適合老壓砂地西瓜生物有機肥篩選

譚軍利 馬永鑫 王西娜 田軍倉

摘要 為了篩選適合老壓砂地西瓜生長的生物有機肥，通過2年田間試驗分別在種植年限超過50和30年的老壓砂地上，研究5種生物有機肥：肥料A（EM發酵堆肥）、B（酵素菌發酵堆肥）、C（EM發酵堆肥-枯草芽孢桿菌）、D（EM發酵堆肥-三色源菌劑）、E（EM發酵堆肥-5406菌）對老壓砂地西瓜生長、產量及品質的影響。結果表明，施用生物有機肥不同程度地促進了西瓜主蔓長和葉片的生長，D肥和E肥處理的效果顯著;與不施生物有機肥相比，2年施用生物有機肥處理的西瓜產量分別提高了19.3%～54.3%和7.9%～35.9%，同時D肥處理亦能提高西瓜果實可溶性固形物含量，從而改善西瓜品質。綜合5種生物有機肥下西瓜的生長、產量及品質，篩選出D肥是一種適合老壓砂地施用的生物有機肥。

關鍵詞 生物有機肥;西瓜;產量;品質;老壓砂地

中圖分類號 S 651? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2022）03-0151-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.03.040

Screening of Suitable Bio-organic Fertilizer for Watermelon Production in Old Gravel-sand Mulched Field

TAN? Jun-li1，2，3，MA Yong-xin1，WANG Xi-na4 et al

（1.School of Civil and Hydraulic Engineering， Ningxia University，Yinchuan， Ningxia 750021;2.Engineering Technology Research Center of Water-Saving and Water Resource Regulation in Ningxia，? Yinchuan， Ningxia? 750021;3.Engineering Research Center for Efficient Utilization of Modern Agricultural Water Resources in Arid Regions， Ministry of Education， Yinchuan， Ningxia 750021;4.School of Agriculture， Ningxia University， Yinchuan，Ningxia 750021）

Abstract In order to screen the suitable bio-organic fertilizer for watermelon production in old gravel-sand mulched field， 2 a field experiment was carried out to investigate effects of five kinds of bio-organic fertilizer ： A fertilizer （EM fermented manure）， B fertilizer （Enzyme microorganism fermented manure）， C fertilizer （EM fermented maunre-bacillus subtilis ）， D fertilizer （EM fermented maunre-Sanseyuan inocula）， E fertilizer （EM fermented maunre- 5406 fungus） on growth， yield and fruit quality of watermelon in old gravel-sand mulched field of planting more than 50 and 30 a， respectively. Results showed that application of bio-organic fertilizers promoted growth of main stem length and leaves of the watermelon to some extent， and the effectiveness of D and E fertilizer on watermelon growth were obvious;Compared to without application of bio-organic fertilizer， bio-organic fertilizer treatments increased fruit yield by 19.3%-54.3% and 7.9%-35.9%， respectively in 2009 and 2010. Meanwhile， D fertilizer also increased the soluble solid content of watermelon fruit and improved the quality of watermelon. From the aspects of growth， yield and fruit quality of watermelon， D fertilizer is a kind of bio-organic fertilizer suitable for watermelon production in old gravel-sand mulched field.

Key words Bio-organic fertilizer;Watermelon;Yield;Quality;Old gravel-sand mulched field

基金項目 寧夏自然科學基金項目（2020AAC03090）;寧夏高等學?？茖W研究項目（NGY2018020）;國家自然科學基金項目（51309135，31860590）;寧夏高等學校一流學科建設（水利工程）項目（NXYLXK2021A03）。

作者簡介 譚軍利（1979—），男，湖南茶陵人，教授，博士，從事農業水資源高效利用研究。

通信作者，碩士研究生，研究方向：農業水資源高效利用。

收稿日期 2021-06-01

壓砂地是我國西北干旱地區一種特殊耕作方式，具有土壤蓄水、增濕、保墑及防止土壤鹽堿化和雜草危害等作用[1-2]。壓砂西瓜是當地農戶重要的經濟來源，但長年單一的種植模式，使得壓砂地土壤肥力隨種植年限的增加而不斷下降，土壤中的微生物量也不斷減少[3]，導致西瓜生長緩慢、產量急劇下降及品質惡劣等問題。

生物有機肥料是一種合成肥料，由特定功能的微生物和主要動植物的殘留物進行無害化處理腐熟后制成的，同時具有微生物肥料和有機肥料的效應[4]。研究表明，長期使用生物有機肥料可以有效地改善土壤物理結構，增加土壤微生物數量[5]。因此，使用生物有機肥料是維持和提高土壤肥力的有效途徑[6]。

寧夏中衛市地區壓砂西瓜種植產業已具有一定的規模，如何解決西瓜在生產中因隨種植年限增加導致產量和品質下降等問題是壓砂西瓜產業可持續發展的關鍵。研究表明，施用生物有機肥能顯著促進番茄[7]、西瓜[8]、烤煙[9]等作物的生長，有利于提高作物產量和品質。施用生物有機肥對作物連作引起的土傳病蟲害有明顯的防治效果，如西瓜枯萎病[10-11]、番茄根結線蟲病[12]、煙草青枯病[13]等。譚軍利等[14]結合目前國內主流微生物菌種和壓砂地西瓜需肥特點研制了5種生物有機肥，并從中篩選出適合壓砂地西瓜的生物有機肥。由于種植作物和土壤環境的差異性，同一種肥料的作用效果在不同地區和不同作物不同。

筆者通過2年的田間試驗，對比研究了5種生物有機肥對老壓砂地西瓜生長、產量及品質的影響，評價并篩選出了適合老壓砂地西瓜的生物有機肥，為該地區壓砂地西瓜產業的可持續發展提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點分別位于寧夏中衛市沙坡頭區香山鄉尹東村和拓寨村，2塊試驗地相距1 km左右。該地處于寧夏中部干旱帶核心區，105°13′E，37°00′N，平均海拔1 740 m，年平均降水量180 mm，而蒸發量則達2 100～2 400 mm，日照充足，干旱少雨。

試驗點0～20 cm的土壤基本養分性狀見表1。

1.2 試驗材料

壓砂試驗地分別為種植年限超過50和30年老壓砂地，由于長期連年耕作，土壤肥力低。

供試西瓜品種為金城5號。寧夏大學和中衛市豐盛有機肥廠共同合作研究并生產試驗所使用的5種生物有機肥，肥料基本配方相同，而添加的微生物菌劑不同。其中養分狀況分別為全氮含量25 g/kg，全磷含量5.2 g/kg，全鉀含量24 g/kg，有機質含量274 g/kg[8]。5種生物有機肥分別為肥料A（EM發酵堆肥）、B（酵素菌發酵堆肥）、C（EM發酵堆肥-枯草芽孢桿菌）、D（EM發酵堆肥-三色源菌劑）、E（EM發酵堆肥-5406菌）[8]。

1.3 試驗方法

試驗于當年4月底種植催芽的種子，8月中旬收獲。試驗共設6個處理：A、B、C、D、E肥以及不施有機肥（CK）。2009年試驗小區面積為2.0 m×7.5 m，重復3次，每個小區種植5株西瓜;2010年試驗小區為6 m×6 m，重復3次，每小區種植12株，西瓜株行距均為1.5 m×2.0 m，小區田間隨機排列。所有生物有機肥的施肥量均為1 200 kg/hm2，肥料分別在播種前和西瓜伸蔓期用穴施的方法等質量施入。在西瓜坐果膨大期，6個處理均按60 kg/hm2追施三元復合肥。2009年補水165 m3/hm2和2010年補水量405 m3/hm2，生育期內灌水量、灌水次數、瓜蔓整枝等其他操作均一致。

1.4 測定項目與方法

西瓜的主蔓長：在整個生育期內不同主要時期，分別用鋼卷尺測定主蔓長。每個處理測定3株，取3株的平均值。

西瓜葉片數：在整個生育期內不同主要時期，分別在每個處理選取3株計數植株全展葉數量。

西瓜產量：收獲時每個小區單收，測定小區西瓜產量，之后換算成1 hm2的產量。

可溶性固形物含量：用阿爾法折射儀分別測定瓜心和瓜周可溶性固形物含量。

地上部瓜蔓重：收獲期采集地上部瓜蔓，放入烘箱在 105 ℃殺青0.5 h，之后60 ℃烘干稱重。

1.5 數據分析

采用Excel 2013和SPSS 22.0軟件對試驗數據進行統計分析，采用單因素試驗法進行方差分析和用 Duncan法進行多重比較（α=0.05），表中數據為3個重復的平均值±標準差。

2 結果與分析

2.1 生物有機肥對壓砂地西瓜生長的影響

2.1.1 主蔓長。

主蔓長是反映西瓜長勢的重要指標之一，表2（2009年）和表3（2010年）分別為生育期內不同處理對西瓜主蔓長的影響。

方差分析結果表明，2009年西瓜生育前期，不同處理的主蔓長均無顯著差異。7月1日至7月27日，在所有處理中D肥處理的主蔓長最長，顯著高于CK處理，分別較CK增長137.1%、87.1%和36.5%。8月7日，不同處理的主蔓長表現為D>E>C>A>B>CK，除B肥和CK處理的主蔓長低于90 cm外，其他均高于90 cm。從2009年生育期內不同處理對西瓜主蔓長的影響來看，D肥處理對主蔓長的促進效果明顯（表2）。

由表3可知，6月20日，E肥處理的主蔓長顯著高于CK和C肥處理，較CK和C肥處理分別增長56.1%和63.8%。7月3日，不同處理下的主蔓長均無顯著差異，但D肥處理的主蔓長較其他處理長，達69.47 cm。7月14日D肥處理的主蔓長顯著高于CK和A肥處理。7月25日，D和E肥處理的主蔓長顯著高于CK，D肥處理的效果好于E肥處理。

綜合2年的試驗結果，施用生物有機肥能明顯促進老壓砂地西瓜主蔓長的生長，D肥處理效果最為明顯，其次為E肥處理，A肥處理較差。

2.1.2 葉片數。

葉片是西瓜進行光合作用的主要器官，在一定條件下，葉片數越多則光合作用的產物相對越多。因此，葉片數也可作為表征西瓜生長的指標之一。表4（2009年）和表5（2010年）分別為生育期內不同處理對西瓜葉片數的影響。

由表4可知，6月24日，不同處理的葉片數無顯著差異，但施用生物有機肥處理的葉片數均高于不施生物有機肥處理。7月1日和7月15日，E、D、C、B肥處理葉片數顯著高于CK，與A肥處理無顯著差異。7月27日，E肥處理的葉片數顯著高于CK，較CK增加38.9%。8月7日，不同處理的葉片數均無顯著差異，但生物有機肥處理的葉片數均高于不施生物有機肥處理且生物有機肥處理的葉片數均達74.00片及以上。

由表5可知，6月20日，不同處理的葉片數均無顯著差異。7月3日至7月14日，E、D及B肥處理的葉片數較多，且增長速度較快;各處理在11 d內分別增加43.00、37.67、29.33片葉，其D肥處理的葉片數增長效果最好。7月25日，不同處理的葉片數表現為B>D>E>A>C>CK，其中E、D及B肥處理較CK處理增長幅度明顯，且這3個處理下葉片數均超過100片。這可能由于在生長后期，生物有機肥肥效充分釋放，降雨較多水分補給充足，促進了西瓜生長。

2.2 生物有機肥對壓砂地西瓜產量的影響

西瓜產量可作為評價肥料肥效的指標。由表6可知，從2009年西瓜產量情況看，與不施生物有機肥相比，施用生物有機肥處理的西瓜產量明顯提高，增長幅度達19.3%～54.3%。E肥處理產量最高，D和C肥處理次之。施用生物有機肥處理的單瓜重明顯高于不施生物有機肥處理，施用生物有機肥處理的單瓜重穩定在1.1 kg。從2010年西瓜產量情況看，與不施生物有機肥相比，施用生物有機肥處理的西瓜產量提高了7.9%～35.9%，D肥處理下產量最高，達16 369.2 kg/hm2。施用生物有機肥處理的單瓜重明顯高于不施生物有機肥處理，除A肥處理的單瓜重低于4.0 kg外，其他生物有機肥處理的單瓜重均超過4.0 kg，達到當地商品瓜的標準（在寧夏中衛市地區通常將單瓜重>4.0 kg的西瓜作為商品瓜）。

2009和2010年壓砂地西瓜單瓜重和產量均具有明顯差異，這可能由于2009年試驗地耕作超過50年，長期連續種植西瓜等作物，土壤肥力低，所以產量極低。但施用生物有機肥明顯提高老壓砂地西瓜的產量。

2.3 生物有機肥對壓砂地西瓜可溶性固形物及地上部生物量的影響

可溶性固形物是反映西瓜果實品質的重要指標之一。由表7可知，不同處理的可溶性固形物含量均無顯著差異。2009年，D肥處理的瓜心可溶性固形物含量最高，較CK處理提高6.2%。C肥處理的瓜周可溶性固形物含量最高，D肥處理次之。2010年，施用生物有機肥處理下的瓜心可溶性固形物含量表現為A>B>D>E>C。生物有機肥處理的瓜周可溶性固形物含量中，B肥處理的瓜周可溶性固形物含量最高，較CK提高19.4%。說明施用生物有機肥有利于改善老壓砂地西瓜的品質。

方差分析結果表明，不同生物有機肥的西瓜地上部生物量無顯著差異。2009年，生物有機肥處理的西瓜地上部生物量略低于不施肥處理，這可能由于試驗地耕作年限長，土壤肥力差，施入的生物有機肥的肥效未能及時釋放。2010年，生物有機肥處理的西瓜地上部生物量，除C肥處理略低于不施生物有機肥外，其他生物有機肥處理的地上部生物量均高于不施肥處理，其B肥處理的地上部生物量增長幅度最高;D肥處理次之，增長幅度達11.4%。說明生物有機肥的施入對西瓜生長具有一定促進作用。

3 結論與討論

土壤肥力是影響作物生長、產量及品質的重要限制因素之一。壓砂地是經農戶長期耕作形成，土壤肥力隨種植年限的增加而不斷下降。

研究表明[15-17]，使用生物有機肥可以加速土壤養分的轉化、釋放和吸收，改善土壤結構，提高土壤微生物量，提高土壤肥力，從而促進作物生長和提高產量[18-21]。2年試驗中，施加生物有機肥促進了老壓砂地西瓜的生長，E肥（EM發酵-5406菌）和D肥（EM發酵-三色源菌劑）均明顯地促進了西瓜主蔓長和葉片數的發生，這與譚軍利等[14]和哈雪姣等[19]在西瓜生長上的研究結果一致。2年試驗中2010年西瓜產量明顯高于2009年，引起這一結果的原因可能是2009年所試驗的地塊是耕作超過50年，土壤肥力極低，但2年試驗施加生物有機肥均明顯提高了老壓砂地西瓜的產量，這與張迎春等[20]和胡誠等[22]在作物上研究的結果一致。生物有機肥可以改善瓜果的品質，張迎春等[20]研究表明，施加生物有機肥提高了萵筍的可溶性糖和維生素C含量。2年試驗中，D、C、B肥均不同程度地提高了西瓜的可溶性糖含量，這與哈雪姣等[19]研究發現施加生物有機肥西瓜可溶性糖含量明顯增加的結果一致，說明生物有機肥對瓜果的糖分合成與轉化有一定的促進作用。

因此，對于長期耕作的老壓砂地，施加生物有機肥可改善土壤環境，提高土壤肥力，增加微生物繁殖，促進根系發育，從而提高養分的吸收，達到促進作物生長、增產的目的。

從西瓜的生長來看，2年生物有機肥對老壓砂地西瓜的生長有顯著的促進作用。E和D肥促進了西瓜主蔓長的生長和葉片的發生，促進效果較好。

從西瓜的產量情況來看，2年不同處理下西瓜的產量無顯著差異，但顯著高于不施生物有機肥處理。與不施生物有機肥處理相比，2年施用生物有機肥處理的西瓜產量分別提高了19.3%～54.3%和7.9%～35.9%。

方差分析結果表明，2年不同處理的西瓜品質均無顯著差異，但施用生物有機肥處理較不施生物有機肥處理的西瓜可溶性固形物含量相對提高，D和C及B肥處理的瓜果可溶性固形物含量較高。

通過2年試驗結果，從生物有機肥對西瓜生長、產量及品質各方面的影響可知，D肥能明顯地促進西瓜生長，提高西瓜產量，并能改善西瓜品質。因此，篩選出D肥（EM發酵-三色源菌劑）是一種適合壓砂地的生物有機肥，尤其對年限過長的老壓砂地。

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