劉聰　譙江蘭　仝少杰　張瑞芳　周大邁　張愛軍　王紅　王亞芹

摘要：為研究微生物菌劑對甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，以甜瓜為供試材料，以不施加微生物菌劑為對照，分別設(shè)計(jì)3個(gè)不同水平的微生物菌劑施用量，研究微生物菌劑對甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，以期探索適合河北地區(qū)甜瓜生長的合理施肥方案，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。結(jié)果表明：施加微生物菌劑可以有效提高產(chǎn)量7.3%;促進(jìn)甜瓜果實(shí)的生長發(fā)育;提高果形指數(shù)，改善外觀品質(zhì);提高果實(shí)中維生素C和可溶性糖含量，硝酸鹽含量可降低10.86%～28.34%，提高果實(shí)品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：設(shè)施甜瓜;微生物菌劑;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類號： S652.06+2文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）19-0168-03

收稿日期：2018-04-02

基金項(xiàng)目：河北省科技項(xiàng)目（編號：17226914D、2017YFD0800405）。

作者簡介：劉 聰（1993—），女，河北唐山人，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)資源利用，E-mail：1501334787@qq.com;共同第一作者：譙江蘭（1993—），女，四川渠縣人，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)資源利用，E-mail：qiaoJL93@163.com。

通信作者：王 紅，碩士，研究員，現(xiàn)主要從事土壤改良與土壤生態(tài)環(huán)境等研究工作。E-mail：wanghong@hebau.edu.cn。

化學(xué)肥料的施用大幅度地提高了作物的產(chǎn)量，我國的肥料利用率較低，氮肥、鉀肥的當(dāng)季利用率為30%～50%，而磷肥僅為10%～25%[1]。我國是全世界最大的化肥生產(chǎn)國和消費(fèi)國，過多肥料的施用，不僅造成了巨大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，而且會(huì)導(dǎo)致土壤性質(zhì)的惡化、肥力下降、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降、污染環(huán)境等，如何提高化學(xué)肥料的利用率，減少過量施肥造成的環(huán)境污染問題已經(jīng)成為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展道路上急需解決的問題[2]。

甜瓜營養(yǎng)豐富、香甜可口，含有大量碳水化合物及檸檬酸等，且水分充足，可消暑清熱、生津解渴、除煩;甜瓜中的轉(zhuǎn)化酶可將不溶性蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成可溶性蛋白質(zhì)，能幫助腎臟病人吸收營養(yǎng);甜瓜蒂中的維生素B能保護(hù)肝臟，減輕慢性肝損傷;現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，甜瓜子有驅(qū)殺蛔蟲、絲蟲等作用[3]。截至2014年，我國甜瓜的種植面積為4.389×105 hm2，單位面積產(chǎn)量達(dá)到33 624.3 kg/hm2。微生物菌劑是指目標(biāo)微生物（有效菌）經(jīng)過工業(yè)化生產(chǎn)擴(kuò)繁后，利用多孔的物質(zhì)作為吸附劑（如草炭、蛭石），吸附菌體的發(fā)酵液加工制成的活菌制劑[4]。微生物菌劑不僅可以為農(nóng)作物提供營養(yǎng)元素，其有效菌還能分泌赤霉素、細(xì)胞分裂素、生長素等活性物質(zhì)，刺激、調(diào)節(jié)、促進(jìn)作物的生長發(fā)育，有利于農(nóng)作物增產(chǎn)[5]。微生物菌劑能有效地改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，施用微生物菌劑收獲的農(nóng)產(chǎn)品，蛋白質(zhì)、糖分、維生素、氨基酸等有益成分含量明顯提高，使籽粒、果實(shí)豐滿光滑，蔬菜果品色澤亮麗[6]。施加部分微生物菌劑，還可以減少硝酸鹽含量的積累，提高農(nóng)產(chǎn)品的安全性[7]。針對甜瓜的需肥特點(diǎn)，合理控制肥料的使用量，施加微生物菌劑，提高肥料利用率，不僅可以節(jié)水減肥，而且可以提高果實(shí)品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)以甜瓜品種農(nóng)大103為試驗(yàn)材料。

試驗(yàn)于2017年3—6月在河北省保定市清苑區(qū)張登鎮(zhèn)大棚內(nèi)進(jìn)行，大棚長72 m，寬10 m，設(shè)3 m×3 m試驗(yàn)小區(qū)，壟高0.2 m，各小區(qū)3行種植，行間距為60 cm，株間距為30 cm。

試驗(yàn)中選用氮肥為尿素（含N≥46%），磷肥為過磷酸鈣（含P2O5≥16%），鉀肥為硫酸鉀（含K2O≥52%），微生物菌劑A（有效活菌數(shù)≥1 200億個(gè)/g），微生物菌劑B（有效活菌數(shù)≥20億個(gè)/g）。

微生物菌劑A是具有超高活性、高抗逆性的復(fù)合微生物菌群，包括枯草芽孢桿菌、膠凍樣類芽孢桿菌和側(cè)孢短芽孢桿菌，有效活菌數(shù)≥1 200億/g，N+P2O5+K2O=18.0%，有機(jī)質(zhì)含量≥20.0%。菌種活性可提升30%～50%，菌種代謝產(chǎn)物的濃度可提升30%以上。

微生物菌劑B為復(fù)合微生物菌群，包括解淀粉芽孢桿菌和膠凍樣類芽孢桿菌，有效活菌數(shù)≥20億個(gè)/g，N+P2O5+K2O=18.0%，有機(jī)質(zhì)含量≥20.0%。菌種活性可提升 20%～30%，菌種代謝產(chǎn)物的濃度可提升20%以上。

1.2 試驗(yàn)方案及方法

1.2.1 試驗(yàn)方案 試驗(yàn)依據(jù)甜瓜整個(gè)生育期對肥料的需要量，施加基肥，分別在伸蔓期、坐果期、膨果期、一茬瓜收獲后分4次追加施肥，設(shè)9個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，共21個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。各處理施肥時(shí)期和施肥方法均相同，僅為施肥量上的差異。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)及施肥量見表1。

1.2.2 測定方法 甜瓜收獲后隨機(jī)選取甜瓜果實(shí)，采用2，6- 二氯靛酚滴定法測定維生素C含量，運(yùn)用折射儀測定果實(shí)的可溶性固形物含量和糖酸比，硝酸鹽測定儀測定果實(shí)的硝酸鹽含量，卡尺測定甜瓜果實(shí)的縱橫橫徑，計(jì)算果形指數(shù);將所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，剔除各處理重復(fù)試驗(yàn)中的異常值，對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，比較不同處理組之間的差異顯著性，從而得出不同微生物菌劑在不同施入量下對甜瓜果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 微生物菌劑對甜瓜產(chǎn)量的影響

一茬甜瓜成熟后，各處理分別隨機(jī)挑選6個(gè)植株長勢相近、大小均勻的甜瓜，對甜瓜的單果質(zhì)量進(jìn)行稱量并記錄數(shù)據(jù);再根據(jù)單株果實(shí)產(chǎn)量及小區(qū)種植數(shù)計(jì)算各小區(qū)產(chǎn)量，根據(jù)小區(qū)產(chǎn)量進(jìn)而計(jì)算各處理在該施肥情況下每公頃甜瓜的產(chǎn)量。并在一茬瓜采摘后，依據(jù)試驗(yàn)方案進(jìn)行一次追肥，對二茬瓜的產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將兩茬甜瓜的產(chǎn)量進(jìn)行求和計(jì)算，得出當(dāng)季甜瓜的總產(chǎn)量。對每茬甜瓜的單果質(zhì)量和各處理的總產(chǎn)量做柱狀圖，比較不同處理間的顯著性差異，從而得出不同施肥量下施加微生物菌劑對甜瓜產(chǎn)量的影響（圖1）。

各處理一茬瓜的單果質(zhì)量比較：施加微生物菌劑的處理組與只施加化肥的處理組相比較，處理X+A1、X+B1較處理X分別提高了6.32%、4.66%，處理T1+A2、T1+B2較處理T1分別提高了8.81%、8.72%，處理T2+A3、T2+B3較處理T2分別提高了7.00%、6.71%;施加微生物菌劑A的處理組X+A1、T1+A2、T2+A3較施加菌劑B的處理組X+B1、T1+B2、T2+B3相應(yīng)提高了1.71%、2.4%、2.05%。各處理二茬瓜的單果質(zhì)量比較：施加微生物菌劑的處理組與只施加化肥的處理組相比較，處理X+A1、X+B1較處理X分別提高了14.57%、10.51%，處理T1+A2、T1+B2較T1分別提高了28.40%、22.65%，處理T2+A3、T2+B3較T2分別提高了20.98%、20.95%;施加微生物菌劑A的處理X+A1、T1+A2、T2+A3較施加菌劑B的處理X+B1、T1+B2、T2+B3相應(yīng)提高了7.42%、10.44%、8.08%（圖1）。研究表明，微生物菌劑可以增加甜瓜的單果質(zhì)量，促進(jìn)果實(shí)的增大和生長發(fā)育，微生物菌劑中有效菌數(shù)的含量越高對甜瓜單果質(zhì)量的影響越大，促進(jìn)作用越強(qiáng)。

2.2 微生物菌劑對甜瓜品質(zhì)的影響

2.2.1 微生物菌劑對甜瓜內(nèi)在品質(zhì)的影響 一茬瓜成熟后，各小區(qū)摘取長勢相近，大小均等的甜瓜果實(shí)，分別測算甜瓜的維生素C含量、可溶性糖含量、硝酸鹽含量和有效酸度，在甜瓜成熟過程中，可溶性固形物和可滴定酸的含量不斷增加，不同的養(yǎng)分供給影響著果實(shí)風(fēng)味的形成，甜瓜果實(shí)營養(yǎng)物質(zhì)的含量決定其口感和品質(zhì)[8]。由表2可知，在傳統(tǒng)的化學(xué)肥料中添加微生物菌劑，使甜瓜果實(shí)中的可溶性糖含量顯著高于對照組和只施加化學(xué)肥料的處理組，處理X+A1、X+B1分別較處理X提高了43.54%、33.87%，處理T1+A2、T1+B2分別較處理T1提高了37.68%、28.99%，處理T2+A3、TA+B3分別較處理T2提高了52.46%、40.98%。施加了微生物菌劑A的處理與施加了微生物菌劑B的處理有效酸度均較對照低，而可溶性糖含量顯著提高，從而提高了甜瓜果實(shí)的糖酸比。施加微生物菌劑處理的維生素C含量顯著高于對照和只施加化學(xué)肥料的處理。施加了微生物菌劑的處理，硝酸鹽含量顯著降低，處理X+A1、X+B1分別較處理X提高了17.67%、13.54%，處理T1+A2、T1+B2分別較處理T1提高了28.34%、10.86%，處理T2+A3、TA+B3分別較處理T2提高了25.27%、12.60%。由此可見，施加微生物菌劑可以有效增加甜瓜果實(shí)中的維生素C含量、提高糖酸比、減少硝酸鹽含量，提高果實(shí)品質(zhì)。

2.2.2 微生物菌劑對甜瓜外在品質(zhì)的影響 在甜瓜的整個(gè)生長發(fā)育期內(nèi)，甜瓜的縱徑先于橫徑發(fā)生膨大，而后進(jìn)入緩慢膨大期。在甜瓜膨大的各個(gè)時(shí)期，均呈現(xiàn)甜瓜生長速度隨施肥量的增加而增加的趨勢，施肥顯著促進(jìn)了甜瓜果實(shí)的生長。施加微生物菌劑后，甜瓜的增長速度明顯高于只施加普通肥料的增長速度。果形指數(shù)，是指果實(shí)縱徑和橫徑的比值，反映果實(shí)的外觀品質(zhì)，果形指數(shù)的值越接近于1，其果形越接近于圓形[9]。果形指數(shù)大，果形正;果形指數(shù)小，果實(shí)多偏、發(fā)扁。果厚比，是指果實(shí)果厚與橫徑的比值[10]。施加了微生物菌劑的處理果形指數(shù)較只施加化學(xué)肥料的處理在數(shù)值上更接近于1，即甜瓜果實(shí)的果形更接近于圓形，外觀品質(zhì)更加好;施加微生物菌劑有效細(xì)菌數(shù)越多，對果實(shí)的果形影響越大，使之更加美觀。施加微生物菌劑可以降低果實(shí)的果皮厚度，使果肉更加豐富，口感更佳（表3）。由此可見，施加微生物菌劑可以改善果實(shí)的外觀品質(zhì)。

3 討論與結(jié)論

微生物菌劑能有效地改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，施用微生物菌劑收獲的農(nóng)產(chǎn)品，蛋白質(zhì)、糖分、維生素、氨基酸等有益成分含量明顯提高[11]，使籽粒、果實(shí)豐滿光滑，蔬菜果品色澤亮麗;施加部分微生物菌劑，還可以減少硝酸鹽含量的積累，提高農(nóng)產(chǎn)品的安全性[12]。微生物菌劑有效菌能夠促進(jìn)土壤中難溶性養(yǎng)分的溶解和釋放，提高土壤養(yǎng)分的供應(yīng)能力[13]。有效菌分泌的胞外多糖物質(zhì)，能夠增強(qiáng)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，疏松土壤，提高土壤通透性和保水保肥能力[14]，增加土壤有機(jī)質(zhì)，活化土壤中的潛在養(yǎng)分，改善土壤中養(yǎng)分的供應(yīng)狀況[15]。微生物菌劑促進(jìn)植株對肥料的吸收，提高了肥料的利用率，改善了果實(shí)的品質(zhì)。

氮素是保證農(nóng)作物中蛋白質(zhì)及氨基酸合成的重要成分。氮肥施用量過少，使碳氮比過大，導(dǎo)致植株不能有效合成蛋白質(zhì)，品質(zhì)下降;施用量過高，碳氮比減小，導(dǎo)致糖分等物質(zhì)含量變小。磷肥能夠促進(jìn)植株體內(nèi)碳水化合物向果實(shí)與貯藏器官運(yùn)輸，從而提高果實(shí)中維生素C含量和可溶性蛋白含量;施用量過高使植株不能有效吸收Ga、Mg等微量元素，使農(nóng)作物的品質(zhì)降低。鉀素有“品質(zhì)元素”之稱，對提高農(nóng)作物的品質(zhì)有重要作用，雖然鉀并不直接參與植物的新陳代謝，但植物體內(nèi)的各種代謝活動(dòng)都離不開鉀元素。施用鉀肥能促進(jìn)蔬菜維生素C的合成，李海云等對6種大白菜進(jìn)行施鉀試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)施用鉀肥提高了所有大白菜品種的維生素C含量[16]。蔬菜是富氮喜硝的植物，供氮水平的增加會(huì)提高蔬菜硝酸鹽、亞硝酸鹽的含量，而鉀在促進(jìn)氨基酸等有機(jī)物合成轉(zhuǎn)化和酶活性的同時(shí)也會(huì)提高植物對氮的需求;另一方面，鉀是硝態(tài)氮在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)陌殡S離子，以鉀為伴隨離子可以加快硝態(tài)氮向地上部的轉(zhuǎn)移，提高莖葉硝態(tài)氮含量。但鉀的存在亦可以激活硝酸還原酶和亞硝酸還原酶的活性，加速核酸和蛋白質(zhì)的合成提高植物的氮代謝速率，減少硝酸鹽和亞硝酸鹽的積累。施用微生物菌劑可以使農(nóng)產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)、糖分、維生素、氨基酸等有益成分含量明顯提高，使籽粒、果實(shí)豐滿光滑，并減少硝酸鹽含量的積累，提高農(nóng)產(chǎn)品的安全性，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。所以，適量施用化學(xué)肥料，并添加微生物菌劑可以有效提高甜瓜果實(shí)的品質(zhì)。

試驗(yàn)表明，在甜瓜的整個(gè)生育期內(nèi)適當(dāng)施加微生物菌劑可以提高甜瓜的產(chǎn)量，施加微生物菌劑較相同施肥量下不施加微生物菌劑產(chǎn)量可平均提高7.3%左右。施加微生物菌劑可以加快甜瓜的生長發(fā)育速度，促進(jìn)甜瓜果實(shí)的生長，提高果形指數(shù)，使甜瓜果實(shí)外觀品質(zhì)更佳，并提高果實(shí)中維生素C含量、可溶性糖含量，減少果實(shí)中硝酸鹽的含量，使硝酸鹽含量降低10.86%～28.34%，從而提高果實(shí)品質(zhì)。本試驗(yàn)結(jié)果中關(guān)于果厚比的結(jié)論，隨著微生物菌劑施用量的增加果厚比越來越小，與之前文獻(xiàn)[17-18]中關(guān)于果厚比與微生物菌劑的關(guān)系不同，施加菌劑是與果皮厚度的變化是否與供試品種或果實(shí)種類有關(guān)，有待繼續(xù)研究。

綜合本試驗(yàn)對甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)、生長指標(biāo)的研究，推薦無機(jī)肥料施肥量為尿素390 kg/hm2、過磷酸鈣180 kg/hm2、硫酸鉀480 kg/hm2、≥1 200億個(gè)/g微生物菌劑肥料 2.25 kg/hm2。依據(jù)甜瓜整個(gè)生育期對肥料的需要量，施加基肥30%，蔓期施20%，坐果期施20%、膨果期施20%、一茬瓜收獲后施10%。

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