施用沼肥對哈密瓜產量、品質及土壤養分的影響

趙京奇，賈亮亮，楊晨璐，劉蘭清，陳建偉，任廣鑫

(1.西北農林科技大學 農學院， 陜西楊凌　712100； 2.西北農林科技大學 林學院， 陜西楊凌　712100;3.陜西省循環農業工程技術研究中心，陜西楊凌　712100)

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施用沼肥對哈密瓜產量、品質及土壤養分的影響

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.西北農林科技大學 農學院， 陜西楊凌712100； 2.西北農林科技大學 林學院， 陜西楊凌712100;3.陜西省循環農業工程技術研究中心，陜西楊凌712100)

為探討施用沼肥對設施哈密瓜產量、品質及土壤養分的影響，采用兩因素隨機區組試驗設計，研究不同沼肥根施量(0 t/hm2、150 t/hm2、250 t/hm2、350 t/hm2)和不同體積分數(0%、50%、100%)沼液噴施處理對哈密瓜成熟后的產量(單果質量)、品質(果形指數、 維生素C質量分數、糖酸比、果實硬度)、生長特性(葉片葉綠素質量分數、葉面積)以及耕層土壤養分(有機質和速效氮、磷、鉀)變化的影響。結果表明，施用一定量的沼肥可達到常規施用化肥(CK)的產量，并且能夠改善品質。當根施量為250 t/hm2，噴施體積分數為50%時，哈密瓜的產量及品質最好，且能提高土壤的養分質量分數。可見，沼肥在哈密瓜生產中具有非常好的增產和提質作用，應用前景廣闊。

哈密瓜；沼肥；產量；品質；土壤養分

沼氣發酵后的剩余物(沼液和沼渣)統稱為沼肥，富含無機營養、有機營養和植物抗性物質，又基本不含有害病菌和寄生蟲卵，是易被植物吸收且重金屬殘留量在安全范圍內的優質高效肥料。沼液、沼渣的合理利用不僅可避免農村二次污染，有利于增產提質，還可節約不可再生能源和減少碳排放的良好生態效益，對提高農民經濟收入和節能減排具有重要作用[1-4]。大量研究表明，沼肥對不同水果和蔬菜具有增產提質作用，并在一定程度上增加土壤營養[5-12]。然而沼肥施用對哈密瓜產量、品質及土壤養分的影響研究相對不足，特別對設施栽培下的哈密瓜品質研究鮮有報道。因而以沼肥不同根施量和沼液不同噴施濃度為處理，探討沼肥對設施哈密瓜生長、生理特性、產量品質及土壤肥力的影響，以期為設施哈密瓜的高產優質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提供技術依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2015年4月在陜西省楊凌示范區大寨鎮農戶大棚內進行，供試品種為‘脆密5號’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。結合整地施入200 kg生物有機肥和2 000 g爛根靈。供試沼肥取自于西北農林科技大學附近農戶的正常產氣3個月以上的沼氣池水壓間的沼液沼渣混合物，以豬糞和人糞尿為主要沼氣發酵原料。供試耕層土壤(0～20 cm)、沼肥和沼液養分質量分數見表1。

表1　施肥前耕層土壤及供試沼肥、沼液養分質量分數

1.2試驗設計

兩因素隨機區組設計，根施量設4個水平，分別為0 t/hm2、150 t/hm2、250 t/hm2、350 t/hm2，以A1、A2、A3和A4表示。沼液噴施體積分數設3個水平，分別為0、50%、100%，以B1、B2、B3表示。共12個處理組合，以農戶常規施肥(氮0.034 4 kg/m2、P2O50.058 2 kg/m2、KO20.041 4 kg/m2)為對照(CK)，小區面積5 m×0.5 m，重復2次。2015-04-12哈密瓜幼苗三葉一心期移栽。每小區移栽2行，定植26株，于2015-07-05收獲。根施沼肥分2次進行(花蕾期和幼果期)，在果實膨大期按450 kg/hm2噴施沼液。試驗其他管理與農戶常規管理相同。

1.3測定項目與方法

土壤有機質采用重鉻酸鉀容量法測定，堿解氮用堿解擴散法測定，速效磷用碳酸氫鈉法測定，速效鉀用火焰光度法[13]測定。

葉綠素質量分數用SPAD502測定，葉面積根據張厚軍[14]回歸方程計算法，果實硬度用果實硬度計，糖質量分數用WYZ型手持糖量計，維生素C用2,6-二氯靛酚滴定法[15]；果實長、寬和周長分別用直尺和軟尺測最大處，可滴定酸參照國際標準ISO750-1981《水果、蔬菜制品-可滴定酸度測定法》中酸堿滴定法測定。

2　結果與分析

2.1不同施肥處理對土壤養分的影響

沼肥是一種營養元素全面而速效的有機肥，可促進作物生長，對收獲后的土壤也有一定的影響。有機質不但是農作物生長所必須的肥料之一，也是改善土壤結構的重要物質。由表2可見，果實收獲后，處理組合A1B1的有機質質量分數最低并顯著低于除A1B2外的各處理組合；隨著根施量和噴施量的增加，有機質質量分數呈上升趨勢；雖然A3B2、A3B3、A4B1、A4B2和A4B3的有機質質量分數均高于CK，但只有A4B3顯著高于CK，這可能與沼肥的有機質質量分數較低有關。A1B1的堿解氮質量分數最低為112.58 mg/kg，A3B1的堿解氮質量分數最高為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的堿解氮質量分數低于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數的增加，各處理組合堿解氮的質量分數呈先上升后下降的趨勢，下降可能與施肥導致徒長并大量吸收堿解氮有關。各處理組合0～20 cm土壤表層土樣的速效磷質量分數均大于10，所以土壤速效磷質量分數等級為高。CK的速效磷質量分數最低，為40.93 mg/kg，A3B3的速效磷質量分數最高，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數的增加，各處理速效磷的質量分數大體呈現先下降后上升的趨勢，中間下降可能是因植株長勢較好，吸收的較多。速效鉀是影響水果甜度的一個重要因素。各處理組合的速效鉀質量分數等級均為高；A4B3的速效鉀質量分數最高，為433.49 mg/kg，A1B1的速效鉀質量分數最低，為292.59 mg/kg，隨著根施量和噴施體積分數的增加，各處理速效鉀的質量分數呈上升趨勢；除A1B1、A1B2、A1B3、A2B1外，其他處理組合速效磷質量分數均大于CK，A3B2、A3B3、A4B1、A4B2和A4B3速效鉀質量分數均顯著高于CK。

表2　收獲后各處理土壤養分質量分數差異分析±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根施沼肥量對各指標的影響

經分析得知，根施沼肥量對葉面積、單果質量、可滴定酸質量分數和硬度的影響均達極顯著水平(P< 0.01)，因此，根施沼肥量是影響哈密瓜葉面積、單果質量、可滴定酸質量分數和硬度的主要因素。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。

就單果質量而言，A3的單果質量最大，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，各處理組合的產量均高于CK，以A3B2單果質量最大，折合產量178.12 t/hm2，比CK(139.24 t/hm2)高38.88 t/hm2，增產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化肥能獲得更高的產量，當根施沼肥量為250 t/hm2時，較有利于哈密瓜葉片和果實的生長。

A4處理的可滴定酸質量分數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，哈密瓜果實可滴定酸質量分數呈上升趨勢(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沼液噴施體積分數對各指標的影響

經分析得知，沼液噴施體積分數對哈密瓜果形指數、糖質量分數、維生素C質量分數、果實硬度的影響均達極顯著水平 (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處理的糖質量分數和維生素C質量分數均顯著高于B1，且B2與B3處理間差異不顯著。隨著噴施體積分數的增大，果形指數和果實硬度先上升后下降(圖2-D)，糖和維生素C質量分數呈上升趨勢。

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單果質量/gSinglefruitmass小區平均產量/kgPlotaverageoutput折合產量/(t/hm2)Reducedyield較對照增加/%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　沼液噴施體積分數對果形指數、糖質量分數、維生素C質量分數及果實硬度的影響

2.4二因素交互作用對各指標的影響

經分析得知，二因素的交互作用對果形指數、維生素C質量分數、糖質量分數、可滴定酸質量分數、果實硬度的影響達極顯著水平(表4)。由表5可見，處理組合A1B1果形指數最小，為0.64，CK果形指數最大，為0.73，顯著高于A1B1、A2B2、A2B3、A3B1和A4B1的果形指數，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質量分數均顯著高于CK，其中A4B3的維生素C質量分數最高為8.89×10-3%，A1B1的維生素C質量分數最低為6.92×10-3%；除A1B1、A1B2和CK外，其他處理之間維生素C質量分數變化均不顯著；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質量分數。除A1B1外，各處理組合糖質量分數均高于CK，其中A2B1、A2B2、A2B3、A3B2、A3B3、A4B2和A4B3的糖質量分數顯著高于CK，A4B3糖質量分數最高達14.33%，A1B1糖質量分數最小為8.23%。就可滴定酸質量分數而言，A4B2和A4B3處理組合顯著高于CK，A4B2可滴定酸質量分數最高達1.66%，A1B1可滴定酸質量分數最小為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硬度均低于CK，其中A2B2的果實硬度最高達8.78 kg/cm2，A4B3的果實硬度最小為7.30 kg/cm2。

表4　指標交互作用的相關指數

表5　不同處理組合的果形指數、糖質量分數、可滴定酸質量分數、糖酸比、維生素C質量分數及果實硬度

3　結 論

3.1在大棚哈密瓜栽培生產中，施用沼肥的處理組合，單果質量高于對照。當根施沼肥量為250 t/hm2，沼液噴施體積分數為50%時，哈密瓜的產量最高，比對照增產27.92% 。

3.2根施沼肥和噴施沼液對果實的維生素C質量分數、糖質量分數、糖酸比、果實硬度都有影響，尤其是兩者交互作用對果實的品質有明顯的改進作用。表明生產上可以一定量的沼肥代替化肥，獲得更高的產量和更好的品質。

3.3隨著根施量和噴施體積分數的增加，哈密瓜吸收后耕層土壤剩余速效鉀和有機質質量分數呈上升趨勢，速效磷的質量分數呈先下降后上升的趨勢，堿解氮的質量分數則呈先上升后下降的趨勢。

Reference：

[1]LI J S, DUAN N, GUO S,etal.Renewable resource for agricultural ecosystem in China:ecological benefit for biogas by product for planting[J].EcologicalInformatics,2012,12:101-110.

[2]楊合法,范聚芳,郝晉珉,等.沼肥對保護地番茄產量、品質和土壤肥力的影響[J].中國農學通報,2006,22(7):369-372.

YANG H F,FAN J F,HAO J M,etal.The research of fertilizer impact on tomatoes’ output, quality and soil fertility in protected field[J].ChineseAgriculturalScienceBulletin,2006,22(7):369-372(in Chinese with English abstract).

[3]全國農業技術推廣服務中心.中國有機肥料資源[M].北京:中國農業出版社,1999:102-119.

The National Agricultural Technology Extension Service Center.China Organic Fertilizer Resources [M].Beijing:China Agriculture Press,1999:102-119(in Chinese).

[4]袁振宏.生物質能利用原理與技術[M].北京:化學工業出版社,2005:145.

YUAN ZH H.Biomass Energy Utilization Principle and Technology [M].Beijing:Chemical Industry Press,2005:145(in Chinese).

[5]蘇有勇,盧怡,施衛省.沼肥對無土栽培生菜產量和品質的影響[J].中國土壤與肥料,2008(1):60-62.

SU Y Y,LU Y,SHI W SH.Effect of biogas fertilizer on yield and quality of lettuce in soilless culture[J].SoilandFertilizerSciencesinChina,2008(1):60-62(in Chinese with English abstract).

[6]高紅莉.施用沼肥對青菜產量品質及土壤質量的影響[J].農業環境科學學報,2010,29(增刊):43-47.

GAO H L.Effects of biogas fertilizer on output and ouality ofBrassicachinensisand soil quality[J].JournalofAgro-EnvironmentScience,2010,29(supplementary issue):43-47(in Chinese with English abstract).

[7]樊文華,劉晉峰,王志偉,等.施用沼肥對溫室土壤養分和重金屬含量的影響[J].山西農業大學學報,2011,31(1):1-4.

FAN W H,LIU J F,WANG ZH W,etal.Effects of biogas fertilizer on the contents of nutrients and heavy metal elements in soil of greenhouse[J].JournalofShaanxiAgriculturalUniversity,2011,31(1):1-4(in Chinese with English abstract).

[8]柴仲平,王雪梅,孫霞,等.施用沼肥對棗園土壤養分含量的影響[J].西南農業學報,2010, 23(3):782-785.

CHAI ZH P,WANG X M,SUN X,etal.Study on nutrient content of soil inZizyphusjujube orchards with applied biogas waste fertilizer[J].SouthwestChinaJournalofAgriculturalScience,2010,23(3):782-785(in Chinese with English abstract).

[9]牛偉,鹿茸,田琴,等.長期施沼肥對果園土壤肥力和蘋果品質的影響研究[J].中國農學通報,2014,30(10):243-246.

NIU W,LU R,TIAN Q,etal.Effect of long-term biogas residues application on soil physicochemical and apple quality[J].ChineseAgriculturalScienceBulletin,2014,30(10):243-246(in Chinese with English abstract).

[10]祁連弟,苗林.沼肥對溫室大棚草莓產量及品質的影響[J].河南農業科學,2014,43(3):121-123.

QI L D,MIAO L.Effect of biogas manure on yield and quality of strawberry in greenhouse[J].JournalofHenanAgricalturalSciences,2014,43(3):121-123(in Chinese with English abstract).

[11]王偉楠,任廣鑫,楊改河,等.葉面噴施沼肥對杏樹果實品質的影響研究[J].西北農業學報,2008,17(2):132-136.

WANG W N,REN G X,YANG G H,etal.Effect of anaerobic fermentation slurry on fruit quality of apricot[J].ActaAgriculturaeBoreali-occidentalisSinica,2008,17(2):132-136(in Chinese with English abstract).

[12]張利,李立軍,馮志國,等.施用沼肥對西瓜品質和產量的影響[J].中國沼氣,2012,30(3):41-44.

ZHANG L,LI L J,FENG ZH G,etal.Effect of biogas on quality and quality of watermelon[J].ChinaBiogas,2012,30(3):41-44(in Chinese).

[13]鮑士旦.土壤農化分析[M].北京:中國農業出版社,2005.

BAO SH D.Soil Agricultural Chemistry Analysis[M].Beijing: China Agriculture Press,2005(in Chinese).

[14]張厚軍.測量哈密瓜葉面積的又一方法[J].八一農學院學報,1986(3):71-72.

ZHANG H J.Another method of measurement of honeydew leaf area[J].BayiAgronomyJournal,1986(3):71-72(in Chinese).

[15]張艷明.鮮棗中Vc含量的測定及方法比較[J].黑龍江科技信息,2012(6):63.

ZHANG Y M.The Determination of Vc content in fresh jujubes and comparison of method[J].HeilongjiangScienceandTechnologyInformation,2012(6):63(in Chinese with English abstract).

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

(責任編輯：潘學燕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

陜西省科技統籌創新工程計劃(2014KTCL02-12)；陜西省工程技術研究中心后補助項目(2015QTGC-083)；中國農村能源生態建設二期GEF贈款項目(G0203-PC)。

趙京奇，女，碩士研究生，研究方向為循環農業技術。E-mail: 1440888593@qq.com

任廣鑫 ，男，碩士生導師，教授，研究方向為農業區域發展及循環農業。 E-mail：rengx@nwsuaf.edu.cn

S365；S147

A

1004-1389(2016)08-1211-07

網絡出版日期：2016-07-14

網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20160714.1104.028.html