于洪久，劉杰，張楠，苗麗麗，鐘鵬，左辛，王大蔚

（1.黑龍江省黑土保護(hù)利用研究院，黑龍江哈爾濱 150086；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)微生物菌劑工程技術(shù)研究中心，黑龍江哈爾濱 150086）

黑龍江省是農(nóng)業(yè)大省，每年糧食產(chǎn)量穩(wěn)定在750億kg以上，同時，秸稈資源量達(dá)到1.3億t，可收集量達(dá)到1億t左右[1]。隨著農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用技術(shù)日趨成熟，尤其是秸稈發(fā)電和直燃供暖技術(shù)的發(fā)展，不僅緩解了我國長期能源供應(yīng)緊張局面[2]，而且避免了秸稈直接燃燒對環(huán)境的危害。秸稈直接燃燒后會產(chǎn)生10%～15%的灰分[3-4]，呈粉狀或燒結(jié)狀態(tài)，主要成分以堿金屬尤其是鉀的化合物、二氧化硅為主，含有少量的鐵、鋁、鈣、鎂、磷的化合物，同時含有少量未燃盡的固定碳[5-6]。大量研究表明硅對許多植物的生長發(fā)育都有一定生理效應(yīng)，硅元素已被列為有益元素[7]。施硅可大幅度提高植株葉綠體含量，光合強(qiáng)度也有不同程度的上升[8-10]。硅能使蔬菜機(jī)械組織細(xì)胞硅質(zhì)化，增強(qiáng)植株抗倒伏能力[11]。秸稈灰顆粒中有一定的空隙結(jié)構(gòu)，可以吸附其他物質(zhì)，施入土壤后能提高土壤的保水性和肥料的利用效率[12]。因此，合理有效地對秸稈灰進(jìn)行綜合利用，既可以解決秸稈灰環(huán)境污染問題，同時能夠促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的良性循環(huán)[13-14]。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1試驗(yàn)地概況。供試土壤為黑土，pH 6.75，有機(jī)質(zhì)含量27.8 g/kg，有效氮含量139.6 mg/kg，有效磷含量27.5 mg/kg，有效鉀含量153.7 mg/kg

1.1.2供試材料。供試甜瓜品種為龍?zhí)?號。

1.1.3供試肥料。肥料選用尿素（N 46%）、磷酸二銨（N 18%、P2O546%）、硫酸鉀（K2O 50%）；秸稈灰來源于綏化市鑫源城市建設(shè)投資發(fā)展有限公司玉米秸稈直燃供熱的產(chǎn)物；菌肥（膠質(zhì)芽胞桿菌Bacillus mucilaginosus Krassilnikov）由黑龍江省農(nóng)業(yè)微生物菌劑工程技術(shù)研究中心保藏。

1.2 方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計。試驗(yàn)在黑龍江省綏化市榆林鎮(zhèn)林森村甜瓜種植基地進(jìn)行，小區(qū)面積為5.2 m×10 m（52 m2），每個小區(qū)4行，行距130 cm，株距40 cm，采用播種覆膜栽培方式，于5月20日播種，主蔓4～5片真葉時留4葉摘心，留子蔓坐瓜。甜瓜施肥處理共5個處理，4次重復(fù)（表1）。氮肥（50%）、磷肥、鉀肥、秸稈灰、菌肥以底肥形式一次性施入，氮肥（50%）在甜瓜開花坐果期施入。

表1 甜瓜肥料試驗(yàn)處理 kg/hm2

1.2.2測定項(xiàng)目和方法。①秸稈灰成分分析。秸稈灰進(jìn)行粉碎、過篩后，經(jīng)60℃干燥至恒重備用。采用ICP-OES（電感耦合等離子原子發(fā)射光譜）測定秸稈灰的主要化學(xué)元素成分及其含量[15]；采用紅外光譜法（Infrared absorption spectroscopy，IR）測定有機(jī)物含量；采用填裝方法測定密度；采用烘干法測定含水率；采用風(fēng)干法測定失水速率；采用pH計測定pH。②甜瓜理化性狀分析。葉片SPAD值通過葉綠素儀測定（日本柯尼卡美能達(dá)生產(chǎn)）；子蔓莖粗采用游標(biāo)卡尺測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；單果重采用電子天平稱重。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)計算及繪圖；用SPSS統(tǒng)計軟件對平均數(shù)用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米秸稈灰的理化性質(zhì)分析

秸稈灰種類主要有玉米秸稈灰、稻殼灰、稻草灰等，其中玉米秸稈灰產(chǎn)生量最大，該試驗(yàn)以玉米秸稈灰作為主要研究對象。測定結(jié)果表明，玉米秸稈灰中SiO2含量44.7%，MgO含量9.1%，P2O5含量達(dá)到4.2%，K2O含量3.7%（表2）。玉米秸稈由于燃燒比較完全，秸稈灰的有機(jī)物含量極低（可忽略不計）。

表2 玉米秸稈灰的主要化學(xué)成分 %

檢測結(jié)果表明，玉米秸稈灰的密度為626.3 kg/m3（表3），這與其結(jié)塊不規(guī)則有關(guān)，其微表面積沒有測出來，只有大孔的表面（圖1），含水率為15.57%，pH 8.41，為堿性。

表3 秸稈灰的物理性質(zhì)

圖1 玉米秸稈灰的外觀和微觀形態(tài)

2.2 不同處理對甜瓜葉片SPAD值的影響

葉綠素含量是植物光合作用的重要物質(zhì)，葉綠素含量的高低對作物產(chǎn)量有很大影響。從圖2可以看出，與對照處理相比，施用秸稈灰和菌肥能夠提高甜瓜葉片的SPAD值，其中處理T2的效果最好，在甜瓜伸蔓期和開花坐果期，葉片SPAD值均高于其他處理。

圖2 不同處理的甜瓜葉片SPAD值

2.3 不同處理對甜瓜子蔓莖粗的影響

露地覆膜栽培甜瓜以子蔓留瓜為主，子蔓健壯利于甜瓜坐果和干物質(zhì)積累。甜瓜伸蔓期，各個處理間子蔓莖粗差異不顯著，開花坐果期不同處理間子蔓莖粗差異較顯著，表現(xiàn)為T2＞T4＞T1＞T3＞對照（圖3）。上述試驗(yàn)結(jié)果表明，增施秸稈灰和菌肥能夠促進(jìn)甜瓜子蔓的生長。

圖3 不同處理甜瓜的子蔓莖粗

2.4 不同處理對甜瓜產(chǎn)量的影響

從表4可以看出，各處理的果實(shí)縱徑、橫徑、果形指數(shù)、平均單果重、單株產(chǎn)量、總產(chǎn)量均高于對照，增施秸稈灰和菌肥能夠促進(jìn)甜瓜生長，增加甜瓜的單果重和產(chǎn)量，其中處理2效果最好，與對照相比，產(chǎn)量增加8.08%。但隨著秸稈灰施用量的增加，甜瓜的產(chǎn)量降低，可能是由于秸稈灰偏堿性，施入土壤中，導(dǎo)致pH升高，影響甜瓜對養(yǎng)分的吸收利用。

表4 不同處理對甜瓜產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.5 不同處理對甜瓜品質(zhì)的影響

甜瓜品質(zhì)是衡量果實(shí)營養(yǎng)價值和商品性狀的綜合標(biāo)準(zhǔn)，也是直接影響消費(fèi)者對果實(shí)整體感官及購買力的因素，其中可溶性固形物和可溶性糖含量是影響甜瓜果實(shí)口感品質(zhì)的重要指標(biāo)。從表5可以看出，不同處理甜瓜可溶性固形物含量和可溶性糖含量均表現(xiàn)為T3＞T2＞T1＞T4＞對照。從上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出，增施秸稈灰和菌肥能夠促進(jìn)甜瓜糖分的積累，改善甜瓜的品質(zhì)。

表5 不同處理對甜瓜可溶性固形物和可溶性糖含量的影響

3 結(jié)果與結(jié)論

硅對甜瓜生長發(fā)育有一定生理效應(yīng)，施硅能夠提高甜瓜葉片生長態(tài)勢、葉綠體含量和光合強(qiáng)度，能夠促進(jìn)植株根系生長、利于對水分和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。秸稈灰配施菌肥（膠質(zhì)芽胞桿菌）能夠活化秸稈灰中的硅、鉀、磷等營養(yǎng)元素，從而促進(jìn)甜瓜對營養(yǎng)元素的吸收利用；能夠提高甜瓜的SPAD值、子蔓莖粗、果形指數(shù)、單果重、果實(shí)產(chǎn)量、可溶性固形物含量和可溶性糖含量；但過量施用秸稈灰會影響甜瓜生長發(fā)育，建議秸稈灰的施用量為600 kg/hm2左右為宜。

隨著大棚瓜菜生產(chǎn)迅速發(fā)展，瓜菜連作或者迎茬種植、化學(xué)肥料過量施用，導(dǎo)致土壤板結(jié)、酸化、次生鹽漬化，建議施用化學(xué)肥料過程中配施秸稈灰和菌肥，從而改善土壤的孔隙度和持水能力，緩解酸化，調(diào)控根際土壤微生物區(qū)系，抑制病原菌的生長，同時促進(jìn)植物對硅肥的吸收利用，增強(qiáng)植株的抗倒伏能力和抗病性。