功能性堆肥及其浸提液在設(shè)施溫室甜瓜栽培上的應(yīng)用研究

武東波，張學(xué)忠，徐秉信，曹云娥

（1.寧夏農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦，銀川，750100；2.賀蘭縣農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦公室；3.銀川市西夏區(qū)農(nóng)技推廣中心；4.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院）

功能性堆肥及其浸提液在設(shè)施溫室甜瓜栽培上的應(yīng)用研究

武東波1，張學(xué)忠2，徐秉信3，曹云娥4

（1.寧夏農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦，銀川，750100；2.賀蘭縣農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦公室；3.銀川市西夏區(qū)農(nóng)技推廣中心；4.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院）

以甜瓜蜜世界為試材，采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，研究了功能性堆肥及其浸提液對(duì)甜瓜生長指標(biāo)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、品質(zhì)、單果質(zhì)量及產(chǎn)量的影響，探討堆肥及其浸提液在設(shè)施溫室甜瓜栽培上的應(yīng)用效果，為其在植物生產(chǎn)上的應(yīng)用提供依據(jù)。結(jié)果表明，堆肥及其浸提液促進(jìn)根系發(fā)育，有利于甜瓜葉面積、莖粗和株高的增加及葉片葉綠素的累積；顯著提高qP，對(duì)Fv/Fm影響不顯著；促進(jìn)果實(shí)營養(yǎng)物質(zhì)的累積，提高產(chǎn)量且改善品質(zhì)；使甜瓜提前上市5～6 d；降低施肥量63.28%以上，進(jìn)而減少肥料成本42.86%。

甜瓜；堆肥；浸提液；品質(zhì)；產(chǎn)量

甜瓜為一年生草本植物，在世界各國普遍栽培，作為餐后高檔水果型蔬菜深受消費(fèi)者青睞。隨著設(shè)施栽培的興起，甜瓜作為重要的設(shè)施栽培作物，在全世界范圍內(nèi)大面積栽培。我國是栽培甜瓜最早的國家之一，也是世界上甜瓜栽培面積最大、產(chǎn)量最多的國家[1]。設(shè)施甜瓜土培時(shí)，土傳病害嚴(yán)重，加之化學(xué)農(nóng)藥對(duì)土壤環(huán)境的污染、破壞根際土壤微生物構(gòu)成等[2]，導(dǎo)致甜瓜產(chǎn)量低、品質(zhì)差等問題。針對(duì)以上問題，利用有機(jī)固體廢棄物制作功能性堆肥以及堆肥控制土傳病害。

有機(jī)固體廢物潛在利用價(jià)值不僅在于其蘊(yùn)藏著大量的能源物質(zhì)（C素），也在于其擁有豐富的作物所需營養(yǎng)物質(zhì)（N、P、K和微量元素）[3]。堆肥化過程是地球表面生態(tài)過程的一部分，地球表面殘留的枯枝落葉、雜草、樹皮和其他半固體的有機(jī)物不斷分解后再進(jìn)一步參與到物質(zhì)和能量的循環(huán)中[4，5]。現(xiàn)代的堆肥化就是在人工控制下，在一定的水分、C/N比和通風(fēng)條件下，通過微生物的發(fā)酵作用，將有機(jī)固體廢物（包括農(nóng)業(yè)廢物、污泥和城市生活垃圾等）轉(zhuǎn)變?yōu)楦迟|(zhì)含量豐富、對(duì)環(huán)境不構(gòu)成危害的有機(jī)肥料的生物化學(xué)處理過程[6]。

為加快有機(jī)固體廢物的降解速度，提高堆肥的腐殖化程度和利用率，近年來，廣大科技工作者開始對(duì)堆肥浸提液進(jìn)行了一系列的理論和實(shí)踐研究。堆肥浸提液是利用堆制腐熟的優(yōu)質(zhì)堆肥，經(jīng)過發(fā)酵獲得水浸提液制成。堆肥浸提液不僅含有大量的有益微生物，也含有大量的養(yǎng)分，其制作方法簡單，可結(jié)合滴、微灌和滲灌技術(shù)施肥。新型堆肥浸提液微孔發(fā)酵包，利用微孔堆肥包直接浸提堆肥液，避免了清理堆肥殘?jiān)穆闊葜仆瓿珊?，直接將堆肥包取出即可。用水作為提取劑時(shí)，最適工藝參數(shù)是肥水浸提比例1∶5、提取時(shí)間72 h（好氧或厭氧條件均可）。堆肥浸提液中保留著發(fā)酵過程中產(chǎn)生的有機(jī)、無機(jī)鹽類，如銨鹽、鉀鹽、磷酸鹽等可溶性物質(zhì)，其總固體含量＜1%[7]。浸提液不僅含有N、P、K等大量元素和Ca、Fe、Zn、Mn、Mg等元素，還含有氨基酸、B族維生素、多種水解酶、植物激素（吲哚乙酸、乙烯等）以及對(duì)病蟲害有抑制作用的活性成分[8～10]。

本研究以厚皮甜瓜蜜世界為試驗(yàn)材料，針對(duì)土傳病害嚴(yán)重、導(dǎo)致甜瓜品質(zhì)差、產(chǎn)量低問題，研究了功能性堆肥以及堆肥浸提液對(duì)甜瓜植株生長特性、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的影響，以期為功能性堆肥以及堆肥浸提液在設(shè)施作物上應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地選擇

試驗(yàn)地設(shè)在寧夏銀川石嘴山市大武口區(qū)隆湖六分溝設(shè)施園藝示范基地。大武口區(qū)位于寧夏平原北部，屬中溫帶干旱氣候區(qū)，具有明顯的大陸性氣候特征，日照充足、熱量豐富，年平均日照時(shí)數(shù)為2 800～3 100 h；干旱少雨，蒸發(fā)強(qiáng)烈，年平均降水量為199.6 mm；溫差較大，無霜期短，多年平均氣溫為9.4℃，氣溫年較差平均為12.2～14.0℃。

試驗(yàn)溫室采用寧夏二代日光溫室，溫室長72 m，跨寬9.5 m，坐北朝南，土壤為砂壤土，肥力中等、均勻一致。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試甜瓜品種為蜜世界，由育苗公司提供，該品種屬雜交一代，為世界最著名的具有蜜露型香味的甜瓜品種。果實(shí)長球形，果皮淡白綠色，肉色淡綠，肉質(zhì)柔軟，細(xì)嫩多汁，無渣滓，糖度在14%～16%，品種優(yōu)良，風(fēng)味鮮美。

試驗(yàn)于2013年7月8日定植，至2013年10月13日完全采收結(jié)束，共計(jì)97 d。種植密度為1 800株/667 m2，定植后澆灌定植水。采用寬窄行起壟方式種植，窄行距60 cm，壟間距80 cm，壟高25 cm，壟上覆透明薄膜，每壟栽植2行作物。根據(jù)甜瓜全生育期生長特性，將全生育期人為劃分為苗期、蔓期、開花坐果期、果實(shí)膨大期、成熟期等5個(gè)生育期（表1）[11]。溫室分為2個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)設(shè)保護(hù)行5行。

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，試驗(yàn)組667 m2施有機(jī)肥1 000 kg；對(duì)照組采用常規(guī)栽培模式，667 m2施常規(guī)復(fù)合肥彼得山農(nóng)（N∶P∶K=20∶5∶20）50 kg、牛糞10 m3、過磷酸鈣50 kg，基礎(chǔ)肥力一致，管理方式保持一致。后期追肥，試驗(yàn)組只滴灌堆肥浸提液，對(duì)照組采用常規(guī)農(nóng)民管理方式，滴灌無機(jī)肥料。追肥用量，對(duì)照組為667 m2用多功能精品水溶肥料（N 10%，P2O510%，K2O 35%）8 kg、奧美瑞生物螯合厚粉（N+P2O5+K2O≥5%）40 kg、硝酸鉀40 kg；試驗(yàn)組為667 m2用堆肥浸提液330 kg。

1.3 堆肥浸提液的制備

準(zhǔn)備300 kg儲(chǔ)液罐1個(gè)，甜瓜苗期、伸蔓期，在儲(chǔ)液罐內(nèi)加入50 kg水后，在儲(chǔ)液罐內(nèi)浸泡5 kg/包的微孔堆肥包2包，浸提3～4 d，期間每天攪動(dòng)水體3～4次，取出微孔堆肥包，此時(shí)浸提液即可使用；甜瓜開花坐果期，在儲(chǔ)液罐內(nèi)加入100 kg水后，在儲(chǔ)液罐內(nèi)浸泡5 kg/包的微孔堆肥包4包，浸提3～4 d，期間每天攪動(dòng)水體3～4次，取出微孔堆肥包，此時(shí)浸提液即可使用；甜瓜果實(shí)膨大期，在儲(chǔ)液罐內(nèi)加入水200 kg后，在儲(chǔ)液罐內(nèi)浸泡5 kg/包的微孔堆肥包8包，浸提3～4 d，期間每天攪動(dòng)水體3～4次，取出微孔堆肥包，此時(shí)浸提液即可使用。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

在每個(gè)小區(qū)的每個(gè)處理選擇15株長勢均勻的植株，并分別給它們掛牌標(biāo)記。在甜瓜盛果期測定生物學(xué)性狀莖粗、葉綠素含量、葉綠素?zé)晒?、品質(zhì)和產(chǎn)量；莖粗用精確度為0.01 mm的電子游標(biāo)卡尺測定，用游標(biāo)卡尺測量第1節(jié)位中間最粗處主莖直徑；葉綠素含量用SPAD-502葉綠素含量測定儀測定。

葉綠素?zé)晒鈪?shù)采用便攜式葉綠素?zé)晒鈨x（OS1p）進(jìn)行測定，測定前將葉片充分進(jìn)行暗適應(yīng)20 min，初始測定光為8 μmol·m-2·s-1，飽和脈沖光為3 000 μmol·m-2·s-1，作用時(shí)間為1.4 s，每處理測定3片葉，重復(fù)3次[12]。

在成熟期每個(gè)處理隨機(jī)采摘3～5個(gè)大小均勻、著色一致的甜瓜測其品質(zhì)，用鉬藍(lán)比色法測定還原型維生素C含量，用蒽酮比色法測定可溶性總糖含量，以堿中和滴定法測定有機(jī)酸含量，用折光儀測定可溶性固形物含量，處理采樣期相同，短時(shí)間低溫保存條件一致，均重復(fù)3次測定。采收期測產(chǎn)量，記錄各處理內(nèi)單果質(zhì)量、果粒個(gè)數(shù)、統(tǒng)計(jì)總產(chǎn)量。

土壤速效氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定；土壤速效鉀含量采用醋酸銨-火焰光度計(jì)法測定；土壤速效磷含量采用鉬銻抗比色法測定；土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法測定；土壤pH值采用pH計(jì)（PHSJ-3F）測定；土壤電導(dǎo)率值采用便攜式電導(dǎo)率儀（DDP-210型）測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用 Microsoft Excel 2003軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用DPS 7.05軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Duncan's新復(fù)極差法顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 處理后對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

由表2可知，原有的土壤上經(jīng)過處理后，降低了土壤堿性，帶進(jìn)土壤的鹽分不影響作物生長發(fā)育（土壤鹽分警戒值0.4 mS/cm），其中，速效氮、磷、鉀含量及全氮、磷、鉀含量都略微高于對(duì)照。

2.2 不同處理對(duì)生長發(fā)育指標(biāo)的影響

①不同處理對(duì)甜瓜葉面積指數(shù)的影響 從圖1中可以看出，在堆肥處理?xiàng)l件下，甜瓜葉面積指數(shù)的變化趨勢表現(xiàn)為苗期葉面積指數(shù)較小且增長緩慢，伸蔓期迅速增加，開花坐果期、膨大期基本穩(wěn)定在1.3～1.8，成熟期因葉片枯萎凋落，其值略有降低。整個(gè)生育期，堆肥處理葉面積指數(shù)均高于CK，這說明堆肥處理有利于甜瓜的葉面積增加，但差異不顯著。堆肥處理利于根系下扎及營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)由根系、莖稈至冠層（一般底肥布置在20 cm深度）的輸送，導(dǎo)致冠層葉面積指數(shù)增加[13]。

②不同處理對(duì)甜瓜莖粗的影響 如圖2所示，各處理全生育期的莖粗變化趨勢為苗期緩慢增加，伸蔓期增加迅速，開花坐果期達(dá)到最大值，進(jìn)入成熟期后為了增加甜瓜的糖度，減少灌水量，使得作物失水，導(dǎo)致莖粗略微降低。在進(jìn)入開花坐果期之后，堆肥處理的莖粗極顯著高于CK，成熟期比CK提高12.82%，說明堆肥促進(jìn)了根系發(fā)育和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，有利于提高甜瓜莖粗。

③不同處理對(duì)甜瓜株高的影響 如圖3所示，各處理甜瓜的株高前期緩慢增長，后期增長迅速，在成熟期達(dá)到最大值。堆肥處理的甜瓜株高在開花坐果期之后極顯著高于CK，成熟期株高比CK提高15.79%，說明堆肥促進(jìn)了根系發(fā)育和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，有利于提高甜瓜株高。

④不同處理對(duì)甜瓜生育期的影響 表3可知，堆肥及堆肥浸提液處理的甜瓜可提前采摘5～6 d。

2.3 不同處理對(duì)甜瓜葉綠素SPAD值及其熒光的影響

①不同處理對(duì)甜瓜葉綠素SPAD值的影響 葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的主要色素，植物通過葉綠體利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，并且釋放氧氣[14]。從圖4可知，各處理甜瓜的葉綠素SPAD值前期緩慢增長，伸蔓期至開花坐果期迅速增加，成熟期由于水肥等營養(yǎng)停止供應(yīng)，葉綠素SPAD值略有降低。經(jīng)堆肥處理的甜瓜進(jìn)入開花坐果期葉綠素含量顯著高于對(duì)照，說明堆肥可以促進(jìn)綠色植物葉綠素累積，間接促進(jìn)光合作用，促進(jìn)光合產(chǎn)物的積累。

②不同處理對(duì)甜瓜葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響 Fo為初始熒光，是PSⅡ反應(yīng)中心全部開放時(shí)的熒光水平；Fm為最大熒光，是已經(jīng)暗適應(yīng)的PSⅡ反應(yīng)中心全部關(guān)閉時(shí)的熒光水平，通常葉片經(jīng)暗適應(yīng)20 min后測定[15]；Fv為可變熒光，F(xiàn)v=Fm-Fo，是黑暗中最大可變熒光強(qiáng)度，反映了QA的還原情況[16]。Fv/Fm為PSⅡ的光化學(xué)效率，是指沒有遭受環(huán)境脅迫并經(jīng)過充分暗適應(yīng)的植物葉片PSⅡ最大的或潛在的量子效率指標(biāo)，它是比較恒定的；qP為光化學(xué)淬滅，是指PSⅡ天線色素吸收的光能用于光化學(xué)電子傳遞的份額，光化學(xué)淬滅越高，說明PSⅡ反應(yīng)中心越“開放”[17，18]。

葉綠素?zé)晒馐枪夂献饔玫挠行结?，可反映光合機(jī)構(gòu)內(nèi)一系列重要的調(diào)節(jié)過程。通過對(duì)各種熒光參數(shù)的分析，可以得到有關(guān)光能利用途徑的信息[19]。

由表4可知，堆肥處理qP極顯著高于對(duì)照，F(xiàn)v/Fm無顯著性差異，說明功能性堆肥及堆肥浸提液對(duì)甜瓜PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率無顯著影響，不會(huì)抑制光合作用原初反應(yīng)，不會(huì)影響光合電子的傳遞，從而不會(huì)降低葉片的光合能力。

2.4 不同處理對(duì)甜瓜品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

①不同處理對(duì)甜瓜品質(zhì)的影響 由表5可知，堆肥以及堆肥浸提處理的甜瓜可溶性固形物、維生素C、可溶性糖的含量都極顯著高于對(duì)照，分別比CK提高25.9%、26.78%和7.6%。有機(jī)酸含量極顯著低于CK，比CK降低了28.57%。堆肥以及堆肥浸提液促進(jìn)甜瓜果實(shí)膨大，增加果實(shí)維生素C等營養(yǎng)物質(zhì)以及果實(shí)水分含量，說明堆肥以及堆肥浸提液可以提高甜瓜的品質(zhì)以及其商品價(jià)值。

②不同處理對(duì)甜瓜產(chǎn)量的影響 由表6可知，堆肥處理的667 m2產(chǎn)量顯著高于對(duì)照，說明堆肥及堆肥浸提液可以提高甜瓜產(chǎn)量，增幅12.13%。甜瓜小區(qū)產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，位于溫室中部產(chǎn)量高于溫室東部和西部小區(qū)產(chǎn)量，而位于溫室西部甜瓜的小區(qū)產(chǎn)量又高于溫室東部，這主要是由于在溫室中部光照、溫度條件是溫室中較好的區(qū)域，而溫室西部的溫度又略高于與溫室東部。

2.5 不同處理間的養(yǎng)分供給及利用

堆肥原材料大都是廢棄物，成本極低。堆肥浸提液發(fā)酵工藝操作簡單，使用過程安全無害。對(duì)甜瓜整個(gè)生育期的養(yǎng)分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（如表6），結(jié)果表明，追肥時(shí)，堆肥浸提液供給總養(yǎng)分14.31 kg/667 m2，對(duì)照24.22 kg/667 m2，對(duì)照比堆肥高9.91 kg/667 m2，堆肥追肥養(yǎng)分成本比對(duì)照降低60.00%；堆肥處理較對(duì)照降低化學(xué)肥料施肥總量63.28%以上，降低肥料成本42.86%左右，并且施用堆肥及浸提液利用率高。

3 結(jié)論

堆肥經(jīng)過二次發(fā)酵形成堆肥浸提液，此時(shí)浸提液富含營養(yǎng)成分和微生物，使用它可以消除長期使用化肥、農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的不利影響，促進(jìn)有益微生物和昆蟲的生長。自然控制病蟲害，改善土壤結(jié)構(gòu)，提升土壤的透氣性和水分保有量，從而促使植物生長發(fā)育。

試驗(yàn)表明，堆肥及浸提液可以促進(jìn)日光溫室甜瓜生長。試驗(yàn)結(jié)果表明，堆肥及其浸提液提高甜瓜對(duì)水、肥的吸收能力，即提高水肥利用率，進(jìn)而促使葉面積指數(shù)、莖粗、株高等生長指標(biāo)增加，還可以促進(jìn)葉綠素累積。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，堆肥及其浸提液有利于果實(shí)中多數(shù)營養(yǎng)物質(zhì)的累積，促進(jìn)可溶性固形物、維生素C、可溶性糖的含量增加，降低有機(jī)酸含量。同時(shí)可顯著增加甜瓜產(chǎn)量，溫室中部溫?zé)嵯禂?shù)較高，小區(qū)產(chǎn)量高于溫室東西部。且可提前甜瓜生育期，使甜瓜提前成熟5～6 d。此外降低化學(xué)肥料施肥總量63.28%以上，降低肥料成本42.86%左右。

試驗(yàn)還表明，堆肥處理qP極顯著高于對(duì)照，F(xiàn)v/Fm無顯著性差異，即對(duì)PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率無顯著影響，不會(huì)抑制光合作用原初反應(yīng)，不會(huì)影響光合電子的傳遞，從而不會(huì)降低葉片的光合能力。

綜上所知，功能性堆肥及浸提液改善了設(shè)施土壤質(zhì)量，提高了產(chǎn)量，改善了品質(zhì)，使產(chǎn)品提早上市，延長生育期；病害大幅度減輕，降低農(nóng)藥使用量，農(nóng)殘檢測合格，綜合效果顯著，取得了很好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。

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Application Effects of Functional Compost and Its Extract Liquid on Melon Cultivation in Facility Greenhouse

WU Dongbo1,ZHANG Xuezhong2,XU Bingxin3,CAO Yun'e4

Taking melon cultivar Mishijie as material,this test studied the effects of functional compost and its extract liquid on growth indexes,chlorophyll fluorescence parameters,quality,single fruit weight and yield of melon in greenhouse,in order to provide references for the large-scale promotion of functional compost and its extract liquid on plant production,by using single-factor completely random design.The results showed that,applying with functional compost and its extract liquid was conducive to the increase of leaf area,stem diameter and plant height,and promoted the root development,leaf chlorophyll accumulation and fruit nutrition accumulation,moreover,improved the fruit quality and yield and made the harvest period 5-6 days earlier.After applying with functional compost and its extract liquid,the photochemical quenching coefficient(qP)was significantly increased,but Fv/Fm had no significant difference,in addition, the fertilizing amount and fertilizer cost were decreased by 63.28%and 42.86%respectively.

Melon;Compost;Extracts liquid;Quality;Yield

S652；S606+.2；S627

A

1001-3547（2014）18-0065-06

10.3865/j.issn.1001-3547.2014.18.022

寧夏農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項(xiàng)目NTKJ-2013；2013年寧夏銀川市西夏區(qū)科技局院地合作項(xiàng)目資助

武東波（1978-），男，本科，助理工程師，從事寧夏農(nóng)墾綜合開發(fā)土地治理項(xiàng)目管理工作，E-mail：13709575282@163.com

曹云娥（1977-），通信作者，女，副教授，在讀博士，常年從事設(shè)施蔬菜栽培與生理研究，電話：13519593221，E-mail：caohua3221@163.com

2014-06-13