几种施肥处理对西瓜产量和品质的影响

黄鑫 ，王惠聪 ，郑肃 ，苏蔚

（1.华南农业大学园艺学院，广州，510642；2.广东陆丰市农业局）

西瓜（Citrullus lanatus），葫芦科西瓜属，一年生草本植物，是我国传统的夏令水果，占夏季水果上市量的50%以上[1]，其种植面积和产量在世界水果市场居于第5位。同时，我国是西瓜生产与消费大国，人均消费量是世界人均消费量的2～3倍，总产量占世界的70%左右[2]。随着消费需求持续快速增长，生产过程中产生的环境问题也日益明显。生产实践表明，西瓜是需肥量比较大的作物，每生产1 000 kg西瓜约需氮素2.52 kg、磷素0.92 kg、钾素3.08 kg[3]。

祝海燕[4]研究发现，过量施肥会导致土壤盐分积累，为害蔬菜根系，增加植株生理性病害的发病率。苏建党[5]研究证实，过量施肥会导致土壤肥力下降，加剧环境污染，使农作物产量和品质下降。纪梦梦等[6]发现，长期过量施用氮肥会显著增加土壤N2O的排放，加剧温室效应。大量权威研究表明，在诸多引致因素中，因过量和不合理施用化肥造成的养分流失逐渐成为我国农业污染最主要的来源之一[7]。鉴于此，2015年原农业部制定了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》，大力推行测土配方施肥等技术，以减少化肥施用量。测土配方施肥技术以土壤测试和肥料田间试验为基础，根据作物需肥规律，严格测量土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥料的基础上，精确控制氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的施用数量、施肥时期和施用方法。 王子崇等[3]、孙福来[8]、宋试金[9]、孔祥海[10]等均在试验中发现测土配方施肥能减少化肥施用量，提高西瓜的产量和品质，调查研究发现，在茶叶和软籽石榴上也有相似的结果[11，12]。

本研究在检测土壤养分的基础上，根据西瓜的需肥特性估算养分利用率设置施肥方案，对比农户平衡复合肥，研究其对西瓜产量和品质的影响，旨在为陆丰地区西瓜种植的施肥方案提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试西瓜：早佳84-24，全生育期约100 d，自农友种苗（中国）有限公司购买。供试肥料：尿素（N 46%）、过磷酸钙（P 18%）、硫酸钾（K 50%）、20-20-20=N-P2O5-K2O的平衡元素复合肥；鸡粪肥和化肥自陆丰市河西供销社肥料门市购买；光合作用提升剂（Pn）：商品名为自然红，主要成分是氨基酸稀土，氨基酸含量120 g/L，稀土含量260 g/L，中微量元素30 g/L，使用浓度为1 000倍稀释液，由广州嘉仕莱农业科技有限公司提供。供试土壤为砂壤土，经华南农业大学作物营养与施肥研究室检测，土壤的肥力状况如表1所示。

1.2 试验方法

试验于2017年8～11月在广东陆丰市碣石镇碣海场农场进行，以5 000 kg/667 m2为目标产量进行施肥。结合当地土壤理化性质，由测土配方施肥公式算出施肥量为：N肥 （尿素）70 kg/667 m2、P肥（过磷酸钙）30 kg/667 m2、K 肥（硫酸钾）75 kg/667 m2；各处理均以腐熟的鸡粪肥为基肥，整田时埋入，每667 m2施用1 000 kg，以只施基肥的处理作为对照（CK）。农户习惯施肥则按当地农民往年的经验进行，即追施20-20-20复合肥500 kg/667 m2作为T3处理，T1、T2为测土配方施肥处理，试验处理的具体设置如表2所示。按照西瓜的需肥规律，供试肥料分3次分别在苗期、抽蔓期和坐果期施用，每次用量按1/3算。每667 m2地种440株苗，每株仅留1个瓜。试验采用单因素随机设计，共4个处理，每个处理3次重复，共12个小区，小区面积50 m2，外围种植保护行。处理间用小田基分开，小田基宽约40 cm，西瓜采用双蔓整枝，主蔓长20 cm左右时开始整枝，留1条主蔓和主蔓基部1条健壮侧蔓，摘除其他侧蔓，坐果后不再整枝，但每蔓只留1个果；其他田间管理措施一致。

测土配方施肥公式[10，13]如下：土壤施肥量=单位产量养分吸收量×目标产量-土壤养分测定值×0.15×土壤养分利用系数/（肥料中养分含量×肥料当季利用率）；土壤养分利用系数=（缺素区产量×作物单位产量养分吸收量）/（土壤养分测定值×2.25）；肥料当季利用率=（施肥区作物养分吸收量-不施肥区养分吸收量）/（肥料使用量×肥料养分含量）。

1.3 测量项目与方法

西瓜果实成熟后按小区统一采摘，每小区随机摘取5个果实，计算平均单瓜质量，以平均瓜质量乘以瓜数折算西瓜每667 m2产量；直尺测量横周长与纵周长以评估果实大小；纵切果实，选取上下左右4个位置测量果皮厚度；在西瓜的中心处、1/2处以及边缘处3个部位取部分果肉，用手持折光仪测定其可溶性固形物（TSS）含量，每个部位测2个数据取平均值；将中心处果肉榨汁，用高压液相仪测定每个样品的葡萄糖、果糖和蔗糖含量。此外，在每个小区中随机选择1株正常生长的西瓜植株，随机采摘老叶（从基部数第5或6节位）和新叶（从生长点数第3或4节位）各5片健康叶子；叶绿素含量用叶绿素仪测定，仪器型号为YLS-501，由宁波科麦仪器有限公司生产，每片叶子在不同位置上测量3个数据取平均值。

表1 试验场地土壤养分含量

表2 试验处理及各处理肥料用量情况 kg/667 m2

1.4 数据分析

试验数据使用Microsoft Excel 2007数据分析软件，采用Duncan's新复极差法进行方差分析（p=0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对西瓜产量和大小的影响

由表3可知，不同施肥处理对西瓜的大小（横、纵周长）没有明显影响，但对西瓜的单瓜质量有显著影响。3个施肥处理均有增产效果，说明适量施肥有助于提高西瓜产量；与CK相比，T1、T2（配方施肥）增产6.3%、19.3%，而T3处理（农户常规施肥）追肥量更高，仅较CK增产5.8%。此外，施用光合作用提升剂的T2处理产量比T1处理提高12.2%；T3比T1处理施肥更多，但产量却稍有降低，可知多追施的肥料没有对西瓜生长发育产生明显的促进作用。

2.2 不同施肥处理对西瓜瓜皮厚度的影响

由表3可知，不同的施肥处理对西瓜瓜皮厚度有明显的影响。T1、T2处理的平均瓜皮厚度比CK分别降低22.66%、16.41%，比T3处理分别降低15.15%、6.5%；且只有CK和T1之间存在显著性差异。

2.3 不同施肥处理对西瓜TSS含量的影响

由表4可知，不同施肥处理对西瓜各部位的TSS含量有一定的影响。T1、T2处理的西瓜中心处、1/2处和边缘处3个部位中的平均TSS含量都比CK和T3有所提高；而且，T2处理下中心处和1/2处的TSS含量比T3处理的显著提高。其中，相同施肥量下，T2处理各部位的平均TSS含量都比T1更高。T3处理施肥量最大，但TSS含量都最低。

2.4 不同施肥处理对西瓜糖分含量和及其组成的影响

由表4可知，不同施肥处理对西瓜含糖量有显著影响。 在蔗糖含量上， T1＞T2＞CK＞T3，T1处理显著高于CK和T3，T2显著高于T3；在葡萄糖和果糖含量方面，CK＞T1＞T2＞T3，T1在果糖和葡萄糖含量上均显著高于T3。综合看来，仅施基肥的CK，其葡萄糖和果糖的含量都最高；配方施肥的T1、T2的蔗糖含量较高；T3施肥量最大，其蔗糖、葡萄糖、果糖的含量却最低。

表3 不同处理下西瓜的单瓜质量、大小及产量

表4 西瓜不同部位的TSS含量和不同糖分的含量

2.5 不同施肥处理对西瓜叶片叶绿素 （SPAD值）的影响

通过表4可知，不同施肥处理对西瓜叶片的叶绿素含量有显著影响。在新叶中，叶绿素含量T2＞T3＞T1＞CK；在老叶中，叶绿素含量 T2＞T1＞T3＞CK。 不论是新叶还是老叶，CK的叶绿素含量都是最低的，T2处理的叶绿素含量最高，与其他3个处理有显著性差异。

3 讨论与结论

3.1 不同施肥处理对西瓜产量的影响

合理施用氮、磷、钾肥是西瓜高产优质的前提，不合理施肥极易导致西瓜品质下降、产量减少并引起环境污染[14]。相关研究也表明，合理施用氮、磷、钾肥能显著提高草莓叶片叶绿素含量，使植株生长健壮[15]；能明显促进南瓜干物质积累和产量提高[16]。本研究结果表明，与施用平衡复合肥相比，根据土壤已知的营养元素含量来设计的施肥方案能获得更高的产量。T3处于过量施肥状态，尤其是磷肥，这会导致土壤理化性质恶化，造成作物缺锌、缺硅，进而导致西瓜产量和品质下降。而采用了测土配方施肥技术的T1和T2处理是更合理的施肥方案，不仅减少了施肥量，还显著提高了西瓜产量，配合施用光合作用提升剂对西瓜的增产效果更为显著。

3.2 不同施肥处理对西瓜品质的影响

本试验测定了西瓜的瓜皮厚度、各部位TSS含量以及可溶性糖含量等重要指标。结果表明，T1和T2处理下西瓜的果皮厚度处于0.87～1.15 cm范围内，是比较适宜的厚度[17]；同时，这2组西瓜的TSS含量在边缘处、1/2处以及中心处都较另2组更高。成熟果实中糖的组成及含量是衡量果实风味品质的重要指标，由于不同果实中可溶性糖组分和含量的差异,导致不同风味果实的形成。荆丹等[18]研究认为，西瓜总糖含量更多地取决于蔗糖含量的增加幅度。在本试验中，T1、T2处理的蔗糖含量明显较CK和T3更高，可知施肥改善了西瓜生长发育过程中的营养供给，促进了果糖和葡萄糖向蔗糖的转化，使西瓜植株生长更加健壮，西瓜的品质也因此提高。杨玉梅等[19]研究认为，中晚熟西瓜在果实成熟时主要是蔗糖的增加，这与本试验的研究结果基本一致。

叶绿素含量能影响植物的各种生理机能，是评价作物光合作用能力的重要指标之一[20]。一般而言，叶绿素含量越高，作物光合能力越强，制造碳水化合物的能力也就越强。本试验下，不论是新叶还是老叶，T2处理的叶绿素含量都是最高的。由此可知，T2处理增施的光合作用提升剂对西瓜生长发育有良好的影响。T1和T3处理西瓜叶片的叶绿素含量都比CK组高，也印证了适量施肥有利于西瓜的生长发育。

3.3 结论

本试验结果表明，相对于平衡元素的复合肥，结合西瓜的吸收特点和当地土壤性质来设计配方施肥方案，能提高西瓜产量和品质。光合作用提升剂对西瓜的增产效果显著，能提高果实综合品质。因此，本试验条件下，使用测土配方施肥技术，并配合施用光合作用提升剂，能够有效减少化肥施用量，尤其是磷肥用量，不仅有利于提高产量和品质，还能节约生产成本，降低环境污染。