步学林,王中德,仇美华,赵海涛

(1.扬州市邗江区公道镇农业农村局,江苏扬州 225119;2.江苏省耕地质量与农业环境保护站,江苏南京210000;3.扬州大学环境科学与工程学院,江苏扬州 225127)

西瓜在我国各地均有种植,已成为保障居民鲜果消费和带动农户增收的重要产业。西瓜种植分为露地种植和设施种植,其中设施种植由于能够调控温光等环境条件,实现西瓜的错季栽培,被广泛应用。但设施栽培西瓜改变了环境条件,对土壤保育和肥水管理提出了更高的要求。施用有机物料是改善土壤理化性质、增加土壤大团聚体、均衡营养供应、确保稳产高产的重要举措[1-2]。蚓粪是蚯蚓吞食畜禽粪便、秸秆等有机物后,在腔肠和微生物的共同作用下发生矿化和腐殖化后得到的产物,是一种理想的有机类肥料[3-4]。蚓粪颗粒均匀、保水透气性好、速效养分含量高,含有天然植物生长激素和多种有益微生物[5-6],施用蚓粪或者蚓粪与化肥配合施用可在保证产量的基础上明显改善瓜果品质[7]。研究发现,蚓粪等量养分替代化肥能够明显促进西瓜根系生长,提高西瓜叶片光合酶活性以及西瓜叶片和果实氮代谢关键酶活性[8]。蚓粪复合基质进行西瓜育苗与栽培,不仅可以有效减轻连作障碍问题,绿色安全,经济高效[9]。笔者通过基肥的方式施用蚓粪,探究其对西瓜生长和土壤性质的影响,旨在为科学蚓粪资源化利用和西瓜科学肥料运筹提供支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料试验在扬州大学沙头试验基地进行,土壤为砂质壤土,基本理化性质:全氮0.91 g/kg,有效磷136.4 mg/kg,速效钾511.8 mg/kg,有机质32.7 g/kg,pH 7.46。西瓜品种为“苏密8号”,由江苏省农业科学院提供。试验用肥料为粪肥、饼肥、复混肥和蚓粪。粪肥为养鸡场垫料经过好氧堆置而成;复混肥为市售普通三元复混肥,氮磷钾为15-15-15(N-P2O5-K2O);蚓粪由蚯蚓消解奶牛粪得到,由江苏省扬州农业环境安全技术服务中心提供。

1.2 试验设计试验设3个不同施肥配方处理,各处理均施用22 500 kg/hm2的粪肥。V0F增施复混肥(225 kg/hm2),不施用蚓粪;V1F0不施用复混肥,增施蚓粪(3 375 kg/hm2);V2F0不施用复混肥,增施双倍蚓粪(6 750 kg/hm2)。

设3次重复,随机区组排列,每个小区长6 m,宽8 m,每个小区移栽西瓜48棵。2022年3月西瓜幼苗移栽前20 d,以沟施的方式将肥料一次性施入土壤。方法:依照西瓜种植方向,开沟(深25cm,宽30 cm),将粪肥、复混肥和蚓粪依次施入沟中,然后覆土。西瓜瓜苗移栽在开沟的侧上方。其他管理同一般大田西瓜栽培的管理措施。

1.3 测定项目与方法西瓜成熟期采样测定瓜重和品质。西瓜直径采用米尺直接测定,单果重采用称重法。西瓜硝酸盐含量采用沸水浸提,紫外分光光度法测定;可溶性蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝G-250染色法;有机酸含量采用NaOH直接滴定法测定;可溶性糖含量采用蒽酮比色法[10]测定。维生素C(VC)含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定[11]。

采集盛果期的土壤0～15和15～30 cm样品测定土壤理化性质。土壤pH和EC值用纯净水浸提,土水比为1∶5,仪器直接测定。土壤碱解氮采用碱解扩散法测定,有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提、钼锑抗比色法测定;速效钾采用1.0 mol/L NH4OAc浸提,火焰光度法测定;有机质采用重铬酸钾容量法测定[11]。

1.4 数据统计与分析采用Microsoft Excel 2010软件计算平均值和绘图;运用SPSS 19.0单因素方差分析(one-way ANOVA),对不同处理间各项指标进行显著性检验(P<0.05),Duncan(D)法进行均值多重比较。

2 结果与分析

2.1 西瓜果实产量与品质由表1可知,与V0F相比,V1F0和V2F0增加或显著增加了西瓜果实的直径和单果重,可见,增施蚓粪比增施复混肥更能增加西瓜的产量。与V0F相比,V1F0和V2F0处理对西瓜VC含量无显著影响;V1F0降低了西瓜硝酸盐含量,但V2F0增加了西瓜硝酸盐含量;V1F0显著增加了西瓜蛋白质含量,V2F0对西瓜蛋白质含量无显著影响;V1F0和V2F0对西瓜有机酸含量均无显著影响,但显著降低了西瓜含糖量。表明增施6 750 kg/hm2蚓粪比增施225 kg/hm2复混肥更显著增加西瓜果实产量,但显著降低含糖量和糖酸比。

表1 增施蚓粪与复混肥对西瓜产量和品质的影响

2.2 土壤pH和EC值由表2可知,与V0F相比,V1F0和V2F0增施蚓粪肥处理显著降低了0～15 cm土层土壤pH,但对15～30 cm土层土壤pH无显著影响;V1F0和V2F0显著增加了0～15 cm土层土壤EC值,V1F0对15～30 cm土层土壤EC值无显著影响,V2F0显著增加了15～30 cm土层土壤EC值。表明增施蚓粪在一定程度上会导致0～15 cm土层土壤pH的下降及土壤盐分的升高。

表2 增施蚓粪与复混肥对土壤pH和EC值的影响

2.3 土壤速效养分和有机质含量由表3可知,与V0F相比,V1F0和V2F0显著增加了0～15和15～30 cm土层土壤碱解氮含量,V1F0和V2F0间土壤碱解氮含量差异不显著;V1F0显著降低了0～15和15～30 cm土层土壤速效磷含量。V2F0降低了0～15和15～30 cm土壤速效磷含量,其土壤速效磷含量显著高于V1F0。V1F0和V2F0显著增加了0～15和15～30 cm 土层土壤速效钾含量,V1F0和V2F0间土壤速效钾含量差异不显著。V1F0和V2F0增加了0～15和15～30 cm土层土壤有机质含量,V1F0和V2F0间土壤有机质含量差异不显著。综上,增施蚓粪比增施复混肥更能导致表层土壤速效养分和有机质的增加。

表3 增施蚓粪与复混肥对土壤速效养分和有机质的影响

3 结论与讨论

肥料运筹对西瓜产量和品质具有显著影响。化肥配施有机肥能够在保持西瓜稳产的情况下提升西瓜植株的长势,提升西瓜可溶性固形物、可溶性蛋白、维生素C等品质指标[12-13]。蚓粪具有良好的理化性质,能较好地吸持和释放水分和各类营养物质,蚓粪作为肥料施入后能够改良土壤,促进作物生长,降低植株病害发生率,促进作物的生长发育及养分的吸收[9,14-15]。研究发现,蚓粪的营养元素含量丰富,速效养分可以被作物快速吸收利用,有利于提高产量和品质[16]。该研究发现,增施蚓粪比增施复混肥更能增加西瓜的产量;低蚓粪施肥量(3 375 kg/hm2)对西瓜VC含量影响较小,但降低了西瓜硝酸盐、有机酸及糖的含量,增加了西瓜蛋白质含量。高蚓粪施肥量(6 750 kg/2)对西瓜VC含量影响较小,但增加西瓜硝酸盐含量,降低了西瓜蛋白质、有机酸及糖含量。由此可知,增施蚓粪虽然有利于提高西瓜产量,但不利于提升西瓜果实的含糖量。原因可能与蚓粪用量和栽培模式影响了果实品质,因此增施蚓粪的方式和用量需要进一步研究。

增施不同比例蚓粪能够改善土壤化学性状,增加土壤中全氮、速效磷、速效钾等含量[17]。该研究表明,增施蚓粪在一定程度上会导致0～15 cm土壤pH的下降及土壤盐分的升高,增加0～15 cm土壤碱解氮及土壤速效钾的含量。其原因可能是该研究以沟施的方式在基肥运筹中一次性施用了粪肥、复混肥和蚓粪,形成了大量可溶性营养盐。同时,设施栽培条件改变了土壤水分运移规律,由于棚内高温,土壤水分被蒸发,营养盐随着水分运移到土壤表层,造成了表层土壤酸化、盐渍化和盐分集聚。该研究还发现增施蚓粪比增施复混肥处理更能增加土壤有机质的含量,蚓粪含有大量稳定性有机物质是提升土壤有机质的主要原因[18]。

综上,增施3 375 kg/hm2蚓粪比增施225 kg/hm2复混肥(15-15-15)处理能更好地提升西瓜的产量和品质。