北京設施小果型西瓜用肥情況調研報告

李婷 王洪旭 江姣 賈文紅 蘆金生 哈雪姣 宗靜 曲明山

摘? ? 要：為進一步提升小果型西瓜的品質，實現養分的科學精準管理，選取北京市小果型西瓜主產區種植規模在5 hm2以上的農戶進行施肥現狀調研。結果表明，北京設施小果型西瓜平均產量為3 250.00 kg·667 m-2，有機肥平均用量為2.01 t·667 m-2，折合N、P2O5、K2O養分平均投入量分別為34.97、39.41、34.79 kg·667 m-2；化肥平均用量為53.18 kg·667 m-2，折合N、P2O5、K2O養分平均投入量分別為16.40、15.21、21.57 kg·667 m-2，基施養分（N+P2O5+K2O）占化肥（基肥+追肥）養分總量的29.56%，N、P2O5、K2O 3種養分基追比分別為2∶5、2∶3和3∶10。采用滴灌、微噴等節水灌溉方式較傳統溝灌節肥約6.04 kg·667 m-2。筆者依據目標產量的養分需求量，結合當地相關肥料試驗推薦的平均施肥量，提出綜合優化化肥用量，促進小果型西瓜合理精準施肥。

關鍵詞：小果型西瓜；化肥；有機肥；減量

中圖分類號：S651 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2023）09-042-06

The status of fertilizer application of mini-watermelon in facilities in Beijing

LI Ting1， WANG Hongxu2， JIANG Jiao3， JIA Wenhong3， LU Jinsheng3， HA Xuejiao3， ZONG Jing1， QU Mingshan1

（1. Beijing Agricultural Technology Extension Station， Beijing 100029， China; 2. College of Plant Science and Technology， Beijing University of Agriculture， Beijing 102206， China; 3. Beijing Daxing Crop Production Technology Extension Station， Beijing 102600， China）

Abstract： In order to further improve the quality of mini-watermelon and realize the precise management of nutrients， farmers with a planting scale of more than 5 hm2 in the main producing areas of mini-watermelon in Beijing were selected to investigate the current situation of fertilization.The results showed that the average yield of mini-watermelon in Beijing was 3 250.00 kg·667 m-2， the average amount of organic fertilizer was 2.01 t ·667 m-2， and the average input of N， P2O5 and K2O nutrients was 34.97， 39.41 and 34.79 kg·667 m-2， respectively. The average amount of chemical fertilizer was 53.18 kg·667 m-2， The inputs of N， P2O5 and K2O were 16.40 ，15.21 and 21.57 kg·667 m-2， respectively. The base fertilizer nutrient （N + P2O5 + K2O） accounted for 29.56% of the total nutrient of chemical fertilizer （base fertilizer + topdressing）， and the ratios of base to topdressing of N， P2O5 and K2O were 2︰5， 2︰3 and 3︰10， respectively. Farmers using drip irrigation， micro-sprinkling and other water-saving irrigation compared with the traditional furrow irrigation method to save fertilizer about 6.04 kg·667 m-2. According to the nutrient demand of the target yield， combined with the average fertilization amount recommended by the local fertilizer test， we put forward the comprehensive optimization of the amount of chemical fertilizer to promote the rational and accurate fertilization of mini-watermelon.

Key words： Mini-watermelon; Chemical fertilizer; Organic fertilizer; Fertilizer reduction

北京作為我國重要的政治、經濟和文化中心，農業發展歷史源遠流長，形成了眾多極具特色的農產品，如大興西瓜、昌平草莓等，為農民增收和鄉村振興發揮了重要作用。西瓜適應性極強，對氣候條件要求較低，我國幅員遼闊，30多個省份具備適宜西瓜生長的氣候、溫度和土壤等條件，西瓜種植歷史悠久[1-2]。據統計，2020年我國西瓜的種植面積為1.41×106 hm2，占全球西瓜總種植面積的46.04%，總產量為6.02×107 t，占全球西瓜總產量的59.29%[3]。一直以來，西瓜都是人們生活中不可或缺的鮮食水果，消費者對西瓜的需求量穩中有增，西瓜產業興旺，能有效帶動我國農村種植業和經濟的發展[4]。

西瓜作為北京都市農業發展的重要組成部分，栽培周期短、經濟效益高，成為承載京郊農民獲得穩定收入和市民休閑采摘的支柱產業。據2020年北京都市型現代農業產業發展報告[5]調研數據，北京市西瓜種植面積約2620 hm2，大興區和順義區的8個鄉鎮共同形成了北京市西瓜產業的2個重要產業帶，占全市西瓜總種植面積的85%，小果型西瓜在大興區種植最多[6]。2007年“大興西瓜”獲得國家地理標志農產品的認證和保護，成為首都的特色農業名片，大興區龐各莊鎮是聞名全國的“中國西瓜之鄉”[7]。筆者課題組一直從事西瓜栽培技術研究工作，調研結果顯示，2021年全市西瓜種植面積為2620 hm2，其中設施栽培小果型西瓜占比64.56%。

前人針對西瓜化肥減量有相關方面的研究，郭亞雯等[8]對陜西地區設施早熟西瓜和甜瓜的化肥施用現狀開展調研，并挖掘化肥減量施用的潛力，但調研不包括小果型西瓜。諸海燾等[9]研究了中果型和小果型西瓜不同生育期對氮磷鉀的吸收分配規律。趙躍等[10]開展化肥減量試驗，探索北京地區小果型西瓜最佳的減肥范圍。但近幾年北京地區小果型西瓜用肥基礎底數缺少相關的調研數據。為了總結典型農戶在養分管理上的經驗、存在的問題及技術需求，進一步實現科學精準用肥，筆者采用調查問卷的形式對北京市小果型西瓜種植主產區的產量水平、施肥種類、數量、施肥方式、灌溉方式等進行了統一調研，并進行相關資料收集、文獻檢索和示范戶走訪等，以期為北京市小果型西瓜種植的合理施肥提供有效指導。

1 調查研究方法

筆者的研究主要采用問卷調查的方式，調研了北京市種植小果型西瓜規模5 hm2以上的農戶150戶，收回有效問卷134份，并通過相關資料收集、文獻檢索和示范戶走訪等方式進行調研結果的梳理和校對。

1.1 調研時間與地點

調研時間為2022年2－7月，針對品種的種植茬口，主要收集2021年秋茬和2022年春茬的用肥情況；調研地點覆蓋了北京市設施小果型西瓜種植的主產區大興、順義、延慶、昌平等地。

1.2 調研內容

調研內容包括種植小果型西瓜農戶的年齡，種植年數，上一茬667 m2收入，2021年秋茬和2022年春茬的產量、有機肥施肥種類、底肥和追肥中化肥的種類及配方、用肥量、施肥方法以及灌溉方式等信息。

1.3 調研數據分析

調研數據采用Excel進行處理和分析。

2 調查研究結果

2.1 養分投入現狀

2.1.1 有機肥施用現狀 由表1可以看出，農戶施用的有機肥種類較多，主要類型為雞糞（47.06%）和商品有機肥（19.33%）。雞糞的施用量集中在1.00～3.00 t·667 m-2，施用量為1.50 t·667 m-2的樣本在施用雞糞的樣本中占比最高，達到35.72%；其次是施用2.00 t·667 m-2的雞糞樣本，占施用雞糞樣本的26.80%。商品有機肥的施用量集中在1.50～3.00 t·667 m-2之間，用量1.50和2.00 t·667 m-2的農戶占比高，剩余施用量的樣本分布較均勻。此外，施用生物有機肥的農戶占比為17.65%，其中52.35%的農戶施用量集中在1.50～2.00 t·667 m-2。西瓜種植者認為商品有機肥養分含量較低，因此仍憑借經驗將其與糞肥搭配施用；調研還發現農戶對生物有機肥有一定的認可度，影響施用占比的主要因素是價格，均希望將生物有機肥列入政府補貼項目中。4.20%的農戶沒有選用糞肥，而是選擇香油渣或發酵花生餅，認為其可以提升果實品質。

由表2可以看出，不同類型有機肥的667 m2施用量不同，雞糞施用量1.79 t·667 m-2，依據梁金鳳等[11]總結的有機肥養分含量計算N、P2O5、K2O養分投入量分別為41.35、50.30、40.10 kg·667 m-2；豬糞施用量2.75 t·667 m-2，N、P2O5、K2O養分投入量分別為52.80、57.20、48.13 kg·667 m-2；牛糞施用量2.00 t·667 m-2，N、P2O5、K2O養分投入量分別為28.80、33.80、30.40 kg·667 m-2；商品有機肥施用量1.70 t·667 m-2，N、P2O5、K2O養分投入量分別為29.07、33.49、31.62 kg·667 m-2；生物有機肥施用量1.81 t·667 m-2，N、P2O5、K2O養分投入量分別為22.81、22.26、23.71 kg·667 m-2。

平均各樣本有機肥平均用量為2.01 t·667 m-2，通過換算有機肥中N、P2O5、K2O養分平均投入量分別為34.97、39.41、34.79 kg·667 m-2。

2.1.2 化肥施用現狀 由表3可知，不同農戶化肥投入量有一定差異，全生育期化肥平均施用量為53.18 kg·667 m-2，其中N、P2O5、K2O養分含量分別為16.40、15.21、21.57 kg·667 m-2。N、P2O5、K2O質量比為1.00∶0.93∶1.32。基肥中養分含量（N+P2O5+K2O）占化肥（基肥+追肥）養分總量的29.56%，N、P2O5、K2O三種養分基追比分別為2∶5、2∶3和3∶10。

結合2.1.1換算的有機肥中N、P2O5、K2O養分平均投入量分別為34.97、39.41、34.79 kg·667 m-2，綜合肥料（有機肥+化肥）N、P2O5、K2O養分投入量分別為51.37、54.62、56.36 kg·667 m-2。

從圖1可以看出，氮肥和磷肥前期施用量大，坐果后施用量減少，而鉀肥施用量在伸蔓期最少，坐果后施用量增加。表明目前農戶用肥的配比與西瓜養分需求規律基本一致，認為鉀肥可以增加糖度，重視鉀肥的施用。

2.1.3 化肥施用類型 種植西瓜的經濟效益高于設施蔬菜，農戶愿意嘗試多種新型肥料以達到提質增效的目的。調研施用的追肥種類，發現26.00%的農戶只施用普通大量元素水溶肥，74.00%的農戶選擇大量元素水溶肥與功能性肥料配合施用，其中施用菌肥、海藻酸水溶肥、腐殖酸水溶肥的農戶分別占26.00%、11.00%、16.00%，其他如魚蛋白或者多種成分復合的新型肥料占21.00%。新型肥料的投入呈現日益增長的趨勢，但當詢問各種肥料類型的主要功效以及農戶想要解決的具體問題時，供需會存在一定偏差，筆者認為每種肥料類型的主要功效以及最佳用量和施用時期等應用技術，將是未來主要培訓指導的內容之一。

2.2 西瓜產量與施肥量的關系

由圖2可以看出，小果型西瓜平均產量為3250 kg·667 m-2，產量分布范圍為1500～5000 kg·667 m-2。此次調研中，調查對象大部分都是常年種植的老瓜農，常年栽種西瓜，土壤積累的養分較高，施肥量也高于作物養分需求量。調研結果顯示在相同養分投入的情況下，西瓜的產量樣本有高有低，說明產量和施肥量的相關性不顯著（R2=0.000 6，較低）。

2.3 不同灌溉方式與施肥的關系

由表4可以看出，生產農戶的施肥灌溉方式分為兩大類，即傳統溝灌和水肥一體化節水灌溉（滴灌和微噴）。采用傳統溝灌的農戶平均年齡53.67歲，而采用滴灌微噴的農戶平均年齡49.38歲，較傳統溝灌的農戶年輕4.29歲，可初步認為較年輕農戶對水肥一體化灌溉方式的接受度相對較高。采用水肥一體化方式的農戶667 m2產量較傳統溝灌方式高600.72 kg。2種方式基肥化肥的施用量基本一致，滴灌微噴追肥用量較傳統溝灌方式少用5.41 kg·667 m-2。滴灌微噴和傳統溝灌方式的基追比分別為1.00∶2.18和1.00∶2.44。

由表5可以看出，傳統溝灌化肥總用量99.56 kg·667 m-2，養分投入總量為54.42 kg·667 m-2，其中N、P2O5、K2O投入分別為16.76、15.75、21.91 kg·667 m-2，分別較滴灌微噴高1.78、2.41和1.85 kg·667 m-2。比較各時期養分投入總量，發現2種灌溉方式在坐果中期和坐果后期差別較大，傳統溝灌在這2個時期養分投入總量分別較滴灌微噴高2.28和2.53 kg·667 m-2，采用節水灌溉方式累計節肥6.04 kg·667 m-2。

2.4 小果型西瓜化肥減施潛力估算

筆者依據目標產量的養分需求量，結合當地相關肥料試驗推薦的平均施肥量，在調研結果的基礎上進行綜合優化。目標產量施肥量=目標產量×單位經濟產量養分攜出量。目標產量為調研當地生產農戶平均產量乘以系數1.20[8]，每1 000.00 kg產量N、P2O5、K2O養分攜出量分別為2.18、0.91、3.02 kg[9]。北京大興趙躍等[10]推薦當地小果型西瓜平均N、P2O5、K2O施肥量分別為14.60、7.30和14.60 kg·667 m-2，見表6。

在目標產量3 900.00 kg·667 m-2的基礎上，在有機肥用量2.01 t·667 m-2的條件下，筆者在農戶化肥用量（調研結果）和目標產量施肥量之間取中間值，作為下一步探索化肥減量的優化施肥量，磷肥用量以作物需求為依據，運算擬合取整可得N、P2O5、K2O施肥量分別為12.00、5.00、16.00 kg·667 m-2，小果型西瓜N、P2O5、K2O減施潛力分別為26.83%、67.13%、25.82%，化肥總減施潛力為37.95%，見表7。筆者將在此基礎上開展功能性方面的肥料應用、適宜基追比、養分精準供應等方面的研究內容，以期實現小果型西瓜化肥減施的目標。

3 討論與結論

區域合理施肥量的確定是由氣候、作物、設施類型、土壤性質以及作物的栽培管理技術模式等方面決定的。正常情況下，作物產量與施肥量之間呈現二次模型或線性加平臺模型關系[12-13]，且產量與施肥量的關系一般遵循報酬遞減規律[14]。但筆者的調研結果表明，西瓜產量和化肥施用量相關性不顯著，在相同養分投入的情況下，西瓜的產量有高有低，可能與長期過量施肥造成養分在土壤中積累有關，土壤中存留的養分滿足了作物的養分需求，此外，持續過量或者不科學的肥料施用容易造成土壤養分失衡導致作物減產。

調研結果表明，肥料（有機肥+化肥）中N、P2O5、K2O養分投入分別為51.37、54.62、56.36 kg·667 m-2，大幅超過前人的研究推薦量[8-9]。大量的化肥施用，不僅產量沒有提高，還影響果實品質，從而影響銷售，同時也造成肥料的浪費和環境污染。黃紹文等[15]認為，氮素投入中有機肥養分量占養分總用量的（化肥+有機肥）40.00%～50.00%為適宜比例，既可培肥土壤又使當季作物增產效果最好。筆者調研結果顯示，有機肥占養分總用量的67.24%，京郊小果型西瓜種植中有機肥養分比例總體較高。有研究認為氮素供應量過高會使大部分光合同化產物與氮形成蛋白質，影響光合產物的轉化和輸出[16]，且導致根系活力下降，不利于對礦物質養分的吸收利用，從而影響果實的品質[17]。目前我國推薦施肥量很少考慮有機肥提供養分的具體數量，農戶認為有機肥施用可優化土壤結構、提高土壤肥力，而忽略其提供的部分養分，導致營養過剩，因此應結合目標產量，在調整有機肥施肥量或者類型的基礎上，推薦化肥施用量，下一步將開展相關方面的試驗研究，驗證其可行性。

前人研究提出，設施蔬菜適宜的基施化肥養分用量（N+P2O5+K2O）占化肥（基肥+追肥）養分總量的適宜比例為15.00%～20.00%[18]。筆者的調研顯示，西瓜基施化肥養分用量（N+P2O5+K2O）占化肥（基肥+追肥）養分總量的29.56%。基施化肥養分比例過高，增加了養分損失風險，因此未來生產中在化肥總量減少的基礎上要進一步探索化肥基追比例，提高化肥利用率。

作物對礦質營養元素的吸收比例主要與其本身特性有關，同時一定程度上也受養分供應、栽培方式等環境條件的影響。前人研究表明，西瓜N、P2O5、K2O吸收平均質量比為1.00∶0.35∶1.25[19]，而調研結果顯示全生育期化肥總投入N、P2O5、K2O質量比為1.00∶0.93∶1.32，化肥中磷肥嚴重過量，分析其原因主要與農戶施用的基肥化肥為平衡復合肥有關，甚至還有8.00%的農戶用磷酸二銨進行基施，這一結果與余海英等[20]對溫室蔬菜施肥調查結果一致。磷肥過量與不合理施用不僅導致磷肥利用率和生產效益不高，還導致土壤速效磷大量富集等問題，土壤中過量積累的磷素還易導致作物中 Zn和Fe元素缺乏，并增加土壤可溶性有機質的淋失量等。張銀花[21]研究認為，磷過量可引起甜瓜早衰，還可間接抑制甜瓜對鋅、鐵、鈣等元素的吸收，造成生理病害。因此，當農戶施用2.01 t·667 m-2有機肥時，建議基施化肥盡量選擇低磷復合肥，慎用磷酸二銨等高磷化肥。

施肥的主要目的是補充作物從土壤中帶走的養分，保持動態平衡，調研結果顯示化肥投入超出作物需求，磷肥嚴重過量，筆者依據目標產量的養分需求量，結合當地相關肥料試驗推薦的平均施肥量，在調研結果的基礎上進行綜合優化化肥用量，N、P2O5、K2O分別為12.00、5.00、16.00 kg·667 m-2，化肥氮、磷和鉀施用量比農戶常規用量減少26.83%、67.13%、25.82%。小果型西瓜是經濟效益較高的作物，農戶重視施肥，目前北京設施土壤肥力多在中等及以上水平，筆者將依據小果型西瓜的養分需求規律，開展精準施肥研究并進行相關技術集成，形成系統的施肥制度，鼓勵農戶在本區域栽培模式條件下，適當進行合理精準施肥。

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