趙 躍，黃 楠，劉繼培

（1北京市大興區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京 102600；2北京市大興區(qū)土肥工作站，北京 102600）

0 引言

施用化肥是提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要手段之一[1]，但過(guò)量施用化肥引起了土壤酸化、土壤肥力下降等一系列問(wèn)題[2-3]。為改善過(guò)量施肥的現(xiàn)象，推進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，2015 年原農(nóng)業(yè)部制定了《到2020 年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》，明確提出到2020 年主要農(nóng)作物化肥使用量實(shí)現(xiàn)零增長(zhǎng)[4]。因此，科學(xué)減少化肥用量，改善土壤結(jié)構(gòu)和環(huán)境，修復(fù)因過(guò)量施肥造成的土壤板結(jié)、次生鹽漬化等問(wèn)題，是目前急需解決的問(wèn)題。

生物有機(jī)肥具有普通有機(jī)肥和生物菌劑的優(yōu)點(diǎn)，包含有機(jī)質(zhì)和微生物，能夠改善土壤生態(tài)環(huán)境、提高土壤肥力[5]，施用后能夠提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[6-7]。張鳳芝等[8]研究表明，生物有機(jī)肥能夠提高西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)。其他研究也表明，其對(duì)改善土壤理化性狀、提高土壤微生物含量具有積極作用[9-10]，且施用生物有機(jī)肥的情況下，能夠有效減少化肥投入[11]。硅鈣鉀鎂肥是一種弱堿性營(yíng)養(yǎng)型土壤調(diào)理劑，含有氮、磷、鉀、鈣、鎂等多種植物所需的營(yíng)養(yǎng)元素[12]。根據(jù)涂玉婷等[13]的研究，施用硅鈣鉀鎂肥后，對(duì)提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)有積極影響。同時(shí)也有大量研究表明，硅鈣鉀鎂肥能夠調(diào)節(jié)土壤pH，增加土壤微生物活性，明顯改善土壤酸化情況[14-16]。

本研究以大興區(qū)常見的小果型西瓜‘L600’為研究對(duì)象，設(shè)置生物有機(jī)肥配施硅鈣鉀鎂肥，及減少底肥化肥用量等4個(gè)處理，以常規(guī)施肥作為對(duì)照，研究上述肥料對(duì)西瓜產(chǎn)量、品質(zhì)方面的影響，探明生物有機(jī)肥和施硅鈣鉀鎂肥對(duì)提高土壤肥力、改善土壤環(huán)境的作用，以期為實(shí)現(xiàn)化肥減量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2020年2月—6月在北京市大興區(qū)榆垡鎮(zhèn)京南蔬菜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地開展，位于東經(jīng)116.29681°、北緯39.51863°，屬永定河洪積—沖積平原。氣候?yàn)榕瘻貛О霛駶?rùn)大陸季風(fēng)氣候，年均氣溫為8～19℃，年平均降水量569.4 mm，年無(wú)霜期180～200天。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)供試作物為小果型西瓜，品種為‘L600’，由北京市大興區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站引進(jìn)的優(yōu)質(zhì)小果型西瓜品種。砧木品種為‘京欣砧4 號(hào)’，由北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心選育。供試土壤類型為砂壤土，0～20 cm 耕層土壤基本性質(zhì)為有機(jī)質(zhì)19.6 g/kg，堿解氮154.3 mg/kg，有效磷225.4 mg/k，速效鉀198.3 mg/kg，pH 7.75。供試肥料為商品有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)49.6%，N：2.56%，P2O5：2.96%，K2O：1.86%，水分24.8%，pH 7.8），生物有機(jī)肥（有效活菌數(shù)2.5 億/g，有機(jī)質(zhì)51.5%，水分16.2%，pH 8.2），硅鈣鉀鎂肥(K2O：4.5%，CaO：29.3%，MgO：5.4%，SiO2：28.5%，pH 10.8)，復(fù)混肥(15-15-15)做底肥用，水溶肥(20-10-10，16-8-34)做追施用，肥料為生產(chǎn)廠家配送。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，分別設(shè)5 個(gè)處理，3 次重復(fù)，共15個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積35 m2。各處理設(shè)計(jì)除底肥不一樣，后期追肥、灌水情況完全一致，底肥在作物定植前全部一次性施入。其中，常規(guī)施肥處理(T1)：商品有機(jī)肥45 t/hm2，復(fù)混肥600 kg/hm2底施，為當(dāng)?shù)爻Ｄ晡鞴戏N植施肥情況。生物有機(jī)肥處理(T2)：商品有機(jī)肥37.5 t/hm2，生物有機(jī)肥7.5 t/hm2，復(fù)混肥600 kg/hm2底施。硅鈣鉀鎂肥處理(T3)：商品有機(jī)肥45 t/hm2，硅鈣鉀鎂肥750 kg/hm2，復(fù)混肥600 kg/hm2底施。生物有機(jī)肥+硅鈣鉀鎂肥處理(T4)：商品有機(jī)肥37.5 t/hm2，生物有機(jī)肥7.5 t/hm2，硅鈣鉀鎂肥750 t/hm2，復(fù)混肥600 kg/hm2底施。減施化肥處理(T5)：商品有機(jī)肥37.5 t/hm2，生物有機(jī)肥7.5 t/hm2，硅鈣鉀鎂肥750 kg/hm2，復(fù)混肥300 kg/hm2底施。

表1 試驗(yàn)各處理肥料用量

1.4 測(cè)定分析方法

種植施肥前，在試驗(yàn)地塊用土鉆按采集0～20 cm土樣，采集5個(gè)點(diǎn)混勻。拉秧收獲后，在各小區(qū)用土鉆采集0～20 cm 土樣，每小區(qū)采集3 個(gè)點(diǎn)混勻。在西瓜膨瓜期，測(cè)量西瓜植株長(zhǎng)勢(shì)，莖粗采用游標(biāo)卡尺，葉片長(zhǎng)寬采用盒尺測(cè)量。西瓜果實(shí)成熟后，每個(gè)小區(qū)取10顆西瓜果實(shí)，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的測(cè)定。每小區(qū)隨機(jī)選取3顆果實(shí)，對(duì)品質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。西瓜產(chǎn)量用電子秤測(cè)量；Vc采用2,6-二氯靛酚法測(cè)定，硝酸鹽采用分光光度計(jì)法測(cè)定，可溶性固定物采用阿貝折射儀法。土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法，有效磷采用碳酸氫鈉提取—鉬銻抗比色法，速效鉀采用乙酸銨浸提—火焰光度計(jì)法，pH 采用土水比2.5:1 浸提，酸度計(jì)測(cè)定。試驗(yàn)所涉及數(shù)據(jù)采用Excel 2019 和SPSS 19.0軟件進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物有機(jī)肥配施硅鈣鉀鎂肥對(duì)西瓜產(chǎn)量的影響

通過(guò)圖1 可以看出，T4 處理西瓜產(chǎn)量最高，為47841.15kg/hm2，其次為T5處理，產(chǎn)量為47369.75kg/hm2，二者之間差異不顯著，但與T1 處理相比均差異顯著，產(chǎn)量分別提高8.05%和6.99%。T1、T2、T3 處理之間，差異不顯著。單獨(dú)施用生物有機(jī)肥和硅鈣鉀鎂肥沒有明顯提升西瓜產(chǎn)量，二者配合施用后效果明顯，且在此基礎(chǔ)上減量施肥未降低西瓜產(chǎn)量。

圖1 生物有機(jī)肥配施硅鈣鉀鎂肥對(duì)西瓜產(chǎn)量的影響

2.2 生物有機(jī)肥配施硅鈣鉀鎂肥對(duì)西瓜果實(shí)品質(zhì)的影響

不同處理對(duì)西瓜果實(shí)品質(zhì)的影響見表2。其中，T4處理心糖含量最高，與其他處理均差異顯著，與T1處理相比提高13.08%。T2、T3、T5處理之間心糖含量差異不顯著，與T1 處理相比分別提高4.67%、6.54%、11.21%，且均差異顯著。T4處理邊糖含量最高，與T1處理相比提高5.77%，差異顯著，與其他處理相比差異不顯著。T2、T5 處理與T1 處理相比差異顯著。說(shuō)明生物有機(jī)肥和硅鈣鉀鎂肥對(duì)提高西瓜果實(shí)中糖含量具有顯著作用，且二者配合施用效果最為明顯。減量施肥后心糖含量有所下降，但仍優(yōu)于常規(guī)施肥，說(shuō)明在施用機(jī)肥和硅鈣鉀鎂肥的前提下，可以減少化肥施用。

表2 不同處理對(duì)西瓜果實(shí)品質(zhì)的影響

T4、T5處理西瓜果實(shí)維生素C含量與其他處理相比差異顯著，與T1相比分別提高18.57%和16.25%，但二者之間差異不顯著。T2、T3處理與T1相比維生素C含量分別提高5.64%和7.02%，但差異不顯著。說(shuō)明在生物有機(jī)肥和硅鈣鉀鎂肥同時(shí)施用的情況下，對(duì)提高西瓜果實(shí)中維生素C 的含量具有明顯效果，單獨(dú)施用效果并不顯著，且減量施肥對(duì)果實(shí)中維生素C 含量沒有產(chǎn)生明顯影響。

T1處理西瓜果實(shí)總酸含量最高，其他處理相比差異顯著。T2、T3、T4、T5處理與T1處理相比，總酸含量分別降低25.00%、31.25%、31.25%、37.50%，且互相之間差異不顯著。說(shuō)明生物有機(jī)肥和硅鈣鉀鎂肥對(duì)降低西瓜果實(shí)中的總酸含量具有明顯效果。

T1、T3處理西瓜果實(shí)硝酸鹽含量明顯高于其他處理，達(dá)到顯著差異，且二者之間差異不顯著。T2、T4、T5 處理之間硝酸鹽含量差異不顯著，與T1 相比硝酸鹽含量分別下降20.11%、18.22%和27.65%。T5 處理硝酸鹽含量最低，為92.1 mg/kg。說(shuō)明硅鈣鉀鎂肥對(duì)于西瓜果實(shí)中硝酸樣含量沒有明顯影響，生物有機(jī)肥能夠顯著降低硝酸鹽的含量。同時(shí)，減量施肥能夠進(jìn)一步減少果實(shí)中硝酸鹽的含量，進(jìn)而提高果實(shí)品質(zhì)。

2.3 生物有機(jī)肥配施硅鈣鉀鎂肥對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

不同處理對(duì)土壤養(yǎng)分的影響見表3。其中，各處理土壤有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量變化不明顯，差異不顯著，說(shuō)明施用生物有機(jī)肥和硅鈣鉀鎂肥對(duì)提高土壤有機(jī)肥和堿解氮的作用不明顯。

表3 不同處理對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

T4處理土壤有效磷含量最高，與T5、T3處理相比差異不顯著，與T1相比提高15.59%，且差異顯著。T5處理有效磷含量與T1處理相比，差異顯著，與其他處理相比差異均不顯著。T2、T1處理有效磷含量差異不顯著。說(shuō)明生物有機(jī)肥和硅鈣鉀鎂肥均能夠提高土壤中有效磷的含量，且硅鈣鉀鎂肥效果更為明顯。減量施肥能夠降低土壤有效磷含量，但仍高于常規(guī)施肥處理。

T4 處理土壤速效鉀含量最高，與T1 相比提高9.39%，與T3處理相比差異不顯著，與其他處理達(dá)到顯著差異水平。T3處理土壤速效鉀含量與T1相比提高4.99%，顯著差異，且與其他處理差異不顯著。T1、T2、T5 處理見土壤速效鉀含量差異不顯著。說(shuō)明硅鈣鉀鎂肥能夠提高土壤速效鉀含量，配合生物有機(jī)肥施用后，效果最為明顯。減量施肥能夠顯著減少土壤中速效鉀含量。

元蔓高速公路（玉溪段）勘察主要難點(diǎn)分析及勘察對(duì)策……………………………………………… 郝莉莉，章衛(wèi)衛(wèi)（8-64）

T3、T4、T5 3 個(gè)處理土壤pH 變化不顯著，與T1、T2 處理相比，均差異顯著。T1、T2 處理土壤pH 明顯低于其他處理，二者間差異不顯著。說(shuō)明施用硅鈣鉀鎂肥能夠顯著提高土壤pH，從而改善施肥后土壤酸化的情況。施用生物有機(jī)肥對(duì)土壤pH沒有明顯作用，減量施肥對(duì)土壤pH變化沒有明顯影響。

2.4 不同施肥處理西瓜經(jīng)濟(jì)效益分析

不同處理西瓜經(jīng)濟(jì)效益情況見表4。T4處理純收入最高，與T1相比增收5.77%，T5處理與T1相比增收5.04%。T2 處理與T1 處理相比，降低0.41%。說(shuō)明生物有機(jī)肥配施硅鈣鉀鎂肥，能夠起到明顯的增收效果。

表4 不同處理西瓜經(jīng)濟(jì)效益情況

3 討論與結(jié)論

生物有機(jī)肥可以提高土壤微生物及土壤酶活性，從而促進(jìn)植物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，達(dá)到增產(chǎn)增收的效果[17]。本試驗(yàn)中，單獨(dú)施用生物有機(jī)肥情況下，西瓜產(chǎn)量沒有明顯提升，這與李亞娟等[18]的研究不符，這是由于在本試驗(yàn)設(shè)計(jì)中生物有機(jī)肥采用少量替代常規(guī)有機(jī)肥的方式進(jìn)行施用，且西瓜后期追肥量較大，盡管施用生物有機(jī)肥后產(chǎn)量有所增加，但未達(dá)到顯著效果。硅鈣鉀鎂肥主要作為一種改善土壤酸化的調(diào)理劑應(yīng)用，對(duì)作物的增產(chǎn)效果主要是通過(guò)改善pH，補(bǔ)充Ca、Mg 等微量元素的方式實(shí)現(xiàn)[13,19]。本試驗(yàn)地塊土壤pH屬于中性土壤，西瓜產(chǎn)量并沒有受到土壤酸化的影響，所以硅鈣鉀鎂肥沒有明顯提高西瓜產(chǎn)量。二者配合施用后，在相互作用下，西瓜產(chǎn)量增加明顯。同時(shí)，在此條件下減少底肥50%復(fù)混肥的施用，并沒有對(duì)西瓜的產(chǎn)量造成明顯影響，說(shuō)明底肥中減少?gòu)?fù)混肥的施用并不會(huì)對(duì)西瓜生長(zhǎng)造成顯著影響，這與游秋香等[20]的研究結(jié)果相符。

生物有機(jī)肥在提供有機(jī)質(zhì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)微生物作用，改善土壤整體生物環(huán)境，總而提高作物品質(zhì)[21]。研究表明，生物有機(jī)肥能夠提高作物品質(zhì)，減少作物用硝酸鹽含量[11,17-18]。本試驗(yàn)中單獨(dú)生物有機(jī)肥能夠提高果實(shí)中糖含量，降低總酸和硝酸鹽含量，沒有提高果實(shí)中維生素C 含量，這可能是由于生物有機(jī)肥施用量不高造成的，這與王成等[6]的研究結(jié)果相符。硅鈣鉀鎂肥是一種枸溶性礦物肥料，相比于傳統(tǒng)土壤調(diào)理劑，含有植物所需的多種元素，通過(guò)改善作物生長(zhǎng)環(huán)境，能夠提高作物的品質(zhì)[14,22-23]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施用硅鈣鉀鎂肥能夠提高果實(shí)糖含量，降低總酸含量，對(duì)維生素C 和硝酸鹽含量沒有明顯作用。兩種肥料配合施用后，能夠明顯提高西瓜果實(shí)品質(zhì)，同時(shí)減少化肥施用后，能夠進(jìn)一步減少硝酸鹽含量。

生物有機(jī)肥和硅鈣鉀鎂肥能夠改善土壤環(huán)境，提高土壤養(yǎng)分含量[24-25]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，生物有機(jī)肥和硅鈣鉀鎂肥對(duì)有機(jī)質(zhì)和堿解氮效果不明顯，對(duì)提高土壤中有效磷、速效鉀含量有明顯促進(jìn)作用，與栗方亮等[26]的研究結(jié)果相符。同時(shí)，硅鈣鉀鎂肥作為一種營(yíng)養(yǎng)性土壤調(diào)理劑，利于改良酸性土壤，能夠明顯提高土壤pH，改善因施肥造成的土壤酸化，本試驗(yàn)結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。由于試驗(yàn)所處地區(qū)普遍在pH 7～8之間，故效果沒有前人研究明顯。

施用生物有機(jī)肥和硅鈣鉀鎂肥單獨(dú)施用對(duì)西瓜經(jīng)濟(jì)效益沒有明顯作用，二者配合施用后，因增產(chǎn)效果明顯，對(duì)西瓜效益提升較大。而由于生物有機(jī)肥價(jià)格較高，單獨(dú)施用的情況下會(huì)造成成本上升，建議結(jié)合自身土壤和西瓜種植情況，調(diào)整施用量。目前西瓜在滴灌及微噴條件下應(yīng)用的高品質(zhì)全水溶肥普遍價(jià)格較高，選擇物美價(jià)廉的水溶肥是提高西瓜收益的另一種方法。

生物有機(jī)肥配施硅鈣鉀鎂肥能夠明顯提高西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)，對(duì)提高土壤養(yǎng)分、改善土壤酸化情況具有積極作用。在此條件下減施化肥，能夠保證西瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)，增加瓜農(nóng)收益，是減少化肥用量，促進(jìn)土壤可持續(xù)利用的一種有效施肥方法。