史雅靜 龐月 王玉榮 王輝 杜丙久 劉佳良 張柏虹

摘要 [目的]研究西瓜膨瓜期不同肥料配施對西瓜果實(shí)營養(yǎng)積累及土壤根際脲酶活性的影響，為西瓜優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)及有機(jī)廢棄物的資源化利用提供科學(xué)依據(jù)。[方法]在大田試驗(yàn)條件下，研究蚓糞、雞糞、化肥不同配施處理對西瓜葉綠素、果實(shí)營養(yǎng)積累及土壤脲酶活性的影響。[結(jié)果]與不施肥（CK）相比，追施膨瓜肥的不同處理不僅對西瓜葉綠素含量、果實(shí)可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、甜度均有不同程度的提高，而且對西瓜根際土壤脲酶活性也有不同程度的影響，表現(xiàn)為含有有機(jī)肥的各處理脲酶活性與對照相比均呈逐漸上升趨勢，而單施化肥處理呈先上升后下降的趨勢。[結(jié)論]綜合比較各項(xiàng)指標(biāo)，雞糞與蚓糞（JY）配施處理西瓜果實(shí)營養(yǎng)積累效果更佳，是較理想的配施措施。

關(guān)鍵詞 西瓜；蚓糞；葉綠素；可溶性糖；可溶性蛋白；土壤脲酶活性

中圖分類號 S651文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2018）16-0133-04

Abstract [Objective] Effect of its application vermicompost coapplide with different fertilizers on fruit nutrition accumulation and the urease activity in rhizosphere soil of watermelon during the fruiting period was studied，and provide important scientific basis of watermelon highquality production and agricultural organic waste recycling.[Method] Effects of different combinations treatments of vermicompost，chicken manure and chemical fertilizers on watermelon chlorophyll nutrition accumulation and soil urease activity were studied under field condition.[Result] Compared to the CK （neither urea nor vermicompost and chicken manure was applied） treatment，topdressing different combinations treatments not only increased the content of chlorophyll，soluble sugar and soluble protein as well as sweetness in watermelon，but also affected the urease activity in rhizosphere soil of watermelon in varying degrees.Compared with the control，the activity of urease with organic manure showed a gradual upward trend，while the single fertilizer showed the trend of first increasing and then decreasing.[Conclusion] Comprehensive comparison of the indicators，vermicompost coapplide with chicken manure （50% and 50% of nitrogen was provided by vermicompost and chicken manure，respectively） had better effect on the nutrition accumulation in watermelon fruit during the fruiting period，which was an ideal fertilization practices.

Key words Watermelon；Vermicompost；Chlorophyll；Soluble sugar；Soluble protein；Soil urease activities

在西瓜生產(chǎn)中，由于不合理施肥導(dǎo)致西瓜品質(zhì)下降，對人們健康存在安全隱患，如西瓜中累積的過量硝酸根可在人體內(nèi)生成強(qiáng)的致癌物亞硝胺[1]。因此合理施肥、適時施肥備受瓜農(nóng)的關(guān)注。西瓜生長的不同階段對肥料的要求不同，其中在膨瓜期需要大量的養(yǎng)分向果實(shí)中轉(zhuǎn)運(yùn)，積累C、N養(yǎng)分，滿足果實(shí)急劇膨大需要[2]，因此關(guān)于追施肥料的種類、用量研究一直備受廣大學(xué)者的關(guān)注。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)有機(jī)肥料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中被廣泛使用，但隨著規(guī)?；B(yǎng)殖業(yè)的興起與運(yùn)作，禽畜糞便逐漸成為大量種植農(nóng)場有機(jī)肥的主要來源，這種有機(jī)肥與傳統(tǒng)有機(jī)肥相比有本質(zhì)上的變化[3]，如在年出欄10 000頭的豬場，糞便中排出的砷元素折合As2O3約為230 kg/a[4]?？梢姡Y選適合的有機(jī)肥種類至關(guān)重要。

蚓糞作為一種天然的生態(tài)有機(jī)肥，近年來在各領(lǐng)域的應(yīng)用研究備受國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注[5]。蚓糞是通過蚯蚓消化有機(jī)廢棄物而產(chǎn)生的均勻顆粒，具有良好的物理性狀，同時其礦質(zhì)養(yǎng)分豐富，有機(jī)質(zhì)含量高，含有多種有益于植物生長的酶和植物激素類物質(zhì)[6-7]，且可以改善土壤肥力，促進(jìn)植物生產(chǎn)，改善果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量，被廣泛應(yīng)用于多種植物的種植試驗(yàn)中[8-10]。而將蚓糞與常見的雞糞、化肥配施，以追施膨瓜肥的方式應(yīng)用于西瓜田間試驗(yàn)，驗(yàn)證其田間效果研究較少。筆者以蚯蚓吞噬菇渣、秸稈、藥渣等有機(jī)固體廢棄物經(jīng)過腸道消化后產(chǎn)生的蚓糞與常見雞糞、化肥進(jìn)行不同配施試驗(yàn)，研究西瓜膨瓜期不同肥料配施對西瓜果實(shí)營養(yǎng)積累及土壤根際脲酶活性的影響，以期為西瓜優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)及有機(jī)廢棄物的資源化利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在遼寧科技學(xué)院教學(xué)試驗(yàn)基地進(jìn)行，供試土壤為菜園土，其理化性質(zhì)：pH 6.34，全氮20.12 g/kg，有機(jī)碳114.5 g/kg，田間持水量21.55%（質(zhì)量含水量）。采樣深度0～20 cm，自然風(fēng)干后研磨，過2 mm篩，備用。

1.2 試驗(yàn)材料 供試西瓜品種為地雷王，由河北省青縣興運(yùn)蔬菜良種繁育中心生產(chǎn)。供試雞糞：由鮮雞糞發(fā)酵后施用，全氮16.17 g/kg，有機(jī)碳49.86 g/kg，取自遼寧科技學(xué)院教學(xué)試驗(yàn)基地養(yǎng)雞場。供試蚯蚓：赤子愛勝蚓（Eisenia foetida），購自遼寧沈陽尊龍農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖技術(shù)有限公司。供試蚓糞∶自制蚓糞，主要是有機(jī)固體廢棄物（秸稈∶藥渣∶菇渣=3∶2∶1）通過“赤子愛勝蚓”蚯蚓堆制處理后的產(chǎn)物。秸稈、菇渣取自中國藥都周邊農(nóng)戶。藥渣取自遼寧華源本溪三藥有限公司，其主要成分有柴胡、白芍、枳殼、延胡索、香附、炙甘草。供試化肥為磷二銨，含氮18%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計 以常規(guī)追施化肥總氮量水平（按照117 kg N/hm2計算）為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。試驗(yàn)共設(shè)7個處理：不施肥處理為空白對照（CK）；單施化肥（H）、單施雞糞（J）、單施蚓糞（Y）均按照等氮量追肥；在等氮量條件下按照不同肥料各提供1/2氮素量設(shè)3個處理，分別為雞糞+化肥（JH）、蚓糞+化肥（YH）、雞糞+蚓糞（JY）。各處理均采用根外追肥。

試驗(yàn)于2017年5—8月在遼寧科技學(xué)院教學(xué)試驗(yàn)基地露地進(jìn)行，按常規(guī)育苗方式進(jìn)行苗期管理。西瓜幼苗三葉一心時定植，定植溝長25.0 m，寬0.6 m，深0.2 m，溝間距2.0 m，種植面積660 m2，每溝作為1個處理，每個處理50個重復(fù)。按照常規(guī)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一施入底肥，開花期進(jìn)行人工授粉，膨瓜期按照總氮量相同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行追肥，促進(jìn)果實(shí)生長，并在追肥后7、14、21 d進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的檢測，共測定3次。西瓜果實(shí)于7月29日—8月4日采收。生育期內(nèi)壓蔓、摘心（坐瓜后）打杈、水分控制等均按照常規(guī)西瓜種植管理方法進(jìn)行。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

各處理土壤人工混勻后，分別隨機(jī)取4份進(jìn)行土壤理化性質(zhì)、酶活性檢測。8月2日采收授粉時間相同的西瓜，每處理4次重復(fù)，將果肉勻漿后用于各項(xiàng)生理指標(biāo)的測定。葉綠素采用分光光度法測定；可溶性糖采用3，5-二硝基水楊酸（DNS）比色法測定；甜度采用數(shù)顯防水糖度計（LH-B55）測定；可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定；脲酶活性采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測定，脲酶活性以1 g土壤在37 ℃培養(yǎng)24 h時釋放出NH3-N的毫克數(shù)表示[11]。土壤理化性質(zhì)采用常規(guī)分析方法測定[12]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016和SPSS 19.0對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。各處理之間的顯著差異采用單因素方差分析（ANOVA）評價，平均值多重比較采用最小顯著極差法（LSD法，P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同追肥處理對西瓜葉綠素含量的影響

由圖1可知，追施膨瓜肥的各個處理對西瓜葉綠素含量均有一定程度的影響，且各處理的葉綠素含量均高于對照（CK），單因素方差分析（ANOVA）結(jié)果顯示，各處理與對照之間差異顯著（P<0.05）（7 d：F=6.77，P=0.002；14 d：F=19.35，P=0.00；21 d：F=129.745，P=0.00），可見各處理均可使西瓜葉綠素含量有不同程度的增加。在整個追肥階段，JY處理的葉綠素含量明顯增加，YH處理在21 d有一個明顯的增加，其余各處理的葉綠素含量變化不大，多重比較結(jié)果顯示，JY處理與各處理之間差異顯著（P<0.05），其余各處理之間差異不顯著（P>0.05）。表明JY、JH 2個處理可以明顯提高西瓜葉綠素含量，其中JY處理效果最佳。

2.2 不同追肥處理對西瓜果實(shí)營養(yǎng)的影響

2.2.1 不同追肥處理對西瓜果實(shí)可溶性蛋白含量的影響。

由圖2可知，追施膨瓜肥不同處理對西瓜果實(shí)可溶性蛋白均有不同程度的影響，且各處理的可溶性蛋白含量均高于對照。單因素方差分析（ANOVA）結(jié)果顯示，各處理與對照之間差異顯著（P<0.05）（F=5.248，P=0.005）。多重比較結(jié)果顯示，H、Y、HY 3個處理之間差異不顯著（P>0.05），說明單施化肥（H）、單施蚓糞（Y）、蚓糞與化肥（HY）配施3個處理對西瓜可溶性蛋白影響較大，JY與JH 2個處理與J處理相比，JY處理西瓜果實(shí)可溶性蛋白含量明顯提高，且差異顯著（P<0.05）。這表明追施膨瓜肥各處理均可以提高西瓜果實(shí)可溶性蛋白含量，其中雞糞和蚓糞（JY）配施對可溶性蛋白含量的影響更明顯。

2.2.2 不同追肥處理對西瓜果實(shí)可溶性糖含量的影響。

追施膨瓜肥不同處理對西瓜果實(shí)可溶性糖含量影響的單因素方差分析（ANOVA）結(jié)果顯示，各處理與對照之間差異顯著（P<0.05）（F=44.39，P=0.00）。

由圖3可知，追施膨瓜肥不同處理對西瓜果實(shí)可溶性糖含量均有不同程度的影響，其中Y、JY 2個處理對西瓜果實(shí)可溶性糖含量影響最大（12.16%、12.74%），但2個處理之間差異不顯著（P=0.146， P>0.05），且顯著高于其余4個處理（P<0.05），而4個處理之間差異不顯著（P=0.244，P=0.671，P=0.427，P>0.05）?？梢娮肥┡蚬戏什煌幚砭芴岣呶鞴瞎麑?shí)可溶性糖含量，其中單施蚓糞（Y）、蚓糞和雞糞（JY）配施2個處理效果最明顯，其余各處理對西瓜果實(shí)可溶性糖含量影響接近。

2.2.3 不同追肥處理對西瓜果實(shí)甜度的影響。

追施膨瓜肥不同處理對西瓜果實(shí)甜度的影響單因素方差分析（ANOVA）結(jié)果顯示，各處理與對照之間差異顯著（P<0.05）（心：F=14.50，P=0.00；邊：F=47.48，P=0.00）。

由圖4可知，追施膨瓜肥不同處理對西瓜果實(shí)甜度有不同程度的影響。其中，Y、JY 2個處理西瓜中心部分的果肉甜度最大，但2個處理之間差異不顯著（P=0.363；P>0.05）。Y處理西瓜果實(shí)靠近西瓜皮邊上的果肉甜度最大（P<0.05）。

2.3 不同追肥處理對西瓜根際土壤脲酶活性的影響

由圖5可知，含有有機(jī)肥的各處理脲酶活性均呈逐漸上升趨勢，單施化肥處理脲酶活性與對照相比呈先上升后下降的趨勢。單因素方差分析（ANOVA）結(jié)果顯示，各處理與對照之間差異顯著（P<0.05）（7 d：F=104.34，P=0.00；14 d：F=383.32，P=0.00；21 d：F=27.19，P=0.00）。這表明各處理對西瓜根際土壤脲酶活性均有不同程度的影響。在西瓜果實(shí)膨大后期，不同肥料配施處理的土壤脲酶活性比單施肥料處理高。其中JY處理在整個膨大期均對土壤脲酶活性的提高幅度最顯著，達(dá)最大值95.94 mg/g，差異顯著（P<0.05）。

3 討論

土壤酶作為土壤組分中最活躍的有機(jī)成分之一，其活性是土壤生物學(xué)活性和土壤肥力的重要指標(biāo)[13-14]。脲酶是土壤氮循環(huán)的關(guān)鍵酶，其酶促反應(yīng)的產(chǎn)物氨是植物氮源之一，其活性反映土壤有機(jī)氮向有效態(tài)氮的轉(zhuǎn)化能力和土壤無機(jī)氮的供應(yīng)能力[15]。該研究結(jié)果顯示，含有有機(jī)肥各處理均能不同程度地提高土壤脲酶活性。這可能是生物有機(jī)肥含有大量的酶，對土壤酶有增加作用，而且能夠?yàn)楫a(chǎn)酶微生物提供豐富的營養(yǎng)源，有利于產(chǎn)酶微生物的繁殖。這與孫家駿等[16]研究生物有機(jī)肥對獼猴桃土壤脲酶活性影響時發(fā)現(xiàn)，在膨大期土壤脲酶活性顯著增加的研究結(jié)果一致。該試驗(yàn)在西瓜果實(shí)膨大后期（21 d），不同肥料配施處理的土壤脲酶活性均高于單施化肥（H）處理。可能原因是單施無機(jī)肥雖然沒有上述有機(jī)肥功能，也可以提高土壤微生物數(shù)量，但與有機(jī)肥相比，無機(jī)肥對微生物數(shù)量的提高效果不穩(wěn)定[17]。因此蚓糞與化肥（YH）配施處理的土壤脲酶活性明顯高于單施化肥（H）處理，昝林生等[18]、徐福利等[19]、王偉等[20]研究結(jié)果與該試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

土壤酶活性受多種因素的影響，而活性的改變會影響土壤養(yǎng)分的釋放，從而影響作物生長[16]。該試驗(yàn)結(jié)果顯示，追施膨瓜肥各處理均對西瓜葉綠素含量、西瓜果實(shí)蛋白含量、可溶性糖含量、甜度有不同程度的影響，其中雞糞和蚓糞（JY）配施效果最明顯。原因可能是土壤中脲酶活性越高，提供給植物蛋白質(zhì)合成的氮素原料越多，將有利于氮素營養(yǎng)的積累，因?yàn)榈堑鞍踪|(zhì)組成的主要元素之一，其平均含氮量為16%；同時也為葉綠素合成提供更多氮素營養(yǎng)，因?yàn)槿~綠素的結(jié)構(gòu)為1個鎂原子與4個吡咯環(huán)上的N結(jié)合的以卟啉為骨架的綠色色素[21]。葉綠素是植物光合作用的核心[22]，葉綠素含量直接影響其在光合反應(yīng)中吸收、轉(zhuǎn)化、合成有機(jī)物的能力，植物95%以上的干物質(zhì)是光合作用合成的[23]?？扇苄蕴鞘侵参镏匾哪茉春吞荚矗~綠素含量越多，光合作用越強(qiáng)，形成的碳素營養(yǎng)也多，由于膨大期西瓜的代謝增強(qiáng)，植物中形成的大部分氮、碳營養(yǎng)被積累到果實(shí)中，供果實(shí)膨大使用，從而提高西瓜的營養(yǎng)品質(zhì)。

研究表明，添加有機(jī)肥可以提高植物蛋白質(zhì)含量與土壤脲酶活性[24-25]。王小治等[26]、劉健等[27]、張聰俐等[8]研究表明施入一定量的蚓糞均能提高葉綠素含量。黃繼川等[28]研究發(fā)現(xiàn)施用玉米秸稈堆肥與單施無機(jī)肥相比顯著提高薺菜根際土壤脲酶活性，同時能夠提高薺菜生物量。這進(jìn)一步說明有機(jī)肥對土壤脲酶活性和植物氮、碳營養(yǎng)積累有一定的影響。

4 結(jié)論

利用蚯蚓消化、代謝處理有機(jī)固體廢棄物而得到的蚓糞，是一種優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，幾乎具備植物生長所需的全部有益元素，作為植物生長基質(zhì)和肥料具有巨大發(fā)展?jié)摿29]。

在西瓜生產(chǎn)上應(yīng)注意膨瓜期肥料種類及用量的篩選，蚓糞與雞糞配施與單施化肥相比，可以明顯提高西瓜葉綠素含量，增強(qiáng)光合作用，促進(jìn)光合產(chǎn)物有機(jī)物的形成，有利于西瓜果實(shí)可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)營養(yǎng)的積累，西瓜甜度明顯增加，從而提高西瓜品質(zhì)。

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