生物菌復(fù)合基質(zhì)對(duì)壓砂地土壤墑情及西瓜產(chǎn)量的影響

郭松 劉聲鋒 杜慧瑩 于蓉 王志強(qiáng) 田梅 楊萬邦

摘 要：為探索和明確定植穴施用生物菌復(fù)合基質(zhì)對(duì)壓砂地土壤持水能力和西瓜產(chǎn)量的影響，選擇生物菌復(fù)合基質(zhì)和補(bǔ)水定額作不同組合處理，研究保墑效果和對(duì)西瓜生產(chǎn)潛力的影響，以期達(dá)到提高產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)水資源利用率的效果。結(jié)果表明，每株穴施200 g基質(zhì)混配50 g菌劑，補(bǔ)水30 L·m-3，西瓜產(chǎn)量可提高23.40%～30.10%，成熟時(shí)間比對(duì)照提前4 d。綜上所述，壓砂地西瓜栽培采用穴施混配菌劑的復(fù)合基質(zhì)穴施定植技術(shù)，可有效改善植物的土壤根際環(huán)境，增加壓砂地土壤保水能力，顯著提高西瓜產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：西瓜;生物菌劑;保墑;復(fù)合基質(zhì)

中圖分類號(hào)：S651 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2021）09-062-04

Effect of compound substrate with biological bacteria on soil moisture content and yield of gravel-mulched watermelon

GUO Song， LIU Shengfeng， DU Huiying， YU Rong， WANG Zhiqiang， TIAN Mei， YANG Wanbang

（Institute of Germplasm Resources， Ningxia Academy of Agricultural and Forestry Sciences， Yinchuan 750002， Ningxia， China）

Abstract： In view of the bottleneck problems such as drought and soil moisture conservation in sand pressing land， this study explores and explicitly determines the influence of planting hole and applying biological bacteria composite matrix on soil water holding capacity and yield in sand pressing land， selects biological bacteria composite matrix and water supplement quota as different combinations to study the effect of soil moisture conservation and the influence on watermelon production potential，. in order to achieve the effect of improving the yield and the utilization rate of agricultural water resources. The results showed that in treatment 3， 200 g of substrate mixed with 50 g of fungicide and 30 L·m-3 of water supplement could increase the yield by 23.40%-30.10%， the ripening time was 4 days ahead of the control. The results showed that the application of compound substrate of hole application mixed with fungicide could improve the rhizosphere environment， increase the soil water holding capacity and increase the yield.

Key words： Watermelon; Biological fungicide; Moisture content; Composite substrate

壓砂地是寧夏中衛(wèi)環(huán)香山干旱地區(qū)為適應(yīng)干旱少雨及鹽堿地而創(chuàng)造的獨(dú)特抗旱耕作方法，壓砂地具有減少蒸發(fā)、增溫保水、降低土壤次生鹽漬化的作用，可提高土壤水分的入滲，減少徑流，有效保持土壤水分，有利于作物的穩(wěn)產(chǎn)。隨著壓砂地西瓜種植年限增加以及大量引用鹽堿水噴灌，土壤環(huán)境極度惡化，土傳病害蔓延擴(kuò)散，對(duì)硒砂瓜產(chǎn)業(yè)影響巨大。研究壓砂地土壤連作障礙的機(jī)制，改良西瓜植株根際土壤環(huán)境和保水保墑性能顯得尤為重要。近年來，這方面的研究多集中在基質(zhì)配制和優(yōu)化方面。基質(zhì)中的生物炭具有保水保肥作用。白雪等[1]研究認(rèn)為，基質(zhì)中添加菌肥會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生正效應(yīng)。何平如等[2]認(rèn)為，不合理開發(fā)利用水資源，會(huì)致使土壤次生鹽漬化加重，并且導(dǎo)致作物減產(chǎn)。夏思瑤等[3]研究指出，基質(zhì)容重在0.20～0.80 g·cm-3、總孔隙度為55%～96%具有良好的物理性狀，比較適合西瓜生長(zhǎng)。段義忠等[4]研究發(fā)現(xiàn)，覆蓋秸稈、肥料等相比傳統(tǒng)露地栽培可提高0～25 cm土壤層的含水量。盧錦釗等[5]研究表明，施用菌肥可改良土壤性狀，有效緩解土壤的酸性。

目前，大多研究集中在采用覆蓋、機(jī)械施肥等手段，利用基質(zhì)或菌肥改良土壤孔隙度、緩解酸性、提高保水性等方面，很少開展有關(guān)壓砂地上利用生物菌復(fù)配基質(zhì)改良的研究[6-10]。針對(duì)壓砂地保墑問題，筆者選擇穴施生物菌復(fù)合基質(zhì)和補(bǔ)水定額作為研究因素，在現(xiàn)有復(fù)合菌基質(zhì)組合的基礎(chǔ)上，再選擇2個(gè)西瓜生物菌復(fù)合基質(zhì)組合;補(bǔ)灌量選擇不補(bǔ)灌和最佳補(bǔ)灌試驗(yàn)。試驗(yàn)采用對(duì)比方法研究壓砂地西瓜定植穴施生物菌復(fù)合基質(zhì)處理對(duì)土壤含水量和西瓜產(chǎn)量的影響，旨在明確復(fù)合基質(zhì)對(duì)壓砂地的保墑效果，以期達(dá)到提高產(chǎn)量、增強(qiáng)農(nóng)業(yè)水資源利用率的效果，為提高壓砂地生產(chǎn)潛力提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地點(diǎn)選擇在寧夏中衛(wèi)市環(huán)香山鄉(xiāng)紅圈村硒砂瓜高標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)試驗(yàn)示范基地，北緯36 °56 ′，東經(jīng)105 °15 ′，海拔1670 m。于2019年4月下旬定植，8月上中旬采收結(jié)束。試驗(yàn)地種植前土壤理化性狀：土壤全鹽含量（w，下同）23.60 g·kg-1，全氮0.45 g·kg-1，全磷0.63 g·kg-1，速效氮36 mg·kg-1，速效磷11.40 mg·kg-1，速效鉀105 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)9.60 g·kg-1，pH 8.3。

1.2 材料

供試西瓜品種為寧農(nóng)科1號(hào)，由寧夏農(nóng)林科學(xué)院種質(zhì)資源研究所提供。菌肥施用綠隴生物菌劑（復(fù)合芽孢桿菌，其有效活菌數(shù)≥200億·g-1）?；|(zhì)為吸水性65%、pH值7.0的栽培基質(zhì)，使用前與蚯蚓糞按體積比2∶1的比例發(fā)酵。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1，每個(gè)處理設(shè)60株，3次重復(fù)，株距1.6 m，行距1.6 m，總面積2310 m2。全生育期進(jìn)行2次補(bǔ)水，第1次在西瓜伸蔓期5月21日、第2次在西瓜膨大期7月3日，按照設(shè)計(jì)方案中每次補(bǔ)水定額進(jìn)行補(bǔ)水。底肥施復(fù)合肥，養(yǎng)分配比為16∶12∶15（N-P2O5-K2O），施肥量600 kg·hm-2。生物菌復(fù)合基質(zhì)在定植期穴施，種植方式和田間管理按常規(guī)管理。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

從伸蔓初期的5月中旬開始每間隔2周調(diào)查1次，采用鋼卷尺測(cè)定植株根部到主蔓末梢的長(zhǎng)度。果實(shí)成熟期采摘后采用瓜果分析儀測(cè)定果實(shí)的縱徑和橫徑。采用烘干法測(cè)定土壤含水量[4]。成熟期使用電子秤測(cè)定各處理西瓜的單瓜質(zhì)量，再按照小區(qū)面積折算產(chǎn)量。根據(jù)西瓜生育期的形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查記錄每個(gè)處理生育期的日期。

1.5 數(shù)據(jù)分析

測(cè)定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用SPSS 19.0進(jìn)行差異顯著性分析，使用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)壓砂地西瓜各生育階段的影響

由表3可知，從西瓜伸蔓階段開始，不同處理生育期開始出現(xiàn)差異。處理1和處理3定植期至伸蔓期分別為21、20 d，伸蔓期至坐果期均為31 d，坐果期至膨果期均為9 d，膨果期至成熟期分別為29、30 d;處理2、4全生育期分別為127、126 d，其中定植期至伸蔓期分別為23、21d，伸蔓期至坐果期分別為31、32 d，坐果期至膨果期分別為7、9 d，膨果期至成熟期分別為31、29 d;CK生育期為129 d，其中定植期至伸蔓期為25 d，伸蔓期至坐果期為30 d，坐果期至膨果期為6 d，膨果期至成熟期為33 d。各處理全生育期縮短可能是菌肥中的有效活菌發(fā)揮作用，土壤的理化性狀得到改善，促進(jìn)了植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收。

2.2 不同處理對(duì)壓砂地西瓜蔓長(zhǎng)的影響

由表4可知，在5月17—30日期間，各處理西瓜主蔓長(zhǎng)平均增長(zhǎng)量分別為0.74、0.15、0.69、0.66、1.02 cm·d-1。在6月上中旬進(jìn)行了第1次補(bǔ)水后，各處理西瓜主蔓增長(zhǎng)速度加快，在6月14—29日主蔓長(zhǎng)平均每天增長(zhǎng)量分別為7.76、7.37、8.25、7.69、7.09 cm·d-1。。6月中下旬開始陸續(xù)進(jìn)入坐果期，各處理主蔓長(zhǎng)日增長(zhǎng)量明顯減小，在6月29日至7月16日主蔓長(zhǎng)平均每天增長(zhǎng)量分別為0.90、1.94、1.06、2.65、2.18 cm·d-1。

2.3 不同處理對(duì)壓砂地西瓜果實(shí)縱徑、橫徑的影響

從表5可以看出，與CK相比，除處理2外，生物菌復(fù)合基質(zhì)處理西瓜縱徑顯著增大，而橫徑僅處理3與CK差異顯著，其他處理橫徑與CK差異均不顯著。其中，處理3西瓜縱徑為31.80 cm，顯著高于其他處理;橫徑為21.10 cm，橫徑與處理1差異不顯著，但顯著高于其他處理。處理2西瓜縱徑、橫徑均最小，分別為29.40、20.60 cm。

2.4 不同處理對(duì)壓砂地西瓜土壤含水量的影響

從表6可以看出，在5月17日，處理3、1的土壤含水量高于處理4、2，處理3土壤含水量為11.84%。進(jìn)入伸蔓期后，植株的耗水量逐漸增大，在6月下旬之后有多次降雨，土壤含水量有所增加，各處理土壤含水量依次為12.53%、12.22%、15.80%、14.72%和10.61%，由于6月11日進(jìn)行了補(bǔ)灌水，在5月下旬到6月中旬期間，處理3的土壤含水量顯著高于其他處理，其他時(shí)期也略高于其他處理。7月27日各處理土壤含水量均有上升，分別為11.13%、10.51%、12.12%、9.81%、8.20%，可能是當(dāng)?shù)亟涤暝龆嗟脑颉?/p>

2.5 不同處理對(duì)壓砂地西瓜需水量的影響

根據(jù)平衡方程：Wt-W0=Wr+P0+K+M-ET;（W0、Wt為時(shí)段初和任一時(shí)刻t時(shí)的土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的儲(chǔ)水量;Wr為計(jì)劃濕潤(rùn)層增加的水量;P為保留在土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的有效降雨;K為地下水補(bǔ)給量（該試驗(yàn)設(shè)計(jì)未做地下水補(bǔ)給）;M為澆灌用水。）將方程式轉(zhuǎn)換后如下：

ET計(jì)算方程式為：ET=Wr+P0+M+（W0-Wt）。計(jì)算西瓜實(shí)際需水量，計(jì)算結(jié)果見表7。

硒砂瓜定植期需水量依次為5.62、5.35、6.23、5.61、5.69 mm;伸蔓期以后各處理的需水量明顯增大，各處理伸蔓期需水量分別為16.21、15.05、17.92、14.04、14.31 mm;6月下旬進(jìn)入膨果期后需水量達(dá)最高峰，到膨大后期需水量減少，各處理需水量分別為18.64、14.36、17.53、13.82、9.76 mm。由于2019年降雨量較多，西瓜在膨大期整個(gè)生育期的西瓜需水量分別為66.29、59.77、70.01、58.92、50.21 mm。

2.6 不同處理西瓜產(chǎn)量及壓砂瓜生產(chǎn)潛力

由表8可知，壓砂地穴施生物菌復(fù)合基質(zhì)處理西瓜增產(chǎn)效果極顯著，處理3西瓜產(chǎn)量最高，為29 700.00 kg·hm-2，極顯著高于其他處理，處理1西瓜產(chǎn)量次之，為28 165.50 kg·hm-2，其次是處理2、處理4、CK，依次為24 628.50、24 337.50、22 822.50 kg·hm-2。補(bǔ)水處理1、3西瓜產(chǎn)量比對(duì)照分別提高23.41%、30.13%，未補(bǔ)水處理2、4比對(duì)照產(chǎn)量分別提高7.91%、6.64%。

壓砂地穴施生物菌復(fù)合基質(zhì)處理水分生產(chǎn)效率極顯著高于對(duì)照處理，具有良好的保墑效果。其中，每株穴施200 g基質(zhì)+50 g菌劑，水分生產(chǎn)效率均極顯著高于每株穴施100 g基質(zhì)+100 g菌劑，在種植期可有效保存降水。處理3、4水分生產(chǎn)效率分別為563.67、554.88 kg·m-3;而處理1、2水分生產(chǎn)效率分別為519.39、512.61 kg·m-3;對(duì)照水分生產(chǎn)效率為495.56 kg·m-3。

3 討論與結(jié)論

近幾年來硒砂瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，壓砂地西瓜具有耐旱特征[9-11]，在科學(xué)補(bǔ)水的同時(shí)仍需控水保墑[12-14]。關(guān)于栽培過程中控水保墑提高土壤含水量，前人已進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究[15-17]。而以往的研究多在酸性土壤或露地栽培西瓜上應(yīng)用，較少考慮在壓砂地土壤栽培上應(yīng)用[18-24]。筆者選擇在定植環(huán)節(jié)應(yīng)用復(fù)合菌基質(zhì)改良根際環(huán)境的栽培方式，對(duì)西瓜整個(gè)生育期的生長(zhǎng)指標(biāo)都有顯著影響，這與王耀平等[25]、劉中良等[26]的研究結(jié)果一致，基質(zhì)栽培不僅利于植物生長(zhǎng)，還可顯著改善果實(shí)品質(zhì)，提高產(chǎn)量。通過優(yōu)化配制基質(zhì)，可改善植物的根際微環(huán)境，提高有益微生物數(shù)量，促進(jìn)植株的養(yǎng)分吸收[27-28]。

試驗(yàn)結(jié)果表明，壓砂地采用穴施混配菌劑復(fù)合基質(zhì)對(duì)土壤保持水分有顯著提升作用，可不同程度地改善土壤性狀，補(bǔ)灌處理在定植初期的土壤平均含水量均高于對(duì)照20%，采用處理3，既每株穴施200 g基質(zhì)混配50 g菌劑，產(chǎn)量最高，為29 700.00 kg·hm-2，補(bǔ)水處理3和處理1的產(chǎn)量提高23.40%～30.10%。與未補(bǔ)水處理相比，在穴施營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)條件下補(bǔ)水處理西瓜的成熟期提前1～2 d，比對(duì)照提前4 d?？梢?，壓砂地西瓜栽培采用穴施生物菌復(fù)合基質(zhì)的栽培技術(shù)，可以改善壓砂地土壤的理化性狀、提高持水能力，對(duì)于提高西瓜產(chǎn)量具有明顯的效果，有助于實(shí)現(xiàn)硒砂瓜產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)產(chǎn)增收。

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