不同含量土壤調理劑對重茬地西瓜產量和土壤化學性質的影響

王文英，劉喜存，霍建中，李 棟，李任豐，郭景麗

（1.河南省新鄉市農業科學院 河南新鄉 453000； 2.河南心連心化學工業集團股份有限公司 河南新鄉 453000）

由于我國耕地面積有限造成西瓜倒茬困難，重茬栽培導致土壤中有害生物大量累積，同時農民盲目“大水大肥”的施肥習慣造成水肥利用效率低、土壤板結，使西瓜的病害發生嚴重，甚至引起減產、品質降低、土壤性狀變劣等一系列問題，因此成為我國現階段限制西瓜栽培面積擴大的主要因素。目前瓜農多采用嫁接技術克服連作障礙。但由于嫁接技術較難掌握，成品嫁接苗價格高等原因在一定程度上降低了瓜農的積極性，影響了西瓜產業的健康發展。因此，生產上迫切需要一種快速、便捷的改良重茬地的新方法。

近年來，以腐植酸為基礎物料的土壤調理劑研發與應用較多，腐殖酸是含有多種含氧活性官能團的高分子有機膠體[1]，具有絡合與吸附能力[2]，施入土壤后，能將營養物質以“儲備庫”形式存儲起來[3]，減緩養分釋放，為植物生長提供營養，改良土壤肥力水平，對土壤理化性質和生物性質有積極影響。張青等[4]、鄭惠玲等[5]、于曉東等[6]研究表明，施用腐殖酸可有效降低土壤容重，提高土壤有機質含量，增強土壤微生物活性，促進土壤形成團粒結構，調節土壤pH 值。李杰[7]、宇萬太等[8]研究表明，施用腐殖酸類肥料對土壤具有改良培肥效果；岳殷萍等[9]在土默特平原堿化土壤改良研究中也發現，腐殖酸的添加可顯著降低土壤pH 值和交換性Na＋含量；王鼎[10]研究發現，施用4 種配比復合調理劑后，土壤有機質和速效氮含量均呈增加趨勢，各處理土壤pH 值均顯著降低。

前人研究多以玉米、水稻等大田作物為試驗對象，鮮有針對瓜類重茬地研究的報道。為此，筆者以重茬地西瓜栽培為研究對象，通過設置4 種配比土壤調理劑及不同梯度進行西瓜栽培田間試驗，探討在常規施肥的基礎上，配施不同含量的土壤調理劑對西瓜產量、坐果數，土壤pH 值、有機質含量、硝態氮含量、有效磷含量、速效鉀含量和陽離子交換量的影響，以期為腐殖酸土壤調理劑解決西瓜連作障礙問題提供理論依據和實踐方案。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于河南省新鄉市農業科學院研發中心西瓜試驗地，為種植11 年西瓜的重茬地，收獲后試驗地實施休耕制度，土壤類型：褐土。

1.2 材料

供試品種為新鄉市農業科學院培育的大果型、橢圓形西瓜品種新蜜一號。供試肥料由河南省心連心化學工業股份有限公司提供，通過前期盆栽試驗、小區試驗最終篩選出合適的物料配比，包括4種腐殖酸土壤調理劑（分別由40%、70%、60%、50%含量的活化風化煤，以及氨基酸、菌劑、中微量元素等組成），其中40%活化風煤為土壤調理劑1，70%、60%、50%含量的為土壤調理劑2、3、4。復合肥（氮、磷、鉀質量比為15∶15∶15）和高鉀水溶肥（氮、磷、鉀質量比為17∶9∶34）也由其提供。

1.3 方法

試驗于2020 年4-8 月在河南省新鄉市農業科學院研發中心試驗基地和心連心土壤研究實驗室進行。試驗共設7 個處理（表1），行距1.5 m，株距0.5 m，小區面積60 m2，3 次重復，隨機區組設計，試驗地四周設3.0 m 保護行，重復間留0.5 m 走道。將催芽后的新蜜一號種子播于裝有育苗基質的32 孔穴盤中，在溫室中育苗至3 葉1 心時，選用長勢一致的幼苗移栽至不同基肥處理的試驗地塊。采用雙蔓整枝方式，每株留1 個果。常規施肥未整地前施入復合肥50 kg·667 m-2，按照表1 中處理設定的土壤調理劑含量均勻撒入栽植壟中，與其下土壤混勻并覆地膜。膨果期施入高鉀水溶肥15 kg·667 m-2作為追肥，試驗地采用膜下滴灌方式，其他栽培管理措施同大田生產。

1.4 測定指標與方法

在西瓜結果收獲后調查小區產量、坐果數。分別于種植前、收獲后對表中各處理進行土壤采樣，每個小區用土鉆按S 形采集0～20 cm 的耕層土壤，混合后用土壤養分狀況系統研究法（ASI 法）[11]和聯合浸提劑法[12]測定土壤pH 值、有機質含量、硝態氮含量、有效磷含量、速效鉀含量和陽離子交換量，具體如下：采用pH 計按水土體積比為2.5∶1 測定土壤pH 值；采用重鉻酸鉀容量法[13]測定有機質含量；采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法[13]測定有機磷含量；采用乙酸銨浸提-火焰光度計法[13]測定速效鉀含量；采用乙酸鈉法[13]測定陽離子交換率。

1.5 數據處理

數據經Microsoft Excel 2007 統計整理后，采用DPS16.05 軟件分析差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同含量土壤調理劑處理對重茬地西瓜坐果數的影響

由圖1 可以看出，各處理西瓜坐果數以T5處理為最多，每小區坐果數達80.00 個，且與其他處理均存在顯著差異，其坐果數比CK 增加25.98%。T4、T3、T6、T1與CK、T2存在顯著差異，坐果數分別為74.50、74.00、74.00、72.00 個，分 別 比CK 增 加17.32%、16.54%、16.54%、13.39%；T2處理坐果數較少，為65.5 個，與CK 差異不顯著，僅比CK 增加3.15%。小區坐果數排序為：T5＞T4＞T3=T6＞T1＞T2＞CK。由此可見，所有土壤調理劑處理的西瓜坐果數均比CK 處理多，其中以T5處理，即常規施肥+50 kg·667 m-2土壤調理劑4 的坐果數最多。

2.2 不同含量土壤調理劑處理對重茬地西瓜產量的影響

圖2 不同含量土壤調理劑處理對小區產量的影響

從4 種土壤調理劑對坐果數和產量的影響來看，含有土壤調理劑4 的T5處理對西瓜的坐果數、小區產量影響最為顯著。T1處理雖然坐果數居中，但產量位列第二，說明該處理的單果質量較大，從而提高了小區產量。從土壤調理劑4 的3 個梯度來看，T6處理梯度含量最高，坐果數、產量最低，梯度含量最低的T5處理反而對坐果數、產量影響最為顯著。

2.3 不同含量土壤調理劑處理對重茬地土壤化學性質的影響

由表2 可以看出，試前土壤pH 值為8.27，經過施肥處理及西瓜的一個生長季后，CK 和6 個處理均比試前土壤pH 值顯著下降。其中，CK、T1、T5的土壤pH 值下降幅度最大，分別比試前土壤下降4.35%、4.47%、4.47%；T2、T3、T4、T6處理土壤pH 值為7.94～7.97，與試前土壤的pH 值相比，下降率為3.63%～3.99%。土壤pH 值的排序為：T0＞T6＞T2=T4＞T3＞CK＞T1=T5。綜上可知，常規施肥（CK）和6 個土壤調理劑處理均能顯著降低土壤pH 值，其中T1和T5降低土壤pH 值的幅度最大。可見，施用土壤調理劑處理方法可有效調節土壤酸堿度，施用常規施肥亦可起到調節土壤酸堿度的作用。與CK 相比，T1、T5處理土壤pH 值均低于CK，其他處理土壤pH值均高于CK。

表2 不同含量土壤調理劑處理對重茬地土壤化學性質的影響

施用不同含量腐殖酸土壤調理劑后，T3處理土壤中的有機質含量與T5、T0、CK 處理均存在顯著差異，比試前土壤及CK 分別提高158.70%、205.13%；T4、T6處理土壤中的有機質含量與CK 處理存在顯著差異，分別較CK 處理提高128.21%、138.46%，分別較試前土壤有機質含量提高93.48%、102.17%。施用T1、T2、T5處理土壤調理劑后，與試前土壤中有機質含量差異不顯著，較試前土壤有機質含量分別提高82.61%、78.26%、23.91%，比CK 有機質含量分別提高115.38%、110.26%、46.15%。土壤有機質含量的排序為：T3＞T6＞T4＞T1＞T2＞T5＞T0＞CK。由此可見，施用含有土壤調理劑3、4 的T3、T6、T4處理可有效增加土壤中的有機質含量，均與CK 處理存在顯著差異，尤其T3處理，即常規施肥+100 kg·667 m-2土壤調理劑3 后土壤中的有機質含量最高，其他處理有機質含量與CK 處理相比均有所增加，但差異不顯著。

試前土壤及各處理間土壤硝態氮含量差異不顯著，與試前土壤的硝態氮含量相比，CK、T2、T3分別降低18.94%、31.56%、3.13%，T1、T4、T5、T6處理比試前土壤硝態氮含量分別增加2.40%、13.95%、38.55%、31.59%。與CK 相比，只有T2處理土壤中硝態氮含量略低，其他處理土壤中硝態氮含量分別較CK 提高26.32%、19.50%、40.57%、70.92%、62.33%；可見，T4、T5、T6能為西瓜生長提供較多的硝態氮。

試前土壤及各處理間土壤的有效磷含量差異不顯著，與試前土壤相比，除T4和T5處理土壤中有效磷含量比試前土壤降低7.09%、0.21%外，其他處理均比試前有所升高，其中T3增長率最高，為20.74%，其他增長率在1.88%～8.59%。與CK 相比，只有T2、T3處理土壤中的有效磷含量略有增加，分別提高1.98%、13.39%，其他處理有效磷含量均比CK 略低。可見T2、T3處理能為西瓜生長提供較多的有效磷。

試前土壤及各處理間土壤中速效鉀含量差異不顯著，在經過一個西瓜生長季后，所有處理土壤中速效鉀含量均有所下降。與試前土壤相比，T5處理土壤中速效鉀含量下降最少，僅下降1.85%；其次為T3、T6、T1、T4，分 別 下 降 了12.24%、17.59%、19.25%、21.69%；CK、T2下降較多，分別下降了27.21%、26.38%。T5處理比CK 增加34.84%，T1、T3、T4、T6處理比CK 增加10.93%、17.81%、7.59%、13.22%，T2處理比CK 增加幅度最小，僅為1.15%。可見，T3、T5、T6處理為西瓜生長提供較多的速效鉀。

對施用不同含量腐殖酸土壤調理劑后重茬地土壤的陽離子交換量進行分析，結果表明，在經過一個西瓜生長季后，CK 和6 個處理土壤中陽離子交換量均與試前土壤存在顯著差異，增加率為83.66%～105.25%；與CK 相比，施用土壤調理劑的6個處理土壤陽離子交換量均有所升高，但差異不顯著。其中T1、T6處理升高幅度較大，分別為11.76%、6.89%，其他處理比CK 增加1.48%～2.97%。可見重茬地土壤在施用過腐殖酸土壤調理劑后，土壤中的離子結構得到有效的改善，其中T1、T6處理能較大幅度的提升土壤陽離子交換量。

3 討論與結論

腐殖酸中含有多種活性基團，具有較強的吸附能力和離子交換能力，能增強養分的貯存與釋放能力，有效提高肥料的利用時間和利用效率，從而提高農作物產量、品質和土壤肥力。周先林等[14]、聶文芳[15]研究表明，單施及配施土壤調理劑和有機肥能有效促進西瓜生長、提高西瓜果實產量和品質，同時對增強西瓜田間長勢和抗病性也有一定作用。郝青等[16]、劉詩璇等[17]和張鑫等[18]研究表明，施用腐殖酸肥料可增加玉米籽粒中干物質累積量，提升地力，增加玉米產量。筆者的試驗結果表明，含有土壤調理劑的處理在坐果數、產量方面均比常規施肥表現要好，這與前人的研究結論一致，說明施用腐殖酸土壤調理劑，可改善土壤理化性質，促進植株生長發育，從而克服重茬給西瓜造成的影響。

高文勝等[19]、孫學武等[20]通過在桃、花生上施用土壤調理劑，發現其不僅能促進農作物生長發育、提高作物產量與品質，增強作物抗逆性，還能改良土壤、提高肥料利用效率、改善土壤理化性狀，這也與本研究所得出的結論一致。筆者試驗中土壤調理劑處理改善了重茬地的土壤酸堿狀況，使之更適宜西瓜的種植栽培。常規施肥處理（CK）土壤有機質和速效鉀的含量反而比試前土壤低，施用土壤調理劑的處理均比常規施肥的土壤有機質和速效鉀含量高，說明西瓜生長過程中消耗了大量的有機質、速效鉀，而常規施肥所提供的有機質、速效鉀已消耗殆盡，不能滿足西瓜生長的需要，導致其坐果數、產量下降。含有腐殖酸的土壤調理劑在滿足西瓜生長、保證產量需求的同時，還能持續為西瓜生長提供所需的有機質和速效鉀。土壤陽離子交換量是影響土壤緩沖能力高低的重要因素，也是評價土壤保肥能力、改良土壤和合理施肥的重要依據。與CK 相比，在施用土壤調理劑后，土壤中的硝態氮有一定程度的增加，陽離子交換量大幅增加，可見在西瓜重茬地上施用含腐殖酸的土壤調理劑能增加土壤中的養分含量，提高土壤肥力，改良土壤化學性質，降低因重茬所帶來的危害。

腐殖酸的施用可以調節重茬地土壤的酸堿度，其特有的成分還能在一定程度上提高土壤有機質、硝態氮、有效磷、速效鉀含量及陽離子交換量，降低重茬地對西瓜的不良影響，進而促進西瓜的生長發育，在不倒茬的前提下提高西瓜產量。已有研究[21-22]表明，腐殖酸肥料的施用可以有效改善土壤的理化性質，提高作物產量。合理施用腐殖酸類肥料，尤其是化肥配施腐殖酸類肥料可為農業生產注入新的活力，為西瓜產業的可持續性發展提供更加便捷、有利的技術支持。筆者試驗中，綜合所有指標表現，T5處理后各項生物指標表現較好，尤其在提高產量、調節土壤酸堿度、提高硝態氮和速效鉀含量等方面具有顯著優勢；T6在提升土壤有機質、硝態氮、速效鉀含量及陽離子交換量等方面表現較好；T3在提高坐果數、以及土壤有機質、有效磷、速效鉀含量等方面表現較佳。筆者主要從產量和土壤理化性質方面進行比較、分析，下一步將增加品質方面的分析，同時選擇在不同理化性質的土壤上進行試驗，以篩選出適應范圍廣、效果更優良的腐殖酸土壤調理劑，為瓜農解決重茬難題。

綜上可知，含有土壤調理劑4 的T5、T6處理對土壤的多個化學指標影響較大，其中T5處理即常規施肥+50 kg·667 m-2土壤調理劑4 為最佳配方，可有效提高重茬地西瓜的坐果數、產量，減少連作障礙帶來的負面影響，從而獲得較高收益。