absorption of melon, and nitrate N resdiue in soil
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地上部干物质积累量是表征作物生长发育状况的重要生理指标，与作物高产关系密切，更多的干物质量从营养器官转移到籽粒器官是提高作物产量的关键[21]。本研究显示，施氮量低于300 kg/hm2时，随着施氮量的增加，干物质积累量逐渐增加，产量逐渐增加，但施氮量超过300 kg/hm2时产量逐渐降低，说明当施氮量超过300 kg/hm2时，增加了茎叶部分干物质积累量，而非果实。作物高产有其适宜的施氮范围，过高的施氮量导致茎叶徒长，果实贪青晚熟，增加烂果数量，降低甜瓜商品率。因此应在保证甜瓜产量的情况下尽量降低氮肥用量。但由于栽培环境和品种等的差异，不同地区甜瓜适宜施氮量不同。如李立昆等[22]在陕西的研究结果是施氮量为116.3 kg/hm2时，产量最高；吴海华等[23]在新疆立架甜瓜的试验结果表明该区适宜施氮量为303 kg/hm2；薛亮等[20]在甘肃民勤滴灌甜瓜适宜施氮量的研究结果表明，最高产量的施氮量为240 kg/hm2。因此，根据地区条件针对性施肥至关重要。本研究根据两年的田间试验得出，甜瓜产量在养分专家系统 (NE) 推荐的施氮量300 kg/hm2时最大，随着施氮量的继续增加产量降低，品质下降，说明在垄膜沟灌模式下，施氮300 kg/hm2能满足果实单果重、光合效率和生理生长需要的养分条件，这与李珺等[24]应用NE系统研究不同施氮量对马铃薯产量的影响结果相似。主要原因是养分专家系统 (NE) 是根据当地土壤条件、栽培习惯有针对性的确定推荐施肥量，氮肥推荐量根据氮肥产量反应和农学效率得出，可在不降低产量的条件下控制施肥量[25]，本研究通过线性加平台函数拟合得出两年最高产量施氮量平均值为293 kg/hm2，拟合的最高产量施氮量与NE系统推荐施氮量接近，但高于293 kg/hm2，考虑养分吸收平衡和维持土壤肥力状况，NE系统推荐施氮量符合该区甜瓜生产实际。
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施氮的增产效应和氮肥利用率是评价氮肥是否施用合理的重要指标[26]。本研究结果表明，施氮量在0～300 kg/hm2范围内，甜瓜产量和地上部氮素吸收量逐渐提高，超过300 kg/hm2时，地上部吸氮量和产量呈下降趋势，氮肥利用率N300处理低于N225处理，差异不显著，但N225处理产量和果实吸氮量显著低于N300处理，可见降低施氮量虽可提高氮肥利用率，但产量较低，长期低施氮种植可能会增加土壤氮素耗竭，不利于可持续生产。因此，协调产量和氮肥利用率的矛盾，除了要在保证产量的前提下提高氮肥利用率外，还要避免甜瓜植株对氮素的奢侈吸收。氮养分内在效率指地上部吸收单位养分所形成的产量，反映了地上部吸收的养分对产量形成的效率高低[27]。本研究中养分内在效率随施氮量的增加而降低，主要原因是由施氮量增加的吸氮量转化为产量的效率降低且已达到最高值，增加施氮量植株地上部吸氮量并未增加，从而使养分内在效率降低。NHI在N300处理时最高，说明在该施氮量下氮素向果实的转运效率最高，施氮量超过300 kg/hm2时，NHI降低，主要原因是较高的施氮量使茎叶徒长，延后了果实成熟，导致氮素向果实的转移延后[28]。氮肥是否施用合理，除了要考虑氮肥增产效应和利用率外，还要考虑土壤无机氮残留量的高低。硝态氮是氮素在土壤中存在和作物吸收利用的主要形式，土壤硝态氮残留量的高低也是评价氮肥合理施用的另一重要指标[29]，本研究结果表明，0—200 cm土层随着施氮量的增加，土壤硝态氮累积量增加，试验第二年，100—200 cm土层硝态氮含量明显高于0—100 cm土层，说明该区存在严重的硝态氮淋溶现象，主要原因是一方面与该区垄膜沟灌种植模式有关，另一方面与土壤质地有关，该区土壤为风沙土，质地较轻，施肥灌水后加速了土壤硝态氮淋溶[30]。
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合理施氮除了要考虑产量和经济效益外，还要将施肥后植物-土壤系统的氮素平衡和氮素去向考虑在内[31]。丁武汉等[32]评估了区域设施菜地土壤氮素的输入输出平衡状况，指出当前我国设施菜地整体表观氮平衡为正盈余，存在较高的氮素损失风险。侯云鹏等[33]在小麦适宜施氮量的研究中指出，施氮180 kg/hm2处理氮素表观损失量最小，氮素施入基本等于氮素输出，氮素损失最低。薛亮等[20]在甘肃民勤滴灌甜瓜适宜施氮量的研究中指出，滴灌模式下施氮量超过180 kg/hm2，氮输出项中甜瓜吸氮量降低，土壤残留量和损失量显著升高。本研究氮素平衡计算结果表明，随着施氮量的增加，甜瓜全生育期土壤矿化氮和播前硝态氮之和占总输入量的比例不断减少，但仍能满足甜瓜地上部对氮素的需求。不施氮时，氮素输入基本等于氮素输出，2017年施氮量小于300 kg/hm2时，甜瓜地上部吸氮量所占氮素输出量的比例逐渐增加，植株地上部吸氮量 > 土壤残留氮 > 表观损失量，但当施氮量超过300 kg/hm2时，植株地上部吸氮量降低，氮素残留量和氮素表观损失量占氮输出的比例显著增加，2018年随着施氮量的增加，氮素损失量显著增加，施氮量超过300 kg/hm2时，氮素表观损失量 > 氮素残留量 > 植株地上部吸氮量，这与该区土壤质地和环境因素增加了氨挥发和硝态氮淋洗等因素有关[33]。表明过多施氮是造成氮素损失量增加和环境风险加大的主要原因，合理施氮是保证土壤氮素平衡的关键。
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通过连续两年的试验表明，当施氮量为NE推荐的N 300 kg/hm2时，甜瓜鲜瓜产量达到最大，品质最优，经济效益最高，果实氮素吸收量最大，氮素收获指数最高，氮肥利用率保持较高水平。超过推荐施氮量，主要增加茎叶干物质积累量，而甜瓜产量和品质下降。
当施氮量超过NE推荐的 N 300 kg/hm2时，土壤中硝态氮累积量显著增加，且向下移动明显，氮素表观损失量也显著增加，且氮素表观损失量 > 氮素残留量 > 植株地上部吸氮量。因此，采用NE系统进行甜瓜施肥推荐，不仅可实现产值和生产效益最大化，而且可以大大降低施肥带来的环境风险，是甘肃绿洲区简易可行的推荐施肥工具。
养分专家系统推荐施肥对甜瓜产量品质和土壤氮素淋失的影响
Effect of fertilizer recommendation based on Nutrient Expert system on yield and quality of melon and soil nitrogen leaching
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摘要:
【目的】 养分专家系统 (Nutrient Expert，NE) 是利用作物多年产量水平和施肥历史进行推荐施肥的轻简化施肥技术。本研究从甜瓜产量品质和土壤养分的淋洗、平衡角度，对该方法在甜瓜上应用的可行性进行验证。 【方法】 以甜瓜品种‘楼兰17号’为试材，于2017—2018年在甘肃省瓜州县向阳村进行了推荐施肥田间试验。在养分专家系统推荐施氮量 N 300 kg/hm2 (NE, N300) 的基础上，设置NE ± 25%N (N225和N375)、NE ± 50%N (N150和N450) 4个施氮量处理，以不施氮肥为对照 (N0)。在成熟期，测定甜瓜产量、品质、地上部干物质积累量、果实氮素吸收量、氮肥利用率、0—200 cm土层硝态氮累积量，分析土壤氮素平衡状况。 【结果】 2017和2018年甜瓜产量均以NE系统推荐的N300处理最高，较N0处理两年平均增产24.7%，施氮量0～300 kg/hm2范围内，甜瓜产量随施氮水平的增加而增加，超过NE推荐施氮量 (300 kg/hm2)时产量下降；在NE推荐的施氮量 (300 kg/hm2)时甜瓜品质最优，商品率、经济效益最高，施氮量不足或过量都不利于甜瓜品质的形成；氮肥利用率、氮肥养分内在效率随施氮量的增加而降低，但N225和N300处理差异不显著，果实吸氮量在N300处理时最高，N300处理氮素收获指数明显高于其他施氮处理；0—200 cm土层硝态氮累积量随着施氮量的增加而增加，2017年硝态氮主要残留在0—100 cm土层，占0—200 cm土层硝态氮积累量的43.9%～55.3%，2018年硝态氮主要残留在100—200 cm土层，占0—200 cm土层硝态氮积累量的44.8%～69.9%；0—100 cm土层氮素表观损失量随施氮量的增加而增加，甜瓜植株地上部吸氮量两年平均占氮素输出量的33.2%、氮素残留量占氮素输出量的33.1%、氮素表观损失量占氮素输出量的42.1%；甜瓜产量、地上部吸氮量及氮素残留量和施氮量的多曲线分析拟合得出，甜瓜最高吸氮量的施氮量为323 kg/hm2，最高产量的施氮量为293 kg/hm2。施氮量每增加30 kg/hm2，产量增加886.5 kg/hm2，增幅为2.1%；土壤硝态氮增加8.5 kg/hm2，增幅为37.6%。 【结论】 不论是产量和品质，还是氮素收获指数，NE系统推荐的施氮300 kg/hm2处理都取得了最优的效果。当超过推荐施氮量时，主要增加茎叶干物质量，但会降低果实的产量和品质。在供试生态条件下，土壤中硝态氮累积量随施氮量的增加而增加，且向下淋洗明显，试验的第一年主要积累在0—100 cm土层，第二年则下移至100—200 cm土层，环境风险增加。当氮素施用量超过300 kg/hm2时，氮素表观损失量 > 氮素残留量 > 植株地上部吸氮量。因此，在生态脆弱区，限制氮肥过量投入不仅是产量和品质的需要，也是实现环境可持续的要求。 Abstract:【Objectives】 The Nutrient Expert (NE) system is thought feasible and practical in fertilizer recommendation as it does not need soil or plant test. We verified the effects of the NE system in melon production through yield and quality effect and soil N behavior in the ecologically fragile area. 【Methods】 Melon field experiments were carried out in Guazhou County, Gansu Province in 2017 and 2018, using melon cultivar Loulan17 as materials. On the base of NE recommended N rate of 300 kg/hm2 (N300), the N application rate treatments were set up by ± 25% (N225, N375) and ± 50% (N150 and N450). At harvest, melon yield, quality, above-ground N uptake and fertilizer N use efficiencies were measured. Soil samples were collected at 0–100 and 100–200 cm depth, and NO3–-N content were determined, at last the total nitrogen loss were calculated. 【Results】 In the both year 2017 and 2018, the melon yield was highest in N300 treatment recommended by NE, with an average increase of 24.7% compared with N0 treatment for two years. When N rate was <300 kg/hm2, the melon yield increased with the N rate increased; when N rate was > 300 kg/hm2, melon yield didn’t continue increasing with N rate. The melon quality and commodity rate was the best at N application rate of 300 kg/hm2, and insufficient or excessive N application was not conducive to the formation of quality. N use efficiency and internal efficiency of N decreased with the N application, but there was no significant difference between N225 and N300. N harvest index was highest in N300. The accumulation of nitrate N in 0–200 cm soil layer increased with the N application, the highest soil NO3--N content were observed in 0–100 cm soil layers, account for 43.9%–55.3% of 0–200 cm layer in 2017, while in 2018, the highest soil NO3--N content was observed at 100–200 cm soil layers, account for 44.8%–69.9% of 0–200 cm layer. Soil NO3--N accumulation and N apparent loss were increased with the N application rates , and melon N uptakes, NO3--N accumulation and N apparent loss accounted for 33.2%, 33.1% and 42.1% respectively. Multi-curve analysis of melon yield, N uptake and nitrate N residue showed that the highest N uptake rate of N application was 323 kg/hm2 and maximum yield of N application was 293 kg/hm2. The yield increased by 886.5 kg/hm2 or 2.1% and nitrate N increased by 8.5 kg/hm2 or 37.6% with the increase of N application rate per 30 kg/hm2. 【Conclusions】 The NE recommended N rate of 300 kg/hm2 has achieved the highest yield and quality of melon and the highest nitrogen harvest index. With N rate of 300 kg/hm2, the NO3--N accumulation in 0–100 cm and 100–200 cm soil layers are significantly lower the higher N rates, and not significantly higher than the lower N rates. Higher than N rate of 300 kg/hm2 will only increase the biomass of veins and leaves, and decrease the yield and quality of melon, and increase the N loss significantly. The satisfactory yield, quality and environmental outcomes indicate the feasible and practical effect of the NE system in fertilizer recommendation for melon production in Gansu Oasis. -
Key words:
- Expert Nutrient system /
- melon /
- yield /
- nitrate accumulation /
- nitrogen use efficiency /
- nitrogen balance
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图 1 2017和2018年甜瓜生育期降水量和气温
Figure 1. Precipitation and air temperature during the melon growth periods in 2017 and 2018
图 2 2017和2018年不同施氮量下0—200 cm土层硝态氮分布
Figure 2. NO3–-N distribution in 0− 200 cm soil profile under different N application rates in 2017 and 2018
图 3 施氮量对甜瓜产量、地上部氮素吸收和土壤硝态氮残留的影响
Figure 3. Effects of N application rate on yield and above-ground N absorption of melon, and nitrate N resdiue in soil
表 1 试验地基本理化性状
Table 1. Physical and chemical properties of the experimental soil
年份
Year土层 (cm)
Soil layerpH 容重 (g/cm3)
Bulk density有机质 (g/kg)
Organic matter全氮 (g/kg)
Total N速效氮 (mg/kg)
Available N有效磷 (mg/kg)
Available P速效钾 (mg/kg)
Available K2017 0—20 8.98 1.38 8.1 0.53 51.7 19.0 110 20—40 8.07 1.42 7.6 0.51 46.2 26.9 116 2018 0—20 8.86 1.45 7.9 0.55 56.8 19.5 115 20—40 8.15 1.51 7.5 0.49 52.3 25.8 121 
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表 2 不同施氮量下甜瓜产量、干物质量、品质和经济效益
Table 2. Yield, dry matter accumulation, the quality and economic benefit of melon under different N application rates
年份Year 处理
Treatment产量
Yield
(t/hm2)地上部干
物质积累量
Above-ground
dry matter (kg/hm2)维生素C
Vc
(mg/100 g)可溶性糖
Soluble
sugar
(%)可溶性
固形物
Soluble solid
(%)商品瓜率
Commodity
rate
(%)投入
Investment
(× 104 yuan/hm2)产出
Output
(× 104 yuan/hm2)纯收益
Net outcome
(× 104 yuan/hm2)2017 N0 35.1 d 5066 e 11.7 c 9.2 c 12.5 b 78.1 c 4.59 5.62 1.03 N150 40.3 b 5643 d 13.6 ab 10.0 bc 14.6 a 89.2 a 4.66 6.45 1.79 N225 41.1 b 5941 c 13.0 bc 12.9 a 15.2 a 89.9 a 4.69 6.58 1.89 N300 42.8 a 6608 a 15.4 a 13.5 a 15.6 a 90.3 a 4.72 6.85 2.13 N375 39.3 c 6228 b 14.8 ab 10.8 b 14.9 a 85.2 b 4.75 6.29 1.54 N450 38.1 c 6561 a 14.4 ab 10.6 c 13.2 b 83.1 b 4.79 6.09 1.31 2018 N0 32.3 c 5757 c 11.3 d 6.6 d 8.2 b 77.9 d 4.46 5.81 1.35 N150 38.2 b 6066 bc 13.1 b 7.1 bc 10.9 ab 88.9 a 4.54 6.88 2.34 N225 40.8 b 6198 b 13.5 a 7.2 b 10.5 ab 87.8 ab 4.61 7.34 2.73 N300 41.2 a 6320 b 13.2 b 7.5 a 11.2 a 89.3 a 4.69 7.42 2.73 N375 39.3 b 6708 a 12.1 c 7.0 c 10.7 ab 86.5 bc 4.71 7.07 2.36 N450 38.2 b 6365 ab 12.2 c 7.0 c 9.9 ab 85.4 c 4.77 6.88 2.11 显著性 Significance 年份 Year (Y) ** ** NS NS NS ** 肥料 Fertilizer (F) ** ** * ** ** NS Y × F ** ** NS NS * NS 注（Note）：2017、2018年市价分别为: 甜瓜1.60、1.80 元/kg；肥料两年均为N 4.35元/kg、P2O5 5.26元/kg、K2O 7.20元/kg；劳动力按当地实际价格计算[人工费100.0 元/(人·天)]；投入包括地膜、农药、灌溉、肥料和劳动力 The price of fresh melon was 1.60 yuan/kg and 1.80 yuan/kg in 2017 and 2018, the fertilizer price was 4.35 yuan/kg for N, 5.26 yuan/kg for P2O5 and 7.20 yuan/kg for K2O, and the investment included fertilizer, pesticides, irrigation, film and labor cost (the daily labor cost was 100.0 yuan/person; 同列数值后不同小写字母表示处理间在 0.05 水平差异显著 Values followed by different small letters in a column are significantly different among treatments at the 0.05 level; NS—不显著 Not significant; *—P < 0.05; **—P < 0.01.
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表 3 不同施氮量下甜瓜氮素吸收和利用效率
Table 3. Nitrogen uptake and use efficiency of melon under different N application rates
年份
Year处理
Treatment地上部吸氮量
Above-ground N absorption
(kg/hm2)果实吸氮量
Fruit N absorption
(kg/hm2)氮肥利用率
NUE
(%)氮素养分内在效率
IEN
(kg/kg)氮收获指数
NHI
(%)2017 N0 75.6 c 35.7 d 464.4 a 47.2 b N150 110.6 b 53.5 c 23.3 a 347.9 b 48.4 b N225 127.8 a 72.7 b 23.2 a 321.8 c 56.9 a N300 137.2 a 79.1 a 20.6 a 311.9 c 57.7 a N375 129.4 a 64.9 b 14.4 b 303.4 c 50.1 ab N450 128.3 a 63.8 b 12.4 b 297.4 c 49.7 b 2018 N0 61.4 c 26.4 d 525.5 a 43.1 c N150 98.6 b 54.5 c 24.7 a 387.2 b 55.3 b N225 114.9 a 66.1b 19.4 a 355.1 b 57.5 ab N300 117.0 a 73.1 a 18.5 ab 351.6 b 62.5 a N375 112.3 a 62.8 b 13.6 b 349.6 b 56.0 b N450 115.9 a 66.6 b 12.8 b 330.0 b 57.4 b 显著性 Significance 年份 Year (Y) ** * NS * NS 肥料 Fertilizer (F) ** ** ** ** ** Y × F NS NS NS NS * 注（Note）：NUE—Nitrogen use efficiency, IEN—Nitrogen internal efficiency, NHI—Nitrogen harvest index. 同列数值后不同小写字母表示处理间在 0.05 水平差异显著 Values followed by different small letters in a column are significantly different among treatments at the 0.05 level; NS—不显著 Not significant; *—P < 0.05; **—P < 0.01.
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表 4 不同施氮量处理0—200 cm土层硝态氮累积量 (kg/hm2)
Table 4. NO3–-N accumulation in 0− 200 cm soil depth under different N application rates
处理
Treatment0—100 cm 100—200 cm 2017 2018 平均 Mean 2017 2018 平均 Mean 播种前 Before sowing 82.3 c 86.9 de 97.1 de 103.2 b 201.9 a 152.5 abc N0 44.9 d 76.4 e 60.6 f 57.4 c 89.4 c 73.4 d N150 85.8 cd 76.7 e 81.3 ef 97.0 b 134.8 bc 115.9 c N225 113.2 c 106.6 cd 109.9 cd 108.1 ab 157.0 ab 132.5 bc N300 130.4 bc 125.0 bc 127.7 c 118.7 ab 168.9 ab 143.8 abc N375 150.6 ab 146.4 b 148.5 b 128.9 ab 205.1 a 167.0 ab N450 172.3 a 214.0 a 196.7 a 139.1 a 214.2 a 176.6 a 注（Note）：同列数值后不同小写字母表示处理间在 0.05 水平差异显著 Values followed by different small letters in a column are significantly different among treatments at the 0.05 level.
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表 5 不同施氮量处理0—100 cm土层氮素表观损失量
Table 5. N apparent loss in 0–100 cm soil layer under different N application rates
年份
Year氮输入 N input 氮输出 N output 施氮量 (kg/hm2)
N rate播前氮 (kg/hm2)
Initial N氮矿化 (kg/hm2)
Mineral N地上部吸氮量 (kg/hm2)
Above-ground N absorption氮残留 (kg/hm2)
Residual N表观损失 (kg/hm2)
N apparent loss2017 0 82.3 38.5 75.6 c 45.2 d 150 82.3 38.5 110.6 b 85.7 c 74.5 c 225 82.3 38.5 127.8 a 112.8 c 105.3 b 300 82.3 38.5 137.2 a 130.0 bc 153.6 b 375 82.3 38.5 129.4 a 151.3 ab 215.2 ab 450 82.3 38.5 128.3 a 172.3 a 290.2 a 2018 0 86.9 50.9 61.4 c 76.4 d 150 86.9 50.9 98.6 b 76.7 d 112.5 c 225 86.9 50.9 114.9 a 106.6 c 141.3 c 300 86.9 50.9 117.1 a 125.1 bc 195.6 b 375 86.9 50.9 112.3 a 146.3 b 254.2 a 450 86.9 50.9 115.9 a 221.2 a 270.7 a 注（Note）：同列数值后不同小写字母表示处理间在 0.05 水平差异显著 Values followed by different small letters are significantly different among treatments at the 0.05 level.
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[1] 杨念, 王慰宇, 曹春意, 等. 我国甜瓜产业发展现状及趋势分析[J]. 中国瓜菜, 2019, 32(8): 50–54. Yang N, Wang W Y, Cao C Y, et al. Analysis on the development status and trend of melon industry in China[J]. China Melon and Vegetables, 2019, 32(8): 50–54. doi: 10.3969/j.issn.1673-2871.2019.08.012 [2] 王志丹, 赵姜, 毛世平, 等. 中国甜瓜产业区域优势布局研究[J]. 中国农业资源与区划, 2014, 35(1): 128–133. Wang Z D, Zhao J, Mao S P, et al. Study on the regional advantage layout of Chinese muskmelon industry[J]. Chinese Journal of Agricultural Resources and Regional Planning, 2014, 35(1): 128–133. doi: 10.7621/cjarrp.1005-9121.20140119 [3] 张显, 廖新福. 西北西瓜甜瓜生产与科研协作60年回顾与展望[J]. 中国瓜菜, 2019, 32(8): 9–11. Zhang X, Liao X F. Review and prospect of the cooperation of watermelon and melon production and scientific research in Northwest China for 60 years[J]. China Melon and Vegetables, 2019, 32(8): 9–11. doi: 10.3969/j.issn.1673-2871.2019.08.003 [4] 徐新朋, 周卫, 梁国庆, 等. 氮肥用量和密度对双季稻产量及氮肥利用率的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(3): 763–772. Xu X P, Zhou W, Liang G Q, et al. Effects of nitrogen and density interactions on grain yield and nitrogen use efficiency of double-rice systems[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2015, 21(3): 763–772. doi: 10.11674/zwyf.2015.0324 [5] 杜少平, 马忠明, 薛亮. 适宜施氮量提高温室砂田滴灌甜瓜产量品质及水氮利用率[J]. 农业工程学报, 2016, 32(5): 112–119. Du S P, Ma Z M, Xue L. Optimal drip fertigation amount improving muskmelon yield, quality and use efficiency of water and nitrogen in plastic greenhouse of gravel-mulched field[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2016, 32(5): 112–119. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.05.016 [6] 薛亮, 马忠明, 杜少平. 沙漠绿洲灌区甜瓜氮磷钾用量优化模式研究[J]. 中国农业科学, 2015, 48(2): 303–313. Xue L, Ma Z M, Du S P. A study of the optimized model of N, P, K fertilization on muskmelon in desert oasis area[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2015, 48(2): 303–313. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.02.10 [7] 胡国智, 冯炯鑫, 张炎, 等. 不同施氮量对甜瓜养分吸收、分配、利用及产量的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(3): 760–766. Hu G Z, Feng J X, Zhang Y, et al. Effects of nitrogen fertilization on nutrient uptake, assignment, utilization and yield of melon[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2013, 19(3): 760–766. doi: 10.11674/zwyf.2013.0328 [8] Ju X T, Lu X, Gao Z L, et al. Processes and controlling factors of N2O production in an intensively managed low carbon calcareous soil under sub-humid monsoon climate[J]. Environmental Pollution, 2010, 159(4): 1007–1016. [9] 闫鹏, 武雪萍, 华珞, 等. 不同水氮用量对日光温室黄瓜季土壤硝态氮淋失的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2012, 18(3): 645–653. Yan P, Wu X P, Hua L et al. Effects of different water and nitrogen amounts on nitrate leaching in sunlight greenhouse during cucumber growing season[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2012, 18(3): 645–653. doi: 10.11674/zwyf.2012.11386 [10] 温美娟, 郑伟, 赵志远, 等. 不同施肥与间套绿肥对果园水热特征及硝态氮累积的影响[J]. 农业环境科学学报, 2016, 35(6): 1119–1128. Wen M J, Zheng W, Zhao Z Y, et al. Effects of different fertilizer treatments combined with green manure intercropping on water and thermal properties and nitrate accumulation in soils of apple orchard[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2016, 35(6): 1119–1128. doi: 10.11654/jaes.2016.06.014 [11] 巨晓棠. 理论施氮量的改进及验证—兼论确定作物氮肥推荐量的方法[J]. 土壤学报, 2015, 52(2): 249–261. Ju X T. Improvement and validation of theoretical N rate—Discussion the methods for N fertilizer recommendation[J]. Acta Pedologica Sinica, 2015, 52(2): 249–261. [12] Xu Y X, He P, Xu X P, et al. Estimating nutrient uptake requirements for potatoes based on QUEFTS analysis in China[J]. Agronomy Journal, 2019, 111(5): 2387–2394. doi: 10.2134/agronj2018.09.0572 [13] 徐新朋. 基于产量反应和农学效率的水稻和玉米推荐施肥方法研究[D]. 北京: 中国农业科学院硕士学位论文, 2015. Xu X P. Methodology of fertilizer recommendation based on yield response and agronomic efficiency for rice and maize[D]. Beijing: MS Thesis of Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2015. [14] 张佳佳, 丁文成, 艾超, 等. 优化施肥对萝卜产量和肥料利用率的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2019, 25(2): 187–199. Zhang J J, Ding W C, Ai C, et al. Effects of optimized fertilization on yield and fertilizer utilization of radish[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2019, 25(2): 187–199. doi: 10.11674/zwyf.18055 [15] 苏继霞, 王开勇, 费聪, 等. 氮肥运筹对滴灌甜菜产量、氮素吸收和氮素平衡的影响[J]. 土壤通报, 2016, 47(6): 1404–1408. Su J X, Wang K Y, Fei C, et al. Effects of nitrogen management on sugar beet yield, nitrogen uptake and soil nitrogen balance under drip irrigation[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2016, 47(6): 1404–1408. [16] 薛亮, 马忠明, 杜少平. 水氮耦合对绿洲灌区土壤硝态氮运移及甜瓜氮素吸收的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2014, 20(1): 139–147. Xue L, Ma Z M, Du S P. Effect of water and nitrogen coupling on soil nitrate movement and nitrogen uptake of muskmelon[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2014, 20(1): 139–147. doi: 10.11674/zwyf.2014.0115 [17] 岳文俊, 陈喜靖, 王维汉, 等. 不同氮处理对温室膜下滴灌甜瓜产量和品质的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2019, 25(3): 461–469. Yue W J, Chen X J, Wang W H, et al. Effects of different nitrogen treatments on yield and quality of greenhouse muskmelon under mulched drip irrigation condition[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2019, 25(3): 461–469. doi: 10.11674/zwyf.18149 [18] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京: 中国农业出版社, 2000.14–114, 242–282. Bao S D. Soil and agricultural chemistry analysis[M]. Beijing: China Agricultural Press, 2000.14–114, 242–282. [19] 李合生, 陈翠莲, 洪玉枝. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002. Li H S, Chen C L, Hong Y Z. Principle and procedures of physiological experiment[M]. Beijing: Higher Education Press, 2002. [20] 薛亮, 马忠明, 杜少平, 等. 氮素用量对膜下滴灌甜瓜产量以及氮素平衡、硝态氮累积的影响[J]. 中国农业科学, 2019, 52(4): 690–700. Xue L, Ma Z M, Du S P, et al. Effects of application of nitrogen on melon yield, nitrogen balance and soil nitrogen accumulation under plastic mulching with drip irrigation[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2019, 52(4): 690–700. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.04.010 [21] Watta M S, Clintona P W, Whtiieheadb D, Richardson B. Above-ground biomass accumulation and nitrogen fixation of broom (Cytisus scoparius L.) growing with juvenile pinus radiata on a dryland site[J]. Forest Ecology and Management, 2003, 184(3): 93–104. [22] 李立昆, 李玉红, 司立征, 等. 不同施氮水平对厚皮甜瓜生长发育和产量品质的影响[J]. 西北农业学报, 2010, 19(3): 150–153. Li L K, Li Y H, Si L Z, et al. Effects of different nitrogen levels on growth and development, yield and quality of muskmelon[J]. Acta Agriculturae Boreali-Occidentalis Sinica, 2010, 19(3): 150–153. doi: 10.3969/j.issn.1004-1389.2010.03.032 [23] 吴海华, 盛建东, 陈波浪, 等. 不同水氮组合对全立架栽培伽师瓜产量与品质的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(4): 885–892. Wu H H, Sheng J D, Chen B L, et al. Effect of different irrigation and nitrogen levels on the yield and quality of trellis-cultivated custard apple (Cucumis melo var. saccharinus Naud)[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2013, 19(4): 885–892. doi: 10.11674/zwyf.2013.0414 [24] 李珺, 刘双全, 仇少君, 等. 不同施氮量对典型黑土马铃薯产量、养分吸收和氮素利用率的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(4): 1–8. Li J, Liu S Q, Qiu S J. et al Effects of different nitrogen rates on potato yield, nutrients uptake and nitrogen use efficiency in a typical black soil[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2020, 26(4): 1–8. [25] 何萍, 金继运, Mirasol F P, 等. 基于作物产量反应和农学效率的推荐施肥方法[J]. 植物营养与肥料学报, 2012, 18(2): 499–505. He P, Jin J Y, Mirasol F P, et al. Approach and decision support system based on crop yield response and agronomic efficiency[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2012, 18(2): 499–505. doi: 10.11674/zwyf.2012.11248 [26] Xu Y X, He P, Mirasol F P, et al. Fertilizer recommendation for maize in China based on yield response and agronomic efficiency[J]. Field Crops Research, 2014, 157: 27–34. [27] 叶东靖, 高强, 何文天, 等. 施氮对春玉米氮素利用及农田氮素平衡的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(3): 552–558. Ye D J, Gao Q, He W T, et al. Effect of N application on N utilization and N balance in spring maize[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2010, 16(3): 552–558. doi: 10.11674/zwyf.2010.0306 [28] 郑伟, 何萍, 高强, 等. 施氮对不同土壤肥力玉米氮素吸收和利用的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2011, 17(2): 301–309. Zheng W, He P, Gao Q, et al. Effect of N application on nitrogen absorption and utilization of spring maize under different soil fertilities[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2011, 17(2): 301–309. doi: 10.11674/zwyf.2011.0071 [29] 高亚军, 李生秀, 李世清, 等. 施肥与灌水对硝态氮在土壤中残留的影响[J]. 水土保持学报, 2005, 19(6): 61–64. Gao Y J, Li S X, Li S Q, et al. Effect of fertilization and irrigation on residual nitrate N in soil[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2005, 19(6): 61–64. doi: 10.3321/j.issn:1009-2242.2005.06.016 [30] 孙克刚, 张学斌, 吴政卿, 等. 长期施肥对不同类型土壤中作物产量及土壤剖面硝态氮累积的影响[J]. 华北农学报, 2001, 16(3): 105–109. Sun K G, Zhang X B, Wu Z Q, et al. Effect of long-term and different measures of fertilizer applications on crop yield and accumulation of NO3–-N in the profile of three major soil[J]. Acta Agriculturae Boreali-Sinica, 2001, 16(3): 105–109. doi: 10.3321/j.issn:1000-7091.2001.03.020 [31] 巨晓棠, 刘学军, 张福锁. 冬小麦与夏玉米轮作体系中氮肥效应及氮素平衡研究[J]. 中国农业科学, 2002, 35(11): 1361–1368. Ju X T, Liu X J, Zhang F S. Study on effect of nitrogen fertilizer and nitrogen balance in winter wheat and summer maize rotation system[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2002, 35(11): 1361–1368. doi: 10.3321/j.issn:0578-1752.2002.11.011 [32] 丁武汉, 雷豪杰, 徐驰, 等. 我国设施菜地表观氮平衡分析及其空间分布特征[J]. 农业资源与环境学报, 2020, 37(3): 353–360. Ding W H, Lei H J, Xu C, et al. Characteristics and spatial distribution of apparent nitrogen balance in the greenhouse vegetable cropping system in China[J]. Journal of Agricultural Resources and Environment, 2020, 37(3): 353–360. [33] 侯云鹏, 韩立国, 孔丽丽, 等. 不同施氮水平下水稻的养分吸收、转运及土壤氮素平衡[J]. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(4): 836–845. Hou Y P, Han L G, Kong L L, et al. Nutrient absorption, translocation in rice and soil nitrogen equilibrium under different nitrogen application doses[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2015, 21(4): 836–845. doi: 10.11674/zwyf.2015.0402 -
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