施用沼肥对哈密瓜产量、品质及土壤养分的影响

赵京奇，贾亮亮，杨晨璐，刘兰清，陈建伟，任广鑫

(1.西北农林科技大学 农学院， 陕西杨凌　712100； 2.西北农林科技大学 林学院， 陕西杨凌　712100;3.陕西省循环农业工程技术研究中心，陕西杨凌　712100)



施用沼肥对哈密瓜产量、品质及土壤养分的影响

赵京奇1,2，贾亮亮1,2，杨晨璐1,2，刘兰清1,2，陈建伟2,3，任广鑫1,2

(1.西北农林科技大学 农学院， 陕西杨凌712100； 2.西北农林科技大学 林学院， 陕西杨凌712100;3.陕西省循环农业工程技术研究中心，陕西杨凌712100)

为探讨施用沼肥对设施哈密瓜产量、品质及土壤养分的影响，采用两因素随机区组试验设计，研究不同沼肥根施量(0 t/hm2、150 t/hm2、250 t/hm2、350 t/hm2)和不同体积分数(0%、50%、100%)沼液喷施处理对哈密瓜成熟后的产量(单果质量)、品质(果形指数、 维生素C质量分数、糖酸比、果实硬度)、生长特性(叶片叶绿素质量分数、叶面积)以及耕层土壤养分(有机质和速效氮、磷、钾)变化的影响。结果表明，施用一定量的沼肥可达到常规施用化肥(CK)的产量，并且能够改善品质。当根施量为250 t/hm2，喷施体积分数为50%时，哈密瓜的产量及品质最好，且能提高土壤的养分质量分数。可见，沼肥在哈密瓜生产中具有非常好的增产和提质作用，应用前景广阔。

哈密瓜；沼肥；产量；品质；土壤养分

沼气发酵后的剩余物(沼液和沼渣)统称为沼肥，富含无机营养、有机营养和植物抗性物质，又基本不含有害病菌和寄生虫卵，是易被植物吸收且重金属残留量在安全范围内的优质高效肥料。沼液、沼渣的合理利用不仅可避免农村二次污染，有利于增产提质，还可节约不可再生能源和减少碳排放的良好生态效益，对提高农民经济收入和节能减排具有重要作用[1-4]。大量研究表明，沼肥对不同水果和蔬菜具有增产提质作用，并在一定程度上增加土壤营养[5-12]。然而沼肥施用对哈密瓜产量、品质及土壤养分的影响研究相对不足，特别对设施栽培下的哈密瓜品质研究鲜有报道。因而以沼肥不同根施量和沼液不同喷施浓度为处理，探讨沼肥对设施哈密瓜生长、生理特性、产量品质及土壤肥力的影响，以期为设施哈密瓜的高产优质提供根施最佳量和喷施最佳浓度，为沼肥合理利用及绿色安全果蔬的生产提供技术依据。

1　材料与方法

1.1试验材料

试验于2015年4月在陕西省杨凌示范区大寨镇农户大棚内进行，供试品种为‘脆密5号’哈密瓜。大棚始建于2011年，种植面积为100 m×6 m，前茬蔬菜为西红柿。结合整地施入200 kg生物有机肥和2 000 g烂根灵。供试沼肥取自于西北农林科技大学附近农户的正常产气3个月以上的沼气池水压间的沼液沼渣混合物，以猪粪和人粪尿为主要沼气发酵原料。供试耕层土壤(0～20 cm)、沼肥和沼液养分质量分数见表1。

表1　施肥前耕层土壤及供试沼肥、沼液养分质量分数

1.2试验设计

两因素随机区组设计，根施量设4个水平，分别为0 t/hm2、150 t/hm2、250 t/hm2、350 t/hm2，以A1、A2、A3和A4表示。沼液喷施体积分数设3个水平，分别为0、50%、100%，以B1、B2、B3表示。共12个处理组合，以农户常规施肥(氮0.034 4 kg/m2、P2O50.058 2 kg/m2、KO20.041 4 kg/m2)为对照(CK)，小区面积5 m×0.5 m，重复2次。2015-04-12哈密瓜幼苗三叶一心期移栽。每小区移栽2行，定植26株，于2015-07-05收获。根施沼肥分2次进行(花蕾期和幼果期)，在果实膨大期按450 kg/hm2喷施沼液。试验其他管理与农户常规管理相同。

1.3测定项目与方法

土壤有机质采用重铬酸钾容量法测定，碱解氮用碱解扩散法测定，速效磷用碳酸氢钠法测定，速效钾用火焰光度法[13]测定。

叶绿素质量分数用SPAD502测定，叶面积根据张厚军[14]回归方程计算法，果实硬度用果实硬度计，糖质量分数用WYZ型手持糖量计，维生素C用2,6-二氯靛酚滴定法[15]；果实长、宽和周长分别用直尺和软尺测最大处，可滴定酸参照国际标准ISO750-1981《水果、蔬菜制品-可滴定酸度测定法》中酸碱滴定法测定。

2　结果与分析

2.1不同施肥处理对土壤养分的影响

沼肥是一种营养元素全面而速效的有机肥，可促进作物生长，对收获后的土壤也有一定的影响。有机质不但是农作物生长所必须的肥料之一，也是改善土壤结构的重要物质。由表2可见，果实收获后，处理组合A1B1的有机质质量分数最低并显著低于除A1B2外的各处理组合；随着根施量和喷施量的增加，有机质质量分数呈上升趋势；虽然A3B2、A3B3、A4B1、A4B2和A4B3的有机质质量分数均高于CK，但只有A4B3显著高于CK，这可能与沼肥的有机质质量分数较低有关。A1B1的碱解氮质量分数最低为112.58 mg/kg，A3B1的碱解氮质量分数最高为248.27 mg/kg，并显著高于除A3B2、A3B3以外的各处理组合；A1B1、A1B2、A1B3和A2B1的碱解氮质量分数低于CK，但差异不显著，其他处理组合除A2B2外均显著高于CK；随着根施量和喷施体积分数的增加，各处理组合碱解氮的质量分数呈先上升后下降的趋势，下降可能与施肥导致徒长并大量吸收碱解氮有关。各处理组合0～20 cm土壤表层土样的速效磷质量分数均大于10，所以土壤速效磷质量分数等级为高。CK的速效磷质量分数最低，为40.93 mg/kg，A3B3的速效磷质量分数最高，为62.97 mg/kg，且与A1B2、A3B2、A4B1、A4B2和A4B3差异不显著，除A2B1、A2B2、A2B3和A4B3以外，其他处理均显著高于CK；随着根施沼肥量和沼液喷施体积分数的增加，各处理速效磷的质量分数大体呈现先下降后上升的趋势，中间下降可能是因植株长势较好，吸收的较多。速效钾是影响水果甜度的一个重要因素。各处理组合的速效钾质量分数等级均为高；A4B3的速效钾质量分数最高，为433.49 mg/kg，A1B1的速效钾质量分数最低，为292.59 mg/kg，随着根施量和喷施体积分数的增加，各处理速效钾的质量分数呈上升趋势；除A1B1、A1B2、A1B3、A2B1外，其他处理组合速效磷质量分数均大于CK，A3B2、A3B3、A4B1、A4B2和A4B3速效钾质量分数均显著高于CK。

表2　收获后各处理土壤养分质量分数差异分析±s)

注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05),下同。

Note:Different letters in same column indicate significant difference atP<0.05，the same as below.

2.2根施沼肥量对各指标的影响

经分析得知，根施沼肥量对叶面积、单果质量、可滴定酸质量分数和硬度的影响均达极显著水平(P< 0.01)，因此，根施沼肥量是影响哈密瓜叶面积、单果质量、可滴定酸质量分数和硬度的主要因素。由图1-A可知，A3和A4的叶面积显著高于A1处理，A3则显著高于A1和A2的叶面积；其中A3处理叶面积最大，为808.04 cm2。

就单果质量而言，A3的单果质量最大，且显著高于A1、A2和A4，处理A2和A4显著高于A1(图1-B)；除A1B1外，各处理组合的产量均高于CK，以A3B2单果质量最大，折合产量178.12 t/hm2，比CK(139.24 t/hm2)高38.88 t/hm2，增产27.92%，不施任何化肥和沼肥的A1B1较CK下降0.26%(表3)。因此，一定量的沼肥替代常规化肥能获得更高的产量，当根施沼肥量为250 t/hm2时，较有利于哈密瓜叶片和果实的生长。

A4处理的可滴定酸质量分数显著高于其他各处理，A2、A3处理显著高于A1处理，且A2、A3处理间差异不显著；因此随着沼肥根施量增加，哈密瓜果实可滴定酸质量分数呈上升趋势(图1-C)。A2处理的硬度显著高于A1、A3和A4，A1和A3处理显著高于A4(图1-D)。

2.3沼液喷施体积分数对各指标的影响

经分析得知，沼液喷施体积分数对哈密瓜果形指数、糖质量分数、维生素C质量分数、果实硬度的影响均达极显著水平 (P< 0.01)。由图2-A和图2-D可知，B2处理的果形指数和硬度均最大，显著高于B1和B3处理，且B1和B3处理之间差异不显著。由图2-B和图2-C可知，B2和B3处理的糖质量分数和维生素C质量分数均显著高于B1，且B2与B3处理间差异不显著。随着喷施体积分数的增大，果形指数和果实硬度先上升后下降(图2-D)，糖和维生素C质量分数呈上升趋势。

图中不同字母表示差异显著( P<0.05),下同。 Different letters in the figure indicated significance at P<0.05，the same below.

处理组合Treatmentcombination单果质量/gSinglefruitmass小区平均产量/kgPlotaverageoutput折合产量/(t/hm2)Reducedyield较对照增加/%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

图2　沼液喷施体积分数对果形指数、糖质量分数、维生素C质量分数及果实硬度的影响

2.4二因素交互作用对各指标的影响

经分析得知，二因素的交互作用对果形指数、维生素C质量分数、糖质量分数、可滴定酸质量分数、果实硬度的影响达极显著水平(表4)。由表5可见，处理组合A1B1果形指数最小，为0.64，CK果形指数最大，为0.73，显著高于A1B1、A2B2、A2B3、A3B1和A4B1的果形指数，其他处理组合之间差异不显著。除A1B1外各处理组合的维生素C质量分数均显著高于CK，其中A4B3的维生素C质量分数最高为8.89×10-3%，A1B1的维生素C质量分数最低为6.92×10-3%；除A1B1、A1B2和CK外，其他处理之间维生素C质量分数变化均不显著；因此，根施沼肥和喷施沼液配合施用能够有效提高哈密瓜的维生素C质量分数。除A1B1外，各处理组合糖质量分数均高于CK，其中A2B1、A2B2、A2B3、A3B2、A3B3、A4B2和A4B3的糖质量分数显著高于CK，A4B3糖质量分数最高达14.33%，A1B1糖质量分数最小为8.23%。就可滴定酸质量分数而言，A4B2和A4B3处理组合显著高于CK，A4B2可滴定酸质量分数最高达1.66%，A1B1可滴定酸质量分数最小为1.27%，显著低于A2B1、A2B3、A4B1、A4B2、A4B3和CK；除A1B1、A4B2和A4B3外，各处理组合之间变化均不显著。除A1B1外，各处理组合的糖酸比均高于CK，其中A4B3处理组合糖酸比最高达9.13，A1B1处理组合糖酸比最小为6.48。除A2B2外各处理组合的果实硬度均低于CK，其中A2B2的果实硬度最高达8.78 kg/cm2，A4B3的果实硬度最小为7.30 kg/cm2。

表4　指标交互作用的相关指数

表5　不同处理组合的果形指数、糖质量分数、可滴定酸质量分数、糖酸比、维生素C质量分数及果实硬度

3　结 论

3.1在大棚哈密瓜栽培生产中，施用沼肥的处理组合，单果质量高于对照。当根施沼肥量为250 t/hm2，沼液喷施体积分数为50%时，哈密瓜的产量最高，比对照增产27.92% 。

3.2根施沼肥和喷施沼液对果实的维生素C质量分数、糖质量分数、糖酸比、果实硬度都有影响，尤其是两者交互作用对果实的品质有明显的改进作用。表明生产上可以一定量的沼肥代替化肥，获得更高的产量和更好的品质。

3.3随着根施量和喷施体积分数的增加，哈密瓜吸收后耕层土壤剩余速效钾和有机质质量分数呈上升趋势，速效磷的质量分数呈先下降后上升的趋势，碱解氮的质量分数则呈先上升后下降的趋势。

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

(责任编辑：潘学燕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

陕西省科技统筹创新工程计划(2014KTCL02-12)；陕西省工程技术研究中心后补助项目(2015QTGC-083)；中国农村能源生态建设二期GEF赠款项目(G0203-PC)。

赵京奇，女，硕士研究生，研究方向为循环农业技术。E-mail: 1440888593@qq.com

任广鑫 ，男，硕士生导师，教授，研究方向为农业区域发展及循环农业。 E-mail：rengx@nwsuaf.edu.cn

S365；S147

A

1004-1389(2016)08-1211-07

网络出版日期：2016-07-14

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