不同生物有機肥對西瓜光合特性、產量和品質的影響

朱迎春 安國林 李衛華 劉君璞 孫德璽

摘 ? ?要：探究不同生物有機肥對西瓜生長發育和果實品質的影響，為西瓜合理施肥提供理論依據，以‘中農花冠為試驗材料，研究復合肥（CK）、鵪鶉糞肥（T1）、油渣肥（T2）、高蛋白肥（T3）和復合微生物肥（T4）處理對西瓜生長及品質的影響。結果表明，T4處理的西瓜葉片葉綠素a含量最高，比CK和T3處理分別高52.85%和41.27%，而T1和T2處理與其他處理相比在葉綠素a含量上均無顯著差異。在凈光合速率方面，T4處理凈光合速率達到了20.65 μmol·m-2·s-1，比CK處理高出57.51%，T2處理凈光合速率為19.8 μmol·m-2·s-1，僅低于T4處理，T2和T4處理對光合特性的提升效果最好。T1和T3處理的中心可溶性固形物含量與CK相比有顯著提高，分別提高7.78%和12.14%。從各處理綜合表現來看，露地西瓜基肥應施用鵪鶉糞肥或高蛋白肥。

關鍵字：西瓜;有機肥;光合特性;產量;品質

中圖分類號：S651 文獻標識碼：A 文章編號：1673-2871（2020）10-029-04

Abstract： To explore the effects of different bio-organic fertilizers on the growth and fruit quality of watermelon， so as to provide theoretical basis for rational fertilization of watermelon， ‘Zhongnong Huaguan was used as experimental material in this research， the effects of compound fertilizer （CK）， quail manure （T1）， oil residue fertilizer （T2）， high protein fertilizer （T3） and compound microbial fertilizer （T4） on the growth and quality of watermelon were studied. The results showed that the chlorophyll a contents of watermelon leaves treated by T4 was the highest， which was 52.85% and 41.27% higher than those of CK and T3， respectively， while there was no significant difference in chlorophyll a contents between T1 and T2 treatments and the other three treatments. The net photosynthetic rate of T2 treatment reached 20.65 μmol·m-2·s-1， which was 57.51% higher than that of CK. The net photosynthetic rate of T4 treatment was 19.8 μmol·m-2·s-1， which was only lower than that of T2 treatment. T2 and T4 treatments exhibited the best effect on photosynthetic characteristics. Compared with CK， the soluble solids contents in the middle of T1 and T3 treatments were increased by 7.78% and 12.14%， respectively. Generally， quail manure or high protein fertilizer should be applied as watermelon base fertilizer in open field cultivation.

Key words： Watermelon; Organic fertilizer; Photosynthetic characteristics; Yield; Quality

西瓜（Citrullus lanatus）是我國夏季最常用的一種水果，據聯合國糧農組織數據顯示：中國2018年西瓜總產量約6 302萬t，占世界西瓜總產量的60.64%[1]。同時西瓜因種植周期短、經濟效益高，已經成為農民增收的主要經濟作物[2]。隨著經濟水平的不斷提高，人們越來越注重對高品質農產品的消費，施用生物有機肥對農作物的影響也受到了廣泛的關注[3-5]。

農業生產中偏施化肥，過度施肥是農民追求經濟效益的重要手段，在西瓜生產中基肥是全生育期最主要的營養來源，占到了總施肥量的60%以上[6]，基肥施用不足會造成西瓜幼苗生長緩慢，營養積累不足，西瓜品質和產量下降等問題[7-8]。因此通常選用長效肥作基肥。在基肥的選用上，選擇生物有機肥能改善土壤理化性質，提高土壤有機質含量和土壤微生物數量，提高農產品品質[9]。相關研究發現，施用生物有機肥能夠促進西瓜營養代謝協調均衡，激發連作土壤有益微生物活性，顯著改善和調節連作西瓜生長，對西瓜的連作障礙有明顯緩解作用[10-11]。不同的生物有機肥對作物的生長發育也有不同的影響，王亞雄等[3]研究發現，生物有機肥和生物有機肥都能夠促進枸杞生長及改善果實品質;王成等[4]研究也發現，生物有機肥能顯著改善韭菜的營養品質，提高韭菜干物質積累量;杜少平等[12]利用4種有機糞肥處理西瓜，認為種植西瓜應優先選用豬糞和雞糞生物有機肥，避免使用羊糞生物有機肥，表明不同生物有機肥對作物生長發育的促進作用有明顯差異。而目前利用生物有機肥對西瓜生長及品質影響的研究較少。筆者以西瓜品種‘中農花冠為研究對象，研究不同生物有機肥對西瓜生長及果實品質的影響，分析施用其在西瓜產量、肥料、果實品質方面的效果，篩選西瓜栽培中適宜的基肥施用種類，以期為西瓜高效綠色生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試西瓜品種：‘中農花冠，由中國農業科學院鄭州果樹研究所二倍體西瓜遺傳育種課題組選育。

供試肥料為：復合肥（N+P2O5+K2O≥44%）、鵪鶉糞肥（N+P2O5+K2O≥6%）、油渣肥（N+P2O5+K2O≥6%）、高蛋白肥（N+P2O5+K2O≥10%）和復合微生物肥（N+P2O5+K2O≥20%），復合肥，復合微生物肥，油渣肥高蛋白肥。

1.2 試驗設計

試驗于2019年4月在中國農業科學院新鄉綜合試驗基地進行，土壤基礎性質如表1。試驗采用隨機區組試驗設計，共設計5個處理：復合肥處理（CK）、鵪鶉糞肥處理（T1）、油渣肥處理（T2）、高蛋白肥處理（T3）和復合微生物肥處理（T4），3次重復，共15個小區，春季定植前以開溝施肥的形式一次性施入，控制各處理氮磷鉀總量一致，CK、T1、T2、T3、T4的施用量667 m2分別為68、500、300、300、150 kg。試驗小區株距0.5 m，行距2.0 m，每小區30 m2。

1.3 測定項目及方法

光合色素測定：在光合特性測定完成后隨機選擇長勢均一、無病蟲害的西瓜植株，每個處理使用3株西瓜植株，選用頂部第4～6片葉，剪碎混勻后測定西瓜的光和色素，色素采用乙醇提取法測定。

光合特性測定：于果實膨大期8：30—11：00，從每個試驗小區隨機選取3片西瓜葉片，利用美國COR公司生產的Li-6400型便攜式光合儀測量西瓜葉片的凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、蒸騰速率（Tr）和細胞間CO2濃度（InTCO2）。

果實品質測定：在果實成熟期，從每個試驗小區中隨機選取3個大小近似的西瓜測定單果質量，并根據結果計算667 m2產量，測量西瓜果皮厚度并利用手持折光儀測定果實邊部可溶性固形物含量和中心可溶性固形物含量。

1.4 數據處理

使用Excel整理試驗數據，利用SPSS和Origin進行方差分析和作圖，多重比較采用LSD法。

2 結果與分析

2.1 不同生物有機肥對西瓜光合色素的影響

西瓜葉片中不同光合色素含量在基肥處理下呈現出顯著差異（圖1），總體上葉綠素a的含量最高，其次為類胡蘿卜素，葉綠素b的含量最低。T4處理的西瓜葉片葉綠素a含量最高，比CK和T3處理分別高出52.85%和41.27%，而T1和T2處理與其他3個處理相比在葉綠素a含量上均無顯著差異。T3處理的葉綠素b含量最低，而在葉綠素a和類胡蘿卜素含量中CK處理的含量最低。5種處理的類胡蘿卜素含量變化趨勢與葉綠素a含量變化趨勢相近，T4處理類胡蘿卜素含量較CK和T3處理分別提高33.07%和24.73%。以上結果表明生物有機肥能夠促進西瓜葉片光合色素的積累，同時T4處理對光合色素含量的提升效果最好。

2.2 不同生物有機肥對西瓜光合特性的影響

施用生物有機肥對西瓜葉片光合作用有明顯促進作用（表2）。在凈光合速率方面，與對照相比，4個處理均差異顯著，T4處理凈光合速率達到了20.65 μmol·m-2·s-1，比CK處理高57.51%，T2處理凈光合速率為19.83 μmol·m-2·s-1，比CK處理高51.25%;氣孔導度最大的2個處理為T4處理和T2處理，氣孔導度分別為7.29和6.33 mmol·m-2·s-1，均顯著高于CK和T1處理;T4處理的蒸騰速率值最大，與CK相比提高了111.68%;而在胞間CO2濃度方面，T1處理的濃度最高，其次為T3處理，4個生物有機肥處理胞間CO2濃度則顯著高于CK處理。結果表明，生物有機肥能提升西瓜葉片光合特性，在4種生物有機肥處理中T2和T4處理對光合特性的提升效果最好。

2.3 不同生物有機肥對西瓜果實品質的影響

不同生物有機肥對西瓜果實品質有明顯影響（表3），T1處理單瓜質量最大，比CK處理顯著提高51.20%，而T2、T3、T4處理單瓜質量與CK處理差異不顯著。T2處理可降低瓜皮厚度，與其他3個處理差異達顯著水平。與CK相比，T1和T3處理西瓜果實中心可溶性固形物含量有顯著提高，分別提高7.8個百分點和12.1個百分點，而T2和T4處理相比CK處理無顯著差異。T3處理的中心、邊部可溶性固形物含量最高，顯著高于CK、T2和T4處理，但與處理T1中心、邊部可溶性固形物含量差異不顯著。以上結果表明，T3處理和T1處理更有利于西瓜可溶性固形物積累。

2.4 不同生物有機肥對西瓜產量的影響

由表4可知，T1處理的西瓜產量最高，相比CK處理增產37.39%，而T2處理的西瓜產量較CK處理下降了11.64%。總體上增產效果：T1>T3>T4>CK>T2。

3 討論與結論

生物有機肥除了含有普通化肥所包含的氮、磷、鉀元素外還含有多種的微量元素，作為基肥能改善土壤、提高作物品質[13-15]，在本試驗中，施用復合微生物肥處理的西瓜葉片光合色素含量高于生物有機肥和復合肥處理，在番茄[16]和小麥[17]的研究中也得出了相似的結果。而施用高蛋白肥的西瓜葉片光合色素含量較低，3種色素含量與復合肥處理相比均沒有顯著差異，楊天慶等[18]在胡麻生長前期也發現肉蛋白生物有機肥對植株促進作用不明顯。植物體有機物質積累依靠植物的光合作用，在一些植物的研究中發現，施用生物有機肥能夠顯著提高葉片光合速率、氣孔導度、蒸騰速率和胞間二氧化碳濃度[3，12，19]，本試驗中生物有機肥處理的葉片凈光合速率和胞間二氧化碳濃度均顯著高于復合肥處理，說明生物有機肥能夠提高作物對光能的吸收利用，而鵪鶉糞肥處理的西瓜葉片氣孔導度與蒸騰速率與復合肥處理相比沒有顯著差異，而光合速率則顯著增加，這可能與光合作用內部酶促作用有關。

不同的生物有機肥種類對西瓜果實品質并不都具有促進作用，杜少平等[12]研究認為，施用羊糞不利于砂田西瓜糖分的積累，豬糞處理對可溶性固形物含量的提高影響顯著，而趙鵬等[20]對西瓜的研究則發現羊糞生物有機肥在產量和維生素C含量上要優于豬糞。本試驗中鵪鶉糞肥與油渣肥處理‘中農花冠西瓜果實可溶性固形物含量與復合肥相比沒有顯著差異，高蛋白肥與復合微生物肥處理后果實中心可溶性固形物含量較復合肥處理有顯著提高，這可能與生物有機肥和品種各自特性有關，也可能與不同的土壤環境及栽培模式有關。在單瓜質量方面僅鵪鶉糞肥顯著高于復合肥，其他肥料與復合肥相比則沒有顯著差異，這可與施用鵪鶉糞肥影響土壤理化性質有關。在本試驗條件下，除油渣肥以外的3種生物有機肥均能夠提高‘中農花冠西瓜產量，而施用油渣肥造成減產的原因尚不明確還需要進一步研究。

在本試驗土壤條件下，肥料氮磷鉀養分一致時，施用復合微生物肥對西瓜葉片光合作用最為有利，施用高蛋白肥對‘中農花冠西瓜果實可溶性固形物的積累有明顯促進作用，施用鵪鶉糞肥則有利于西瓜單果質量和產量的提高。從各處理綜合表現來看，選擇鵪鶉糞和高蛋白肥均可作為西瓜種植的理想基肥。

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