王素萍 張貴友 杜雷 姜利 黃翔

程維舜 羅茜 葉莉霞 洪娟

我國是化肥生產(chǎn)和使用大國，近幾年，隨著我國種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，經(jīng)濟作物種植面積不斷擴大，其肥料用量已經(jīng)超過糧食作物，經(jīng)濟作物成為我國化肥消耗的主體。甜瓜是一種蔓性草本植物，果實營養(yǎng)豐富，甘甜爽口，風味獨特，是世界公認的十大健康水果之一[1]，也是武漢地區(qū)具有比較優(yōu)勢的經(jīng)濟作物之一。武漢地區(qū)西甜瓜常年種植面積在1.6萬hm2左右，近年來在種植業(yè)中所占的比例逐年提高，已成為種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的復(fù)興產(chǎn)業(yè)。

目前農(nóng)戶在甜瓜種植管理上較為粗放，施肥不合理，甜瓜產(chǎn)量不穩(wěn)定、品質(zhì)比較低，難以滿足日益增長的市場需要[2～4]。許多科研工作者[5～7]對當?shù)靥鸸鲜┓蔬M行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)甜瓜種植中存在有機肥施用量偏少；化肥施用種類單一，偏施磷肥和氮肥，不重視鉀肥以及微量元素肥；平衡施肥觀念淡薄，施用量盲目隨意等問題。過量施肥，不僅不能提高農(nóng)作物產(chǎn)量，還會造成肥料資源的浪費，導致農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降、土壤養(yǎng)分大量盈余[8]，對環(huán)境造成一定程度的為害。目前，解決農(nóng)作物種植中化肥過量施用造成的資源浪費問題迫在眉睫，大量研究表明，有機肥部分替代化肥對農(nóng)作物的生長有較好的促進作用，而且對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的提升[9～11]和土壤改良有重要作用[12～14]。為了探索甜瓜種植的合理施肥模式，本研究在農(nóng)戶習慣施肥基礎(chǔ)上，設(shè)計優(yōu)化施肥方案，研究測土配方施肥和有機肥替代化肥對甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)、養(yǎng)分及土壤養(yǎng)分等的影響，提出可推廣應(yīng)用的甜瓜合理施肥模式。

1 材料與方法

1.1 試驗基本情況

本試驗在武漢市代家灣生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司（113.725147°E，30.398437°N）進行，土壤類型為壤土，前茬作物為西瓜。耕層土壤的理化性狀如下：pH值6.55，容重1.31 g/cm3，有機質(zhì)15.77 g/kg，堿解氮74.76 mg/kg，有效磷36.11 mg/kg，速效鉀86.89 mg/kg，含水量為26.45%。

1.2 供試作物與肥料

供試作物：甜瓜，品種名為日本甜寶，種子購于武漢市蔡甸區(qū)成功鄉(xiāng)農(nóng)資店。

供試肥料：尿素（N 46%），過磷酸鈣（P2O516%），硫酸鉀（K2O 51%），有機肥（有機質(zhì)含量為47%，有機碳含量為27.26%，N、P2O5、K2O含量分別為2.80%、0.82%、1.38%），均采購于化工市場。復(fù)合肥（15-15-15）、復(fù)合肥（17-17-17）均來源于成都市新都化工股份有限公司。

1.3 試驗時間

2021年4月3日整地、施肥，4月11日移栽，行距60 cm、株距40 cm，分別于4月30日（伸蔓期）、5月21日（結(jié)果期）、6月10日（果實膨大期）追肥，7月6日試驗結(jié)束。

1.4 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)4個處理，3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積50 m2，其他田間管理一致。4個處理為：空白對照（CK），不施肥；習慣施肥（T1），按照當?shù)剞r(nóng)民習慣施肥，底肥施用復(fù)合肥（15-15-15）50 kg/667 m2、商品有機肥50 kg/667 m2，結(jié)果期追施復(fù)合肥（17-17-17）15 kg/667 m2和硫酸鉀10 kg/667 m2；測土配方施肥，即推薦施肥（T2），施用尿素30 kg/667 m2、過磷酸鈣35 kg/667 m2、硫酸鉀15 kg/667 m2，其中過磷酸鈣一次性基施，尿素基追比為1∶2∶2∶2，硫酸鉀基追比為3∶2∶3∶2，分別在伸蔓期、結(jié)果期和果實膨大期追肥；有機肥替代化肥（T3），基施有機肥300 kg/667 m2，化肥施用量為推薦施肥量的80%，施用方式與推薦施肥（T2）一致。

1.5 采樣及指標測定

①土壤樣品采集與測定 a.樣品采集。試驗前采集耕層（0～20 cm）土壤樣品，作物收獲后，采取多點混合法采集各小區(qū)土壤樣品，充分混合后采用“四分法”留取1 kg土壤樣品，帶回實驗室，取部分鮮樣用于分析土壤微生物含量，其他樣品風干，除去植物殘體和礫石，碾碎，過篩裝袋，供化學分析用。

b.土壤物理性狀。在甜瓜收獲期采用環(huán)刀法測定土壤容重，采用SC-900土壤緊實度儀直接測試土壤緊實度。

樣品檢測

c.土壤化學性狀。pH值：電位法；有機質(zhì)：重鉻酸鉀氧化外加熱法；堿解氮：堿解擴散法；有效磷：碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法；速效鉀：乙酸銨浸提—火焰光度法。

d.土壤微生物數(shù)量。采用稀釋平板計數(shù)法測定土壤中微生物數(shù)量。細菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基；放線菌采用改良高氏I號培養(yǎng)基；真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基；每處理3次重復(fù)，結(jié)果以每1 g干土所含數(shù)量表示。

②果實外觀性狀指標 在甜瓜收獲期，每小區(qū)隨機選取3個果實，測定瓜縱徑長、瓜橫徑長和單瓜質(zhì)量。

③甜瓜產(chǎn)量 甜瓜收獲期按小區(qū)單獨收獲計產(chǎn)。

④果實品質(zhì)測定 甜瓜收獲期，測定果實品質(zhì)。采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定VC含量，用紫外采集分光光度法測定硝酸鹽含量，用考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白含量。

⑤養(yǎng)分積累量 甜瓜收獲期，采集植株藤蔓樣，風干磨碎，采用H2SO4-H2O2消解，采用德國AA3流動分析儀測定氮素和磷素含量，用火焰光度計測定鉀素含量。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析，采用最小顯著差數(shù)法（LSD）進行檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對甜瓜果實外觀性狀的影響

由表1可知，施肥對瓜縱徑的影響不顯著，但可在一定程度上增加瓜橫徑，其中T2的瓜橫徑最大，顯著高于對照，T1和T3的瓜橫徑也高于對照，但差異不顯著。施肥還能提高單瓜質(zhì)量，與對照相比，施肥組的單瓜質(zhì)量增幅為8.16%～22.45%，優(yōu)化施肥處理 （T2和T3）的單瓜質(zhì)量比T1增加11.32%～13.21%，且T3、T2與對照之間差異達顯著水平。

表1 不同施肥處理對甜瓜果實外觀性狀的影響

2.2 不同施肥處理對甜瓜產(chǎn)量的影響

由表2可知，施肥可以顯著促進甜瓜產(chǎn)量的增加，與CK相比，施肥處理的甜瓜增產(chǎn)量為581～1 138 kg/667 m2，增產(chǎn)率為21.98%～43.06%。施肥處理以T1的甜瓜產(chǎn)量最低，為3 224 kg/667 m2，顯著低于其他2個施肥處理，其中，T2的甜瓜產(chǎn)量最高，為3 781 kg/667 m2，但與T3處理差異不顯著。相比T1，優(yōu)化施肥處理的產(chǎn)量增加433～557 kg/667 m2，增幅達13.43%～17.28%。

表2 不同施肥處理對甜瓜產(chǎn)量的影響

2.3 不同施肥處理對甜瓜品質(zhì)的影響

由表3可知，施用肥料顯著增加了甜瓜果實硝酸鹽的含量，與CK相比，施肥處理的甜瓜果實硝酸鹽含量增加29.40%～108.03%。施肥處理中，T1的硝酸鹽含量顯著高于其他2個施肥處理，為713.01 mg/kg，T3的甜瓜果實硝酸鹽含量最低，為443.50 mg/kg。施肥對甜瓜果實VC含量有顯著促進作用，相比對照，施肥處理果實VC含量的增幅為35.62%～75.01%，其中以T2的VC含量最高，優(yōu)化施肥處理的甜瓜果實VC含量明顯高于T1，增幅為10.38%～29.04%。施肥能顯著增加甜瓜果實可溶性糖含量，與CK相比，施肥處理的甜瓜果實可溶性糖含量增加8.26%～13.76%。優(yōu)化施肥處理的甜瓜果實可溶性糖含量高于T1，增幅均為5.08%。施肥還能增加甜瓜果實可溶性蛋白的含量，與CK相比，施肥處理的甜瓜果實可溶性蛋白含量增加2.78%～39.58%，優(yōu)化施肥處理的甜瓜果實可溶性蛋白含量高于T1，增幅為5.41%～35.81%。

表3 不同施肥處理對甜瓜品質(zhì)的影響

2.4 不同施肥處理對甜瓜藤蔓干物質(zhì)及養(yǎng)分積累量的影響

從表4可以看出，施肥可顯著促進甜瓜藤蔓干物質(zhì)量的增加，與CK相比，施肥處理的藤蔓干物質(zhì)量增加了24.22%～48.92%，T2的干物質(zhì)量最大，為197.64 kg/667 m2，顯著高于T1，增幅為19.88%，其次為T3，但其與T1的藤蔓干物質(zhì)積累量無顯著差異。

表4 不同施肥處理對甜瓜藤蔓干物質(zhì)及養(yǎng)分積累量的影響 kg/667 m2

施肥能顯著促進甜瓜藤蔓氮素積累量的增加，與CK相比，施肥處理的氮素積累量增加23.94%～73.65%，T2的氮素積累量最大，為4.96 kg/667 m2，其次為T1，氮素積累量為4.35 kg/667 m2，T3的氮素積累量為3.52 kg/667 m2。施肥還能促進甜瓜藤蔓磷素積累量的增加，與CK相比，施肥處理的磷素積累量增加了22.25%～35.56%，其中，T1和T2的磷素積累量較高，但3個施肥處理間的磷素積累量無顯著差異。施肥能顯著促進甜瓜藤蔓鉀素積累量增加，與CK相比，施肥處理的鉀素積累量增加了35.78%～63.73%，其中，T2的鉀素積累量最大，為3.34 kg/667 m2，其次為T1，積累量為2.85 kg/667 m2，T3為2.77 kg/667 m2。

2.5 不同施肥處理對土壤物理性狀的影響

從表5可見，甜瓜收獲后不同施肥處理對土壤的容重、緊實度和耕層深度均無顯著影響。

表5 不同施肥處理對土壤物理性狀的影響

2.6 不同施肥處理對土壤養(yǎng)分含量的影響

從表6可見，甜瓜收獲后不同施肥處理間土壤的pH值無顯著差異；在土壤有機質(zhì)含量上，T3最高，顯著高于其他處理，T2、T1和CK間差異不顯著；土壤堿解氮含量為T1＞T3＞T2＞CK，且T1和T3顯著高于T2和CK；有效磷含量與土壤堿解氮含量呈現(xiàn)相似規(guī)律，呈現(xiàn)T1＞T3＞T2＞CK，且T1顯著高于其他3個處理；速效鉀含量呈現(xiàn)T2＞T3＞T1＞CK，其中，T2顯著高于T3，T3顯著高于T1和CK。

表6 不同施肥處理對土壤養(yǎng)分含量的影響

2.7 不同施肥處理對土壤微生物數(shù)量的影響

從表7可以看出，各處理的土壤細菌數(shù)量和放線菌數(shù)量呈相同變化規(guī)律，施肥處理的土壤細菌數(shù)量和放線菌數(shù)量都顯著高于CK。各施肥處理中，T1的土壤細菌數(shù)量和放線菌數(shù)量顯著低于其他施肥處理，T3的細菌和放線菌數(shù)量則最高，各處理的土壤細菌和放線菌數(shù)量為T3＞T2＞T1＞CK；各處理的土壤真菌數(shù)量表現(xiàn)為CK＞T1＞T2＞T3，CK顯著高于各施肥處理。

表7 不同施肥處理對土壤微生物數(shù)量的影響

3 結(jié)論

甜瓜是深受消費者喜愛的水果之一，也是我國重要的經(jīng)濟作物，化肥在甜瓜生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍，然而長期施用化肥會導致土壤板結(jié)及土壤次生鹽漬化等問題，因此有機肥作為我國甜瓜生產(chǎn)中的重要肥料品種被廣泛研究和應(yīng)用。

本試驗結(jié)果表明，施肥對甜瓜橫縱徑比無顯著差異，但能顯著促進單瓜質(zhì)量的增加，增幅為8.16%～22.45%，優(yōu)化施肥后單瓜質(zhì)量增加11.32%～13.21%。施肥可顯著提高甜瓜的產(chǎn)量，產(chǎn)量可增加581～1 138 kg/667 m2，增產(chǎn)率為21.98%～43.06%；優(yōu)化施肥后產(chǎn)量增加433～557 kg/667 m2，增幅達13.43%～17.28%。施肥處理的甜瓜果實硝酸鹽、VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量分別增加29.40%～108.03%、35.62%～75.01%、8.26%～13.76%和2.78%～39.58%，以有機肥替代化肥（T3）處理甜瓜果實中的硝酸鹽含量最低。優(yōu)化施肥處理的甜瓜果實VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量明顯高于農(nóng)民習慣施肥（T1），增幅分別為10.38%～29.04%、5.08%和5.41%～35.81%。施肥處理使甜瓜藤蔓干物質(zhì)量增加了24.22%～48.92%，優(yōu)化施肥處理藤蔓干物質(zhì)量高于農(nóng)民習慣施肥（T1）。施肥還能促進甜瓜藤蔓氮素、磷素和鉀素積累量的增加，增幅分別為23.94%～73.65%、22.25%～35.56%和35.78%～63.73%，推薦施肥（T2）的氮素和鉀素積累量最大，有機肥替代化肥（T3）的氮素和鉀素積累量最低，所有施肥處理間的磷素積累量無顯著差異。

供試甜瓜田間生長狀態(tài)

甜瓜收獲后，不同施肥處理土壤的容重、緊實度和耕層深度等物理性狀均無顯著差異，4個處理的土壤pH值也無顯著差異。有機肥替代化肥（T3）處理的土壤有機質(zhì)含量顯著高于其他處理，其他3個處理間的有機質(zhì)含量無顯著差異；4個處理的土壤堿解氮和有效磷含量變化趨勢一致，均表現(xiàn)為農(nóng)民習慣施肥（T1）最高，推薦施肥（T2）最低；土壤速效鉀含量表現(xiàn)為推薦施肥（T2）最高，農(nóng)民習慣施肥（T1）最低。土壤細菌數(shù)量和放線菌數(shù)量呈相同規(guī)律，施肥處理的土壤細菌數(shù)量和放線菌數(shù)量都顯著升高，其中，以優(yōu)化施肥處理的土壤中細菌數(shù)量和放線菌數(shù)量較高，但真菌數(shù)量明顯低于農(nóng)民習慣施肥（T1）。2種優(yōu)化施肥（T2和T3）方法都能顯著提高甜瓜的產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)，改善土壤的養(yǎng)分狀況，豐豐富土壤的微生物數(shù)量，其中以有機肥替代化肥（T3）效果最佳，后期可以大面積推廣應(yīng)用。