優化施肥配施蚯蚓糞有機肥對嫁接西瓜產量和品質的影響

王恩煜 郜森 李婉茹 張顯 張勇 高鈺瀅 李好 魏春華 楊建強 馬建祥

摘? ? 要：為探究優化施肥配施蚯蚓糞有機肥替代常規施肥對嫁接西瓜生長的影響，在優化施肥基礎上設置4個不同用量蚯蚓糞有機肥處理：Q400、Q500、Q600、Q700（每667 m2施用蚯蚓糞400、500、600、700 kg），以不施肥（CK）和常規施肥（CF）為對照，研究不同施肥處理對嫁接西瓜生長、產量及品質的影響。結果表明，與CF相比，優化施肥配施500 kg·667 m-2蚯蚓糞有機肥，可以在不降低西瓜產量的基礎上顯著改善果實品質，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力與肥料農學利用率。綜合分析認為，Q500處理可代替常規施肥在陜西地區西瓜生產中推廣施用。

關鍵詞：嫁接西瓜;優化施肥;蚯蚓糞;產量;品質

中圖分類號：S651 文獻標志碼：A 文章編號：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、營養豐富，且適應性強，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]。西瓜是農業經濟高附加值作物，我國化肥過量施用問題比較突出，目前一些設施西瓜種植戶也意識到不合理施肥的嚴重性，開始采用有機肥與化肥配施模式，但仍缺乏科學、系統、高效的施肥技術指導。陜西西瓜主產區農戶施肥狀況調查顯示，農戶施肥存在化肥過量施用且氮、磷、鉀肥施入比例不當及有機肥盲目施用等問題[3-4]，養分施入量遠大于西瓜生長需求量。過量使用化肥不但會降低農作物產量和品質及肥料利用率[5-6]，還會導致一系列環境問題，如土壤酸化、土壤板結退化、大氣氮沉降、水質下降、水體嚴重污染等[7-9]。設施栽培由于長期重茬種植，土壤問題更為嚴重[10]。

目前已有研究結果表明，利用有機肥和化肥進行配施能夠改良土壤，提高土壤肥力，進而提高作物產量與品質[11]。適量減少化肥施用配施有機肥并不會降低西瓜的產量，同時可以增強西瓜長勢，其主蔓長度、葉片數和節位數均有所增加，可溶性固形物、可溶性蛋白、維生素C等品質指標含量也顯著提升[12-14]。蚯蚓糞有機肥通氣、排水性好，持水量高，且表面積大，能較好地吸收和保持營養物質[15]。研究表明施入蚯蚓糞有機肥可以降低園藝作物植株發病率，促進作物的生長發育及養分的吸收[16-19]。前人研究多集中于蚯蚓糞在園藝植物育苗上的應用效果，而關于不同用量蚯蚓糞有機肥對設施西瓜生長、產量及品質的研究較少。

筆者以嫁接西瓜甜王為材料，在優化施肥基礎上，設置不同用量蚯蚓糞有機肥處理，研究不同蚯蚓糞用量對嫁接西瓜生長、產量、品質及肥料農學利用率、肥料偏生產力的影響，探究蚯蚓糞有機肥的最佳用量，以期為蚯蚓糞有機肥在陜西地區設施西瓜生產中科學施用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年3—7月在陜西省楊陵區五泉鎮西甜瓜試驗示范基地進行。試驗地位于北緯34 °16 ′56.24 ″，東經108 °4 ′27.95 ″，屬于大陸性季風氣候區，多年平均氣溫為13 ℃，年降雨量635.1～663.9 mm，年均植被蒸發量993.2 mm，濕潤指數0.64，無霜期213 d。試驗于塑料大棚內進行，大棚長度、跨度、高度分別為110 m、8 m、3 m。試驗前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，有機質為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苗木繁育中心。供試有機肥包括蚯蚓糞、干雞糞。蚯蚓糞由陜西運康生物科技有限公司提供（N+P2O5+K2O≥5%），干雞糞經新鮮雞糞發酵腐熟而成。供試化肥：尿素（N 46%）購自陜西渭河重化工有限責任公司，過磷酸鈣（P2O5 17%）購自云南個舊瑞綠肥業有限公司，硫酸鉀（K2O 52%）購自青海中信國安鋰業發展有限公司。

1.3 試驗設計

試驗采用隨機區組排列設計，設有6個處理，3個重復，共18個小區，小區面積20 m2，每個小區定植20株西瓜，行距200 cm，株間距50 cm，共計360株，爬地栽培，三蔓整枝。在優化施肥基礎上，設置4個不同梯度蚯蚓糞有機肥處理（表1）：Q400、Q500、Q600、Q700，以不施肥（CK）和常規施肥（CF）為對照，常規施肥用量參考陜西設施西瓜主產區農戶平均施肥量[20]。蚯蚓糞有機肥處理中化肥用量參考陜西地區設施西瓜優化推薦化肥施用量[20]。本試驗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肥作為基肥，綜合小區劃分情況采用溝施的方法，將肥料結合深耕施在根系分布集中的區域，40%尿素和40%硫酸鉀在果實膨大期追肥，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、成熟期測定植株長勢，在成熟期采集西瓜，測定西瓜形態、產量和品質。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 植株生長指標測定 各小區隨機選取3株長勢一致、具有代表性的植株測定其主蔓長、莖粗和葉綠素含量。在坐果期使用卷尺測量蔓長，測量部位從主蔓嫁接位置處開始，至生長點結束;分別在坐果期、膨大期、成熟期使用數顯游標卡尺測量莖粗，測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定，始終測定距根部第5～第6片真葉。

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

1.4.3 肥料偏生產力和肥料農學利用率計算方法 肥料偏生產力（kg·kg-1）=單位面積作物產量/單位面積養分施入量;

肥料農學利用率（kg·kg-1）=（施肥處理作物產量-空白處理作物產量）/養分施入量[22-24]。

1.5 數據處理

采用SPSS 21.0統計軟件對試驗數據進行差異顯著性分析，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 結果與分析

2.1 優化施肥配施蚯蚓糞有機肥對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%。表明優化施肥配施適量蚯蚓糞有機肥與CF相比并不會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肥用量的增大莖粗呈現出先增大后降低再增大趨勢，不同生育期均在Q500處理時莖粗達到最大值。在整個生育期Q500處理西瓜莖粗均與CF無顯著差異，在整個生育期內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肥會促進西瓜莖粗的生長;優化施肥配施適量蚯蚓糞有機肥與CF比并不會減弱莖粗生長，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，優化施肥配施蚯蚓糞有機肥處理與CF相比葉綠素含量無顯著差異。在成熟期時，隨著蚯蚓糞有機肥用量的增大各處理葉綠素含量先增大后減少，在Q500時葉綠素含量最高，Q500與CF處理間葉綠素含量無顯著差異。在整個生育期內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，優化施肥配施適量蚯蚓糞有機肥與CF相比不會顯著降低葉片中葉綠素含量。

2.2 優化施肥配施蚯蚓糞有機肥對嫁接西瓜形態指標的影響

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

2.3 優化施肥配施蚯蚓糞有機肥對嫁接西瓜品質的影響

2.3.1 風味品質指標 由表5可以看出，與CF和CK相比，施用蚯蚓糞有機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個指標差異均不顯著。與CK和CF相比，施用蚯蚓糞有機肥可顯著降低西瓜有機酸含量，且施用蚯蚓糞有機肥4個處理間西瓜有機酸含量差異不顯著。施用蚯蚓糞有機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個蚯蚓糞有機肥處理。綜合分析認為，優化施肥配施蚯蚓糞有機肥可以促進西瓜中心可溶性固形物的積累以及糖酸比的提高，Q500處理西瓜風味品質最佳。

2.3.2 營養品質指標 由圖2可以看出，隨著蚯蚓糞有機肥用量的增加，西瓜維生素C、可溶性蛋白、可溶性總糖、還原糖含量均呈現先增加后降低趨勢，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肥處理可顯著提高可溶性蛋白含量。施用蚯蚓糞有機肥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，優化施肥配施蚯蚓糞有機肥可顯著提高西瓜維生素C、可溶性蛋白含量，Q500處理下西瓜品質改善作用最佳。

2.4 優化施肥配施蚯蚓糞有機肥對嫁接西瓜產量的影響

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量和產量;優化施肥配施蚯蚓糞有機肥與CF相比西瓜單瓜質量和產量無顯著差異。肥料偏生產力和肥料農學利用效率均呈現出隨著蚯蚓糞有機肥用量的增加逐漸降低趨勢，且施用蚯蚓糞有機肥處理的肥料偏生產力和肥料農學利用效率均顯著高于CF處理，其中Q400處理肥料偏生產力和肥料農學利用效率均最高，分別為114.50 kg·kg-1、25.29 kg·kg-1。Q400處理的肥料農學利用效率與Q500處理無顯著差異。綜合分析認為，優化施肥配施適量蚯蚓糞有機肥與CF相比，西瓜單瓜質量和產量均無顯著差異，但肥料偏生產力和肥料農學利用率均顯著提高，其中Q400、Q500處理效果較好。

3 討論與結論

化肥在西瓜生產中起到了不可或缺的作用，但生產中常存在化肥施用過量的情況，既浪費了資源，又破壞了環境。有機肥通過延緩養分有效性、持續釋放養分更貼合作物的生長[25-26]，蚯蚓糞有機肥憑借改善土壤質量、促進植物生長、防控植株病害等功能作用，在農業生產領域中應用越來越廣[27]。因此在優化施肥基礎上探究適宜蚯蚓糞有機肥用量，可為建立西瓜科學、合理、高效的施肥模式提供理論依據。

本研究結果表明，在優化施肥基礎上配施適量蚯蚓糞有機肥并不會影響西瓜的生長，Q500處理蔓長、莖粗、葉綠素含量、瓜縱橫徑、果形指數與常規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肥并不會影響西瓜的主蔓長、主莖粗、葉綠素含量、葉面積、瓜縱橫徑、果形指數等生長指標。姚春霞等[14]研究也表明在土壤養分基礎好的條件下，減少化肥施入量對西瓜的生長、單瓜質量等指標沒有顯著影響，與本研究結論一致。而蚯蚓糞本身含有豐富的營養元素，作物可通過根系快速吸收并利用，從而加快作物體內有機物的形成，從而提高產量和品質[28-29]。劉學才等[30]、周冬興等[31]、曾令濤等[27]、張寧[32]研究發現施肥時適量加入蚯蚓糞有機肥可明顯提高番茄、西瓜果實中的可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C、可溶性固形物含量等品質指標，同時增加產量。本試驗結果與上述研究結果一致，配施蚯蚓糞有機肥與常規施肥相比，Q500處理顯著提高了果實品質，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，對可溶性總糖含量影響不顯著。本研究中配施蚯蚓糞有機肥處理的西瓜產量與常規施肥相比沒有顯著提升，可能是常規施肥中雞糞有機肥用量太多所致。

綜上所述，在陜西地區設施西瓜栽培模式下，Q500處理與常規施肥相比，蔓長、莖粗、葉綠素含量、產量均無顯著差異，但肥料偏生產力、肥料農學利用率顯著高于常規施肥處理;果實品質也明顯改善，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施肥相比差異不顯著。綜合考慮西瓜生長、產量、果實品質及肥料農學利用率和肥料偏生產力，Q500處理表現最佳。在目前化肥普遍施用過量、有機肥盲目施用的情況下，本結論可為陜西地區西瓜科學施肥提供參考，可在當地西瓜生產中推廣應用。

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