施用蚯蚓粪对西瓜品质及根际土壤理化性状的影响

昝林生，苏厚谊

（1.德州学院 生态与园林建筑学院，山东 德州 253023；2.山东大学 生命科学学院，山东 济南 250100）

化肥作为“粮食的粮食”已成为世界共识。据联合国粮农组织统计，发展中国家粮食的增产，其55%来自化肥的作用[1]。农业生产实践表明[2]，由于肥料性质与土壤环境条件的复杂性，肥料利用率低是当前化肥使用上普遍存在的问题。目前我国化肥的当季利用率较低，其中氮肥仅有30%～35%[3]。由此可见，氮的损失相当严重，这不仅造成了直接的经济损失，而且部分地区因施肥不当已引起环境污染，出现地表水富营养化、地下水和蔬菜中硝态氮含量超标等问题[3-4]。而有机肥对养分具有缓释效果，与化肥相比肥效期更长、养分利用率更高[5]。因此，有机肥与化肥的配合施用已逐渐受到国内外学者的高度重视。

相关研究表明[6]，蚯蚓粪具有良好的团粒结构和保水保肥的性能；同时其有机质含量高，且富含多种有利于植物生长的腐殖质、酶以及植物激素类物质。我国从上世纪 80 年代开始兴起蚯蚓养殖业，在北京、河北、云南等地均建有不同规模的蚯蚓养殖场，蚯蚓粪年产量能达到数十万吨[7]。许多学者关于蚯蚓粪进行了大量深入的研究，但主要集中在花卉、蔬菜等作物上[8-9]，而在西瓜上的研究尚未见报道。为此，本研究选用经蚯蚓吞食牛粪后产生的蚓粪为供试原料，开展了蚯蚓粪对西瓜根际土壤理化性状及产量、品质的研究，为西瓜的合理施肥以及蚯蚓粪的推广使用提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地点与供试材料

试验地点设在泰安市岱岳区马庄镇夏马村，供试土壤为轻壤土，土壤速效氮、磷和钾的含量分别为94.59、37.25、113.64 mg/kg，有机质含量为14.76 g/kg。供试化肥品种为尿素（含N 46%）、过磷酸钙(含P2O512%)和硫酸钾（含K2O 50%），供试蚯蚓粪为蚯蚓吞食牛粪后的产物，全量N、P、K含量分别为1.68%、1.29%和0.95%。西瓜品种为‘黑彤K-8’，拱棚栽培，密度为500株/亩。

1.2 试验设计

西瓜种子经过40 d的育苗后，在2013年3月26日移栽到拱棚里，随机区组设计，设4个处理：处理1，不施肥（CK）；处理2，习惯施肥（CF）；处理3，蚯蚓粪（VC）；处理4，蚯蚓粪提供50%的氮，化肥提供50%的氮（VC+CF）。每个处理重复3次，每小区面积为3.8×10=38 m2，共计15个小区。除CK外，各处理均为等养分量，N、P和K含量相当于315、75和80 kg/hm2，各处理P和K不足部分分别用过磷酸钙、硫酸钾补足。各处理的肥料均在移苗前一次性施入土壤。

1.3 测定项目与方法

西瓜收获时每区取10棵计算瓜蔓比、生物量、亩产量和增产率，同时在土壤水分含量适中时采用剥落分离法[10]取样，将带土植株取出，先轻轻抖落大块不含根系的土壤，然后用力将根表面附着的土壤全部抖落下来，迅速装入塑料袋内作为根际土。

果实中含糖量用手持糖量计测定、VC含量用1、5二氯2、6靛酚法测定、硝酸盐含量用水杨酸法测定、总酸度用氢氧化钠滴定法测定[11]。pH值的测定采用电位法（水土比为1∶2.5），碱解氮的测定采用碱解扩散法，速效磷的测定采用NaHCO3浸提钼锑抗比色法，速效钾的测定采用NH4Ac浸提火焰光度法，EC值的测定采用电导法（水土比为 1∶5）[11]。脲酶测定采用苯酚钠-次氯酸钠比色法；过氧化氢酶测定采用高锰酸钾滴定法；多酚氧化酶测定采用邻苯三酚比色法；蔗糖酶测定采用Na2S2O3滴定法[12]。

1.4 统计方法

采用 Excel 2007处理数据，采用SAS软件进行方差分析和多重比较（LSD法，P＜ 0.05）。

2 结果与分析

2.1 根际土壤理化性质

土壤pH值是代表与土壤固相处于平衡的土壤溶液中H+浓度的负对数，它能直接影响土壤养分的存在状态、转化及有效性，因此对植物的生长发育有直接的影响。同时土壤pH值的变化既受外界条件，也受土壤内在性质的影响[13]。从表1可以看出，不同处理对西瓜根际土壤的pH值产生了很大的影响。VC+CF处理的pH值最低，分别比CK、CF和VC处理降低0.32、0.29和0.12，且达到显著性差异水平；其次是VC处理，也明显低于CK和CF处理，而CF与CK差异不显著。VC+CF和VC处理还明显增加了根际土壤的EC值，表明施入蚯蚓粪对西瓜根际微环境产生了较大的影响，而单施化肥的影响不显著。VC+CF处理的碱解氮、速效磷和速效钾含量均是最高，并显著高于其它处理，与CF处理相比，分别增加14.49%、10.77%和20.53%；其次是VC处理，速效钾含量明显高于CK和CF处理，而碱解氮和速效磷含量却低于CF处理，但差异未达显著水平。

表1 不同处理对西瓜根际土壤理化性质的影响

2.2 根际土壤酶活性

不同处理对西瓜根际土壤酶活性的影响表2所示。可以看出，各施肥处理的酶活性均明显高于CK，这表明施肥能显著提高根际土壤酶活性。在3个施肥处理中，VC+CF和VC处理的酶活性均明显高于CF处理；而VC+CF处理的脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性均最高，并明显高于VC处理，但多酚氧化酶活性与VC处理差异不显著。其中，VC+CF处理对脲酶活性的提高幅度最大，分别比CK、CF和VC处理提高51.13%、17.19%和12.84%。数据表明，施用蚯蚓粪处理的土壤酶活性均明显高于单施化肥处理。除多酚氧化酶外，蚯蚓粪与化肥的配合施用对西瓜根际土壤酶活性的提高幅度最显著。

表2 不同处理对西瓜根际土壤酶活性的影响

2.3 西瓜产量

由表3可知，同CK相比，各施肥处理均显著增加了西瓜的产量，增产幅度在21.13%～45.86%，其中，CF处理的增产幅度最小，VC+CF处理的增产幅度最大；与CF处理相比，VC和VC+CF处理也明显提高了西瓜产量，分别增产9.31%和20.42%。此外，VC和VC+CF处理的肥料生产率分别为27.94%和39.55%，表明每千克蚯蚓粪或蚯蚓粪-化肥配施的养分能生产出27.94 kg和39.55 kg西瓜。而CF处理的肥料生产率为18.22%，这说明每千克习惯施肥养分可以生产17.75 kg经济产量。方差分析表明，VC和VC+CF处理的肥料生产率均显著高于CF处理，分别提高53.35%和117.05%。由此可见，蚯蚓粪的施入能明显提高西瓜产量，尤其是蚯蚓粪与化肥配施的增产效果更明显。

表3 不同处理对西瓜产量的影响

2.4 西瓜品质

由表4可以看出，各处理的中心可溶性糖含量变化规律为：VC+CF＞VC＞CF＞CK，且各处理之间差异均达显著水平；VC+CF处理的边缘可溶性糖含量与VC处理差异不显著，但均显著高于CF和CK处理。VC含量以VC+CF处理最高，其次是VC处理，分别比CK提高28.95%和22.22%，分别比CF处理提高45.07%和37.50%；对各个处理的VC含量进行方差分析得出，施用蚯蚓粪处理与对照和习惯施肥相比差异均达到了显著水平。硝酸盐含量以习惯施肥为最高，比对照提高51.58%，比VC和VC+CF处理分别提高31.36%和40.19%。中心部位的总酸度以VC和VC+CF处理最高，并明显高于CF和CK，而边缘部位的总酸度在各处理之间均未达到显著性差异水平。各处理中心部位的糖酸比大小次序为：VC+CF＞VC＞CF＞CK，处理之间差异均达显著水平；边缘部位的糖酸比大小次序为：VC+CF＞VC＞CF≈CK。综合分析认为，施用蚯蚓粪处理有利于增加西瓜的可溶性糖含量和维生素C含量，提高总酸度和糖酸比，并能明显降低硝酸盐含量水平，其中蚯蚓粪与化肥配施的效果更佳。

表4 不同处理对西瓜品质的影响

3 小 结

同习惯施肥相比，蚯蚓粪与化肥配施明显降低了西瓜根际土壤的pH值，显著提高了根际土壤速效N、P、K含量以及EC值；明显增强了脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性，其中脲酶活性分别比对照、习惯施肥和蚯蚓粪处理提高51.13%、17.19%和12.84%。此外，配施蚯蚓粪处理还显著提高了西瓜产量，且明显改善了西瓜品质。与配施蚯蚓粪相比，蚯蚓粪处理对西瓜根际土壤理化性状及产量、品质的影响较小。因此，蚯蚓粪与化肥配施对西瓜的作用效果更佳，是比较理想的施肥措施。

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