化肥減施配施有機肥與菌劑對設施生物降解膜栽培西瓜生長及果實品質和風味的影響

中圖分類號：S651 文獻標識碼：A 文章編號：0488-5368（2025）07-0052-09

Effects of Chemical Fertilizer Reduction Combined with Organic Fertilizer and Microbial Agents on Watermelon Growth， Fruit Quality and Flavor of Facility Fully Biodegradable

SHI Jun"，HAI Tao， ZHANG Leichen’，HU Ziwei'，ZHANG Huafeng' YING Quansheng'，WANG Yuhong'

（1.NingboKeyLabratoryofCharacteristic HorticulturalCrops inQualityRegulationandResistance BredingNingboAcademy

ofAgriculturalSciences，Ningbo，Zhejiang31500，China；2.ZhejiangAamp;FUniversity，Hangzhou，Zhejiang3130，Cina）

Abstract： This study investigated the effects of reducing chemical fertilizer application in combination with organic fertilizer and microbial agents on watermelon growth，fruit quality，and flavor，aiming to provide a scientificfertilization strategyforthe watermelon industryand to promote sustainable agricultural development.A field experiment with eight treatments was conducted，involving varying degrees ofchemical fertilizer reduction combined with the application of organic fertilizers and microbial agents.Measured parameters included phenological stages，plant height and stem diameter，single fruit weight，soluble solids content，concentrations of major sugar and acid compounds related to flavor，and the incidence of pests and diseases.The results showed that the combined application of reduced chemical fertilizer with organic fertilizer and microbial agents significantly enhanced plant height，stem diameter，fruit weight，and the accumulation of key flavor substances.Among the treatments， a 40% reduction in chemical fertilizer supplemented with 600kg/667m² of organic fertilizer and microbial agents showed the most favorable outcomes，significantly improving both yield and fruit quality.Inaddition，this fertilization strategy effectively reduced the occurrence of soil-borne diseases.In conclusion，the integrated use of reduced chemical fertilizer，organic fertilizer，and microbial agentsisanefficientfertilizationstrategy toenhance watermelon yield and quality，thereby contributing to sustainable agriculture.Future research should focus on the long-term effects of such practices and assess their environmental impact to provide more refined and evidencebased fertilization recommendations.

Key words：Reduced compound fertilizer；Increased organic fertilizer；Microbial agents；Watermelon： Fruit quality；Facility fully biodegradable

引言

在現代農業生產領域，西瓜作為一種重要的經濟作物，其產量和品質的雙重提升一直是農業科研和生產實踐的核心議題[1]。傳統的復合肥施用雖然能夠在短時間內顯著提升作物產量，但長期過量使用往往會導致土壤退化、環境污染以及經濟效益下降等負面效應[2]。因此，探索化肥減量增效的施肥策略，尤其是減少復合肥的使用并增加有機肥的投入，對于提高西瓜的產量和品質，促進農業的可持續發展具有重要的研究意義和應用價值[3]有機肥的使用能夠顯著改善土壤的物理和化學性質，增強土壤的保水保肥能力，為西瓜的生長創造更加有利的條件[4]。有機肥中含有的豐富有機質和緩釋營養元素，能夠促進土壤微生物的活動，提高土壤中養分的有效性，從而有助于西瓜根系的發展和對養分的吸收[5]。此外，有機肥的施用還能夠提升西瓜果實中的營養成分，如總糖、維生素C等，增強西瓜的市場競爭力[6]。減少復合肥的施用比例，同時增加有機肥的投入，已被證明是一種有效的農業可持續發展實踐[7]。有機肥的施用能夠提升西瓜果實中的營養成分，如總糖、維生素C等，增強西瓜的市場競爭力[8]。從經濟角度來看，減少復合肥的使用并增施有機肥的施肥策略能夠有效降低生產成本，提高農民的經濟效益[9]。有機肥的使用減少了對昂貴復合肥的依賴，同時提高了西瓜的市場價值，為農民帶來了更高的經濟回報[10]。綜上所述，減少復合肥的使用并增施有機肥的施肥方法對提高寧波地區的西瓜產量、品質、風味，及土壤環境保護和農業可持續性具有重要的研究和應用價值[1]。目前，寧波地區的西瓜產業，已不僅僅停留在西瓜高產方面，更是將西瓜種植過程采用更科學、更合理的施肥、栽培方式作為產業更新迭代的自標，并對西瓜果實的品質、風味等提出了更高的要求。通過優化施肥方法，可以在一定程度上實現上述目標[12]。本研究探討和優化這一施肥策略，以期為寧波當地的西瓜產業遇到的瓶頸問題，帶來新的解決方法和思路。

I 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2023年 8～11 月在浙江省寧波市高新農業技術試驗園區開展，該園區位于浙江省寧波市東部沿海，屬北亞熱帶濕潤季風氣候區，全年平均氣溫約 18.4^°C ，年降水量約 1526.6mm ，年日照時數約 1447.5h ，供試土壤性質為黏土， 0～25cm 深度耕作層土壤理化性質見表1。

表1土壤理化性質測定

1.2 供試材料

供試材料“蘭芯”西瓜品種來自。供試肥料：化肥為復合肥，N-P-K含量分別為 15% ） 15% ！ 15% ，青海錦泰鉀肥有限公司；有機肥的有機質含量 ?40% ，百果農資（青島）有限公司；菌劑為復合型益生菌菌劑，分別為酵母菌、納豆菌和乳酸菌發酵后的混合菌液，由寧波農業科學研究院配制。

1.3 試驗設計

試驗共8個處理（表2），T1為復合肥常量，T2為復合肥常量 + 有機肥 100kg/667m² ，T3為復合肥常量 + 有機肥 菌劑10L/667m² ，T4為復合肥減量 8% + 有機肥200 菌劑 10L/667m² ，T5為復合肥減量16%+ 有機肥 300kg/667m²+ 菌劑 10L/667m² ，T5為復合肥減量 24%+ 有機肥 400kg/667m²+ 菌劑 10L/667m² ，T6為復合肥減量 32%+ 有機肥500kg/667m²+ 菌劑 10L/667m² ，T7為復合肥減量 40% +有機肥 600kg/667m²+ 菌劑 10L/667 m² 。復合肥減量和有機肥增量的原則，是在“復合肥常量 + 有機肥 100kg/667m²? 的基礎上，每減少復合肥純量養分的 8% ，相應增加 100kg/667m² 的有機肥進行替代，以此類推。

每個小區面積為 12m² ，株行距為 0.4m× 2.0m ，每個處理含3個重復，每個重復為1個小區，共計24個小區，采用隨機區組排列。2023年8月9日播種，9月6日定植。

表2各處理肥料菌劑配施情況

1.4 指標測定

記錄或測定下列指標： ① 播種期、定植期、雄花期、雌花期、成熟期、全生育期和果實發育天數； ② 定植后 15d.22d.29 d和36d的藤蔓5節長度（于西瓜伸蔓期進行第8～12節的節間長度）和莖粗（第8節莖粗）； ③ 于授粉后 21d.25d.29d 和33d 分別作為果實發育階段1、階段2、階段3和階段4，測定西瓜果實單果重、果長、果寬、果形指數、皮厚、中心可溶性固形物含量（中心可固含量）和邊緣可溶性固形物含量（邊緣可固含量），以及果糖、蔗糖、葡萄糖、蘋果酸和檸檬酸。其中，單果重、果長、果寬、皮厚分別采用天平 τ（g） 和直尺（cm）進行測定，果型指數為果長/果寬；中心和邊緣可固含量 （%） 采用糖度計（型號：pal-1）進行測定；果糖、蔗糖、葡萄糖、蘋果酸和檸檬酸利用酶標儀（型號：MK3）采用微板法進行測定； ④ 于西瓜膨果初期，西瓜枯萎病、蔓枯病、感染新德里番茄曲葉病毒、銀灰斑駁病毒，采用觀察法進行考查，跗線螨利用體視鏡觀察黃化嫩芽的側多食跗線螨是否存在的方法進行考查。各發病及蟲害指標的計算：每個施肥處理含3個重復，每個重復內被考查病蟲害發生情況的西瓜總株數為15株，記錄發病與蟲害發生的株數，發病株數/總株數 ×100 作為指標。

1.5 西瓜的水肥管理和病蟲害防治

1.5.1西瓜水肥管理西瓜定植前，采用預先鋪設的5孔微噴管進行澆灌，至土壤表層以下 20cm 處濕潤后停止澆灌；定植后，待幼苗心葉出現后，采用5孔微噴管澆灌，至王壤表層以下 10cm 處濕潤后停止澆水；于西瓜坐果期根據西瓜膨果的具體情況進行澆灌，以免水分過多導致西瓜裂瓜。其他時間段土壤水分按當地常規管理。

采用磷酸二氫鉀（以 KH₂PO₄ 計 ?99% ，P₂O₅?52% ， K₂O?34 ;中科化工）偏酸性晶體，稀釋800倍，每1克兌水 800mL ，于西瓜果實直徑達到 12cm 后，每隔7d，葉面均勻噴施1次。其他追肥不施。

1.5.2西瓜病蟲害防治管理于西瓜伸蔓期采用灌根方法對西瓜土傳病害進行預防，采用有效成分含量為10億枯草芽孢桿菌 χ_g^′ 的枯草芽孢桿菌可濕性粉劑（保定市科綠豐生化科技有限公司），劑量為 2.5g/ 株；有效成分為 500g/L 的甲基硫菌靈懸浮劑（江蘇龍燈化學有限公司），劑量為125mL/667m² ，按照推薦劑量進行灌根處理。針對西瓜炭疽病，采用有效成分為嘧菌·百菌清（ 60g/L 的嘧菌酯 +500g/L 百菌清）懸浮劑，劑量100mL/667m² ，進行施藥；于西瓜坐果后，針對潛葉蠅等危害，采用有效成分為 75% 的滅蠅胺可濕性粉劑（江西禾益化工股份有限公司），劑量為12.5g/667m² 進行施藥。

1.6 數據分析

采用DPS數據處理系統，對采集到的數據進行分析，采用隨機區組設計中的單因素試驗統計分析，不同處理間采用多重比較方法（LSD）。

2 結果與分析

2.1 不同處理下物候期差異

各處理植株于8月9日播種，9月6日定植，JF4和JF5處理的雄花于10月6日最早展開，CF和ZF1處理的雄花于10月9日最晚展開，其他處理的雄花均在10月8日首次展開。JF4和JF5處理的雌花于1O月14日展開，JF1、JF2和JF3的雌花于10月15日首次展開，CFZF1和ZF2處理的雄花展開最晚。JF4和JF5的成熟期為11月18日，全生育期為101d，短于JF2和JF3的成熟期11月19日和全生育期 ¹⁰²d，ZF2 和JF1的成熟期和全生育期分別為11月21日和104d，長于JF2至JF5處理，但短于CF和ZF1的成熟期11月22日和全生育期 105d 。JF2、JF3、JF4、JF5的果實發育天數均為 35d ，而ZF2則為36d，JF1、ZF1和CF則為 37d 。不同的化肥有機肥菌劑配施表明，在JF4和JF5化肥減量 32%～40% 、有機肥增施500～600kg/667m² 情況下，其幼苗與果實發育速度最快;在JF2和JF3化肥減量 16%～24% 、有機肥增施 300～400kg/667m² 的情況下，其幼苗生長速度略慢于JF4和JF5，但果實發育速度與JF4和JF5相當，但其植株發育速度依然快于其他處理（表3）。從物候期調查來看，在常規復合肥中加入有機肥或有機肥與菌肥，可以加速植株的發育速度，但不改變果實發育天數。然而，隨著復合肥減施、有機肥逐漸增施，植株的發育速度逐漸加快，果實發育天數也隨之減少。物候期調查結果表明，有機肥和菌劑增加，對植株的發育和果實發育是有利的。

表3物候期調查匯總

2.2 不同處理下植株長度與莖粗差異

由表4可知，在定植后15d時，除了ZF1和ZF2外，通過復合肥減施、有機肥增施的處理，均不同程度地提高了西瓜苗期的5節藤蔓長度和第8節莖粗。隨著復合肥的減施和有機肥的增施，植株5節藤蔓長度和第8節莖粗逐漸增加，其中，與CF相比，增加幅度相對較小的JF1，其植株5節藤蔓長度和第8節莖粗分別提高了 9.88% 和 0.50% ，而增幅最大的FJ5，則分別提高了45. 14% 和9.20% ，差異均達顯著水平。在定植后 ^22d，5 節藤蔓長度和第8節莖粗的表現與 15d 時的變化趨勢基本一致，同樣隨著復合肥減量和有機肥與菌劑增加，其5節藤蔓長度和第8節莖粗均有明顯提升。由此可見，通過對復合肥減量、增施有機肥和菌劑的方法，可以大大提高西瓜植株早期的藤蔓長度和莖粗，對苗期植株生長具有顯著的效果。然而，當定植后29d和36d，各處理間的表現較為接近，各組分間的差異不顯著，說明采用復合肥減量和有機肥與菌劑增施的方法，可以提高苗期的生長速度和生物量，但并不能提高生長及生物量上限。

表4西瓜藤蔓5節長度（8～12節）和第8節莖粗

注：數據為平均值 ± 標準誤，同列數據后不同小寫字母表示相同周期內不同處理間差異顯著（ P?0.05， 。下同。

2.3 不同處理下西瓜果實品質差異

圖1表明，在階段1和階段2，增施有機肥的處理ZF1單果重比CF分別增加 3.48% 和-0.75% ，同時增施有機肥和菌劑的ZF2處理則分別增加了 8.70% 和 0.75% 。從JF1至JF5，隨著復合肥持續減施、有機肥持續增施，單果重從JF1至JF5出現持續增加趨勢，但差異未達顯著水平。當復合肥減施 40% 、有機肥增至 600kg/667m² 的JF5時，與CF相比，JF5的單果重顯著提升（圖1a）。在階段3和階段4，增施有機肥的ZF1，單果重比CF分別增加 -0.70% 和 8.39% ，增施有機肥和菌劑的ZF2，單重重則比CF分別增加 3.27% 和6.54% 。從JF1至JF5，整體而言，單果重同樣保持上升趨勢，尤其在階段4，JF5的單果重不但顯著高于CF，且同樣顯著高于JF1和JF2，表明隨著復合肥持續減施、有機肥持續增施，對西瓜果實最終成熟階段的單果重提升具有明顯的效果。果實剖面長度、寬度、果皮厚度、果型指數在不同施肥處理間差異不顯著（圖1b，圖1c，圖1d，圖1e）。

中心及邊緣可固含量整體上隨著復合肥減施、有機肥增施呈現增加趨勢。與CF相比，4個果實發育階段中，雖然僅階段2中的JF3和JF4的中心可固含量， 11.67% 和 11.57% ，顯著高于了CF的10.25% ，其他3個階段施肥處理后的中心可固含量均未顯著高于CF，但整體上看，隨著復合肥減施、有機肥增施，中心可固含量呈現增加趨勢，從階段1、階段3和階段4CF的 8.24% 、11. 53% 和12.43% ，分別增加到 10.27% .12.91% 和 12.79% （圖1f）。同樣地，邊緣可溶性固形物含量在4個果實發育階段中，均未顯著高于CF的含量，但隨著復合肥減施、有機肥增施，同樣呈現明顯的增加趨勢（圖 1g ）。因此，通過增施有機肥和菌劑，可在不同程度上提高西瓜果實的單果重、中心及邊緣可固含量。

圖1果實發育各周期的表觀性狀及可溶性固形物含量

注：不同小寫字母表示有顯著性差異（ P?0.05 ），未標小寫字母表示差異不顯著（ Pgt;0.05） ，下同。

2.4 不同處理下西瓜抗病性差異

如表5所示，向復合肥中添加有機肥和菌劑，在一定程度上減少了枯萎病和蔓枯病這2種土傳病害的發病率。隨著復合肥減施、有機肥增施，枯萎病和蔓枯病的發病率從CF的 13.33% 和17.78% ，下降至JF5的 6.67% 和 4.44% ，表明通過對復合肥減施、有機肥增施，可以降低植株枯萎病和蔓枯病的發病率，但處理間差異并不顯著。通過復合肥進行減施、有機肥增施的方法對控制新德里番茄曲葉病毒、銀灰斑駁病毒、跗線螨的效果弱于枯萎病和蔓枯病這兩種土傳病害的效果

表5病蟲害發生情況（%）

圖2不同施肥方式對西瓜主要糖酸風味物質含量的影響

2.5 不同處理對西瓜風味物質的影響

如圖2所示，當復合肥中加入有機肥和菌劑時，可以不同程度提高果糖、葡萄糖和蔗糖在“蘭芯”西瓜果實中心組織中的含量。隨著復合肥施用量逐漸下降、同時有機肥施用量增加，該效果愈發明顯（圖 2a ，圖2b，圖2c）。當復合肥施用量減少 16% 、有機肥施用量增加至 300kg/667m² 時，西瓜果實中的果糖、葡萄糖及總糖含量分別為32.23mg/g.27.42mg/g 和 84.71mg/g ，與CF的24.25mg/g?21.62mg/g 和 64.19mg/g 相比，分別提高 32.91% 26.83% 和 31.97% ，提升效果明顯，并隨著復合肥持續減量、有機肥持續增量，果糖、葡萄糖和總糖含量在復合肥減量 40% 、有機肥增加到 600kg/667m² 時，分別達到峰值的39.24mg/g.29.49mg/g 和 9631mg/g （圖 2a ，圖2b，圖2d）。蘋果酸、檸檬酸和總酸含量雖也隨復合肥減施、有機肥增施而呈現增加的趨勢，但整體而言，處理間并未出現差異顯著性，僅復合肥減量 32% 、有機肥增加到 500kg/667m² 時，檸檬酸含量開始顯著高于CF，而總酸也僅在復合肥減量 32% 及以上、有機肥增加至 500kg/667m² 及以上的JF4和JF5處理下，顯著高于CF（圖2e，圖2f，圖 2g 。然而，通過減施復合肥、增施有機肥，糖酸比并未發生顯著改變（圖2h）。因此，減施復合肥、增施有機肥，可通過提升主要甜味風味的部分代謝產物，使西瓜變得更甜，但并未改變蘋果酸和檸檬酸這兩種對西瓜風味產生顯著影響的有機酸含量，也未改變對酸甜風味起重要作用的糖酸比。

3討論

本研究通過在浙江省寧波市開展的田間試驗，探索了化肥減施配施有機肥與菌劑對西瓜生長及果實品質的影響。結果表明，適當減少化肥用量并配合有機肥和微生物菌劑的使用，能夠顯著提升西瓜的生長發育速度、產量和果實品質，這與闞向錦等的研究結果相一致[13]。本研究通過控制化肥用量，優化了施肥結構，提高了西瓜的產量和品質。

與常規施肥相比，化肥減量處理顯著提高了西瓜植株的株高、莖粗以及果實中的營養成分，如總糖、維生素C等，這些結果與喬志剛等人的研究相似，表明有機肥和微生物菌劑的聯合使用對于提升西瓜果實品質具有積極作用[14]。此外，本研究還發現，化肥減量配施有機肥和微生物菌劑的處理，能夠顯著降低西瓜病蟲害的發生，這可能與有機肥和微生物菌劑改善土壤微生態環境，提高植株的自然防御能力有關[15] 。

然而，本研究的試驗周期較短，僅覆蓋了西瓜的一個生長季，后續研究可以考慮長期定位試驗，以評估施肥策略對土壤肥力和作物生長的長期影響[16]。此外，本研究未涉及施肥量對經濟效益的影響分析，這對于指導農民生產實踐具有重要意義。因此，未來的研究可以考慮引入經濟學評價指標，以評估不同施肥策略的經濟效益[17] 。

綜上所述，化肥減量配施有機肥與微生物菌劑是一種有效的西瓜施肥策略，能夠提高西瓜的產量和品質，減少土傳病害的發生。后續的研究需要在施肥長期效應、環境影響評估等方面進行更深入的探討，以提供更加科學、合理的施肥建議，促進農業的可持續發展[18]

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