幾種施肥處理對西瓜產量和品質的影響

黃鑫 ，王惠聰 ，鄭肅 ，蘇蔚

（1.華南農業(yè)大學園藝學院，廣州，510642；2.廣東陸豐市農業(yè)局）

西瓜（Citrullus lanatus），葫蘆科西瓜屬，一年生草本植物，是我國傳統(tǒng)的夏令水果，占夏季水果上市量的50%以上[1]，其種植面積和產量在世界水果市場居于第5位。同時，我國是西瓜生產與消費大國，人均消費量是世界人均消費量的2～3倍，總產量占世界的70%左右[2]。隨著消費需求持續(xù)快速增長，生產過程中產生的環(huán)境問題也日益明顯。生產實踐表明，西瓜是需肥量比較大的作物，每生產1 000 kg西瓜約需氮素2.52 kg、磷素0.92 kg、鉀素3.08 kg[3]。

祝海燕[4]研究發(fā)現(xiàn)，過量施肥會導致土壤鹽分積累，為害蔬菜根系，增加植株生理性病害的發(fā)病率。蘇建黨[5]研究證實，過量施肥會導致土壤肥力下降，加劇環(huán)境污染，使農作物產量和品質下降。紀夢夢等[6]發(fā)現(xiàn)，長期過量施用氮肥會顯著增加土壤N2O的排放，加劇溫室效應。大量權威研究表明，在諸多引致因素中，因過量和不合理施用化肥造成的養(yǎng)分流失逐漸成為我國農業(yè)污染最主要的來源之一[7]。鑒于此，2015年原農業(yè)部制定了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，大力推行測土配方施肥等技術，以減少化肥施用量。測土配方施肥技術以土壤測試和肥料田間試驗為基礎，根據(jù)作物需肥規(guī)律，嚴格測量土壤供肥性能和肥料效應，在合理施用有機肥料的基礎上，精確控制氮、磷、鉀及中、微量元素等肥料的施用數(shù)量、施肥時期和施用方法。 王子崇等[3]、孫福來[8]、宋試金[9]、孔祥海[10]等均在試驗中發(fā)現(xiàn)測土配方施肥能減少化肥施用量，提高西瓜的產量和品質，調查研究發(fā)現(xiàn)，在茶葉和軟籽石榴上也有相似的結果[11，12]。

本研究在檢測土壤養(yǎng)分的基礎上，根據(jù)西瓜的需肥特性估算養(yǎng)分利用率設置施肥方案，對比農戶平衡復合肥，研究其對西瓜產量和品質的影響，旨在為陸豐地區(qū)西瓜種植的施肥方案提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試西瓜：早佳84-24，全生育期約100 d，自農友種苗（中國）有限公司購買。供試肥料：尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P 18%）、硫酸鉀（K 50%）、20-20-20=N-P2O5-K2O的平衡元素復合肥；雞糞肥和化肥自陸豐市河西供銷社肥料門市購買；光合作用提升劑（Pn）：商品名為自然紅，主要成分是氨基酸稀土，氨基酸含量120 g/L，稀土含量260 g/L，中微量元素30 g/L，使用濃度為1 000倍稀釋液，由廣州嘉仕萊農業(yè)科技有限公司提供。供試土壤為砂壤土，經華南農業(yè)大學作物營養(yǎng)與施肥研究室檢測，土壤的肥力狀況如表1所示。

1.2 試驗方法

試驗于2017年8～11月在廣東陸豐市碣石鎮(zhèn)碣海場農場進行，以5 000 kg/667 m2為目標產量進行施肥。結合當?shù)赝寥览砘再|，由測土配方施肥公式算出施肥量為：N肥 （尿素）70 kg/667 m2、P肥（過磷酸鈣）30 kg/667 m2、K 肥（硫酸鉀）75 kg/667 m2；各處理均以腐熟的雞糞肥為基肥，整田時埋入，每667 m2施用1 000 kg，以只施基肥的處理作為對照（CK）。農戶習慣施肥則按當?shù)剞r民往年的經驗進行，即追施20-20-20復合肥500 kg/667 m2作為T3處理，T1、T2為測土配方施肥處理，試驗處理的具體設置如表2所示。按照西瓜的需肥規(guī)律，供試肥料分3次分別在苗期、抽蔓期和坐果期施用，每次用量按1/3算。每667 m2地種440株苗，每株僅留1個瓜。試驗采用單因素隨機設計，共4個處理，每個處理3次重復，共12個小區(qū)，小區(qū)面積50 m2，外圍種植保護行。處理間用小田基分開，小田基寬約40 cm，西瓜采用雙蔓整枝，主蔓長20 cm左右時開始整枝，留1條主蔓和主蔓基部1條健壯側蔓，摘除其他側蔓，坐果后不再整枝，但每蔓只留1個果；其他田間管理措施一致。

測土配方施肥公式[10，13]如下：土壤施肥量=單位產量養(yǎng)分吸收量×目標產量-土壤養(yǎng)分測定值×0.15×土壤養(yǎng)分利用系數(shù)/（肥料中養(yǎng)分含量×肥料當季利用率）；土壤養(yǎng)分利用系數(shù)=（缺素區(qū)產量×作物單位產量養(yǎng)分吸收量）/（土壤養(yǎng)分測定值×2.25）；肥料當季利用率=（施肥區(qū)作物養(yǎng)分吸收量-不施肥區(qū)養(yǎng)分吸收量）/（肥料使用量×肥料養(yǎng)分含量）。

1.3 測量項目與方法

西瓜果實成熟后按小區(qū)統(tǒng)一采摘，每小區(qū)隨機摘取5個果實，計算平均單瓜質量，以平均瓜質量乘以瓜數(shù)折算西瓜每667 m2產量；直尺測量橫周長與縱周長以評估果實大小；縱切果實，選取上下左右4個位置測量果皮厚度；在西瓜的中心處、1/2處以及邊緣處3個部位取部分果肉，用手持折光儀測定其可溶性固形物（TSS）含量，每個部位測2個數(shù)據(jù)取平均值；將中心處果肉榨汁，用高壓液相儀測定每個樣品的葡萄糖、果糖和蔗糖含量。此外，在每個小區(qū)中隨機選擇1株正常生長的西瓜植株，隨機采摘老葉（從基部數(shù)第5或6節(jié)位）和新葉（從生長點數(shù)第3或4節(jié)位）各5片健康葉子；葉綠素含量用葉綠素儀測定，儀器型號為YLS-501，由寧波科麥儀器有限公司生產，每片葉子在不同位置上測量3個數(shù)據(jù)取平均值。

表1 試驗場地土壤養(yǎng)分含量

表2 試驗處理及各處理肥料用量情況 kg/667 m2

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2007數(shù)據(jù)分析軟件，采用Duncan's新復極差法進行方差分析（p=0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對西瓜產量和大小的影響

由表3可知，不同施肥處理對西瓜的大小（橫、縱周長）沒有明顯影響，但對西瓜的單瓜質量有顯著影響。3個施肥處理均有增產效果，說明適量施肥有助于提高西瓜產量；與CK相比，T1、T2（配方施肥）增產6.3%、19.3%，而T3處理（農戶常規(guī)施肥）追肥量更高，僅較CK增產5.8%。此外，施用光合作用提升劑的T2處理產量比T1處理提高12.2%；T3比T1處理施肥更多，但產量卻稍有降低，可知多追施的肥料沒有對西瓜生長發(fā)育產生明顯的促進作用。

2.2 不同施肥處理對西瓜瓜皮厚度的影響

由表3可知，不同的施肥處理對西瓜瓜皮厚度有明顯的影響。T1、T2處理的平均瓜皮厚度比CK分別降低22.66%、16.41%，比T3處理分別降低15.15%、6.5%；且只有CK和T1之間存在顯著性差異。

2.3 不同施肥處理對西瓜TSS含量的影響

由表4可知，不同施肥處理對西瓜各部位的TSS含量有一定的影響。T1、T2處理的西瓜中心處、1/2處和邊緣處3個部位中的平均TSS含量都比CK和T3有所提高；而且，T2處理下中心處和1/2處的TSS含量比T3處理的顯著提高。其中，相同施肥量下，T2處理各部位的平均TSS含量都比T1更高。T3處理施肥量最大，但TSS含量都最低。

2.4 不同施肥處理對西瓜糖分含量和及其組成的影響

由表4可知，不同施肥處理對西瓜含糖量有顯著影響。 在蔗糖含量上， T1＞T2＞CK＞T3，T1處理顯著高于CK和T3，T2顯著高于T3；在葡萄糖和果糖含量方面，CK＞T1＞T2＞T3，T1在果糖和葡萄糖含量上均顯著高于T3。綜合看來，僅施基肥的CK，其葡萄糖和果糖的含量都最高；配方施肥的T1、T2的蔗糖含量較高；T3施肥量最大，其蔗糖、葡萄糖、果糖的含量卻最低。

表3 不同處理下西瓜的單瓜質量、大小及產量

表4 西瓜不同部位的TSS含量和不同糖分的含量

2.5 不同施肥處理對西瓜葉片葉綠素 （SPAD值）的影響

通過表4可知，不同施肥處理對西瓜葉片的葉綠素含量有顯著影響。在新葉中，葉綠素含量T2＞T3＞T1＞CK；在老葉中，葉綠素含量 T2＞T1＞T3＞CK。 不論是新葉還是老葉，CK的葉綠素含量都是最低的，T2處理的葉綠素含量最高，與其他3個處理有顯著性差異。

3 討論與結論

3.1 不同施肥處理對西瓜產量的影響

合理施用氮、磷、鉀肥是西瓜高產優(yōu)質的前提，不合理施肥極易導致西瓜品質下降、產量減少并引起環(huán)境污染[14]。相關研究也表明，合理施用氮、磷、鉀肥能顯著提高草莓葉片葉綠素含量，使植株生長健壯[15]；能明顯促進南瓜干物質積累和產量提高[16]。本研究結果表明，與施用平衡復合肥相比，根據(jù)土壤已知的營養(yǎng)元素含量來設計的施肥方案能獲得更高的產量。T3處于過量施肥狀態(tài)，尤其是磷肥，這會導致土壤理化性質惡化，造成作物缺鋅、缺硅，進而導致西瓜產量和品質下降。而采用了測土配方施肥技術的T1和T2處理是更合理的施肥方案，不僅減少了施肥量，還顯著提高了西瓜產量，配合施用光合作用提升劑對西瓜的增產效果更為顯著。

3.2 不同施肥處理對西瓜品質的影響

本試驗測定了西瓜的瓜皮厚度、各部位TSS含量以及可溶性糖含量等重要指標。結果表明，T1和T2處理下西瓜的果皮厚度處于0.87～1.15 cm范圍內，是比較適宜的厚度[17]；同時，這2組西瓜的TSS含量在邊緣處、1/2處以及中心處都較另2組更高。成熟果實中糖的組成及含量是衡量果實風味品質的重要指標，由于不同果實中可溶性糖組分和含量的差異,導致不同風味果實的形成。荊丹等[18]研究認為，西瓜總糖含量更多地取決于蔗糖含量的增加幅度。在本試驗中，T1、T2處理的蔗糖含量明顯較CK和T3更高，可知施肥改善了西瓜生長發(fā)育過程中的營養(yǎng)供給，促進了果糖和葡萄糖向蔗糖的轉化，使西瓜植株生長更加健壯，西瓜的品質也因此提高。楊玉梅等[19]研究認為，中晚熟西瓜在果實成熟時主要是蔗糖的增加，這與本試驗的研究結果基本一致。

葉綠素含量能影響植物的各種生理機能，是評價作物光合作用能力的重要指標之一[20]。一般而言，葉綠素含量越高，作物光合能力越強，制造碳水化合物的能力也就越強。本試驗下，不論是新葉還是老葉，T2處理的葉綠素含量都是最高的。由此可知，T2處理增施的光合作用提升劑對西瓜生長發(fā)育有良好的影響。T1和T3處理西瓜葉片的葉綠素含量都比CK組高，也印證了適量施肥有利于西瓜的生長發(fā)育。

3.3 結論

本試驗結果表明，相對于平衡元素的復合肥，結合西瓜的吸收特點和當?shù)赝寥佬再|來設計配方施肥方案，能提高西瓜產量和品質。光合作用提升劑對西瓜的增產效果顯著，能提高果實綜合品質。因此，本試驗條件下，使用測土配方施肥技術，并配合施用光合作用提升劑，能夠有效減少化肥施用量，尤其是磷肥用量，不僅有利于提高產量和品質，還能節(jié)約生產成本，降低環(huán)境污染。