魏萌涵，范海霞

（許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 許昌 461000）

現(xiàn)階段，人們對食物提出較高要求，營養(yǎng)含量與健康問題受到人們的廣泛關(guān)注。隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，部分地區(qū)生產(chǎn)環(huán)境和條件逐漸惡化，農(nóng)業(yè)從事者如何利用日益緊張的耕地生產(chǎn)出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的農(nóng)作物顯得尤為重要。過量施用化肥可能導(dǎo)致土傳病害、鹽漬化、土壤板結(jié)等問題，且有嚴(yán)峻化發(fā)展的趨勢，這已成為制約瓜菜產(chǎn)業(yè)（特別是保護(hù)地瓜菜栽培）可持續(xù)發(fā)展的一大難題。

閆穎捷（2021）［1］指出，含有豐富的活性微生物及多種元素的微生物肥料有利于改善土壤化學(xué)與物理性質(zhì)，促進(jìn)農(nóng)作物生長，改良品質(zhì)。此外，有研究發(fā)現(xiàn)活性微生物能夠分泌抗生素。抗生素有利于抑制各種病原體、細(xì)菌蔓延，降低土傳疾病的發(fā)病率［2］，避免過量使用農(nóng)藥。截至目前，學(xué)者尚未深入研究西瓜品質(zhì)、產(chǎn)量與微生物菌劑配施的關(guān)系?；诖?，文章以西瓜為例，設(shè)置不同用量微生物菌劑，與不施用菌劑的西瓜作對照，研究西瓜生產(chǎn)規(guī)律及土壤理化性質(zhì)與西瓜產(chǎn)量、品質(zhì)的關(guān)系，旨在為提高西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)、改善土壤環(huán)境提供理論依據(jù)。

西瓜屬葫蘆科，是一年生藤本植物，內(nèi)含多種氨基酸，包括瓜氨酸、蘋果酸及各類人體所需營養(yǎng)物質(zhì)［3］。我國河南、江蘇、山東等地種植的西瓜最為出名。據(jù)悉，河南商丘夏邑縣大面積種植吳明株院士培育的8424 西瓜，該品種口感極佳，頗受消費(fèi)者喜愛。

1 試驗(yàn)闡述

1.1 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)于2020 年2—5 月在商丘市夏邑縣8424西瓜試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)地年平均氣溫為14.4 ℃，年平均降水量為545 mm，0～20 cm 土層含有機(jī)質(zhì)28.36 g/kg、全氮0.78 g/kg、速效磷92.5 mg/kg、速效鉀147.14 mg/kg、堿解氮116 mg/kg。供試西瓜品種為8424，定植密度行距1.6 m，株距0.5 m；化肥是洋豐硫酸鉀復(fù)合肥，總養(yǎng)分≥45%，N-P-K（14-16-15）3.33 kg/hm2；供試生物菌肥為農(nóng)大肥業(yè)菌沖豐微生物菌劑，有效活菌數(shù)≥100 億/g、腐殖酸≥9%、黃腐酸≥3%、有機(jī)質(zhì)≥30%，農(nóng)家肥（0.2 t/hm2）。試驗(yàn)設(shè)5 個處理，處理1 生物菌肥量為0 g/hm2（J0）、處理2 生物菌肥量為133.33 g/hm2（J1000）、處理3生物菌肥量為266.67 g/ hm2（J1500）、處理4 生物菌肥量為400.00 g/hm2（J2000）、處理5 生物菌肥量為533.33 g/hm2（J2500）。小區(qū)長15 m、寬1.5 m，面積為22.5 m2，每個處理3 次重復(fù)，共15 個小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列。菌肥拌土后和農(nóng)家肥全部底施，復(fù)合肥80%底施；伸蔓期追施20%復(fù)合肥（距離植株根莖10 cm 左右處挖穴施肥），其他管理同大田。

1.2 樣品采集和測定

1.2.1 蔓長伸長動態(tài)的測量

進(jìn)入伸蔓期10、15、20、25 d，每個處理每隔5 d隨機(jī)測量5 株蔓長，計算平均值。

1.2.2 單果生長動態(tài)的測量

5 月12 日開始每隔3 d 分5 次測量單果重，每個處理隨機(jī)測量5 個西瓜單果重，計算平均值。

1.2.3 葉片指標(biāo)測定

最大葉片面積測定：在主蔓上選擇第7 片葉片進(jìn)行測量，采用網(wǎng)格計數(shù)法；將西瓜葉片放在方格紙上，用鉛筆繪制邊緣的形狀，計算紙張邊緣占據(jù)的方塊數(shù)，如果達(dá)到或超過0.5 m2，將其計為1 m2，如果小于或等于0.5 m2，則忽略不計。

葉綠素含量測定：選擇西瓜幼苗同一葉片，用手持式葉綠素儀（SPAD502）進(jìn)行測量，每個葉片測量5 次取平均值。

凈光合速率測定：9：00～11：00 利用光合儀（LI-6400）測定，選擇西瓜幼苗的第7 片葉，測量5 株苗取平均值。

1.2.4 果實(shí)單果重和縱橫徑的測量

單果重測量選擇成熟、充分膨大后的果實(shí)隨機(jī)采樣。每個處理選擇5 個西瓜，分別放在天平上稱量，然后求平均值。

測量西瓜成熟后的橫徑與縱徑，每個處理隨機(jī)采摘5 個西瓜對橫徑與縱徑進(jìn)行測量，測量工具為卡尺，求平均值。

1.2.5 果實(shí)品質(zhì)的測量

所有品質(zhì)數(shù)據(jù)測量均選擇西瓜中心、邊緣與中心和邊緣之間的部位，不同處理各取3 次重復(fù)，求平均值。

測定可溶性固形物含量：用手持式糖度計測量3 個部位果實(shí)汁水的糖度數(shù)值。

測定可溶性糖含量的方法：蒽酮法。

測定可溶性蛋白質(zhì)含量的方法：考馬斯亮藍(lán)法。

測量抗壞血酸含量的方法：2，6-二氯靛酚滴定法。

1.2.6 土壤理化性質(zhì)的測定

播種后30 d 采集西瓜植株周圍2 cm 以內(nèi)的土壤樣品，土壤樣品風(fēng)干后將10 個樣點(diǎn)的土樣混勻，分別過0.80 mm 和0.15 mm 的篩，用于測定土壤pH值和速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、堿解氮含量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel、DPS 軟件處理數(shù)據(jù)和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 配施微生物菌肥對西瓜蔓長伸長的影響

由圖1 可以得出，配施微生物菌肥使西瓜蔓長伸長發(fā)生變化。配施菌肥的條件下，西瓜蔓長伸長較快，普遍高于對照。隨著時間的推移，這種差異愈發(fā)明顯，在25 d 時差異最明顯。經(jīng)過配施微生物菌肥的西瓜蔓長遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對照，從大到小的順序?yàn)镴8000＞J6000＞J4000＞J2000，分別高于對照33.61%、31.87%、29.04%、16.33%，其中J8000、J6000、J4000處理數(shù)據(jù)差異不明顯。由此說明配施微生物菌肥有助于蔓長伸長，但是過量施用菌肥的效果并不顯著。

圖1 微生物菌肥化肥配施西瓜蔓長伸長動態(tài)

2.2 配施微生物菌肥對西瓜單果重增長的影響

由圖2 可以得出，配施微生物菌肥的條件下，西瓜單果生長較快，普遍高于對照處理。這種差異在5 月21 日最明顯。5 月24 日經(jīng)過微生物菌肥處理J2000、J4000、J6000、J8000 的西瓜單果重分別為353.33、363.19、372.25、377.84 g，對照為325.68 g，其中J8000 比對照高出16.02%。由此可以看出，微生物菌肥的配施方式對西瓜的單果生長有一定影響，其中J6000 處理效果接近J8000，所以推薦J6000 為最佳菌肥用量處理。

圖2 微生物菌肥化肥配施西瓜單果生長動態(tài)

2.3 配施微生物菌肥對西瓜葉面積和光合特性的影響

由表1 可知，通過J6000、J8000 處理的西瓜最大葉片面積與其他處理相比增長達(dá)到顯著水平，其數(shù)值分別為108.38、109.44 cm2，與對照相比高出了22.16、23.22 cm2，效果比較明顯。與對照相比，J4000、J6000、J8000 處理的西瓜葉片葉綠素含量較高，其數(shù)值分別為38.03、39.53、40.18 mg·g/L，但是三者之間差異并不顯著。各個處理西瓜葉片的凈光合速率與葉綠素含量變化基本一致，J6000、J8000 處理顯著高于J2000 和對照，其數(shù)值為28.49、29.14，比對照分別高出36.45%、39.56%。由此可以看出，配施微生物菌肥對西瓜葉片的最大葉片面積、葉綠素含量和凈光合速率均有一定影響，其中J6000、J8000 增加顯著，但二者差異不明顯，說明過多的微生物菌劑施用效果并不理想。

表1 不同處理?xiàng)l件下西瓜葉面積和光合特性

2.4 配施微生物菌肥對西瓜單果重和果實(shí)縱橫徑的影響

由表2 可知，與對照相比，配施微生物菌肥處理的西瓜單果重明顯增加。J0 處理的平均單果重為3.87 kg，微生物菌肥處理的平均單果重從高到低依次為4.88、4.84、4.60、4.37 kg，增長幅度為12.92%～26.10%。配施微生物菌肥可以明顯提高西瓜的單果重，其中J6000、J8000 處理顯著高于其他處理。配施微生物菌肥條件下的西瓜平均橫徑20.81～21.72 cm，平均縱徑19.18～21.99 cm，對照處理?xiàng)l件下的西瓜平均橫徑為19.64 cm，平均縱徑為16.66 cm。配施微生物菌肥條件下的西瓜與對照相比，其橫徑與縱徑分別增加了5.96%～10.59%和13.14%～31.99%，均有顯著的差異。由此可知，與對照相比，配施微生物菌肥可以顯著提高西瓜果實(shí)的橫徑和縱徑。

表2 不同處理?xiàng)l件下西瓜單果重和果實(shí)縱橫徑

2.5 配施微生物菌肥對西瓜果實(shí)品質(zhì)的影響

由表3 可知，在可溶性固形物的含量變化方面，配施微生物菌肥處理的西瓜果實(shí)外層、中層、內(nèi)層的可溶性固形物含量分別比對照提高了14.1%～29.4%、4.5%～11.7%、3.6%～6.3%，其中外層果實(shí)中的可溶性固形物含量增加最明顯。J6000、J8000 外層和中層可溶性固形物含量顯著高于其他處理，J4000、J6000、J8000 內(nèi)層增加明顯，但三者差異不顯著。在可溶性糖含量變化方面，微生物菌肥配施處理的西瓜果實(shí)外層、中層、內(nèi)層的可溶性糖含量分別比對照高出14.1%～29.4%、4.5%～11.7%、3.6%～6.3%；其中果實(shí)中心的糖度較對照呈現(xiàn)顯著差異，各處理之間差異達(dá)到顯著水平。在可溶性蛋白含量變化方面，配施微生物菌肥處理的西瓜果實(shí)外層、中層、內(nèi)層的可溶性蛋白含量分別比對照高出14.1%～29.4%、4.5%～11.7%、3.6%～6.3%；其中果實(shí)中心內(nèi)層的可溶性蛋白含量較對照差異最明顯，果實(shí)外層施用菌劑各處理間差異并不顯著。在抗壞血酸的含量變化方面，與對照相比，微生物菌肥配施對西瓜果實(shí)抗壞血酸的含量影響顯著，但是各微生物菌劑處理之間表現(xiàn)差異不大。在含水量變化方面，與其他果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的增減變化相反，微生物菌肥不同程度地降低了西瓜果實(shí)的含水量，其中J6000、J8000 表現(xiàn)較為明顯。

2.6 配施微生物菌肥對土壤理化性質(zhì)的影響

由表4 可知，隨著微生物菌劑用量的增加，土壤pH 值呈現(xiàn)快速降低后放緩的趨勢，pH 值從高到低依次為J0＞J2000＞J4000＞J6000＞J8000。J6000、J8000 表現(xiàn)較好，能夠改善土壤的酸堿度，雖然兩者對比未見顯著差異，但仍低于對照與其他菌劑。添加不同用量的微生物菌劑后，土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著增加，通過分析其對比具有顯著性差異（P＜0.05），從高到低增幅為63.28%＞62.39%＞45.64%＞31.14%。不同用量微生物菌劑處理之間差異顯著，J6000、J8000 的處理有利于增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，但是兩者并未見顯著性差異。這說明微生物菌劑能夠通過提升土壤有機(jī)質(zhì)含量水平提高土壤肥力，進(jìn)而促進(jìn)植物生長。相較于對照土壤，微生物菌劑使土壤中堿解氮含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，其中J6000 的土壤堿解氮含量達(dá)到所有處理的最高值，比對照高15.87%，說明添加過多的微生物菌劑不利于堿解氮的累積。整體上看，堿解氮、速效磷呈現(xiàn)出基本一致的變化趨勢，均為先升高后降低，J6000 較對照高23.47%。土壤通過添加微生物菌劑顯著增加了速效鉀含量，J8000 土壤含有256.19 mg/kg 的速效鉀，比對照提高了53.38%，說明微生物菌劑有利于土壤有機(jī)質(zhì)中鉀肥的分解。

3 討論與結(jié)論

隨著我國各類農(nóng)作物種植面積的不斷調(diào)整，蔬菜種植占比不斷提高，但一些蔬菜種植者片面追求產(chǎn)量，盲目施用高濃度復(fù)合肥。劉長慶等（2006）［4］認(rèn)為，復(fù)合肥有溶解性好、見效快的優(yōu)點(diǎn)，但在改善土質(zhì)、提高作物品質(zhì)方面仍遜色于生物-有機(jī)-無機(jī)混合施肥方式。劉杰等（2002）［5］提出，合理施肥有利于保障農(nóng)作物品質(zhì)，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。要提高蔬菜的品質(zhì)與產(chǎn)量，就必須合理施用生物-有機(jī)-無機(jī)復(fù)合肥，否則將影響蔬菜品質(zhì)。劉恩科等（2008）［6］研究表明，化肥可增加土壤微生物含量，促進(jìn)蔬菜增產(chǎn)，但施用過量會影響微生物碳含量。施用微生物肥料能顯著提高土壤酶活性與土壤微生物碳氮含量，隨著施用量的增加，效果更加明顯，彌補(bǔ)了單一施用化肥的不足。

本研究表明，生物菌肥配合化肥與有機(jī)肥施用對西瓜生長和品質(zhì)具有顯著的促進(jìn)作用，蔓長隨著菌肥用量增加先增大后減小，在25 d 時高于對照16.33%～33.61%；5 月24 日單果重較對照提高8.49%～16.02%；葉片最大葉面積、凈光合速率與葉綠素數(shù)值分別提高了12.87%～26.93% 、17.62%～39.56%與7.22%～16.90%；單果重、橫徑和縱徑比對照分別提高了12.92%～26.10%、5.96%～10.59%和13.14%～31.99%。另外，西瓜品質(zhì)得到改善，與一般施肥處理比較，果實(shí)圓潤光滑、成熟度顯著提高，比對照組相比，果實(shí)外層、中層、內(nèi)層可溶性固形物含量增加14.1%～29.4%、4.5%～11.7%、3.6%～6.3%；可溶性糖含量提高14.1%～29.4%、4.5%～11.7%、3.6%～6.3%；可溶性蛋白質(zhì)含量增加0.02～0.03 mg/g、0.03～0.05 mg/g、0.04～0.09 mg/g；對增加抗壞血酸含量和降低西瓜果實(shí)的含水量效果顯著。以往的研究表明，應(yīng)用微生物制劑可以促進(jìn)植物生長、提高產(chǎn)量及改善品質(zhì)，本研究結(jié)果與前人研究結(jié)論一致。

微生物菌劑含有益細(xì)菌，有益細(xì)菌的作用主要體現(xiàn)在2 個方面。一是抑制有害細(xì)菌的形成；二是促進(jìn)土壤有機(jī)物分泌，使土壤中的養(yǎng)分含量更高。例如根瘤菌和放線菌克雷伯菌有固定環(huán)境氮的作用，還可增加土壤氮含量［7］。張玲和李寶澤（2016）［8］研究發(fā)現(xiàn)，利用磷鉀增溶性微生物芽孢桿菌可促進(jìn)磷鉀釋放，提高土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力，增加有機(jī)質(zhì)，增強(qiáng)肥力。吳朝暉（2008）［9］指出，在施用微生物肥料的地段，有益微生物的代謝產(chǎn)物豐富，代表土壤活性的蚯蚓數(shù)量會增加［10］，幫助作物吸收土壤養(yǎng)分。

本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，隨著微生物菌劑用量的增加，土壤pH 值和有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)快速降低后放緩的趨勢，pH 值和有機(jī)質(zhì)從高到低表現(xiàn)為J0＞J2000＞J4000＞J6000＞J8000；添加不同用量的微生物菌劑，均使土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著增加，且較對照差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）；微生物菌劑用量增加使得土壤中堿解氮和速效磷含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，其中J6000 達(dá)到最高值，比對照分別提高15.87%和23.47%；添加微生物菌劑的處理均能使土壤中的速效鉀含量顯著增加，說明微生物菌劑有利于土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分的分解，與上述觀點(diǎn)一致。趙丹丹（2020）［11］研究認(rèn)為，微生物菌劑的添加用量過高會提高土壤pH 值，降低土壤養(yǎng)分含量。本試驗(yàn)中J6000、J8000 表現(xiàn)較好，均能改善土壤的酸堿度，增加有機(jī)質(zhì)含量，但是兩者差異不顯著，這與本觀點(diǎn)沒有沖突；J8000 處理的土壤堿解氮和速效磷含量略微降低，進(jìn)一步說明了本試驗(yàn)結(jié)論和趙丹丹的觀點(diǎn)一致。