木薯淀粉厌氧发酵液对西瓜生长和产量及品质的影响

邓英毅，叶亦心,3，莫干辉，郑虚，雷雪娇，梁月滔，甘远东



木薯淀粉厌氧发酵液对西瓜生长和产量及品质的影响

邓英毅1，叶亦心1,3，莫干辉1，郑虚2*，雷雪娇1，梁月滔1，甘远东1

(1.广西大学农学院，广西南宁530004；2.广西农业科学院经济作物研究所，广西南宁530007；3.湖南农业大学园艺园林学院/湖南省马铃薯工程中心，湖南长沙 410128)

以‘黑美人’西瓜为研究对象，研究施用木薯淀粉厌氧发酵液(化学耗氧量1 200 mg/L，用量为150 t/hm2)对西瓜生长发育、产量和果实品质的影响。结果表明：施用木薯淀粉厌氧发酵液，西瓜的侧蔓长度、侧蔓粗度、侧蔓节间长度、叶片长度、叶片宽度与常规施肥处理的差异达极显著水平，分别比常规施肥处理提高了64.4%、51.6%、13.5%、20.9%、16.8%；施用木薯淀粉厌氧发酵液西瓜的单株结瓜数、单瓜质量、单位面积产量与常规施肥处理的差异达极显著水平，分别比常规施肥处理提高61.9%、72.7%、105.8%，但第一瓜着生节位与常规施肥无显著差异；施用木薯粉淀厌氧发酵液极显著提高了西瓜的纵径、横径、果形指数、纵周长和横周长，分别比常规施肥处理的高35.2%、20.9%、9.4%、26.4%、30.0%；施用木薯淀粉厌氧发酵液的西瓜的可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、V–C和可滴定酸含量极显著高于常规施肥处理的，分别比常规施肥处理的高34.2%、58.8%、14.3%、26.8%、50.0%，但可食率的差异不明显。表明木薯淀粉厌氧发酵液可作为追肥在西瓜生产中应用。

西瓜；木薯淀粉厌氧发酵液；生长发育；产量；果实品质

中国90%以上的木薯用于加工淀粉和乙醇[1]。据中国淀粉协会统计，2011年中国生产木薯淀粉83.9万t，木薯淀粉生产过程中每生产1 t淀粉约产生15 m3废液，全国每年木薯淀粉生产中产生的废液超过1 200万t。木薯淀粉厌氧发酵液是木薯淀粉生产过程中经过厌氧工艺处理后产生的废液。按环保部门的要求，废液要经过“厌氧+好氧”的工艺处理后，将化学耗氧量降到排放标准才能对外排放。厌氧工艺技术成熟且简单易行，只需要在厌氧发酵罐内进行发酵，可将化学耗氧量降至2 000 mg/L左右。但要达到国家对外排放标准还需经过好氧处理，而这样的处理需要投入大量的好氧设备，且处理时间较长，增加了治理成本[2]。木薯淀粉厌氧发酵液含有丰富的有机质和其他营养成分，如氮、钾、磷、钙、镁、硫、铁、锰、铜和锌等多种元素以及生命活性物质，这些营养物质可利用率高，能迅速被作物吸收利用。木薯淀粉厌氧发酵液若能直接应用于农作物生产，不仅可以减少企业治污投入，还可降低种植成本，实现资源化利用。目前，木薯淀粉废液作为液体肥料已成功应用于香蕉[3]、南瓜[4]和香菇[5–6]、金针菇[7]等的生产。本研究中，以‘黑美人’西瓜为试材，研究施用木薯淀粉厌氧发酵液对西瓜生长发育、产量和果实品质的影响，现将结果报道如下。

1　供试土壤与材料及方法

1.1　供试土壤

试验地位于广西南宁市西乡塘区坛洛镇。土壤为黄壤土，质地为砂壤土，土质疏松。土壤pH值为5.5，有机质含量为 24.5 g/kg，速效氮含量为135.6 mg/kg，速效磷含量为19.8 mg/kg，速效钾含量为169.3 mg/kg。

1.2　材料

供试西瓜品种为‘黑美人’，砧木为西葫芦，均来自珠海市农之友种子有限公司。木薯淀粉厌氧发酵液的pH值为7.7，化学耗氧量为1 200 mg/L，氮、磷、钾、锌、铁、锰、有机质含量分别为220.00、19.68、335.00、0.54、57.22、3.25、841.00 mg/L(按TB/T8538—95检测)。供试复合肥的N、P2O5、K2O质量比为15∶15∶15。有机肥中的氮、磷、钾、钙、镁、有机质含量分别为1.85%、2.03%、1.89%、2.01%、1.32%、55.2%。

1.3　方法

育苗在塑料大棚中进行。采用嫁接育苗法。砧木在营养杯中培育。‘黑美人’西瓜播种在托盘里，长出来后采集接穗嫁接。待嫁接苗长到2~3片真叶，移栽到田间定植。栽植方式为单行种植，株行距为1.67 m×2.50 m。随机区组设计。小区面积约为167 m2。重复3次。设2个处理：根据本课题组前期研究[2–4]结果，施用化学耗氧量为1 200 mg/L的木薯淀粉厌氧发酵液，总量62.5 kg/株，约150 t/hm2，记为A处理；常规施复合肥(N、P2O5、K2O质量比为15∶15∶15)750 kg/hm2，结合灌水(用水总量约为150 t/hm2)，记为B处理。木薯发酵液和复合肥均分3次施入，分别在西瓜的伸蔓期、坐瓜前期和果实膨大期，用量分别为总量的1/6、1/3、1/2。各处理均一次性施用有机肥4.5 t/hm2作基肥。采用三子蔓式整形法，即当侧蔓长至5~6节时摘心，促其基部抽长子蔓，每株选留3条健壮子蔓生长和结果。

1.4　测定项目及方法

开花坐果期，调查西瓜侧蔓的长度、粗度、节数、节间长度，叶片长度和宽度，第一瓜着生节位等，其中叶片长度和宽度以主茎顶端完全展开的倒数第10片叶为调查对象。每处理调查10株。

果实采收期，选择成熟度相同的果实测定果实外观形状和品质，包括单果质量、果实纵径和横径、果形指数、可溶性固形物(TSS)含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、可滴定酸含量、V–C含量等指标。TSS采用WYT(0–32%)手持糖量计测定；可滴定酸采用氢氧化钠滴定法测定[8]；V–C含量采用 2，6–二氯酚靛酚法测定[8]；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[9]；可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G–250法(Bradford法)测定[10]。每个小区收获全部果实，计产。

1.5　数据分析

采用SPSS18.0软件进行数据统计分析；采用独立样本检测进行差异显著性检验。

2　结果与分析

2.1　施用木薯淀粉厌氧发酵液对西瓜生长发育的影响

施用木薯淀粉厌氧发酵液能极显著促进西瓜枝蔓和叶片的生长发育，西瓜的侧蔓长度、侧蔓粗度、侧蔓节间长度、叶片长度和叶片宽度提高极显著，分别比常规施肥处理提高64.4%、51.6%、13.5%、20.9%、16.8%(表1)。

表1　施用木薯淀粉厌氧发酵液和化肥后西瓜的生长情况

“**”表示同列2组数据差异达极显著水平。

2.2　施用木薯淀粉厌氧发酵液对西瓜结果性状和产量的影响

施用木薯淀粉厌氧发酵液的开始坐瓜和收获期均提前半个月左右，其单株瓜数、单瓜质量、产量极显著提高，分别比常规施肥处理提高61.9%、72.7%、105.8%，但第一瓜着生节位与常规施肥处理的没有显著差异(表2)。

表2　施用木薯淀粉厌氧发酵液和化肥后西瓜的结果性状和产量

“**”表示同列2组数据差异达极显著水平。

2.3　施用木薯淀粉厌氧发酵液对西瓜果实外观形状和品质的影响

施用木薯粉淀厌氧发酵液能显著提高西瓜的果实纵径、横径、果形指数、纵径和横径周长，分别比常规施肥处理高35.2%、20.9%、9.4%、26.4%、30.0%(表3)。

表3　施用木薯淀粉厌氧发酵液和化肥后西瓜的外观性状

“**”表示同列2组数据差异达极显著水平。

施用木薯淀粉厌氧发酵液能极显著提高西瓜的果实品质，其可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、V–C和可滴定酸含量分别比常规施肥处理高34.2%、58.8%、14.3%、26.8%、50.0%；两处理的可食率没有显著差异(表4)。

表4　施用木薯淀粉厌氧发酵液和化肥后西瓜的品质

“**”表示同列2组数据差异达极显著水平。

3　结论与讨论

本研究结果表明，施用化学耗氧量为1 200 mg/L的木薯淀粉厌氧发酵液(150 t/hm2)能显著增加西瓜侧蔓的长度、粗度、节数和节间长度，增加叶片长度和宽度，并始终有较多的绿叶维持植株的生长，使得植株具有充足的养分储备，促进西瓜果实的膨大，从而提高单株结瓜数和单瓜质量。同时，施用木薯淀粉厌氧发酵液的西瓜果实品质也得到明显改善，果实纵径、果实横径、果形指数、果实纵径周长、可溶性固形物、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、V–C含量、可滴定酸含量均显著提高，这可能是因为木薯淀粉厌氧发酵液丰富的有机质含量和较高的pH值可改善土壤的理化性状和调节土壤pH值，进而提高肥料的利用率，促进西瓜的生长发育，提高西瓜的产量和品质[11–15]，木薯淀粉厌氧液在西瓜生产中的应用是一项增产增收和环境友好型措施。

[1] 王文泉，叶剑秋，李开绵，等．我国木薯酒精生产现状及其产业发展关键技术——广西、海南木薯考察报告[J]．热带农业科学，2006，26(4)：44–49．

[2] 邓英毅，韦民政，张艺超，等．木薯淀粉厌氧发酵液对香蕉生长和产量效益的影响[J]．中国南方果树，2011，40(4)：64–66．

[3] 邓英毅，潘介春，郑虚．施用木薯淀粉厌氧液对香蕉果实性状和品质的影响[J]．中国南方果树，2013，42(3)：62–64．

[4] 邓英毅，韦民政，叶亦心，等．木薯淀粉厌氧液对南瓜生长发育、产量及果实品质的影响[J]．中国蔬菜，2016，1(5)：49–52．

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责任编辑：尹小红

英文编辑：梁和

Effects of cassava starch anaerobic fermentation liquid on watermelon growth, yield and fruit quality

DENG Yingyi1, YE Yixin1,3, MO Ganhui1, ZHENG Xu2*, LEI Xuejiao1, LIANG Yuetao1, GAN Yuandong1

(1.College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530004, China; 2.Cash Crops Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007,China; 3.College of Horticulture and Landscape, Hunan Agricultural University/ Hunan Provincial Engineering Research Center for Potatoes, Changsha 410128, China)

The watermelon ‘Heimeiren’ was used as material, applying the cassava starch anaerobic fermentation liquid (the chemical oxygen consumption was 1 200 mg/L, 150 t/hm2) to study the effects of cassava starch anaerobic fermentation liquid on growth, yield and quality of watermelon. The results showed that the treatment of applying the cassava starch anaerobic fermentation liquid treatment’s growth of lateral vine length, lateral vine thickness, lateral internode length, the fruit setting number, the single fruit weight and the yield were 64.4%, 51.6%, 13.5%, 20.9%, 16.8%, 61.9%, 72.7% and 105.8% higher than those of the general chemical fertilizer treatment, respectively. There was no significant difference in the first melon position between the two treatments; The longitudinal diameter, transverse diameter, fruit shape index, vertical diameter perimeter and horizontal diameter perimeter of watermelon fruit of applying the cassava starch anaerobic fermentation liquid treatment were 35.2%, 20.9%, 9.4%, 26.4% and 30.0% respectively, which were significantly higher than those of the general chemical fertilizer treatment. The contents of soluble solids, soluble sugar, soluble protein, vitamin C and titratable acid were 34.2%, 58.8%, 14.3%, 26.8% and 50.0% respectively, which were significantly higher than those of the general chemical fertilizer treatment, but there were no significant difference in the edible rate between the two treatments. Therefore, cassava starch anaerobic fermentation liquid can be used as additional fertilizer in watermelon production.

watermelon; cassava starch anaerobic fermentation liquid; growth; yield; fruit quality

S651.2

A

1007-1032(2017)05-0529-04

2016–09–26

2017–09–10

国家自然科学基金项目(31260461)；广西科学研究与技术开发计划项目(桂科合1346011)；广西大学大学生实验技能和科技创新能力训练基金项目(SYJN20131513)；广西大学“大学生创新创业训练计划”项目(129)

邓英毅(1972—)，女，壮族，博士，副教授，主要从事园艺植物栽培与育种研究，yingyideng@163.com；*通信作者，郑虚，研究员，主要从事经济作物育种与有机剩余物环保资源化综合利用研究，zhengxu@gxaas.net

投稿网址：http://xb.hunau.edu.cn