集成关键施肥技术对设施连作甜瓜种植效果的影响

杨绍聪，沐 婵*，钱荣青，姚照兵，蔡述江，张翠萍，赵宇霞，林姣姣，奎文进

(1.玉溪市农业科学院，云南 玉溪 653100；2.玉溪市特色作物营养工程技术研究中心，云南 玉溪 653100；3.通海县兴蒙蒙古族乡农业农村综合服务中心，云南 通海 652700)

0 引言

【研究意义】云南省通海县兴蒙乡设施甜瓜种植自1999年引种成功至今已有20余年，并享有“高原甜瓜之乡”称誉。多年来，设施甜瓜种植因连作、很少施用有机肥和不合理施用化肥等，产生了土壤养分高度富集、盐分积累和肥料利用率低等种植障碍问题。为此，研究设施甜瓜连作障碍防控关键技术并进行示范，对该区域甜瓜产业的可持续发展具有重要意义。【前人研究进展】黄庆等[1]报道了不同氮素水平对厚皮甜瓜品质和产量的影响。黄植等[2]研究了不同氮肥水平对甜瓜“南海蜜”生长·品质及产量的影响。胡国智等[3]报道了不同施氮量对甜瓜养分吸收、分配、利用及产量的影响。许如意等[4]研究了不同氮素形态配比对网纹甜瓜干物质分配和氮代谢的影响。司琼[5]报道了氮素营养对设施甜瓜生长发育及产量品质的影响。谢秀芳等[6]研究了磷素对甜瓜果实品质的影响。张爱慧等[7]报道了不同钾营养对厚皮甜瓜生长发育及光合特性影响。黄伟等[8]研究了钾素对薄皮甜瓜光合作用和产量的影响。林多等[9-11]报道了钾素水平对基质栽培网纹甜瓜光合及品质的影响，以及对矿质营养的吸收规律。原保忠等[12]研究了不同施肥量对大棚甜瓜产量和品质的影响。范洁[13]报道了不同施肥量对温室甜瓜生长发育、品质及产量的影响。【研究切入点】已有研究多集中在氮、磷、钾肥单施或配施对甜瓜生长发育、产量和品质等的影响方面，鲜见从有机肥、甜瓜专用配方肥、硼肥和有机钾肥综合考虑集成关键施肥技术对设施甜瓜连作种植效果影响的研究报道。【拟解决的关键问题】探明集成关键施肥技术对设施连作甜瓜种植效果，以期为通海县兴蒙乡设施甜瓜产业的可持续发展和大面积推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 大棚设施及土壤概况

试验设施为钢架大棚，甜瓜连作10～15年，每年均连作种植3茬，土壤pH 7.55～7.82，有机质为35.2～40.3 g/kg，有效氮为195.0～231.0 mg/kg，有效磷为70.9～101.3 mg/kg，有效钾为252～521 mg/kg。

1.2 材料

1.2.1 品种 甜瓜杂交种为网纹甜瓜25号，新疆天浩种业有限公司提供。

1.2.2 肥料

1)集成防控关键施肥技术用肥。精制有机肥〔总养分(N+P2O5+K2O)≥5.0%〕、全水溶性有机肥(氮磷钾等总养分≥12.0%)、甜瓜专用肥(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%)和有机钾(K2O≥25%，有机质含量≥25%)，均为云南思创格科技有限公司生产。

2)瓜农常规施肥。为瓜农的经验施肥方法，多为各种复合肥及冲施肥(品种杂而多)，农资市场购买。

1.2.3 仪器 LB32T糖度计(手持折光仪)，广州市速为电子科技有限公司生产。

1.3 方法

1.3.1 试验设计 试验于2017年8月至2019年8月在云南省通海县兴蒙乡甜瓜主产区桃家嘴村委会及下村村委会设施农田中进行，在同一设施大棚内进行大区同田对比试验。设瓜农常规施肥(CK)和甜瓜连作障碍集成防控关键施肥技术2个处理，以下简称常规施肥和关键施肥。每个处理为1组，每组面积700～900 m2。3次重复。

1.3.2 定植 采用基质漂浮育苗，2～3片真叶时定植，朝向一致，拉线按1.8 m开墒，墒面宽1.4 m、沟宽0.4 m，要求墒平、土细、沟直、排水畅通，每墒种植2行，株距0.35 m，种植2 100株/667m2。

1.3.3 施肥量

1)常规施肥。其为经验施肥方法，N、P2O5和K2O平均施用量折合为433.5 kg/hm2、352.5 kg/hm2和442.5 kg/hm2。

2)关键施肥。采用精制有机肥+全水溶性有机肥+甜瓜专用配方肥，并结合适时喷施硼肥和有机钾。定植前施精制有机肥2 250～3 000 kg/hm2，施于塘中并与土壤充分混匀再定植；追肥分定瓜前和定瓜后施用，每茬追施相应的专用配方675～750 kg/hm2+全水溶性有机肥180～240 kg/hm2，定瓜前分4次浇施，定瓜后追施3～4次。初花期及定瓜后叶面喷施保瑞得硼肥2次，浓度为0.1%；打顶定瓜后叶面喷施有机钾2～3次，浓度为0.2%；关键施肥技的N、P2O5和K2O平均施用量折合为318.0 kg/hm2、145.5 kg/hm2和321.0 kg/hm2，较常规施肥用量分别少施115.5 kg/hm2、207.0 kg/hm2和121.5 kg/hm2。

1.3.4 样品采集 在规划好的试验区内选择20个采样点，采样0～20 cm 耕作层土样，20个采样点土壤混合后为1个基础土壤样品；试验结束时分处理及对照各随机选取10个采样点采集土壤样品和植株样品，植株样品分甜瓜果实样品及根茎叶样品。

1.3.5 指标测定

1)甜瓜产量及肥料利用。甜瓜成熟时，对甜瓜植株的根茎叶及甜瓜(分商品瓜及非商品瓜)产量分处理与对照进行称量计算产量，同时各采集10株甜瓜植株，分根茎叶及甜瓜果实进行烘干处理，计算单位面积的干重。以当时甜瓜市场交易价格计算产值，肥料价格为当地市场价。参照文献[14-15]的方法计算甜瓜果实氮(磷、钾)肥吸收量(kg/hm2)、根茎叶氮(磷、钾)肥吸收量(kg/hm2)、植株总氮(磷、钾)肥吸收量(kg/hm2)和氮(磷、钾)肥偏生产力(kg/kg)。

养分吸收率=(养分总吸收量/养分施入量)×100%

2)土壤和植株样品各指标。分别采用文献[16-17]的方法进行测定。pH(水土比2.5∶1)采用电位法测定，有机质采用油浴加热重铬酸钾氧化-容量法测定，有效氮采用碱解扩散法测定，有效磷采用碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法测定，有效钾采用乙酸铵提取-原子吸收法测定，全氮采用蒸馏法测定，全磷采用钼锑抗比色法测定，全钾采用原子吸收分光光度计法测定，甜瓜糖度(去除瓜皮和瓜瓤后，每个瓜取1/5果肉混合压榨成汁)采用糖度计测定。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2003和SPSS 12.0对数据进行处理与分析。

2 结果与分析

2.1 设施连作甜瓜植株的长势及土壤特性

从表1可知，不同处理设施连作甜瓜植株的长势及土壤特性的变化。植株生长表现：常规施肥设施连作甜瓜植株生长缓慢并伴有蔓枯死株，关键施肥其植株正常生长；植株封顶时的株高和叶苔数：常规施肥和关键施肥分别为85.2 cm、93.5 cm和10.1苔、11.7苔，关键施肥较CK分别提高9.74%和11.84%。收获后根际土壤的土壤电导率和容重：常规施肥和关键施肥分别为2.405 ms/cm、2.155 ms/cm和1.13 g/cm3、1.02 g/cm3，关键施肥较CK分别提高10.40%和9.73%。

表1 集成关键施肥与常规施肥设施甜瓜植株的长势及土壤特性Table 1 Soil characteristics and plant growth of facility melon treated with the integrated key fertilization and conventional fertilization

2.2 设施连作甜瓜植株的鲜重、商品瓜率、果实糖度及肥料成本

从表2看出，不同处理设施连作甜瓜植株鲜重、商品瓜率及投入与产出的变化。鲜重：常规施肥和关键施肥根茎叶和果实分别为20 801 kg/hm2、22 787 kg/hm2和46 343 kg/hm2、50 370 kg/hm2，关键施肥较CK分别提高9.5%和8.7%。商品瓜率：常规施肥和关键施肥分别为97.7%和98.7%。产值：常规施肥和关键施肥分别为213 143元/hm2和23 4431元/hm2，关键施肥较CK提高10.0%。肥料成本：常规施肥和关键施肥分别为38 208 元/hm2和16 463 元/hm2，关键施肥较CK降低56.9%。果实糖度：常规施肥和关键施肥分别为12.1%和12.8%，关键施肥较CK提高5.8%。

表2 集成关键施肥与常规施肥设施甜瓜的植株鲜重、商品瓜率、果实糖度及肥料成本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 设施连作甜瓜植株的养分含量

从表3看出，不同处理甜瓜根茎叶与果实的全氮、全磷和全钾含量以及氮钾比的变化。根茎叶：常规施肥和关键施肥的全氮、全磷和全钾含量分别为2.400%/2.300%、0.235%/0.237%和3.510%/3.910%，关键施肥全氮含量较CK降低4.17%，全磷和全钾含量较CK分别提高0.85%和11.40%；常规施肥和关键施肥的氮钾比分别为0.68和0.59，关键施肥较CK降低13.24%。果实：常规施肥和关键施肥的全氮、全磷和全钾含量分别为1.070%/1.120%、0.179%/0.190%和2.160%/2.410%，关键施肥较CK分别提高4.67%、6.15%和11.57%；常规施肥和关键施肥的氮钾比分别为0.50和0.46，关键施肥较CK降低8.00%。

表3 集成关键施肥与常规施肥设施甜瓜植株的养分含量Table 3 Nutrient contents of facility melon plant treated with the integrated key fertilization and conventional fertilization

2.4 设施连作甜瓜的养分吸收量

从表4可知，不同处理甜瓜根茎叶与果实对全氮、全磷和全钾吸收量的差异。根茎叶：常规施肥和关键施肥对全氮、全磷和全钾的吸收量分别为51.15 kg/hm2、54.00 kg/hm2，4.95 kg/hm2、5.55 kg/hm2，76.95 kg/hm2/93.30 kg/hm2，关键施肥较CK分别提高5.57%、12.12%和21.25%。果实：常规施肥和关键施肥对全氮、全磷和全钾的吸收量分别为56.85 kg/hm2、67.95 kg/hm2，9.30 kg/hm2、11.25 kg/hm2，112.95 kg/hm2、144.15 kg/hm2，关键施肥较CK分别提高19.53%、20.97%和27.62%。

表4 集成关键施肥与常规施肥设施连作甜瓜的养分吸收量Table 4 Nutrient uptake of facility continuous cropping melon treated with the integrated key fertilization and conventional fertilization

2.5 设施连作甜瓜的养分吸收效应

从表5看出，常规施肥和关键施肥甜瓜植株对氮、磷、钾的吸收率分别为24.9%/38.3%、9.3%/26.4%和51.5%/88.8%，关键施肥较CK极显著提高，分别提高53.8%、183.9%和72.4%；常规施肥和关键施肥对氮、磷、钾的养分偏生产力分别为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，关键施肥较CK极显著提高，分别提高48.2%、163.3%和49.9%。

表5 集成关键施肥与常施肥规设施连作甜瓜的养分吸收效应Table 5 Nutrient uptake effect of facility continuous cropping melon treated with the integrated key fertilization and conventional fertilization

3 讨论

设施甜瓜长期连作种植对其根系生长、产量和品质均产生影响，土传病害加重[18-21]，生产上通过合理施肥，增施有机肥可降低连作西瓜枯萎病的发病率，一定程度上减轻了连作障碍[22]。在设施甜瓜连作种植生产上，采用“精制有机肥+全水溶性有机肥+甜瓜专用配方肥、结合适时喷施硼肥和有机钾肥”的甜瓜连作障碍防控关键施肥技术，其针对性较强。研究结果表明，常规施肥设施连作甜瓜植株生长缓慢并伴有蔓枯死株，关键施肥植株正常生长；关键施肥与常规施肥比较，封顶时株高和叶苔数分别提高9.74%和11.84%，收获后根际土壤的土壤电导率和容重分别提高10.40%和9.73%；根茎叶和果实鲜重分别提高9.5%和8.7%，商品瓜率分别为97.7%和98.7%，产值提高10.0%，肥料成本降低56.9%，果实糖度提高5.8%；甜瓜植株的养分含量，根茎叶全氮含量降低4.17%，全磷和全钾含量则分别提高0.85%和11.40%，果实全氮、全磷和全钾含量分别提高4.67%、6.15%和11.57%；甜瓜植株对养分的吸收量，根茎叶对全氮、全磷和全钾的吸收量分别提高5.57%、12.12%和21.25%，果实对全氮、全磷和全钾的吸收量分别提高19.53%、20.97%和27.62%；养分吸收效应，甜瓜植株对氮、磷、钾的吸收率分别极显著提高53.8%、183.9%和72.4%，对氮、磷、钾的养分偏生产力分别极显著提高48.2%、163.3%和49.9%。

精制有机肥采用塘施，追肥采用定瓜前和定瓜后的相应专用配方肥及全水溶性有机肥进行科学配合施用，同时结合适时叶面喷施硼肥和有机钾肥，改善了根际土壤环境，有效促进了根系对养分的吸收，在氮、磷、钾养分施用量低于常规施肥下，甜瓜植株的氮、磷、钾养分吸收量及其相应的养分吸收率，以及养分偏生产力均显著提高，因此，甜瓜的产量、产值和糖度提高，有效地降低了设施甜瓜的连作障碍。

从养分的积累与分配特性看，关键施肥和常规施肥均为甜瓜对钾需求量最大，氮次之，磷最少，与康利允等[23]的研究结果相符。张艳丽等[24]研究认为，合理配施氮肥和钾肥可最大限度发挥其营养作用，提高氮、磷、钾养分累积量及其果实分配系数，可达甜瓜高产稳产的目的。研究结果表明，关键施肥的追肥，定瓜前的专用配方肥(N∶P2O5∶K2O=20∶8∶10)为高氮，有利于促进甜瓜伸蔓，以营养生长为主；定瓜后的专用配方肥(N∶P2O5∶K2O=14∶6∶21)高钾，有利于促进甜瓜果实膨大，氮、磷、钾养分配施量合理，甜瓜果实的氮、磷、钾养分含量及吸收量均高于常规施肥，甜瓜产量和糖度也显著增加，而常规施肥的氮、磷、钾养分施用量较高，反而不利于甜瓜产量和品质的提高，与牛在垒[25]的研究结果相一致。采用“精制有机肥+全水溶性有机肥+甜瓜专用配方肥、结合适时喷施硼肥和有机钾”的甜瓜连作障碍防控关键施肥技术，除进行大区同田试验外，近年来在兴蒙乡的设施连作甜瓜种植生产进行了示范推广，节本增效显著，为该乡甜瓜产业的可持续发展提供了技术保障。

4 结论

“精制有机肥+全水溶性有机肥+甜瓜专用配方肥、结合适时喷施硼肥和有机钾肥”的甜瓜连作障碍防控关键施肥技术，可有效降低连作种植甜瓜根际土壤的盐分和容重，植株生长正常；甜瓜产量、产值及甜瓜糖度较常规施肥分别提高8.7%、10.0%和5.8%；肥料成本降低56.9%，根茎叶对全氮、全磷和全钾的吸收量分别提高5.57%、12.12%和21.25%，果实对全氮、全磷和全钾的吸收量分别提高19.53%、20.97%和27.62%；甜瓜植株对氮、磷、钾的吸收率极显著提高53.8%、183.9%和72.4%，对氮、磷、钾的养分偏生产力极显著提高48.2%、163.3%和49.9%。甜瓜连作障碍防控关键施肥技术可为兴蒙乡甜瓜产业的可持续发展提供技术保障。