王恩煜 郜森 李婉茹 張顯 張勇 高鈺瀅 李好 魏春華 楊建強(qiáng) 馬建祥

摘? ? 要：為探究優(yōu)化施肥配施蚯蚓糞有機(jī)肥替代常規(guī)施肥對(duì)嫁接西瓜生長的影響，在優(yōu)化施肥基礎(chǔ)上設(shè)置4個(gè)不同用量蚯蚓糞有機(jī)肥處理：Q400、Q500、Q600、Q700（每667 m2施用蚯蚓糞400、500、600、700 kg），以不施肥（CK）和常規(guī)施肥（CF）為對(duì)照，研究不同施肥處理對(duì)嫁接西瓜生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，與CF相比，優(yōu)化施肥配施500 kg·667 m-2蚯蚓糞有機(jī)肥，可以在不降低西瓜產(chǎn)量的基礎(chǔ)上顯著改善果實(shí)品質(zhì)，西瓜維生素C含量、可溶性蛋白含量、糖酸比、中心可溶性固形物含量、還原糖含量均顯著提升，并顯著提高了肥料偏生產(chǎn)力與肥料農(nóng)學(xué)利用率。綜合分析認(rèn)為，Q500處理可代替常規(guī)施肥在陜西地區(qū)西瓜生產(chǎn)中推廣施用。

關(guān)鍵詞：嫁接西瓜;優(yōu)化施肥;蚯蚓糞;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類號(hào)：S651 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2021）05-030-06

Effects of optimum fertilization combined with vermicompost organic on yield and quality of grafted watermelon

WANG Enyu1， GAO Sen1， LI Wanru1， ZHANG Xian1， ZHANG Yong1， GAO Yuyin2， LI Hao1， WEI Chunhua1， YANG Jianqiang1， MA Jianxiang1

（1. College of Horticulture， Northwest A&F University， Yangling 712100， Shaanxi，China; 2. Xuzhou Shunran Agricultural Technology Development Co.， Ltd， Xuzhou 221000， Jiangsu，China）

Abstract： To explore the effect of optimal fertilization combined with vermicompost instead of conventional fertilization on the growth of grafted watermelon.This experiment is based on optimized fertilization set 4 different gradient organic fertilizer treatments for vermicompost： Q400， Q500， Q600， Q700， with no fertilization （CK） and conventional fertilization （CF） as controls， to study the effects of different fertilization treatments on the growth， yield and quality of grafted watermelon. Results： Compared with CF， there was no significant difference in vine length between optimized fertilization and different gradients of vermicompost organic fertilizer; Q400 and Q500 treatments had no significant difference in stem thickness and chlorophyll content from CF; Q500 treatment did not significantly increase yield compared with CF ， but the partial productivity of fertilizers， the agronomic utilization rate of fertilizers were significantly improved， and the fruit quality was also significantly improved. The content of vatamin C， soluble protein， sugar-to-acid ratio， central soluble solids， and reducing sugars were significantly increased. The total soluble sugar content was not different from that of CF significantly. Comprehensive analysis of growth， yield and quality indicators shows that Q500 is the best treatment. On the basis of CF， it can reduce the amount of fertilizer by 99.8 kg·667 m-2. Therefore， the Q500 treatment （N 9.6 kg·667 m-2， P2O5 4 kg·667 m-2， K2O 8.8 kg·667 m-2， vermicompost organic fertilizer 500 kg·667 m-2） can replace conventional fertilization in watermelon production in Shaanxi.

Key words： Grafted watermelon;Optimized fertilization; Vermicompost; Yield; Quality

西瓜是我國夏季主要水果之一，味甜多汁、清熱解渴、營養(yǎng)豐富，且適應(yīng)性強(qiáng)，栽培周期短，是我國高效園藝作物之一[1]。2018年，我國瓜果類種植總面積為217.72萬hm2，西瓜種植面積151.79萬hm2，約占總面積的69.7%[2]。西瓜是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)高附加值作物，我國化肥過量施用問題比較突出，目前一些設(shè)施西瓜種植戶也意識(shí)到不合理施肥的嚴(yán)重性，開始采用有機(jī)肥與化肥配施模式，但仍缺乏科學(xué)、系統(tǒng)、高效的施肥技術(shù)指導(dǎo)。陜西西瓜主產(chǎn)區(qū)農(nóng)戶施肥狀況調(diào)查顯示，農(nóng)戶施肥存在化肥過量施用且氮、磷、鉀肥施入比例不當(dāng)及有機(jī)肥盲目施用等問題[3-4]，養(yǎng)分施入量遠(yuǎn)大于西瓜生長需求量。過量使用化肥不但會(huì)降低農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)及肥料利用率[5-6]，還會(huì)導(dǎo)致一系列環(huán)境問題，如土壤酸化、土壤板結(jié)退化、大氣氮沉降、水質(zhì)下降、水體嚴(yán)重污染等[7-9]。設(shè)施栽培由于長期重茬種植，土壤問題更為嚴(yán)重[10]。

目前已有研究結(jié)果表明，利用有機(jī)肥和化肥進(jìn)行配施能夠改良土壤，提高土壤肥力，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)[11]。適量減少化肥施用配施有機(jī)肥并不會(huì)降低西瓜的產(chǎn)量，同時(shí)可以增強(qiáng)西瓜長勢(shì)，其主蔓長度、葉片數(shù)和節(jié)位數(shù)均有所增加，可溶性固形物、可溶性蛋白、維生素C等品質(zhì)指標(biāo)含量也顯著提升[12-14]。蚯蚓糞有機(jī)肥通氣、排水性好，持水量高，且表面積大，能較好地吸收和保持營養(yǎng)物質(zhì)[15]。研究表明施入蚯蚓糞有機(jī)肥可以降低園藝作物植株發(fā)病率，促進(jìn)作物的生長發(fā)育及養(yǎng)分的吸收[16-19]。前人研究多集中于蚯蚓糞在園藝植物育苗上的應(yīng)用效果，而關(guān)于不同用量蚯蚓糞有機(jī)肥對(duì)設(shè)施西瓜生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的研究較少。

筆者以嫁接西瓜甜王為材料，在優(yōu)化施肥基礎(chǔ)上，設(shè)置不同用量蚯蚓糞有機(jī)肥處理，研究不同蚯蚓糞用量對(duì)嫁接西瓜生長、產(chǎn)量、品質(zhì)及肥料農(nóng)學(xué)利用率、肥料偏生產(chǎn)力的影響，探究蚯蚓糞有機(jī)肥的最佳用量，以期為蚯蚓糞有機(jī)肥在陜西地區(qū)設(shè)施西瓜生產(chǎn)中科學(xué)施用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年3—7月在陜西省楊陵區(qū)五泉鎮(zhèn)西甜瓜試驗(yàn)示范基地進(jìn)行。試驗(yàn)地位于北緯34 °16 ′56.24 ″，東經(jīng)108 °4 ′27.95 ″，屬于大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均氣溫為13 ℃，年降雨量635.1～663.9 mm，年均植被蒸發(fā)量993.2 mm，濕潤指數(shù)0.64，無霜期213 d。試驗(yàn)于塑料大棚內(nèi)進(jìn)行，大棚長度、跨度、高度分別為110 m、8 m、3 m。試驗(yàn)前0～20 cm的土壤理化性狀：pH值7.9，EC值177.6 ?s·cm-1，速效氮（w，后同）55.6 mg·kg-1，速效磷113.4 mg·kg-1;速效鉀323.7 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)為1.6%。

1.2 材料

供試作物西瓜，接穗品種為甜王，白籽南瓜做砧木，嫁接苗購自楊凌示范區(qū)苗木繁育中心。供試有機(jī)肥包括蚯蚓糞、干雞糞。蚯蚓糞由陜西運(yùn)康生物科技有限公司提供（N+P2O5+K2O≥5%），干雞糞經(jīng)新鮮雞糞發(fā)酵腐熟而成。供試化肥：尿素（N 46%）購自陜西渭河重化工有限責(zé)任公司，過磷酸鈣（P2O5 17%）購自云南個(gè)舊瑞綠肥業(yè)有限公司，硫酸鉀（K2O 52%）購自青海中信國安鋰業(yè)發(fā)展有限公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列設(shè)計(jì)，設(shè)有6個(gè)處理，3個(gè)重復(fù)，共18個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積20 m2，每個(gè)小區(qū)定植20株西瓜，行距200 cm，株間距50 cm，共計(jì)360株，爬地栽培，三蔓整枝。在優(yōu)化施肥基礎(chǔ)上，設(shè)置4個(gè)不同梯度蚯蚓糞有機(jī)肥處理（表1）：Q400、Q500、Q600、Q700，以不施肥（CK）和常規(guī)施肥（CF）為對(duì)照，常規(guī)施肥用量參考陜西設(shè)施西瓜主產(chǎn)區(qū)農(nóng)戶平均施肥量[20]。蚯蚓糞有機(jī)肥處理中化肥用量參考陜西地區(qū)設(shè)施西瓜優(yōu)化推薦化肥施用量[20]。本試驗(yàn)將各處理中總施肥量的60%尿素、60%硫酸鉀、100%過磷酸鈣以及全部有機(jī)肥作為基肥，綜合小區(qū)劃分情況采用溝施的方法，將肥料結(jié)合深耕施在根系分布集中的區(qū)域，40%尿素和40%硫酸鉀在果實(shí)膨大期追肥，見表1。嫁接西瓜苗于3月13日定植，花期人工授粉，各處理田間管理方式一致。于西瓜坐果期、膨大期、成熟期測(cè)定植株長勢(shì)，在成熟期采集西瓜，測(cè)定西瓜形態(tài)、產(chǎn)量和品質(zhì)。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.4.1 植株生長指標(biāo)測(cè)定 各小區(qū)隨機(jī)選取3株長勢(shì)一致、具有代表性的植株測(cè)定其主蔓長、莖粗和葉綠素含量。在坐果期使用卷尺測(cè)量蔓長，測(cè)量部位從主蔓嫁接位置處開始，至生長點(diǎn)結(jié)束;分別在坐果期、膨大期、成熟期使用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量莖粗，測(cè)量部位始終為西瓜主莖基部到嫁接部位;葉綠素含量（SPAD）采用便攜式手持葉綠素儀測(cè)定，始終測(cè)定距根部第5～第6片真葉。

1.4.2 果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定 在果實(shí)成熟后，各處理選取15個(gè)具有代表性的西瓜測(cè)定單瓜質(zhì)量，計(jì)算平均單瓜質(zhì)量，并折算畝產(chǎn)量，從中選取6個(gè)，縱切果實(shí)，測(cè)量果實(shí)縱徑、橫徑和皮厚，計(jì)算果形指數(shù)（縱徑/橫徑），用四分取樣法取西瓜果肉測(cè)定營養(yǎng)品質(zhì)：采用TD-45手持測(cè)糖儀測(cè)定果實(shí)可溶性固形物含量（浙江托普儀器有限公司）;用蒽酮比色法測(cè)定可溶性總糖含量;采用考馬斯亮蘭G-250染色法測(cè)定可溶性蛋白含量;采用3，5-二硝基水楊酸法測(cè)定果實(shí)還原糖含量;用鉬藍(lán)比色法測(cè)定維生素C含量;NaOH滴定法測(cè)定可滴定酸含量[21]。

1.4.3 肥料偏生產(chǎn)力和肥料農(nóng)學(xué)利用率計(jì)算方法 肥料偏生產(chǎn)力（kg·kg-1）=單位面積作物產(chǎn)量/單位面積養(yǎng)分施入量;

肥料農(nóng)學(xué)利用率（kg·kg-1）=（施肥處理作物產(chǎn)量-空白處理作物產(chǎn)量）/養(yǎng)分施入量[22-24]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析，采用單因素方差分析法分析顯著性差異，多重比較采用Duncan法，用Excel 2016軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 優(yōu)化施肥配施蚯蚓糞有機(jī)肥對(duì)嫁接西瓜生理生長的影響

由圖1可以看出，不同處理西瓜主蔓長差異不顯著，各處理主蔓長為262.22～281.11 cm，其中CK主蔓長最小，Q500主蔓長最大，Q400、Q500較CF主蔓長分別增加了2.07%和2.64%。表明優(yōu)化施肥配施適量蚯蚓糞有機(jī)肥與CF相比并不會(huì)使西瓜蔓長生長減弱，Q400、Q500處理效果較好。

由表2可以看出，隨著生育期的延長各處理莖粗逐漸增大;在各生育期隨蚯蚓糞有機(jī)肥用量的增大莖粗呈現(xiàn)出先增大后降低再增大趨勢(shì)，不同生育期均在Q500處理時(shí)莖粗達(dá)到最大值。在整個(gè)生育期Q500處理西瓜莖粗均與CF無顯著差異，在整個(gè)生育期內(nèi)CK處理莖粗均低于其他處理。由此可見，施入適量化肥和有機(jī)肥會(huì)促進(jìn)西瓜莖粗的生長;優(yōu)化施肥配施適量蚯蚓糞有機(jī)肥與CF比并不會(huì)減弱莖粗生長，Q500為最佳處理。

由表3可以看出，葉片葉綠素含量隨著生育期的延長先升高后降低。在坐果期和膨大期，優(yōu)化施肥配施蚯蚓糞有機(jī)肥處理與CF相比葉綠素含量無顯著差異。在成熟期時(shí)，隨著蚯蚓糞有機(jī)肥用量的增大各處理葉綠素含量先增大后減少，在Q500時(shí)葉綠素含量最高，Q500與CF處理間葉綠素含量無顯著差異。在整個(gè)生育期內(nèi)CK處理葉綠素含量均顯著低于其他處理，表明施用化肥或有機(jī)肥可顯著提高西瓜植株葉片葉綠素含量;在坐果期和膨大期，優(yōu)化施肥配施適量蚯蚓糞有機(jī)肥與CF相比不會(huì)顯著降低葉片中葉綠素含量。

2.2 優(yōu)化施肥配施蚯蚓糞有機(jī)肥對(duì)嫁接西瓜形態(tài)指標(biāo)的影響

由表4可知，除Q600處理外，其他施肥處理西瓜果實(shí)縱徑均顯著高于CK，Q600處理西瓜果實(shí)縱徑大于CK，但差異不顯著。各施肥處理西瓜果實(shí)橫徑均顯著大于CK，但各施肥處理間西瓜果實(shí)橫徑差異不顯著。各處理果皮厚度無顯著差異。不同處理果形指數(shù)表現(xiàn)為：Q700>CF>CK>Q500>Q400>Q600，其中Q700處理果形指數(shù)顯著高于Q400、Q600處理，但與CK和CF、Q500相比無顯著差異。

2.3 優(yōu)化施肥配施蚯蚓糞有機(jī)肥對(duì)嫁接西瓜品質(zhì)的影響

2.3.1 風(fēng)味品質(zhì)指標(biāo) 由表5可以看出，與CF和CK相比，施用蚯蚓糞有機(jī)肥處理中心可溶性固形物含量均有所提升，Q500處理中心可溶性固形物含量含量最高，顯著高于CK和CF處理，分別提高了10.90%和8.49%。不同處理西瓜邊緣可溶性固形物含量以及中邊差2個(gè)指標(biāo)差異均不顯著。與CK和CF相比，施用蚯蚓糞有機(jī)肥可顯著降低西瓜有機(jī)酸含量，且施用蚯蚓糞有機(jī)肥4個(gè)處理間西瓜有機(jī)酸含量差異不顯著。施用蚯蚓糞有機(jī)肥可顯著提高西瓜糖酸比，Q500處理西瓜糖酸比最高，顯著高于其他3個(gè)蚯蚓糞有機(jī)肥處理。綜合分析認(rèn)為，優(yōu)化施肥配施蚯蚓糞有機(jī)肥可以促進(jìn)西瓜中心可溶性固形物的積累以及糖酸比的提高，Q500處理西瓜風(fēng)味品質(zhì)最佳。

2.3.2 營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo) 由圖2可以看出，隨著蚯蚓糞有機(jī)肥用量的增加，西瓜維生素C、可溶性蛋白、可溶性總糖、還原糖含量均呈現(xiàn)先增加后降低趨勢(shì)，且均以Q500處理含量為最高。其中，Q500處理維生素C含量較CK和CF處理分別顯著提高了27.21%、16.78%。與CK和CF相比，配施不同蚯蚓糞用量有機(jī)肥處理可顯著提高可溶性蛋白含量。施用蚯蚓糞有機(jī)肥Q500處理可溶性總糖含量顯著高于CK處理，與CF相比差異不顯著。Q500處理還原糖含量顯著高于CK和CF處理，分別提升了7.68%、3.53%。由此可知，優(yōu)化施肥配施蚯蚓糞有機(jī)肥可顯著提高西瓜維生素C、可溶性蛋白含量，Q500處理下西瓜品質(zhì)改善作用最佳。

2.4 優(yōu)化施肥配施蚯蚓糞有機(jī)肥對(duì)嫁接西瓜產(chǎn)量的影響

由表6可以看出，與CK相比，各施肥處理顯著提升了西瓜單瓜質(zhì)量和產(chǎn)量;優(yōu)化施肥配施蚯蚓糞有機(jī)肥與CF相比西瓜單瓜質(zhì)量和產(chǎn)量無顯著差異。肥料偏生產(chǎn)力和肥料農(nóng)學(xué)利用效率均呈現(xiàn)出隨著蚯蚓糞有機(jī)肥用量的增加逐漸降低趨勢(shì)，且施用蚯蚓糞有機(jī)肥處理的肥料偏生產(chǎn)力和肥料農(nóng)學(xué)利用效率均顯著高于CF處理，其中Q400處理肥料偏生產(chǎn)力和肥料農(nóng)學(xué)利用效率均最高，分別為114.50 kg·kg-1、25.29 kg·kg-1。Q400處理的肥料農(nóng)學(xué)利用效率與Q500處理無顯著差異。綜合分析認(rèn)為，優(yōu)化施肥配施適量蚯蚓糞有機(jī)肥與CF相比，西瓜單瓜質(zhì)量和產(chǎn)量均無顯著差異，但肥料偏生產(chǎn)力和肥料農(nóng)學(xué)利用率均顯著提高，其中Q400、Q500處理效果較好。

3 討論與結(jié)論

化肥在西瓜生產(chǎn)中起到了不可或缺的作用，但生產(chǎn)中常存在化肥施用過量的情況，既浪費(fèi)了資源，又破壞了環(huán)境。有機(jī)肥通過延緩養(yǎng)分有效性、持續(xù)釋放養(yǎng)分更貼合作物的生長[25-26]，蚯蚓糞有機(jī)肥憑借改善土壤質(zhì)量、促進(jìn)植物生長、防控植株病害等功能作用，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣[27]。因此在優(yōu)化施肥基礎(chǔ)上探究適宜蚯蚓糞有機(jī)肥用量，可為建立西瓜科學(xué)、合理、高效的施肥模式提供理論依據(jù)。

本研究結(jié)果表明，在優(yōu)化施肥基礎(chǔ)上配施適量蚯蚓糞有機(jī)肥并不會(huì)影響西瓜的生長，Q500處理蔓長、莖粗、葉綠素含量、瓜縱橫徑、果形指數(shù)與常規(guī)施肥相比沒有顯著差異。谷端銀等[4]研究表明減少化肥用量配施有機(jī)肥并不會(huì)影響西瓜的主蔓長、主莖粗、葉綠素含量、葉面積、瓜縱橫徑、果形指數(shù)等生長指標(biāo)。姚春霞等[14]研究也表明在土壤養(yǎng)分基礎(chǔ)好的條件下，減少化肥施入量對(duì)西瓜的生長、單瓜質(zhì)量等指標(biāo)沒有顯著影響，與本研究結(jié)論一致。而蚯蚓糞本身含有豐富的營養(yǎng)元素，作物可通過根系快速吸收并利用，從而加快作物體內(nèi)有機(jī)物的形成，從而提高產(chǎn)量和品質(zhì)[28-29]。劉學(xué)才等[30]、周冬興等[31]、曾令濤等[27]、張寧[32]研究發(fā)現(xiàn)施肥時(shí)適量加入蚯蚓糞有機(jī)肥可明顯提高番茄、西瓜果實(shí)中的可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C、可溶性固形物含量等品質(zhì)指標(biāo)，同時(shí)增加產(chǎn)量。本試驗(yàn)結(jié)果與上述研究結(jié)果一致，配施蚯蚓糞有機(jī)肥與常規(guī)施肥相比，Q500處理顯著提高了果實(shí)品質(zhì)，西瓜中心可溶性固形物含量、糖酸比、維生素C含量、可溶性蛋白含量、還原糖含量等顯著提高，對(duì)可溶性總糖含量影響不顯著。本研究中配施蚯蚓糞有機(jī)肥處理的西瓜產(chǎn)量與常規(guī)施肥相比沒有顯著提升，可能是常規(guī)施肥中雞糞有機(jī)肥用量太多所致。

綜上所述，在陜西地區(qū)設(shè)施西瓜栽培模式下，Q500處理與常規(guī)施肥相比，蔓長、莖粗、葉綠素含量、產(chǎn)量均無顯著差異，但肥料偏生產(chǎn)力、肥料農(nóng)學(xué)利用率顯著高于常規(guī)施肥處理;果實(shí)品質(zhì)也明顯改善，Q500處理的中心可溶性固形物含量、還原糖含量、維生素C含量、可溶性蛋白含量、糖酸比均顯著提升，可溶性總糖含量與常規(guī)施肥相比差異不顯著。綜合考慮西瓜生長、產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)及肥料農(nóng)學(xué)利用率和肥料偏生產(chǎn)力，Q500處理表現(xiàn)最佳。在目前化肥普遍施用過量、有機(jī)肥盲目施用的情況下，本結(jié)論可為陜西地區(qū)西瓜科學(xué)施肥提供參考，可在當(dāng)?shù)匚鞴仙a(chǎn)中推廣應(yīng)用。

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