施用生物有机肥及生物菌剂对西瓜产量、品质及土壤养分含量的影响

哈雪姣，左继民，司长城，刘继培，周 捷

（北京市大兴区农业技术推广站 北京 102600）

大兴区位于北京市东南郊，境内永定河东侧。由于地处洪积、冲积平原，多为沙性土，自然条件有利于西瓜生长，西瓜分布面积也比较集中，种植西瓜历史悠久，素有“中国西瓜之乡”的美誉，西瓜也成为大兴区地理标志产品。近年来，设施西瓜的种植面积不断扩大，但受限于传统的施肥习惯，设施西瓜底肥施用大量农家肥，造成了土壤中有机质、碱解氮、速效磷、速效钾等养分的增多[1-2]。在种植年限较长的棚室中，由于土壤速效养分累积过多，降低了肥料利用率，同时造成土壤环境污染等一系列问题。生物有机肥在兼具有机肥效用的同时，因其富含养分和高效微生物群，能够改善作物根系微生物群，促进被土壤固定养分的释放，从而提高肥料利用率[3-6]。张凤英等[7]研究证明，施用生物有机肥后，能够促进西瓜营养代谢协调均衡，改善西瓜品质，李亚娟等[8]研究证明，施用有机肥能够促进西瓜地上部和根系生长。本试验通过施用生物有机肥和生物菌剂，与施用传统农家肥进行比较试验，研究其对西瓜产量、品质及对土壤养分含量的影响，旨在对农业土壤的可持续利用提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试西瓜品种为‘L600’，由北京市大兴区农业技术推广站由日本引进的优良小果型西瓜品种。砧木品种为‘京欣砧4号’，由北京市农林科学院蔬菜研究中心选育，印度南瓜与中国南瓜杂交的西瓜砧木一代杂种。生物有机肥和生物菌剂由北京双龙阿姆斯科技有限公司生产，生物有机肥每袋50 kg，有效活菌数≥2.0 亿·g-1；生物菌剂每袋 1 kg，有效活菌数≥2.0亿·g-1。基础土样土壤养分含量：碱解氮（w，后同）202.86 mg·kg-1，有效磷 459 mg·kg-1，速效钾 620 mg·kg-1，有机质 42.37 g ·kg-1，pH 值7.78。

1.2 试验设计

试验底肥设5个处理，分别为处理1：667 m2施生物有机肥500 kg；处理2：667 m2施生物有机肥500 kg+生物菌剂20 kg；处理3：667 m2施生物菌剂20 kg；处理 4：习惯施肥（667 m2施腐熟农家肥2 000 kg）；处理 5：对照（不施用有机肥料）；3次重复，随机排列，小区面积50 m2。底肥667 m2施用含量为15-15-15的复混肥30 kg，其他田间管理措施一致，滴灌追肥、浇水。全生育期浇水6次，坐果前期分2次施用含量为22-11-22的水溶肥共10 kg，坐果后期分3次施用含量为16-8-34的水溶肥共15 kg。

1.3 方法

试验地选在北京市大兴区农业科技成果展示基地钢架大棚内，试验采用基质育苗和贴接嫁接技术，砧木品种为京欣砧4号。试验前5 d起垄做畦，采用东西向小高畦，中间留1 m过道，株距35 cm，行距150 cm，双行种植[9]。试验于2017年8月7日定植，9月4日授粉，10月9日采收。

1.4 测定分析方法

每个小区随机选取5棵植株，分别于苗期（8月16日）、伸蔓期（8月27日）、开花期（9月6日）、坐果期（9月17日）、膨大期（9月29日），进行株高、茎粗、叶面积和绿叶数的测定。株高和叶片面积（长×宽）用标准卷尺测量，茎粗用游标卡尺测量，绿叶数人工计数。在西瓜膨大期计算各小区坐瓜率，成熟后，每小区随机取10个果实样品，测量单瓜质量及可溶性固形物含量，并计算产量。单瓜质量用电子秤测量、可溶性固形物含量用DT-45型测糖仪测量。收获期在各小区，用土钻按“S”形采集0～20 cm土样，每小区采集3个点混匀。土壤有机质采用重铬酸钾外加热法，碱解氮采用碱解扩散法，有效磷采用碳酸氢钠提取—钼锑抗比色法，速效钾采用乙酸铵浸提—火焰光度计法，有效活菌数采用平板计数法。试验数据采用Excel 2007和SPSS 19.0软件进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 施用生物有机肥及生物菌剂对西瓜田间长势的影响

2.1.1 施用生物有机肥及生物菌剂对西瓜株高的影响 如表1所示，各处理株高随西瓜生长逐渐升高。其中，生物有机肥+生物菌剂处理西瓜株高不同时期增幅最为明显，并且在膨大期达到262.3 cm，为各处理中最高，比对照提高22.17%；其次为生物有机肥处理，株高为255.0 cm；对照处理株高增幅最小，在膨大期达到214.7 cm。

表1 施用生物有机肥及生物菌剂对西瓜株高的影响cm

2.1.2 施用生物有机肥及生物菌剂对西瓜叶面积的影响 如表2所示，各处理叶面积随西瓜的生长不断增大。其中，生物有机肥+生物菌剂处理西瓜叶面积在进入花期之后，均高于其他处理，在膨大期达到487.1 cm2，比生物有机肥处理提高13.7%。其余处理西瓜叶面积在膨大期时为292.8～428.5 cm2，对照处理叶面积最小，为292.8 cm2。

表2 施用生物有机肥及生物菌剂对西瓜叶面积的影响cm2

2.1.3 施用生物有机肥及生物菌剂对西瓜绿叶数的影响 如表3所示，不同处理西瓜绿叶数随西瓜生长不断增多，各处理在膨大期的绿叶数分别为24.3、26.0、25.7、23.7、23.3；其中，生物有机肥+生物菌剂处理绿叶数最大，比对照提高11.6%，生物有机肥处理和生物菌剂处理比对照提高4.3%和10.3%；常规施肥与对照相比，绿叶数变化不大。

表3 施用生物有机肥及生物菌剂对西瓜绿叶数的影响

2.1.4 施用生物有机肥及生物菌剂对西瓜茎粗的影响 如表4所示，不同处理西瓜茎粗随西瓜生长不断增大。其中生物有机肥+生物菌剂处理西瓜茎粗最大，为6.8 mm；生物有机肥、生物菌剂、常规施肥处理西瓜茎粗差异不大，分别为6.3、6.5、6.4 mm；对照处理茎粗最小，为5.8 mm。

表4 施用生物有机肥及生物菌剂对西瓜茎粗的影响mm

2.2 施用生物有机肥及生物菌剂对西瓜产量的影响

由表5可以看出，生物有机肥+生物菌剂处理西瓜产量最高，667 m2产量为3 376.19 kg，与生物菌剂、常规施肥、对照处理差异显著，与生物有机肥处理差异不显著；生物有机肥处理西瓜667 m2产量为3 318.96 kg，与常规施肥、对照处理差异显著；生物菌剂处理西瓜667 m2产量为3 122.85 kg，与常规施肥处理差异不显著；对照处理667 m2产量最低，为2 623.08 kg，与其他处理差异显著；单瓜质量的变化趋势与667 m2产量基本一致，生物有机肥+生物菌剂处理西瓜单瓜质量最高，为1.678 kg；对照处理单瓜质量最低，为1.304 kg。

表5 施用生物有机肥及生物菌剂对西瓜产量的影响

2.3 施用生物有机肥及生物菌剂对西瓜可溶性固形物含量的影响

由表6可以看出，生物有机肥+生物菌剂处理西瓜中心可溶性固形物含量最高，为11.5%，与生物有机肥处理差异不显著，与其余处理差异显著；生物有机肥处理西瓜中心可溶性固形物含量为11.3%，与生物菌剂、常规施肥、对照处理差异显著。生物菌剂、常规施肥处理西瓜中心可溶性固形物含量分别为10.7%和10.6%，与对照差异显著。生物有机肥+生物菌剂处理西瓜边部可溶性固形物含量最高，为10.7%，与生物菌剂、常规施肥、对照处理差异显著，与生物有机肥处理差异不显著；生物菌剂、常规施肥、对照处理的西瓜边部可溶性固形物含量差异不显著。

表6 施用生物有机肥及生物菌剂对西瓜可溶性固形物含量的影响%

2.4 施用生物有机肥及生物菌剂对土壤养分的影响

由表7可以看出，生物有机肥、生物有机肥+生物菌剂、生物菌剂、常规施肥处理与对照相比，土壤有机质含量均有所增加，增幅在 0.7～5.1 g·kg-1之间。其中常规施肥处理较对照增加5.1 g·kg-1，增幅30.5%，效果最为明显；生物有机肥、生物有机肥+生物菌剂处理较对照分别增加 1.9、2.6 g·kg-1，增幅为11.4%和15.6%，提升效果较为明显；生物菌剂处理与对照相比，土壤有机质含量变化不明显，增加0.7 g·kg-1，增幅为4.1%。各处理与对照相比，土壤碱解氮含量均有所增加；生物菌剂处理与空白对照相比，土壤碱解氮含量降低了8.38 mg·kg-1；其中，常规施肥处理较对照相比，土壤碱解氮增加70.6 mg·kg-1，增幅为 36.2%，增幅最为明显；生物有机肥处理与对照相比，土壤碱解氮增加17.5 mg·kg-1，增幅为9.0%；生物有机肥+生物菌剂处理与对照相比，土壤碱解氮增加6.4 mg·kg-1，增幅为3.3%。各处理与对照相比，土壤有效磷的含量均有所增加。其中，常规施肥处理与对照相比，土壤有效磷增加68.5 mg·kg-1，增幅为 44.9%，增幅最为明显；生物有机肥、生物有机肥+生物菌剂处理与对照相比，土壤有效磷含量分别增加 20.9、24.0 mg·kg-1，增幅为13.7%和15.7%；生物菌剂处理与对照相比，土壤有效磷含量增加5.7 mg·kg-1，增幅为3.7%，增幅不明显。各处理与对照相比，土壤速效钾含量均有所增加。其中常规施肥处理与对照相比，土壤速效钾增加 67.5 mg·kg-1，增幅为 40.8%；生物有机肥、生物有机肥+生物菌剂处理与对照相比，土壤速效钾分别增加 17.3、21.2 mg·kg-1，增幅为 10.5%和 12.8%；生物菌剂处理和对照相比，土壤速效钾增加4.4 mg·kg-1，增幅为2.7%，增加效果不明显。

表7 施用生物有机肥及生物菌剂对土壤养分含量的影响

2.5 施用生物有机肥及生物菌剂对土壤中有效活菌数的影响

从表8中可以看出，生物有机肥+生物菌剂处理土壤中细菌、放线菌、真菌的有效活菌数为各处理中最高，与对照相比分别增加173.2%、96.1%、104.0%；生物有机肥处理土壤中细菌、放线菌、真菌的有效活菌数与对照相比分别增加74.4%、55.6%、35.3%；生物菌剂处理土壤中细菌、放线菌、真菌的有效活菌数与对照相比分别提高76.0%、81.1%、80.0%；常规施肥处理土壤中细菌、放线菌、真菌的有效活菌数与对照相比分别提高41.2%、18.3%、10.7%。

表8 施用生物有机肥及生物菌剂对土壤中有效活菌数的影响 （cfu·g-1）

3 讨论与结论

施用生物有机肥和生物菌剂的处理，土壤养分含量相较于常规施肥处理，都有所下降。这是由于施用生物有机肥和生物菌剂处理并没有施用传统的农家肥，667 m2只应用了少量的生物有机肥（500 kg）和生物菌剂（20 kg），因为有机肥的差别，造成了土壤养分的下降。同时，施用生物有机肥和生物菌剂的处理，西瓜的产量和品质并没有下降，生物有机肥处理和生物有机肥+生物菌剂处理还优于常规施肥处理，这说明施用生物有机肥和生物菌剂后，能够改善土壤环境[10]，在土壤肥力较高的情况下，能够利用土壤中的养分满足西瓜生长，提高西瓜品质。

综上所述，在园区、基地、合作社等规模化种植地区，以及常年大量施用农家肥、种植西瓜年限较长的设施菜田，可以通过施用生物有机肥和生物菌剂替代农家肥的方式，在提高西瓜产量和品质的基础上，更好地利用养分，减少速效养分在土壤中的累积和浪费，促进土壤的可持续利用。