不同含量土壤调理剂对重茬地西瓜产量和土壤化学性质的影响

王文英，刘喜存，霍建中，李 栋，李任丰，郭景丽

（1.河南省新乡市农业科学院 河南新乡 453000； 2.河南心连心化学工业集团股份有限公司 河南新乡 453000）

由于我国耕地面积有限造成西瓜倒茬困难，重茬栽培导致土壤中有害生物大量累积，同时农民盲目“大水大肥”的施肥习惯造成水肥利用效率低、土壤板结，使西瓜的病害发生严重，甚至引起减产、品质降低、土壤性状变劣等一系列问题，因此成为我国现阶段限制西瓜栽培面积扩大的主要因素。目前瓜农多采用嫁接技术克服连作障碍。但由于嫁接技术较难掌握，成品嫁接苗价格高等原因在一定程度上降低了瓜农的积极性，影响了西瓜产业的健康发展。因此，生产上迫切需要一种快速、便捷的改良重茬地的新方法。

近年来，以腐植酸为基础物料的土壤调理剂研发与应用较多，腐殖酸是含有多种含氧活性官能团的高分子有机胶体[1]，具有络合与吸附能力[2]，施入土壤后，能将营养物质以“储备库”形式存储起来[3]，减缓养分释放，为植物生长提供营养，改良土壤肥力水平，对土壤理化性质和生物性质有积极影响。张青等[4]、郑惠玲等[5]、于晓东等[6]研究表明，施用腐殖酸可有效降低土壤容重，提高土壤有机质含量，增强土壤微生物活性，促进土壤形成团粒结构，调节土壤pH 值。李杰[7]、宇万太等[8]研究表明，施用腐殖酸类肥料对土壤具有改良培肥效果；岳殷萍等[9]在土默特平原碱化土壤改良研究中也发现，腐殖酸的添加可显著降低土壤pH 值和交换性Na＋含量；王鼎[10]研究发现，施用4 种配比复合调理剂后，土壤有机质和速效氮含量均呈增加趋势，各处理土壤pH 值均显著降低。

前人研究多以玉米、水稻等大田作物为试验对象，鲜有针对瓜类重茬地研究的报道。为此，笔者以重茬地西瓜栽培为研究对象，通过设置4 种配比土壤调理剂及不同梯度进行西瓜栽培田间试验，探讨在常规施肥的基础上，配施不同含量的土壤调理剂对西瓜产量、坐果数，土壤pH 值、有机质含量、硝态氮含量、有效磷含量、速效钾含量和阳离子交换量的影响，以期为腐殖酸土壤调理剂解决西瓜连作障碍问题提供理论依据和实践方案。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于河南省新乡市农业科学院研发中心西瓜试验地，为种植11 年西瓜的重茬地，收获后试验地实施休耕制度，土壤类型：褐土。

1.2 材料

供试品种为新乡市农业科学院培育的大果型、椭圆形西瓜品种新蜜一号。供试肥料由河南省心连心化学工业股份有限公司提供，通过前期盆栽试验、小区试验最终筛选出合适的物料配比，包括4种腐殖酸土壤调理剂（分别由40%、70%、60%、50%含量的活化风化煤，以及氨基酸、菌剂、中微量元素等组成），其中40%活化风煤为土壤调理剂1，70%、60%、50%含量的为土壤调理剂2、3、4。复合肥（氮、磷、钾质量比为15∶15∶15）和高钾水溶肥（氮、磷、钾质量比为17∶9∶34）也由其提供。

1.3 方法

试验于2020 年4-8 月在河南省新乡市农业科学院研发中心试验基地和心连心土壤研究实验室进行。试验共设7 个处理（表1），行距1.5 m，株距0.5 m，小区面积60 m2，3 次重复，随机区组设计，试验地四周设3.0 m 保护行，重复间留0.5 m 走道。将催芽后的新蜜一号种子播于装有育苗基质的32 孔穴盘中，在温室中育苗至3 叶1 心时，选用长势一致的幼苗移栽至不同基肥处理的试验地块。采用双蔓整枝方式，每株留1 个果。常规施肥未整地前施入复合肥50 kg·667 m-2，按照表1 中处理设定的土壤调理剂含量均匀撒入栽植垄中，与其下土壤混匀并覆地膜。膨果期施入高钾水溶肥15 kg·667 m-2作为追肥，试验地采用膜下滴灌方式，其他栽培管理措施同大田生产。

1.4 测定指标与方法

在西瓜结果收获后调查小区产量、坐果数。分别于种植前、收获后对表中各处理进行土壤采样，每个小区用土钻按S 形采集0～20 cm 的耕层土壤，混合后用土壤养分状况系统研究法（ASI 法）[11]和联合浸提剂法[12]测定土壤pH 值、有机质含量、硝态氮含量、有效磷含量、速效钾含量和阳离子交换量，具体如下：采用pH 计按水土体积比为2.5∶1 测定土壤pH 值；采用重铬酸钾容量法[13]测定有机质含量；采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法[13]测定有机磷含量；采用乙酸铵浸提-火焰光度计法[13]测定速效钾含量；采用乙酸钠法[13]测定阳离子交换率。

1.5 数据处理

数据经Microsoft Excel 2007 统计整理后，采用DPS16.05 软件分析差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同含量土壤调理剂处理对重茬地西瓜坐果数的影响

由图1 可以看出，各处理西瓜坐果数以T5处理为最多，每小区坐果数达80.00 个，且与其他处理均存在显著差异，其坐果数比CK 增加25.98%。T4、T3、T6、T1与CK、T2存在显著差异，坐果数分别为74.50、74.00、74.00、72.00 个，分 别 比CK 增 加17.32%、16.54%、16.54%、13.39%；T2处理坐果数较少，为65.5 个，与CK 差异不显著，仅比CK 增加3.15%。小区坐果数排序为：T5＞T4＞T3=T6＞T1＞T2＞CK。由此可见，所有土壤调理剂处理的西瓜坐果数均比CK 处理多，其中以T5处理，即常规施肥+50 kg·667 m-2土壤调理剂4 的坐果数最多。

2.2 不同含量土壤调理剂处理对重茬地西瓜产量的影响

图2 不同含量土壤调理剂处理对小区产量的影响

从4 种土壤调理剂对坐果数和产量的影响来看，含有土壤调理剂4 的T5处理对西瓜的坐果数、小区产量影响最为显著。T1处理虽然坐果数居中，但产量位列第二，说明该处理的单果质量较大，从而提高了小区产量。从土壤调理剂4 的3 个梯度来看，T6处理梯度含量最高，坐果数、产量最低，梯度含量最低的T5处理反而对坐果数、产量影响最为显著。

2.3 不同含量土壤调理剂处理对重茬地土壤化学性质的影响

由表2 可以看出，试前土壤pH 值为8.27，经过施肥处理及西瓜的一个生长季后，CK 和6 个处理均比试前土壤pH 值显著下降。其中，CK、T1、T5的土壤pH 值下降幅度最大，分别比试前土壤下降4.35%、4.47%、4.47%；T2、T3、T4、T6处理土壤pH 值为7.94～7.97，与试前土壤的pH 值相比，下降率为3.63%～3.99%。土壤pH 值的排序为：T0＞T6＞T2=T4＞T3＞CK＞T1=T5。综上可知，常规施肥（CK）和6 个土壤调理剂处理均能显著降低土壤pH 值，其中T1和T5降低土壤pH 值的幅度最大。可见，施用土壤调理剂处理方法可有效调节土壤酸碱度，施用常规施肥亦可起到调节土壤酸碱度的作用。与CK 相比，T1、T5处理土壤pH 值均低于CK，其他处理土壤pH值均高于CK。

表2 不同含量土壤调理剂处理对重茬地土壤化学性质的影响

施用不同含量腐殖酸土壤调理剂后，T3处理土壤中的有机质含量与T5、T0、CK 处理均存在显著差异，比试前土壤及CK 分别提高158.70%、205.13%；T4、T6处理土壤中的有机质含量与CK 处理存在显著差异，分别较CK 处理提高128.21%、138.46%，分别较试前土壤有机质含量提高93.48%、102.17%。施用T1、T2、T5处理土壤调理剂后，与试前土壤中有机质含量差异不显著，较试前土壤有机质含量分别提高82.61%、78.26%、23.91%，比CK 有机质含量分别提高115.38%、110.26%、46.15%。土壤有机质含量的排序为：T3＞T6＞T4＞T1＞T2＞T5＞T0＞CK。由此可见，施用含有土壤调理剂3、4 的T3、T6、T4处理可有效增加土壤中的有机质含量，均与CK 处理存在显著差异，尤其T3处理，即常规施肥+100 kg·667 m-2土壤调理剂3 后土壤中的有机质含量最高，其他处理有机质含量与CK 处理相比均有所增加，但差异不显著。

试前土壤及各处理间土壤硝态氮含量差异不显著，与试前土壤的硝态氮含量相比，CK、T2、T3分别降低18.94%、31.56%、3.13%，T1、T4、T5、T6处理比试前土壤硝态氮含量分别增加2.40%、13.95%、38.55%、31.59%。与CK 相比，只有T2处理土壤中硝态氮含量略低，其他处理土壤中硝态氮含量分别较CK 提高26.32%、19.50%、40.57%、70.92%、62.33%；可见，T4、T5、T6能为西瓜生长提供较多的硝态氮。

试前土壤及各处理间土壤的有效磷含量差异不显著，与试前土壤相比，除T4和T5处理土壤中有效磷含量比试前土壤降低7.09%、0.21%外，其他处理均比试前有所升高，其中T3增长率最高，为20.74%，其他增长率在1.88%～8.59%。与CK 相比，只有T2、T3处理土壤中的有效磷含量略有增加，分别提高1.98%、13.39%，其他处理有效磷含量均比CK 略低。可见T2、T3处理能为西瓜生长提供较多的有效磷。

试前土壤及各处理间土壤中速效钾含量差异不显著，在经过一个西瓜生长季后，所有处理土壤中速效钾含量均有所下降。与试前土壤相比，T5处理土壤中速效钾含量下降最少，仅下降1.85%；其次为T3、T6、T1、T4，分 别 下 降 了12.24%、17.59%、19.25%、21.69%；CK、T2下降较多，分别下降了27.21%、26.38%。T5处理比CK 增加34.84%，T1、T3、T4、T6处理比CK 增加10.93%、17.81%、7.59%、13.22%，T2处理比CK 增加幅度最小，仅为1.15%。可见，T3、T5、T6处理为西瓜生长提供较多的速效钾。

对施用不同含量腐殖酸土壤调理剂后重茬地土壤的阳离子交换量进行分析，结果表明，在经过一个西瓜生长季后，CK 和6 个处理土壤中阳离子交换量均与试前土壤存在显著差异，增加率为83.66%～105.25%；与CK 相比，施用土壤调理剂的6个处理土壤阳离子交换量均有所升高，但差异不显著。其中T1、T6处理升高幅度较大，分别为11.76%、6.89%，其他处理比CK 增加1.48%～2.97%。可见重茬地土壤在施用过腐殖酸土壤调理剂后，土壤中的离子结构得到有效的改善，其中T1、T6处理能较大幅度的提升土壤阳离子交换量。

3 讨论与结论

腐殖酸中含有多种活性基团，具有较强的吸附能力和离子交换能力，能增强养分的贮存与释放能力，有效提高肥料的利用时间和利用效率，从而提高农作物产量、品质和土壤肥力。周先林等[14]、聂文芳[15]研究表明，单施及配施土壤调理剂和有机肥能有效促进西瓜生长、提高西瓜果实产量和品质，同时对增强西瓜田间长势和抗病性也有一定作用。郝青等[16]、刘诗璇等[17]和张鑫等[18]研究表明，施用腐殖酸肥料可增加玉米籽粒中干物质累积量，提升地力，增加玉米产量。笔者的试验结果表明，含有土壤调理剂的处理在坐果数、产量方面均比常规施肥表现要好，这与前人的研究结论一致，说明施用腐殖酸土壤调理剂，可改善土壤理化性质，促进植株生长发育，从而克服重茬给西瓜造成的影响。

高文胜等[19]、孙学武等[20]通过在桃、花生上施用土壤调理剂，发现其不仅能促进农作物生长发育、提高作物产量与品质，增强作物抗逆性，还能改良土壤、提高肥料利用效率、改善土壤理化性状，这也与本研究所得出的结论一致。笔者试验中土壤调理剂处理改善了重茬地的土壤酸碱状况，使之更适宜西瓜的种植栽培。常规施肥处理（CK）土壤有机质和速效钾的含量反而比试前土壤低，施用土壤调理剂的处理均比常规施肥的土壤有机质和速效钾含量高，说明西瓜生长过程中消耗了大量的有机质、速效钾，而常规施肥所提供的有机质、速效钾已消耗殆尽，不能满足西瓜生长的需要，导致其坐果数、产量下降。含有腐殖酸的土壤调理剂在满足西瓜生长、保证产量需求的同时，还能持续为西瓜生长提供所需的有机质和速效钾。土壤阳离子交换量是影响土壤缓冲能力高低的重要因素，也是评价土壤保肥能力、改良土壤和合理施肥的重要依据。与CK 相比，在施用土壤调理剂后，土壤中的硝态氮有一定程度的增加，阳离子交换量大幅增加，可见在西瓜重茬地上施用含腐殖酸的土壤调理剂能增加土壤中的养分含量，提高土壤肥力，改良土壤化学性质，降低因重茬所带来的危害。

腐殖酸的施用可以调节重茬地土壤的酸碱度，其特有的成分还能在一定程度上提高土壤有机质、硝态氮、有效磷、速效钾含量及阳离子交换量，降低重茬地对西瓜的不良影响，进而促进西瓜的生长发育，在不倒茬的前提下提高西瓜产量。已有研究[21-22]表明，腐殖酸肥料的施用可以有效改善土壤的理化性质，提高作物产量。合理施用腐殖酸类肥料，尤其是化肥配施腐殖酸类肥料可为农业生产注入新的活力，为西瓜产业的可持续性发展提供更加便捷、有利的技术支持。笔者试验中，综合所有指标表现，T5处理后各项生物指标表现较好，尤其在提高产量、调节土壤酸碱度、提高硝态氮和速效钾含量等方面具有显著优势；T6在提升土壤有机质、硝态氮、速效钾含量及阳离子交换量等方面表现较好；T3在提高坐果数、以及土壤有机质、有效磷、速效钾含量等方面表现较佳。笔者主要从产量和土壤理化性质方面进行比较、分析，下一步将增加品质方面的分析，同时选择在不同理化性质的土壤上进行试验，以筛选出适应范围广、效果更优良的腐殖酸土壤调理剂，为瓜农解决重茬难题。

综上可知，含有土壤调理剂4 的T5、T6处理对土壤的多个化学指标影响较大，其中T5处理即常规施肥+50 kg·667 m-2土壤调理剂4 为最佳配方，可有效提高重茬地西瓜的坐果数、产量，减少连作障碍带来的负面影响，从而获得较高收益。