增施蚓糞對早春設施栽培西瓜產量·品質及土壤性質的影響

步學林,王中德,仇美華,趙海濤

(1.揚州市邗江區公道鎮農業農村局,江蘇揚州 225119;2.江蘇省耕地質量與農業環境保護站,江蘇南京210000;3.揚州大學環境科學與工程學院,江蘇揚州 225127)

西瓜在我國各地均有種植,已成為保障居民鮮果消費和帶動農戶增收的重要產業。西瓜種植分為露地種植和設施種植,其中設施種植由于能夠調控溫光等環境條件,實現西瓜的錯季栽培,被廣泛應用。但設施栽培西瓜改變了環境條件,對土壤保育和肥水管理提出了更高的要求。施用有機物料是改善土壤理化性質、增加土壤大團聚體、均衡營養供應、確保穩產高產的重要舉措[1-2]。蚓糞是蚯蚓吞食畜禽糞便、秸稈等有機物后,在腔腸和微生物的共同作用下發生礦化和腐殖化后得到的產物,是一種理想的有機類肥料[3-4]。蚓糞顆粒均勻、保水透氣性好、速效養分含量高,含有天然植物生長激素和多種有益微生物[5-6],施用蚓糞或者蚓糞與化肥配合施用可在保證產量的基礎上明顯改善瓜果品質[7]。研究發現,蚓糞等量養分替代化肥能夠明顯促進西瓜根系生長,提高西瓜葉片光合酶活性以及西瓜葉片和果實氮代謝關鍵酶活性[8]。蚓糞復合基質進行西瓜育苗與栽培,不僅可以有效減輕連作障礙問題,綠色安全,經濟高效[9]。筆者通過基肥的方式施用蚓糞,探究其對西瓜生長和土壤性質的影響,旨在為科學蚓糞資源化利用和西瓜科學肥料運籌提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料試驗在揚州大學沙頭試驗基地進行,土壤為砂質壤土,基本理化性質:全氮0.91 g/kg,有效磷136.4 mg/kg,速效鉀511.8 mg/kg,有機質32.7 g/kg,pH 7.46。西瓜品種為“蘇密8號”,由江蘇省農業科學院提供。試驗用肥料為糞肥、餅肥、復混肥和蚓糞。糞肥為養雞場墊料經過好氧堆置而成;復混肥為市售普通三元復混肥,氮磷鉀為15-15-15(N-P2O5-K2O);蚓糞由蚯蚓消解奶牛糞得到,由江蘇省揚州農業環境安全技術服務中心提供。

1.2 試驗設計試驗設3個不同施肥配方處理,各處理均施用22 500 kg/hm2的糞肥。V0F增施復混肥(225 kg/hm2),不施用蚓糞;V1F0不施用復混肥,增施蚓糞(3 375 kg/hm2);V2F0不施用復混肥,增施雙倍蚓糞(6 750 kg/hm2)。

設3次重復,隨機區組排列,每個小區長6 m,寬8 m,每個小區移栽西瓜48棵。2022年3月西瓜幼苗移栽前20 d,以溝施的方式將肥料一次性施入土壤。方法:依照西瓜種植方向,開溝(深25cm,寬30 cm),將糞肥、復混肥和蚓糞依次施入溝中,然后覆土。西瓜瓜苗移栽在開溝的側上方。其他管理同一般大田西瓜栽培的管理措施。

1.3 測定項目與方法西瓜成熟期采樣測定瓜重和品質。西瓜直徑采用米尺直接測定,單果重采用稱重法。西瓜硝酸鹽含量采用沸水浸提,紫外分光光度法測定;可溶性蛋白質含量測定采用考馬斯亮藍G-250染色法;有機酸含量采用NaOH直接滴定法測定;可溶性糖含量采用蒽酮比色法[10]測定。維生素C(VC)含量采用2,6-二氯靛酚滴定法測定[11]。

采集盛果期的土壤0～15和15～30 cm樣品測定土壤理化性質。土壤pH和EC值用純凈水浸提,土水比為1∶5,儀器直接測定。土壤堿解氮采用堿解擴散法測定,有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提、鉬銻抗比色法測定;速效鉀采用1.0 mol/L NH4OAc浸提,火焰光度法測定;有機質采用重鉻酸鉀容量法測定[11]。

1.4 數據統計與分析采用Microsoft Excel 2010軟件計算平均值和繪圖;運用SPSS 19.0單因素方差分析(one-way ANOVA),對不同處理間各項指標進行顯著性檢驗(P<0.05),Duncan(D)法進行均值多重比較。

2 結果與分析

2.1 西瓜果實產量與品質由表1可知,與V0F相比,V1F0和V2F0增加或顯著增加了西瓜果實的直徑和單果重,可見,增施蚓糞比增施復混肥更能增加西瓜的產量。與V0F相比,V1F0和V2F0處理對西瓜VC含量無顯著影響;V1F0降低了西瓜硝酸鹽含量,但V2F0增加了西瓜硝酸鹽含量;V1F0顯著增加了西瓜蛋白質含量,V2F0對西瓜蛋白質含量無顯著影響;V1F0和V2F0對西瓜有機酸含量均無顯著影響,但顯著降低了西瓜含糖量。表明增施6 750 kg/hm2蚓糞比增施225 kg/hm2復混肥更顯著增加西瓜果實產量,但顯著降低含糖量和糖酸比。

表1 增施蚓糞與復混肥對西瓜產量和品質的影響

2.2 土壤pH和EC值由表2可知,與V0F相比,V1F0和V2F0增施蚓糞肥處理顯著降低了0～15 cm土層土壤pH,但對15～30 cm土層土壤pH無顯著影響;V1F0和V2F0顯著增加了0～15 cm土層土壤EC值,V1F0對15～30 cm土層土壤EC值無顯著影響,V2F0顯著增加了15～30 cm土層土壤EC值。表明增施蚓糞在一定程度上會導致0～15 cm土層土壤pH的下降及土壤鹽分的升高。

表2 增施蚓糞與復混肥對土壤pH和EC值的影響

2.3 土壤速效養分和有機質含量由表3可知,與V0F相比,V1F0和V2F0顯著增加了0～15和15～30 cm土層土壤堿解氮含量,V1F0和V2F0間土壤堿解氮含量差異不顯著;V1F0顯著降低了0～15和15～30 cm土層土壤速效磷含量。V2F0降低了0～15和15～30 cm土壤速效磷含量,其土壤速效磷含量顯著高于V1F0。V1F0和V2F0顯著增加了0～15和15～30 cm 土層土壤速效鉀含量,V1F0和V2F0間土壤速效鉀含量差異不顯著。V1F0和V2F0增加了0～15和15～30 cm土層土壤有機質含量,V1F0和V2F0間土壤有機質含量差異不顯著。綜上,增施蚓糞比增施復混肥更能導致表層土壤速效養分和有機質的增加。

表3 增施蚓糞與復混肥對土壤速效養分和有機質的影響

3 結論與討論

肥料運籌對西瓜產量和品質具有顯著影響。化肥配施有機肥能夠在保持西瓜穩產的情況下提升西瓜植株的長勢,提升西瓜可溶性固形物、可溶性蛋白、維生素C等品質指標[12-13]。蚓糞具有良好的理化性質,能較好地吸持和釋放水分和各類營養物質,蚓糞作為肥料施入后能夠改良土壤,促進作物生長,降低植株病害發生率,促進作物的生長發育及養分的吸收[9,14-15]。研究發現,蚓糞的營養元素含量豐富,速效養分可以被作物快速吸收利用,有利于提高產量和品質[16]。該研究發現,增施蚓糞比增施復混肥更能增加西瓜的產量;低蚓糞施肥量(3 375 kg/hm2)對西瓜VC含量影響較小,但降低了西瓜硝酸鹽、有機酸及糖的含量,增加了西瓜蛋白質含量。高蚓糞施肥量(6 750 kg/2)對西瓜VC含量影響較小,但增加西瓜硝酸鹽含量,降低了西瓜蛋白質、有機酸及糖含量。由此可知,增施蚓糞雖然有利于提高西瓜產量,但不利于提升西瓜果實的含糖量。原因可能與蚓糞用量和栽培模式影響了果實品質,因此增施蚓糞的方式和用量需要進一步研究。

增施不同比例蚓糞能夠改善土壤化學性狀,增加土壤中全氮、速效磷、速效鉀等含量[17]。該研究表明,增施蚓糞在一定程度上會導致0～15 cm土壤pH的下降及土壤鹽分的升高,增加0～15 cm土壤堿解氮及土壤速效鉀的含量。其原因可能是該研究以溝施的方式在基肥運籌中一次性施用了糞肥、復混肥和蚓糞,形成了大量可溶性營養鹽。同時,設施栽培條件改變了土壤水分運移規律,由于棚內高溫,土壤水分被蒸發,營養鹽隨著水分運移到土壤表層,造成了表層土壤酸化、鹽漬化和鹽分集聚。該研究還發現增施蚓糞比增施復混肥處理更能增加土壤有機質的含量,蚓糞含有大量穩定性有機物質是提升土壤有機質的主要原因[18]。

綜上,增施3 375 kg/hm2蚓糞比增施225 kg/hm2復混肥(15-15-15)處理能更好地提升西瓜的產量和品質。