施用沼肥對(duì)哈密瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤養(yǎng)分的影響

趙京奇，賈亮亮，楊晨璐，劉蘭清，陳建偉，任廣鑫

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院， 陜西楊凌　712100； 2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院， 陜西楊凌　712100;3.陜西省循環(huán)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，陜西楊凌　712100)

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施用沼肥對(duì)哈密瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤養(yǎng)分的影響

趙京奇1,2，賈亮亮1,2，楊晨璐1,2，劉蘭清1,2，陳建偉2,3，任廣鑫1,2

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院， 陜西楊凌712100； 2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院， 陜西楊凌712100;3.陜西省循環(huán)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，陜西楊凌712100)

為探討施用沼肥對(duì)設(shè)施哈密瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤養(yǎng)分的影響，采用兩因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究不同沼肥根施量(0 t/hm2、150 t/hm2、250 t/hm2、350 t/hm2)和不同體積分?jǐn)?shù)(0%、50%、100%)沼液噴施處理對(duì)哈密瓜成熟后的產(chǎn)量(單果質(zhì)量)、品質(zhì)(果形指數(shù)、 維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)、糖酸比、果實(shí)硬度)、生長(zhǎng)特性(葉片葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)、葉面積)以及耕層土壤養(yǎng)分(有機(jī)質(zhì)和速效氮、磷、鉀)變化的影響。結(jié)果表明，施用一定量的沼肥可達(dá)到常規(guī)施用化肥(CK)的產(chǎn)量，并且能夠改善品質(zhì)。當(dāng)根施量為250 t/hm2，噴施體積分?jǐn)?shù)為50%時(shí)，哈密瓜的產(chǎn)量及品質(zhì)最好，且能提高土壤的養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)?？梢?jiàn)，沼肥在哈密瓜生產(chǎn)中具有非常好的增產(chǎn)和提質(zhì)作用，應(yīng)用前景廣闊。

哈密瓜；沼肥；產(chǎn)量；品質(zhì)；土壤養(yǎng)分

沼氣發(fā)酵后的剩余物(沼液和沼渣)統(tǒng)稱為沼肥，富含無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)和植物抗性物質(zhì)，又基本不含有害病菌和寄生蟲(chóng)卵，是易被植物吸收且重金屬殘留量在安全范圍內(nèi)的優(yōu)質(zhì)高效肥料。沼液、沼渣的合理利用不僅可避免農(nóng)村二次污染，有利于增產(chǎn)提質(zhì)，還可節(jié)約不可再生能源和減少碳排放的良好生態(tài)效益，對(duì)提高農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入和節(jié)能減排具有重要作用[1-4]。大量研究表明，沼肥對(duì)不同水果和蔬菜具有增產(chǎn)提質(zhì)作用，并在一定程度上增加土壤營(yíng)養(yǎng)[5-12]。然而沼肥施用對(duì)哈密瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤養(yǎng)分的影響研究相對(duì)不足，特別對(duì)設(shè)施栽培下的哈密瓜品質(zhì)研究鮮有報(bào)道。因而以沼肥不同根施量和沼液不同噴施濃度為處理，探討沼肥對(duì)設(shè)施哈密瓜生長(zhǎng)、生理特性、產(chǎn)量品質(zhì)及土壤肥力的影響，以期為設(shè)施哈密瓜的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)提供根施最佳量和噴施最佳濃度，為沼肥合理利用及綠色安全果蔬的生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2015年4月在陜西省楊凌示范區(qū)大寨鎮(zhèn)農(nóng)戶大棚內(nèi)進(jìn)行，供試品種為‘脆密5號(hào)’哈密瓜。大棚始建于2011年，種植面積為100 m×6 m，前茬蔬菜為西紅柿。結(jié)合整地施入200 kg生物有機(jī)肥和2 000 g爛根靈。供試沼肥取自于西北農(nóng)林科技大學(xué)附近農(nóng)戶的正常產(chǎn)氣3個(gè)月以上的沼氣池水壓間的沼液沼渣混合物，以豬糞和人糞尿?yàn)橹饕託獍l(fā)酵原料。供試耕層土壤(0～20 cm)、沼肥和沼液養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)見(jiàn)表1。

表1　施肥前耕層土壤及供試沼肥、沼液養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

兩因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，根施量設(shè)4個(gè)水平，分別為0 t/hm2、150 t/hm2、250 t/hm2、350 t/hm2，以A1、A2、A3和A4表示。沼液噴施體積分?jǐn)?shù)設(shè)3個(gè)水平，分別為0、50%、100%，以B1、B2、B3表示。共12個(gè)處理組合，以農(nóng)戶常規(guī)施肥(氮0.034 4 kg/m2、P2O50.058 2 kg/m2、KO20.041 4 kg/m2)為對(duì)照(CK)，小區(qū)面積5 m×0.5 m，重復(fù)2次。2015-04-12哈密瓜幼苗三葉一心期移栽。每小區(qū)移栽2行，定植26株，于2015-07-05收獲。根施沼肥分2次進(jìn)行(花蕾期和幼果期)，在果實(shí)膨大期按450 kg/hm2噴施沼液。試驗(yàn)其他管理與農(nóng)戶常規(guī)管理相同。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定，堿解氮用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，速效磷用碳酸氫鈉法測(cè)定，速效鉀用火焰光度法[13]測(cè)定。

葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)用SPAD502測(cè)定，葉面積根據(jù)張厚軍[14]回歸方程計(jì)算法，果實(shí)硬度用果實(shí)硬度計(jì)，糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)用WYZ型手持糖量計(jì)，維生素C用2,6-二氯靛酚滴定法[15]；果實(shí)長(zhǎng)、寬和周長(zhǎng)分別用直尺和軟尺測(cè)最大處，可滴定酸參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO750-1981《水果、蔬菜制品-可滴定酸度測(cè)定法》中酸堿滴定法測(cè)定。

2　結(jié)果與分析

2.1不同施肥處理對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

沼肥是一種營(yíng)養(yǎng)元素全面而速效的有機(jī)肥，可促進(jìn)作物生長(zhǎng)，對(duì)收獲后的土壤也有一定的影響。有機(jī)質(zhì)不但是農(nóng)作物生長(zhǎng)所必須的肥料之一，也是改善土壤結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)。由表2可見(jiàn)，果實(shí)收獲后，處理組合A1B1的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低并顯著低于除A1B2外的各處理組合；隨著根施量和噴施量的增加，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈上升趨勢(shì)；雖然A3B2、A3B3、A4B1、A4B2和A4B3的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于CK，但只有A4B3顯著高于CK，這可能與沼肥的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低有關(guān)。A1B1的堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低為112.58 mg/kg，A3B1的堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為248.27 mg/kg，并顯著高于除A3B2、A3B3以外的各處理組合；A1B1、A1B2、A1B3和A2B1的堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于CK，但差異不顯著，其他處理組合除A2B2外均顯著高于CK；隨著根施量和噴施體積分?jǐn)?shù)的增加，各處理組合堿解氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈先上升后下降的趨勢(shì)，下降可能與施肥導(dǎo)致徒長(zhǎng)并大量吸收堿解氮有關(guān)。各處理組合0～20 cm土壤表層土樣的速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)均大于10，所以土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)等級(jí)為高。CK的速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為40.93 mg/kg，A3B3的速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為62.97 mg/kg，且與A1B2、A3B2、A4B1、A4B2和A4B3差異不顯著，除A2B1、A2B2、A2B3和A4B3以外，其他處理均顯著高于CK；隨著根施沼肥量和沼液噴施體積分?jǐn)?shù)的增加，各處理速效磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大體呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，中間下降可能是因植株長(zhǎng)勢(shì)較好，吸收的較多。速效鉀是影響水果甜度的一個(gè)重要因素。各處理組合的速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)等級(jí)均為高；A4B3的速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為433.49 mg/kg，A1B1的速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為292.59 mg/kg，隨著根施量和噴施體積分?jǐn)?shù)的增加，各處理速效鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈上升趨勢(shì)；除A1B1、A1B2、A1B3、A2B1外，其他處理組合速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)均大于CK，A3B2、A3B3、A4B1、A4B2和A4B3速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著高于CK。

表2　收獲后各處理土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異分析±s)

注:同列不同字母表示差異顯著(P<0.05),下同。

Note:Different letters in same column indicate significant difference atP<0.05，the same as below.

2.2根施沼肥量對(duì)各指標(biāo)的影響

經(jīng)分析得知，根施沼肥量對(duì)葉面積、單果質(zhì)量、可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)和硬度的影響均達(dá)極顯著水平(P< 0.01)，因此，根施沼肥量是影響哈密瓜葉面積、單果質(zhì)量、可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)和硬度的主要因素。由圖1-A可知，A3和A4的葉面積顯著高于A1處理，A3則顯著高于A1和A2的葉面積；其中A3處理葉面積最大，為808.04 cm2。

就單果質(zhì)量而言，A3的單果質(zhì)量最大，且顯著高于A1、A2和A4，處理A2和A4顯著高于A1(圖1-B)；除A1B1外，各處理組合的產(chǎn)量均高于CK，以A3B2單果質(zhì)量最大，折合產(chǎn)量178.12 t/hm2，比CK(139.24 t/hm2)高38.88 t/hm2，增產(chǎn)27.92%，不施任何化肥和沼肥的A1B1較CK下降0.26%(表3)。因此，一定量的沼肥替代常規(guī)化肥能獲得更高的產(chǎn)量，當(dāng)根施沼肥量為250 t/hm2時(shí)，較有利于哈密瓜葉片和果實(shí)的生長(zhǎng)。

A4處理的可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于其他各處理，A2、A3處理顯著高于A1處理，且A2、A3處理間差異不顯著；因此隨著沼肥根施量增加，哈密瓜果實(shí)可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈上升趨勢(shì)(圖1-C)。A2處理的硬度顯著高于A1、A3和A4，A1和A3處理顯著高于A4(圖1-D)。

2.3沼液噴施體積分?jǐn)?shù)對(duì)各指標(biāo)的影響

經(jīng)分析得知，沼液噴施體積分?jǐn)?shù)對(duì)哈密瓜果形指數(shù)、糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)、果實(shí)硬度的影響均達(dá)極顯著水平 (P< 0.01)。由圖2-A和圖2-D可知，B2處理的果形指數(shù)和硬度均最大，顯著高于B1和B3處理，且B1和B3處理之間差異不顯著。由圖2-B和圖2-C可知，B2和B3處理的糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)和維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著高于B1，且B2與B3處理間差異不顯著。隨著噴施體積分?jǐn)?shù)的增大，果形指數(shù)和果實(shí)硬度先上升后下降(圖2-D)，糖和維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈上升趨勢(shì)。

圖中不同字母表示差異顯著( P<0.05),下同。 Different letters in the figure indicated significance at P<0.05，the same below.

處理組合Treatmentcombination單果質(zhì)量/gSinglefruitmass小區(qū)平均產(chǎn)量/kgPlotaverageoutput折合產(chǎn)量/(t/hm2)Reducedyield較對(duì)照增加/%IncreasecomparedwiththecontrolA1B11335.3034.72138.88-0.26A1B21452.4737.76151.048.47A1B31443.1337.52150.087.79A2B11531.3339.81159.2414.36A2B21626.5042.29169.1621.49A2B31596.8341.52166.0819.28A3B11481.8038.53154.1210.69A3B21712.7344.53178.1227.92A3B31461.3337.99151.969.14A4B11635.1042.51170.0422.12A4B21554.5040.42161.6816.12A4B31509.7039.25157.0012.75CK1338.9034.81139.240

圖2　沼液噴施體積分?jǐn)?shù)對(duì)果形指數(shù)、糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)及果實(shí)硬度的影響

2.4二因素交互作用對(duì)各指標(biāo)的影響

經(jīng)分析得知，二因素的交互作用對(duì)果形指數(shù)、維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)、糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、果實(shí)硬度的影響達(dá)極顯著水平(表4)。由表5可見(jiàn)，處理組合A1B1果形指數(shù)最小，為0.64，CK果形指數(shù)最大，為0.73，顯著高于A1B1、A2B2、A2B3、A3B1和A4B1的果形指數(shù)，其他處理組合之間差異不顯著。除A1B1外各處理組合的維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著高于CK，其中A4B3的維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為8.89×10-3%，A1B1的維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低為6.92×10-3%；除A1B1、A1B2和CK外，其他處理之間維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化均不顯著；因此，根施沼肥和噴施沼液配合施用能夠有效提高哈密瓜的維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)。除A1B1外，各處理組合糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于CK，其中A2B1、A2B2、A2B3、A3B2、A3B3、A4B2和A4B3的糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于CK，A4B3糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高達(dá)14.33%，A1B1糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小為8.23%。就可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)而言，A4B2和A4B3處理組合顯著高于CK，A4B2可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高達(dá)1.66%，A1B1可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小為1.27%，顯著低于A2B1、A2B3、A4B1、A4B2、A4B3和CK；除A1B1、A4B2和A4B3外，各處理組合之間變化均不顯著。除A1B1外，各處理組合的糖酸比均高于CK，其中A4B3處理組合糖酸比最高達(dá)9.13，A1B1處理組合糖酸比最小為6.48。除A2B2外各處理組合的果實(shí)硬度均低于CK，其中A2B2的果實(shí)硬度最高達(dá)8.78 kg/cm2，A4B3的果實(shí)硬度最小為7.30 kg/cm2。

表4　指標(biāo)交互作用的相關(guān)指數(shù)

表5　不同處理組合的果形指數(shù)、糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、糖酸比、維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)及果實(shí)硬度

3　結(jié) 論

3.1在大棚哈密瓜栽培生產(chǎn)中，施用沼肥的處理組合，單果質(zhì)量高于對(duì)照。當(dāng)根施沼肥量為250 t/hm2，沼液噴施體積分?jǐn)?shù)為50%時(shí)，哈密瓜的產(chǎn)量最高，比對(duì)照增產(chǎn)27.92% 。

3.2根施沼肥和噴施沼液對(duì)果實(shí)的維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)、糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、糖酸比、果實(shí)硬度都有影響，尤其是兩者交互作用對(duì)果實(shí)的品質(zhì)有明顯的改進(jìn)作用。表明生產(chǎn)上可以一定量的沼肥代替化肥，獲得更高的產(chǎn)量和更好的品質(zhì)。

3.3隨著根施量和噴施體積分?jǐn)?shù)的增加，哈密瓜吸收后耕層土壤剩余速效鉀和有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈上升趨勢(shì)，速效磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈先下降后上升的趨勢(shì)，堿解氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)則呈先上升后下降的趨勢(shì)。

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Corresponding authorREN Guangxin,male,master supervisor,professor.Research area:agricultural regional development and circular agriculture.E-mail：rengx@nwsuaf.edu.cn

(責(zé)任編輯：潘學(xué)燕Responsible editor:PAN Xueyan)

Effects of Biogas Fertilizer on Output and Quality of Hami Melon and Soil Nutrient

ZHAO Jingqi1,2, JIA Liangliang1,2, YANG Chenlu1,2,LIU Lanqing1,2, CHEN Jianwei2,3and REN Guangxin1,2

(1.College of Agronomy, Northwest A&F University, Yangling Shaanxi712100, China; 2.College of Forestry,Northwest A&F University, Yangling Shaanxi712100, China; 3.Research Center of Recycle Agricultural Engineering and Technology of Shaanxi Province,Yangling Shaanxi712100, China)

In order to explore effects of the biogas fertilizer’s on output and quality of Hami melon, and pursue high and safety production strategy for Hami melon.The experiment was conducted by random block design of two factors different biogas fertilizers (0 t/hm2, 150 t/hm2, 250 t/hm2, 350 t/hm2) were applied on roots and spraied different concentrations (0%, 50%, 100%) of biogas fertilizer in Hami melon.The effects of biogas fertilizer and application methods on Hami melon output (single fruit mass), quality (vitamin C mass fraction,solid acid ratio, fruit hardness), growth characteristic (chlorophyll mass fraction,leaf area,shape index) and arable soil nutrients(soil available nitrogen, phosphorus, potassium, organic matter) were comparatively analysed.The results showed that applying biogas fertilizer could obtain better fruit than chemical fertilizer.When applyed 250 t/hm2biogas fertilizer and sprayed biogas fertilizer of volume fraction 50%, the comprehensive quality and output was best, and the soil nutrient content can be improved.Therefore,biogas fertilizer can increase Hami melon’s production and quality.

Honeydew melon; Biogas fertilizer; Output; Quality; Soil nutrient

2015-12-06Returned2016-01-20

Shaanxi Innovation Project of Science and Technology (No.2014KTCL02-12);Research Center of Circular Agricultural Engineering and Technology of Shaanxi Province(No.2015QTGC-083);Program of China’s Rural Energy Ecological Construction (2ndphase) GEF (No.G0203-PC).

ZHAO Jingqi,female,master student.Research area:mainly engaged in study of circular agricultural technology.E-mail: 1440888593@qq.com

2015-12-06

2016-01-20

陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計(jì)劃(2014KTCL02-12)；陜西省工程技術(shù)研究中心后補(bǔ)助項(xiàng)目(2015QTGC-083)；中國(guó)農(nóng)村能源生態(tài)建設(shè)二期GEF贈(zèng)款項(xiàng)目(G0203-PC)。

趙京奇，女，碩士研究生，研究方向?yàn)檠h(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)。E-mail: 1440888593@qq.com

任廣鑫 ，男，碩士生導(dǎo)師，教授，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)區(qū)域發(fā)展及循環(huán)農(nóng)業(yè)。 E-mail：rengx@nwsuaf.edu.cn

S365；S147

A

1004-1389(2016)08-1211-07

網(wǎng)絡(luò)出版日期：2016-07-14

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20160714.1104.028.html