鄧英毅，葉亦心,3，莫干輝，鄭虛，雷雪嬌，梁月滔，甘遠(yuǎn)東

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木薯淀粉厭氧發(fā)酵液對(duì)西瓜生長(zhǎng)和產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

鄧英毅1，葉亦心1,3，莫干輝1，鄭虛2*，雷雪嬌1，梁月滔1，甘遠(yuǎn)東1

(1.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西南寧530004；2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，廣西南寧530007；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院/湖南省馬鈴薯工程中心，湖南長(zhǎng)沙 410128)

以‘黑美人’西瓜為研究對(duì)象，研究施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液(化學(xué)耗氧量1 200 mg/L，用量為150 t/hm2)對(duì)西瓜生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液，西瓜的側(cè)蔓長(zhǎng)度、側(cè)蔓粗度、側(cè)蔓節(jié)間長(zhǎng)度、葉片長(zhǎng)度、葉片寬度與常規(guī)施肥處理的差異達(dá)極顯著水平，分別比常規(guī)施肥處理提高了64.4%、51.6%、13.5%、20.9%、16.8%；施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液西瓜的單株結(jié)瓜數(shù)、單瓜質(zhì)量、單位面積產(chǎn)量與常規(guī)施肥處理的差異達(dá)極顯著水平，分別比常規(guī)施肥處理提高61.9%、72.7%、105.8%，但第一瓜著生節(jié)位與常規(guī)施肥無(wú)顯著差異；施用木薯粉淀厭氧發(fā)酵液極顯著提高了西瓜的縱徑、橫徑、果形指數(shù)、縱周長(zhǎng)和橫周長(zhǎng)，分別比常規(guī)施肥處理的高35.2%、20.9%、9.4%、26.4%、30.0%；施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液的西瓜的可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、V–C和可滴定酸含量極顯著高于常規(guī)施肥處理的，分別比常規(guī)施肥處理的高34.2%、58.8%、14.3%、26.8%、50.0%，但可食率的差異不明顯。表明木薯淀粉厭氧發(fā)酵液可作為追肥在西瓜生產(chǎn)中應(yīng)用。

西瓜；木薯淀粉厭氧發(fā)酵液；生長(zhǎng)發(fā)育；產(chǎn)量；果實(shí)品質(zhì)

中國(guó)90%以上的木薯用于加工淀粉和乙醇[1]。據(jù)中國(guó)淀粉協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2011年中國(guó)生產(chǎn)木薯淀粉83.9萬(wàn)t，木薯淀粉生產(chǎn)過(guò)程中每生產(chǎn)1 t淀粉約產(chǎn)生15 m3廢液，全國(guó)每年木薯淀粉生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢液超過(guò)1 200萬(wàn)t。木薯淀粉厭氧發(fā)酵液是木薯淀粉生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)過(guò)厭氧工藝處理后產(chǎn)生的廢液。按環(huán)保部門(mén)的要求，廢液要經(jīng)過(guò)“厭氧+好氧”的工藝處理后，將化學(xué)耗氧量降到排放標(biāo)準(zhǔn)才能對(duì)外排放。厭氧工藝技術(shù)成熟且簡(jiǎn)單易行，只需要在厭氧發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵，可將化學(xué)耗氧量降至2 000 mg/L左右。但要達(dá)到國(guó)家對(duì)外排放標(biāo)準(zhǔn)還需經(jīng)過(guò)好氧處理，而這樣的處理需要投入大量的好氧設(shè)備，且處理時(shí)間較長(zhǎng)，增加了治理成本[2]。木薯淀粉厭氧發(fā)酵液含有豐富的有機(jī)質(zhì)和其他營(yíng)養(yǎng)成分，如氮、鉀、磷、鈣、鎂、硫、鐵、錳、銅和鋅等多種元素以及生命活性物質(zhì)，這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可利用率高，能迅速被作物吸收利用。木薯淀粉厭氧發(fā)酵液若能直接應(yīng)用于農(nóng)作物生產(chǎn)，不僅可以減少企業(yè)治污投入，還可降低種植成本，實(shí)現(xiàn)資源化利用。目前，木薯淀粉廢液作為液體肥料已成功應(yīng)用于香蕉[3]、南瓜[4]和香菇[5–6]、金針菇[7]等的生產(chǎn)。本研究中，以‘黑美人’西瓜為試材，研究施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液對(duì)西瓜生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的影響，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1　供試土壤與材料及方法

1.1　供試土壤

試驗(yàn)地位于廣西南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)壇洛鎮(zhèn)。土壤為黃壤土，質(zhì)地為砂壤土，土質(zhì)疏松。土壤pH值為5.5，有機(jī)質(zhì)含量為 24.5 g/kg，速效氮含量為135.6 mg/kg，速效磷含量為19.8 mg/kg，速效鉀含量為169.3 mg/kg。

1.2　材料

供試西瓜品種為‘黑美人’，砧木為西葫蘆，均來(lái)自珠海市農(nóng)之友種子有限公司。木薯淀粉厭氧發(fā)酵液的pH值為7.7，化學(xué)耗氧量為1 200 mg/L，氮、磷、鉀、鋅、鐵、錳、有機(jī)質(zhì)含量分別為220.00、19.68、335.00、0.54、57.22、3.25、841.00 mg/L(按TB/T8538—95檢測(cè))。供試復(fù)合肥的N、P2O5、K2O質(zhì)量比為15∶15∶15。有機(jī)肥中的氮、磷、鉀、鈣、鎂、有機(jī)質(zhì)含量分別為1.85%、2.03%、1.89%、2.01%、1.32%、55.2%。

1.3　方法

育苗在塑料大棚中進(jìn)行。采用嫁接育苗法。砧木在營(yíng)養(yǎng)杯中培育?！诿廊恕鞴喜シN在托盤(pán)里，長(zhǎng)出來(lái)后采集接穗嫁接。待嫁接苗長(zhǎng)到2~3片真葉，移栽到田間定植。栽植方式為單行種植，株行距為1.67 m×2.50 m。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。小區(qū)面積約為167 m2。重復(fù)3次。設(shè)2個(gè)處理：根據(jù)本課題組前期研究[2–4]結(jié)果，施用化學(xué)耗氧量為1 200 mg/L的木薯淀粉厭氧發(fā)酵液，總量62.5 kg/株，約150 t/hm2，記為A處理；常規(guī)施復(fù)合肥(N、P2O5、K2O質(zhì)量比為15∶15∶15)750 kg/hm2，結(jié)合灌水(用水總量約為150 t/hm2)，記為B處理。木薯發(fā)酵液和復(fù)合肥均分3次施入，分別在西瓜的伸蔓期、坐瓜前期和果實(shí)膨大期，用量分別為總量的1/6、1/3、1/2。各處理均一次性施用有機(jī)肥4.5 t/hm2作基肥。采用三子蔓式整形法，即當(dāng)側(cè)蔓長(zhǎng)至5~6節(jié)時(shí)摘心，促其基部抽長(zhǎng)子蔓，每株選留3條健壯子蔓生長(zhǎng)和結(jié)果。

1.4　測(cè)定項(xiàng)目及方法

開(kāi)花坐果期，調(diào)查西瓜側(cè)蔓的長(zhǎng)度、粗度、節(jié)數(shù)、節(jié)間長(zhǎng)度，葉片長(zhǎng)度和寬度，第一瓜著生節(jié)位等，其中葉片長(zhǎng)度和寬度以主莖頂端完全展開(kāi)的倒數(shù)第10片葉為調(diào)查對(duì)象。每處理調(diào)查10株。

果實(shí)采收期，選擇成熟度相同的果實(shí)測(cè)定果實(shí)外觀形狀和品質(zhì)，包括單果質(zhì)量、果實(shí)縱徑和橫徑、果形指數(shù)、可溶性固形物(TSS)含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、可滴定酸含量、V–C含量等指標(biāo)。TSS采用WYT(0–32%)手持糖量計(jì)測(cè)定；可滴定酸采用氫氧化鈉滴定法測(cè)定[8]；V–C含量采用 2，6–二氯酚靛酚法測(cè)定[8]；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定[9]；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G–250法(Bradford法)測(cè)定[10]。每個(gè)小區(qū)收獲全部果實(shí)，計(jì)產(chǎn)。

1.5　數(shù)據(jù)分析

采用SPSS18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析；采用獨(dú)立樣本檢測(cè)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2　結(jié)果與分析

2.1　施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液對(duì)西瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響

施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液能極顯著促進(jìn)西瓜枝蔓和葉片的生長(zhǎng)發(fā)育，西瓜的側(cè)蔓長(zhǎng)度、側(cè)蔓粗度、側(cè)蔓節(jié)間長(zhǎng)度、葉片長(zhǎng)度和葉片寬度提高極顯著，分別比常規(guī)施肥處理提高64.4%、51.6%、13.5%、20.9%、16.8%(表1)。

表1　施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液和化肥后西瓜的生長(zhǎng)情況

“**”表示同列2組數(shù)據(jù)差異達(dá)極顯著水平。

2.2　施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液對(duì)西瓜結(jié)果性狀和產(chǎn)量的影響

施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液的開(kāi)始坐瓜和收獲期均提前半個(gè)月左右，其單株瓜數(shù)、單瓜質(zhì)量、產(chǎn)量極顯著提高，分別比常規(guī)施肥處理提高61.9%、72.7%、105.8%，但第一瓜著生節(jié)位與常規(guī)施肥處理的沒(méi)有顯著差異(表2)。

表2　施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液和化肥后西瓜的結(jié)果性狀和產(chǎn)量

“**”表示同列2組數(shù)據(jù)差異達(dá)極顯著水平。

2.3　施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液對(duì)西瓜果實(shí)外觀形狀和品質(zhì)的影響

施用木薯粉淀厭氧發(fā)酵液能顯著提高西瓜的果實(shí)縱徑、橫徑、果形指數(shù)、縱徑和橫徑周長(zhǎng)，分別比常規(guī)施肥處理高35.2%、20.9%、9.4%、26.4%、30.0%(表3)。

表3　施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液和化肥后西瓜的外觀性狀

“**”表示同列2組數(shù)據(jù)差異達(dá)極顯著水平。

施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液能極顯著提高西瓜的果實(shí)品質(zhì)，其可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、V–C和可滴定酸含量分別比常規(guī)施肥處理高34.2%、58.8%、14.3%、26.8%、50.0%；兩處理的可食率沒(méi)有顯著差異(表4)。

表4　施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液和化肥后西瓜的品質(zhì)

“**”表示同列2組數(shù)據(jù)差異達(dá)極顯著水平。

3　結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，施用化學(xué)耗氧量為1 200 mg/L的木薯淀粉厭氧發(fā)酵液(150 t/hm2)能顯著增加西瓜側(cè)蔓的長(zhǎng)度、粗度、節(jié)數(shù)和節(jié)間長(zhǎng)度，增加葉片長(zhǎng)度和寬度，并始終有較多的綠葉維持植株的生長(zhǎng)，使得植株具有充足的養(yǎng)分儲(chǔ)備，促進(jìn)西瓜果實(shí)的膨大，從而提高單株結(jié)瓜數(shù)和單瓜質(zhì)量。同時(shí)，施用木薯淀粉厭氧發(fā)酵液的西瓜果實(shí)品質(zhì)也得到明顯改善，果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、果形指數(shù)、果實(shí)縱徑周長(zhǎng)、可溶性固形物、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、V–C含量、可滴定酸含量均顯著提高，這可能是因?yàn)槟臼淼矸蹍捬醢l(fā)酵液豐富的有機(jī)質(zhì)含量和較高的pH值可改善土壤的理化性狀和調(diào)節(jié)土壤pH值，進(jìn)而提高肥料的利用率，促進(jìn)西瓜的生長(zhǎng)發(fā)育，提高西瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)[11–15]，木薯淀粉厭氧液在西瓜生產(chǎn)中的應(yīng)用是一項(xiàng)增產(chǎn)增收和環(huán)境友好型措施。

[1] 王文泉，葉劍秋，李開(kāi)綿，等．我國(guó)木薯酒精生產(chǎn)現(xiàn)狀及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)——廣西、海南木薯考察報(bào)告[J]．熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，26(4)：44–49．

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責(zé)任編輯：尹小紅

英文編輯：梁和

Effects of cassava starch anaerobic fermentation liquid on watermelon growth, yield and fruit quality

DENG Yingyi1, YE Yixin1,3, MO Ganhui1, ZHENG Xu2*, LEI Xuejiao1, LIANG Yuetao1, GAN Yuandong1

(1.College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530004, China; 2.Cash Crops Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007,China; 3.College of Horticulture and Landscape, Hunan Agricultural University/ Hunan Provincial Engineering Research Center for Potatoes, Changsha 410128, China)

The watermelon ‘Heimeiren’ was used as material, applying the cassava starch anaerobic fermentation liquid (the chemical oxygen consumption was 1 200 mg/L, 150 t/hm2) to study the effects of cassava starch anaerobic fermentation liquid on growth, yield and quality of watermelon. The results showed that the treatment of applying the cassava starch anaerobic fermentation liquid treatment’s growth of lateral vine length, lateral vine thickness, lateral internode length, the fruit setting number, the single fruit weight and the yield were 64.4%, 51.6%, 13.5%, 20.9%, 16.8%, 61.9%, 72.7% and 105.8% higher than those of the general chemical fertilizer treatment, respectively. There was no significant difference in the first melon position between the two treatments; The longitudinal diameter, transverse diameter, fruit shape index, vertical diameter perimeter and horizontal diameter perimeter of watermelon fruit of applying the cassava starch anaerobic fermentation liquid treatment were 35.2%, 20.9%, 9.4%, 26.4% and 30.0% respectively, which were significantly higher than those of the general chemical fertilizer treatment. The contents of soluble solids, soluble sugar, soluble protein, vitamin C and titratable acid were 34.2%, 58.8%, 14.3%, 26.8% and 50.0% respectively, which were significantly higher than those of the general chemical fertilizer treatment, but there were no significant difference in the edible rate between the two treatments. Therefore, cassava starch anaerobic fermentation liquid can be used as additional fertilizer in watermelon production.

watermelon; cassava starch anaerobic fermentation liquid; growth; yield; fruit quality

S651.2

A

1007-1032(2017)05-0529-04

2016–09–26

2017–09–10

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31260461)；廣西科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(桂科合1346011)；廣西大學(xué)大學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和科技創(chuàng)新能力訓(xùn)練基金項(xiàng)目(SYJN20131513)；廣西大學(xué)“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目(129)

鄧英毅(1972—)，女，壯族，博士，副教授，主要從事園藝植物栽培與育種研究，yingyideng@163.com；*通信作者，鄭虛，研究員，主要從事經(jīng)濟(jì)作物育種與有機(jī)剩余物環(huán)保資源化綜合利用研究，zhengxu@gxaas.net

投稿網(wǎng)址：http://xb.hunau.edu.cn