集成關鍵施肥技術對設施連作甜瓜種植效果的影響

楊紹聰，沐 嬋*，錢榮青，姚照兵，蔡述江，張翠萍，趙宇霞，林姣姣，奎文進

(1.玉溪市農業科學院，云南 玉溪 653100；2.玉溪市特色作物營養工程技術研究中心，云南 玉溪 653100；3.通海縣興蒙蒙古族鄉農業農村綜合服務中心，云南 通海 652700)

0 引言

【研究意義】云南省通海縣興蒙鄉設施甜瓜種植自1999年引種成功至今已有20余年，并享有“高原甜瓜之鄉”稱譽。多年來，設施甜瓜種植因連作、很少施用有機肥和不合理施用化肥等，產生了土壤養分高度富集、鹽分積累和肥料利用率低等種植障礙問題。為此，研究設施甜瓜連作障礙防控關鍵技術并進行示范，對該區域甜瓜產業的可持續發展具有重要意義。【前人研究進展】黃慶等[1]報道了不同氮素水平對厚皮甜瓜品質和產量的影響。黃植等[2]研究了不同氮肥水平對甜瓜“南海蜜”生長·品質及產量的影響。胡國智等[3]報道了不同施氮量對甜瓜養分吸收、分配、利用及產量的影響。許如意等[4]研究了不同氮素形態配比對網紋甜瓜干物質分配和氮代謝的影響。司瓊[5]報道了氮素營養對設施甜瓜生長發育及產量品質的影響。謝秀芳等[6]研究了磷素對甜瓜果實品質的影響。張愛慧等[7]報道了不同鉀營養對厚皮甜瓜生長發育及光合特性影響。黃偉等[8]研究了鉀素對薄皮甜瓜光合作用和產量的影響。林多等[9-11]報道了鉀素水平對基質栽培網紋甜瓜光合及品質的影響，以及對礦質營養的吸收規律。原保忠等[12]研究了不同施肥量對大棚甜瓜產量和品質的影響。范潔[13]報道了不同施肥量對溫室甜瓜生長發育、品質及產量的影響。【研究切入點】已有研究多集中在氮、磷、鉀肥單施或配施對甜瓜生長發育、產量和品質等的影響方面，鮮見從有機肥、甜瓜專用配方肥、硼肥和有機鉀肥綜合考慮集成關鍵施肥技術對設施甜瓜連作種植效果影響的研究報道。【擬解決的關鍵問題】探明集成關鍵施肥技術對設施連作甜瓜種植效果，以期為通海縣興蒙鄉設施甜瓜產業的可持續發展和大面積推廣應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 大棚設施及土壤概況

試驗設施為鋼架大棚，甜瓜連作10～15年，每年均連作種植3茬，土壤pH 7.55～7.82，有機質為35.2～40.3 g/kg，有效氮為195.0～231.0 mg/kg，有效磷為70.9～101.3 mg/kg，有效鉀為252～521 mg/kg。

1.2 材料

1.2.1 品種 甜瓜雜交種為網紋甜瓜25號，新疆天浩種業有限公司提供。

1.2.2 肥料

1)集成防控關鍵施肥技術用肥。精制有機肥〔總養分(N+P2O5+K2O)≥5.0%〕、全水溶性有機肥(氮磷鉀等總養分≥12.0%)、甜瓜專用肥(定瓜前N∶P2O5∶K2O=20∶8∶10，定瓜后N∶P2O5∶K2O=14∶6∶21)、硼肥(保瑞得，水溶性B≥18%)和有機鉀(K2O≥25%，有機質含量≥25%)，均為云南思創格科技有限公司生產。

2)瓜農常規施肥。為瓜農的經驗施肥方法，多為各種復合肥及沖施肥(品種雜而多)，農資市場購買。

1.2.3 儀器 LB32T糖度計(手持折光儀)，廣州市速為電子科技有限公司生產。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計 試驗于2017年8月至2019年8月在云南省通海縣興蒙鄉甜瓜主產區桃家嘴村委會及下村村委會設施農田中進行，在同一設施大棚內進行大區同田對比試驗。設瓜農常規施肥(CK)和甜瓜連作障礙集成防控關鍵施肥技術2個處理，以下簡稱常規施肥和關鍵施肥。每個處理為1組，每組面積700～900 m2。3次重復。

1.3.2 定植 采用基質漂浮育苗，2～3片真葉時定植，朝向一致，拉線按1.8 m開墑，墑面寬1.4 m、溝寬0.4 m，要求墑平、土細、溝直、排水暢通，每墑種植2行，株距0.35 m，種植2 100株/667m2。

1.3.3 施肥量

1)常規施肥。其為經驗施肥方法，N、P2O5和K2O平均施用量折合為433.5 kg/hm2、352.5 kg/hm2和442.5 kg/hm2。

2)關鍵施肥。采用精制有機肥+全水溶性有機肥+甜瓜專用配方肥，并結合適時噴施硼肥和有機鉀。定植前施精制有機肥2 250～3 000 kg/hm2，施于塘中并與土壤充分混勻再定植；追肥分定瓜前和定瓜后施用，每茬追施相應的專用配方675～750 kg/hm2+全水溶性有機肥180～240 kg/hm2，定瓜前分4次澆施，定瓜后追施3～4次。初花期及定瓜后葉面噴施保瑞得硼肥2次，濃度為0.1%；打頂定瓜后葉面噴施有機鉀2～3次，濃度為0.2%；關鍵施肥技的N、P2O5和K2O平均施用量折合為318.0 kg/hm2、145.5 kg/hm2和321.0 kg/hm2，較常規施肥用量分別少施115.5 kg/hm2、207.0 kg/hm2和121.5 kg/hm2。

1.3.4 樣品采集 在規劃好的試驗區內選擇20個采樣點，采樣0～20 cm 耕作層土樣，20個采樣點土壤混合后為1個基礎土壤樣品；試驗結束時分處理及對照各隨機選取10個采樣點采集土壤樣品和植株樣品，植株樣品分甜瓜果實樣品及根莖葉樣品。

1.3.5 指標測定

1)甜瓜產量及肥料利用。甜瓜成熟時，對甜瓜植株的根莖葉及甜瓜(分商品瓜及非商品瓜)產量分處理與對照進行稱量計算產量，同時各采集10株甜瓜植株，分根莖葉及甜瓜果實進行烘干處理，計算單位面積的干重。以當時甜瓜市場交易價格計算產值，肥料價格為當地市場價。參照文獻[14-15]的方法計算甜瓜果實氮(磷、鉀)肥吸收量(kg/hm2)、根莖葉氮(磷、鉀)肥吸收量(kg/hm2)、植株總氮(磷、鉀)肥吸收量(kg/hm2)和氮(磷、鉀)肥偏生產力(kg/kg)。

養分吸收率=(養分總吸收量/養分施入量)×100%

2)土壤和植株樣品各指標。分別采用文獻[16-17]的方法進行測定。pH(水土比2.5∶1)采用電位法測定，有機質采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法測定，有效氮采用堿解擴散法測定，有效磷采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法測定，有效鉀采用乙酸銨提取-原子吸收法測定，全氮采用蒸餾法測定，全磷采用鉬銻抗比色法測定，全鉀采用原子吸收分光光度計法測定，甜瓜糖度(去除瓜皮和瓜瓤后，每個瓜取1/5果肉混合壓榨成汁)采用糖度計測定。

1.4 數據處理與分析

采用Excel 2003和SPSS 12.0對數據進行處理與分析。

2 結果與分析

2.1 設施連作甜瓜植株的長勢及土壤特性

從表1可知，不同處理設施連作甜瓜植株的長勢及土壤特性的變化。植株生長表現：常規施肥設施連作甜瓜植株生長緩慢并伴有蔓枯死株，關鍵施肥其植株正常生長；植株封頂時的株高和葉苔數：常規施肥和關鍵施肥分別為85.2 cm、93.5 cm和10.1苔、11.7苔，關鍵施肥較CK分別提高9.74%和11.84%。收獲后根際土壤的土壤電導率和容重：常規施肥和關鍵施肥分別為2.405 ms/cm、2.155 ms/cm和1.13 g/cm3、1.02 g/cm3，關鍵施肥較CK分別提高10.40%和9.73%。

表1 集成關鍵施肥與常規施肥設施甜瓜植株的長勢及土壤特性Table 1 Soil characteristics and plant growth of facility melon treated with the integrated key fertilization and conventional fertilization

2.2 設施連作甜瓜植株的鮮重、商品瓜率、果實糖度及肥料成本

從表2看出，不同處理設施連作甜瓜植株鮮重、商品瓜率及投入與產出的變化。鮮重：常規施肥和關鍵施肥根莖葉和果實分別為20 801 kg/hm2、22 787 kg/hm2和46 343 kg/hm2、50 370 kg/hm2，關鍵施肥較CK分別提高9.5%和8.7%。商品瓜率：常規施肥和關鍵施肥分別為97.7%和98.7%。產值：常規施肥和關鍵施肥分別為213 143元/hm2和23 4431元/hm2，關鍵施肥較CK提高10.0%。肥料成本：常規施肥和關鍵施肥分別為38 208 元/hm2和16 463 元/hm2，關鍵施肥較CK降低56.9%。果實糖度：常規施肥和關鍵施肥分別為12.1%和12.8%，關鍵施肥較CK提高5.8%。

表2 集成關鍵施肥與常規施肥設施甜瓜的植株鮮重、商品瓜率、果實糖度及肥料成本Table 2 Fresh plant weight,commercial melon rate,melon sugar content and fertilizer cost of facility melon treated with the integrated key fertilization and conventional fertilization

2.3 設施連作甜瓜植株的養分含量

從表3看出，不同處理甜瓜根莖葉與果實的全氮、全磷和全鉀含量以及氮鉀比的變化。根莖葉：常規施肥和關鍵施肥的全氮、全磷和全鉀含量分別為2.400%/2.300%、0.235%/0.237%和3.510%/3.910%，關鍵施肥全氮含量較CK降低4.17%，全磷和全鉀含量較CK分別提高0.85%和11.40%；常規施肥和關鍵施肥的氮鉀比分別為0.68和0.59，關鍵施肥較CK降低13.24%。果實：常規施肥和關鍵施肥的全氮、全磷和全鉀含量分別為1.070%/1.120%、0.179%/0.190%和2.160%/2.410%，關鍵施肥較CK分別提高4.67%、6.15%和11.57%；常規施肥和關鍵施肥的氮鉀比分別為0.50和0.46，關鍵施肥較CK降低8.00%。

表3 集成關鍵施肥與常規施肥設施甜瓜植株的養分含量Table 3 Nutrient contents of facility melon plant treated with the integrated key fertilization and conventional fertilization

2.4 設施連作甜瓜的養分吸收量

從表4可知，不同處理甜瓜根莖葉與果實對全氮、全磷和全鉀吸收量的差異。根莖葉：常規施肥和關鍵施肥對全氮、全磷和全鉀的吸收量分別為51.15 kg/hm2、54.00 kg/hm2，4.95 kg/hm2、5.55 kg/hm2，76.95 kg/hm2/93.30 kg/hm2，關鍵施肥較CK分別提高5.57%、12.12%和21.25%。果實：常規施肥和關鍵施肥對全氮、全磷和全鉀的吸收量分別為56.85 kg/hm2、67.95 kg/hm2，9.30 kg/hm2、11.25 kg/hm2，112.95 kg/hm2、144.15 kg/hm2，關鍵施肥較CK分別提高19.53%、20.97%和27.62%。

表4 集成關鍵施肥與常規施肥設施連作甜瓜的養分吸收量Table 4 Nutrient uptake of facility continuous cropping melon treated with the integrated key fertilization and conventional fertilization

2.5 設施連作甜瓜的養分吸收效應

從表5看出，常規施肥和關鍵施肥甜瓜植株對氮、磷、鉀的吸收率分別為24.9%/38.3%、9.3%/26.4%和51.5%/88.8%，關鍵施肥較CK極顯著提高，分別提高53.8%、183.9%和72.4%；常規施肥和關鍵施肥對氮、磷、鉀的養分偏生產力分別為106.9 kg/kg和158.4 kg/kg、131.5 kg/kg和346.2 kg/kg、104.7 kg/kg和156.9 kg/kg，關鍵施肥較CK極顯著提高，分別提高48.2%、163.3%和49.9%。

表5 集成關鍵施肥與常施肥規設施連作甜瓜的養分吸收效應Table 5 Nutrient uptake effect of facility continuous cropping melon treated with the integrated key fertilization and conventional fertilization

3 討論

設施甜瓜長期連作種植對其根系生長、產量和品質均產生影響，土傳病害加重[18-21]，生產上通過合理施肥，增施有機肥可降低連作西瓜枯萎病的發病率，一定程度上減輕了連作障礙[22]。在設施甜瓜連作種植生產上，采用“精制有機肥+全水溶性有機肥+甜瓜專用配方肥、結合適時噴施硼肥和有機鉀肥”的甜瓜連作障礙防控關鍵施肥技術，其針對性較強。研究結果表明，常規施肥設施連作甜瓜植株生長緩慢并伴有蔓枯死株，關鍵施肥植株正常生長；關鍵施肥與常規施肥比較，封頂時株高和葉苔數分別提高9.74%和11.84%，收獲后根際土壤的土壤電導率和容重分別提高10.40%和9.73%；根莖葉和果實鮮重分別提高9.5%和8.7%，商品瓜率分別為97.7%和98.7%，產值提高10.0%，肥料成本降低56.9%，果實糖度提高5.8%；甜瓜植株的養分含量，根莖葉全氮含量降低4.17%，全磷和全鉀含量則分別提高0.85%和11.40%，果實全氮、全磷和全鉀含量分別提高4.67%、6.15%和11.57%；甜瓜植株對養分的吸收量，根莖葉對全氮、全磷和全鉀的吸收量分別提高5.57%、12.12%和21.25%，果實對全氮、全磷和全鉀的吸收量分別提高19.53%、20.97%和27.62%；養分吸收效應，甜瓜植株對氮、磷、鉀的吸收率分別極顯著提高53.8%、183.9%和72.4%，對氮、磷、鉀的養分偏生產力分別極顯著提高48.2%、163.3%和49.9%。

精制有機肥采用塘施，追肥采用定瓜前和定瓜后的相應專用配方肥及全水溶性有機肥進行科學配合施用，同時結合適時葉面噴施硼肥和有機鉀肥，改善了根際土壤環境，有效促進了根系對養分的吸收，在氮、磷、鉀養分施用量低于常規施肥下，甜瓜植株的氮、磷、鉀養分吸收量及其相應的養分吸收率，以及養分偏生產力均顯著提高，因此，甜瓜的產量、產值和糖度提高，有效地降低了設施甜瓜的連作障礙。

從養分的積累與分配特性看，關鍵施肥和常規施肥均為甜瓜對鉀需求量最大，氮次之，磷最少，與康利允等[23]的研究結果相符。張艷麗等[24]研究認為，合理配施氮肥和鉀肥可最大限度發揮其營養作用，提高氮、磷、鉀養分累積量及其果實分配系數，可達甜瓜高產穩產的目的。研究結果表明，關鍵施肥的追肥，定瓜前的專用配方肥(N∶P2O5∶K2O=20∶8∶10)為高氮，有利于促進甜瓜伸蔓，以營養生長為主；定瓜后的專用配方肥(N∶P2O5∶K2O=14∶6∶21)高鉀，有利于促進甜瓜果實膨大，氮、磷、鉀養分配施量合理，甜瓜果實的氮、磷、鉀養分含量及吸收量均高于常規施肥，甜瓜產量和糖度也顯著增加，而常規施肥的氮、磷、鉀養分施用量較高，反而不利于甜瓜產量和品質的提高，與牛在壘[25]的研究結果相一致。采用“精制有機肥+全水溶性有機肥+甜瓜專用配方肥、結合適時噴施硼肥和有機鉀”的甜瓜連作障礙防控關鍵施肥技術，除進行大區同田試驗外，近年來在興蒙鄉的設施連作甜瓜種植生產進行了示范推廣，節本增效顯著，為該鄉甜瓜產業的可持續發展提供了技術保障。

4 結論

“精制有機肥+全水溶性有機肥+甜瓜專用配方肥、結合適時噴施硼肥和有機鉀肥”的甜瓜連作障礙防控關鍵施肥技術，可有效降低連作種植甜瓜根際土壤的鹽分和容重，植株生長正常；甜瓜產量、產值及甜瓜糖度較常規施肥分別提高8.7%、10.0%和5.8%；肥料成本降低56.9%，根莖葉對全氮、全磷和全鉀的吸收量分別提高5.57%、12.12%和21.25%，果實對全氮、全磷和全鉀的吸收量分別提高19.53%、20.97%和27.62%；甜瓜植株對氮、磷、鉀的吸收率極顯著提高53.8%、183.9%和72.4%，對氮、磷、鉀的養分偏生產力極顯著提高48.2%、163.3%和49.9%。甜瓜連作障礙防控關鍵施肥技術可為興蒙鄉甜瓜產業的可持續發展提供技術保障。