生物有机肥配施硅钙钾镁肥对西瓜产量、品质及土壤养分的影响

赵 跃，黄 楠，刘继培

（1北京市大兴区农业技术推广站，北京 102600；2北京市大兴区土肥工作站，北京 102600）

0 引言

施用化肥是提高作物产量和品质的重要手段之一[1]，但过量施用化肥引起了土壤酸化、土壤肥力下降等一系列问题[2-3]。为改善过量施肥的现象，推进农业可持续发展，2015 年原农业部制定了《到2020 年化肥使用量零增长行动方案》，明确提出到2020 年主要农作物化肥使用量实现零增长[4]。因此，科学减少化肥用量，改善土壤结构和环境，修复因过量施肥造成的土壤板结、次生盐渍化等问题，是目前急需解决的问题。

生物有机肥具有普通有机肥和生物菌剂的优点，包含有机质和微生物，能够改善土壤生态环境、提高土壤肥力[5]，施用后能够提高作物产量和品质[6-7]。张凤芝等[8]研究表明，生物有机肥能够提高西瓜产量和品质。其他研究也表明，其对改善土壤理化性状、提高土壤微生物含量具有积极作用[9-10]，且施用生物有机肥的情况下，能够有效减少化肥投入[11]。硅钙钾镁肥是一种弱碱性营养型土壤调理剂，含有氮、磷、钾、钙、镁等多种植物所需的营养元素[12]。根据涂玉婷等[13]的研究，施用硅钙钾镁肥后，对提高作物产量和品质有积极影响。同时也有大量研究表明，硅钙钾镁肥能够调节土壤pH，增加土壤微生物活性，明显改善土壤酸化情况[14-16]。

本研究以大兴区常见的小果型西瓜‘L600’为研究对象，设置生物有机肥配施硅钙钾镁肥，及减少底肥化肥用量等4个处理，以常规施肥作为对照，研究上述肥料对西瓜产量、品质方面的影响，探明生物有机肥和施硅钙钾镁肥对提高土壤肥力、改善土壤环境的作用，以期为实现化肥减量提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2020年2月—6月在北京市大兴区榆垡镇京南蔬菜农业生产基地开展，位于东经116.29681°、北纬39.51863°，属永定河洪积—冲积平原。气候为暖温带半湿润大陆季风气候，年均气温为8～19℃，年平均降水量569.4 mm，年无霜期180～200天。

1.2 试验材料

试验供试作物为小果型西瓜，品种为‘L600’，由北京市大兴区农业技术推广站引进的优质小果型西瓜品种。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。供试土壤类型为砂壤土，0～20 cm 耕层土壤基本性质为有机质19.6 g/kg，碱解氮154.3 mg/kg，有效磷225.4 mg/k，速效钾198.3 mg/kg，pH 7.75。供试肥料为商品有机肥（有机质49.6%，N：2.56%，P2O5：2.96%，K2O：1.86%，水分24.8%，pH 7.8），生物有机肥（有效活菌数2.5 亿/g，有机质51.5%，水分16.2%，pH 8.2），硅钙钾镁肥(K2O：4.5%，CaO：29.3%，MgO：5.4%，SiO2：28.5%，pH 10.8)，复混肥(15-15-15)做底肥用，水溶肥(20-10-10，16-8-34)做追施用，肥料为生产厂家配送。

1.3 试验设计与方法

试验采用随机区组设计，分别设5 个处理，3 次重复，共15个小区，小区面积35 m2。各处理设计除底肥不一样，后期追肥、灌水情况完全一致，底肥在作物定植前全部一次性施入。其中，常规施肥处理(T1)：商品有机肥45 t/hm2，复混肥600 kg/hm2底施，为当地常年西瓜种植施肥情况。生物有机肥处理(T2)：商品有机肥37.5 t/hm2，生物有机肥7.5 t/hm2，复混肥600 kg/hm2底施。硅钙钾镁肥处理(T3)：商品有机肥45 t/hm2，硅钙钾镁肥750 kg/hm2，复混肥600 kg/hm2底施。生物有机肥+硅钙钾镁肥处理(T4)：商品有机肥37.5 t/hm2，生物有机肥7.5 t/hm2，硅钙钾镁肥750 t/hm2，复混肥600 kg/hm2底施。减施化肥处理(T5)：商品有机肥37.5 t/hm2，生物有机肥7.5 t/hm2，硅钙钾镁肥750 kg/hm2，复混肥300 kg/hm2底施。

表1 试验各处理肥料用量

1.4 测定分析方法

种植施肥前，在试验地块用土钻按采集0～20 cm土样，采集5个点混匀。拉秧收获后，在各小区用土钻采集0～20 cm 土样，每小区采集3 个点混匀。在西瓜膨瓜期，测量西瓜植株长势，茎粗采用游标卡尺，叶片长宽采用盒尺测量。西瓜果实成熟后，每个小区取10颗西瓜果实，进行经济产量的测定。每小区随机选取3颗果实，对品质进行测定。西瓜产量用电子秤测量；Vc采用2,6-二氯靛酚法测定，硝酸盐采用分光光度计法测定，可溶性固定物采用阿贝折射仪法。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，pH 采用土水比2.5:1 浸提，酸度计测定。试验所涉及数据采用Excel 2019 和SPSS 19.0软件进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 生物有机肥配施硅钙钾镁肥对西瓜产量的影响

通过图1 可以看出，T4 处理西瓜产量最高，为47841.15kg/hm2，其次为T5处理，产量为47369.75kg/hm2，二者之间差异不显著，但与T1 处理相比均差异显著，产量分别提高8.05%和6.99%。T1、T2、T3 处理之间，差异不显著。单独施用生物有机肥和硅钙钾镁肥没有明显提升西瓜产量，二者配合施用后效果明显，且在此基础上减量施肥未降低西瓜产量。

图1 生物有机肥配施硅钙钾镁肥对西瓜产量的影响

2.2 生物有机肥配施硅钙钾镁肥对西瓜果实品质的影响

不同处理对西瓜果实品质的影响见表2。其中，T4处理心糖含量最高，与其他处理均差异显著，与T1处理相比提高13.08%。T2、T3、T5处理之间心糖含量差异不显著，与T1 处理相比分别提高4.67%、6.54%、11.21%，且均差异显著。T4处理边糖含量最高，与T1处理相比提高5.77%，差异显著，与其他处理相比差异不显著。T2、T5 处理与T1 处理相比差异显著。说明生物有机肥和硅钙钾镁肥对提高西瓜果实中糖含量具有显著作用，且二者配合施用效果最为明显。减量施肥后心糖含量有所下降，但仍优于常规施肥，说明在施用机肥和硅钙钾镁肥的前提下，可以减少化肥施用。

表2 不同处理对西瓜果实品质的影响

T4、T5处理西瓜果实维生素C含量与其他处理相比差异显著，与T1相比分别提高18.57%和16.25%，但二者之间差异不显著。T2、T3处理与T1相比维生素C含量分别提高5.64%和7.02%，但差异不显著。说明在生物有机肥和硅钙钾镁肥同时施用的情况下，对提高西瓜果实中维生素C 的含量具有明显效果，单独施用效果并不显著，且减量施肥对果实中维生素C 含量没有产生明显影响。

T1处理西瓜果实总酸含量最高，其他处理相比差异显著。T2、T3、T4、T5处理与T1处理相比，总酸含量分别降低25.00%、31.25%、31.25%、37.50%，且互相之间差异不显著。说明生物有机肥和硅钙钾镁肥对降低西瓜果实中的总酸含量具有明显效果。

T1、T3处理西瓜果实硝酸盐含量明显高于其他处理，达到显著差异，且二者之间差异不显著。T2、T4、T5 处理之间硝酸盐含量差异不显著，与T1 相比硝酸盐含量分别下降20.11%、18.22%和27.65%。T5 处理硝酸盐含量最低，为92.1 mg/kg。说明硅钙钾镁肥对于西瓜果实中硝酸样含量没有明显影响，生物有机肥能够显著降低硝酸盐的含量。同时，减量施肥能够进一步减少果实中硝酸盐的含量，进而提高果实品质。

2.3 生物有机肥配施硅钙钾镁肥对土壤养分的影响

不同处理对土壤养分的影响见表3。其中，各处理土壤有机质和碱解氮含量变化不明显，差异不显著，说明施用生物有机肥和硅钙钾镁肥对提高土壤有机肥和碱解氮的作用不明显。

表3 不同处理对土壤养分的影响

T4处理土壤有效磷含量最高，与T5、T3处理相比差异不显著，与T1相比提高15.59%，且差异显著。T5处理有效磷含量与T1处理相比，差异显著，与其他处理相比差异均不显著。T2、T1处理有效磷含量差异不显著。说明生物有机肥和硅钙钾镁肥均能够提高土壤中有效磷的含量，且硅钙钾镁肥效果更为明显。减量施肥能够降低土壤有效磷含量，但仍高于常规施肥处理。

T4 处理土壤速效钾含量最高，与T1 相比提高9.39%，与T3处理相比差异不显著，与其他处理达到显著差异水平。T3处理土壤速效钾含量与T1相比提高4.99%，显著差异，且与其他处理差异不显著。T1、T2、T5 处理见土壤速效钾含量差异不显著。说明硅钙钾镁肥能够提高土壤速效钾含量，配合生物有机肥施用后，效果最为明显。减量施肥能够显著减少土壤中速效钾含量。

元蔓高速公路（玉溪段）勘察主要难点分析及勘察对策……………………………………………… 郝莉莉，章卫卫（8-64）

T3、T4、T5 3 个处理土壤pH 变化不显著，与T1、T2 处理相比，均差异显著。T1、T2 处理土壤pH 明显低于其他处理，二者间差异不显著。说明施用硅钙钾镁肥能够显著提高土壤pH，从而改善施肥后土壤酸化的情况。施用生物有机肥对土壤pH没有明显作用，减量施肥对土壤pH变化没有明显影响。

2.4 不同施肥处理西瓜经济效益分析

不同处理西瓜经济效益情况见表4。T4处理纯收入最高，与T1相比增收5.77%，T5处理与T1相比增收5.04%。T2 处理与T1 处理相比，降低0.41%。说明生物有机肥配施硅钙钾镁肥，能够起到明显的增收效果。

表4 不同处理西瓜经济效益情况

3 讨论与结论

生物有机肥可以提高土壤微生物及土壤酶活性，从而促进植物的营养生长，达到增产增收的效果[17]。本试验中，单独施用生物有机肥情况下，西瓜产量没有明显提升，这与李亚娟等[18]的研究不符，这是由于在本试验设计中生物有机肥采用少量替代常规有机肥的方式进行施用，且西瓜后期追肥量较大，尽管施用生物有机肥后产量有所增加，但未达到显著效果。硅钙钾镁肥主要作为一种改善土壤酸化的调理剂应用，对作物的增产效果主要是通过改善pH，补充Ca、Mg 等微量元素的方式实现[13,19]。本试验地块土壤pH属于中性土壤，西瓜产量并没有受到土壤酸化的影响，所以硅钙钾镁肥没有明显提高西瓜产量。二者配合施用后，在相互作用下，西瓜产量增加明显。同时，在此条件下减少底肥50%复混肥的施用，并没有对西瓜的产量造成明显影响，说明底肥中减少复混肥的施用并不会对西瓜生长造成显著影响，这与游秋香等[20]的研究结果相符。

生物有机肥在提供有机质的基础上，通过微生物作用，改善土壤整体生物环境，总而提高作物品质[21]。研究表明，生物有机肥能够提高作物品质，减少作物用硝酸盐含量[11,17-18]。本试验中单独生物有机肥能够提高果实中糖含量，降低总酸和硝酸盐含量，没有提高果实中维生素C 含量，这可能是由于生物有机肥施用量不高造成的，这与王成等[6]的研究结果相符。硅钙钾镁肥是一种枸溶性矿物肥料，相比于传统土壤调理剂，含有植物所需的多种元素，通过改善作物生长环境，能够提高作物的品质[14,22-23]。本试验结果表明，施用硅钙钾镁肥能够提高果实糖含量，降低总酸含量，对维生素C 和硝酸盐含量没有明显作用。两种肥料配合施用后，能够明显提高西瓜果实品质，同时减少化肥施用后，能够进一步减少硝酸盐含量。

生物有机肥和硅钙钾镁肥能够改善土壤环境，提高土壤养分含量[24-25]。本试验结果表明，生物有机肥和硅钙钾镁肥对有机质和碱解氮效果不明显，对提高土壤中有效磷、速效钾含量有明显促进作用，与栗方亮等[26]的研究结果相符。同时，硅钙钾镁肥作为一种营养性土壤调理剂，利于改良酸性土壤，能够明显提高土壤pH，改善因施肥造成的土壤酸化，本试验结果也证明了这一点。由于试验所处地区普遍在pH 7～8之间，故效果没有前人研究明显。

施用生物有机肥和硅钙钾镁肥单独施用对西瓜经济效益没有明显作用，二者配合施用后，因增产效果明显，对西瓜效益提升较大。而由于生物有机肥价格较高，单独施用的情况下会造成成本上升，建议结合自身土壤和西瓜种植情况，调整施用量。目前西瓜在滴灌及微喷条件下应用的高品质全水溶肥普遍价格较高，选择物美价廉的水溶肥是提高西瓜收益的另一种方法。

生物有机肥配施硅钙钾镁肥能够明显提高西瓜产量和品质，对提高土壤养分、改善土壤酸化情况具有积极作用。在此条件下减施化肥，能够保证西瓜的产量和品质，增加瓜农收益，是减少化肥用量，促进土壤可持续利用的一种有效施肥方法。