劉 璐，白 甜，趙建鋒，盧宗云，李 杰，孫玉東，許文釗，華 濤，王 潔，王林闖*

（1.江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 淮安 223001；2.中國(guó)科學(xué)院 沈陽應(yīng)用生態(tài)所，遼寧 沈陽 110016；3.淮陰工學(xué)院，江蘇 淮安 223003）

西瓜（Citrullus lanatus）屬于葫蘆科西瓜屬的一種作物，在我國(guó)種植面積廣泛［1-3］，其果實(shí)品質(zhì)直接決定種植收益，但當(dāng)前西瓜生產(chǎn)過程中存在因施肥不當(dāng)且肥料利用率較低而導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)總體呈下降的變化趨勢(shì)［4-6］。為此，尋求適宜西瓜生產(chǎn)所用肥料種類和用量，提高肥料利用率，從而改善西瓜品質(zhì)勢(shì)在必行。

目前，主要通過改變肥料劑型或者農(nóng)藝及工藝措施等手段來提高肥料利用率。大顆粒肥料作為一種新型肥料，因其具有環(huán)境友好的特點(diǎn)在緩解養(yǎng)分釋放和改善土壤質(zhì)量等方面表現(xiàn)優(yōu)異而被逐漸關(guān)注［7-9］。已有研究［10］表明，大顆粒肥料與傳統(tǒng)肥料相比，在玉米、水稻等作物上可顯著改善作物品質(zhì)并提高產(chǎn)量，但關(guān)于大顆粒肥應(yīng)用于西瓜生產(chǎn)的研究卻鮮有報(bào)道。為此，筆者以江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所培育的特色小果型西瓜品種蘇夢(mèng)6號(hào)為研究對(duì)象，進(jìn)行不同種類及用量肥隆大顆粒復(fù)合肥料（肥隆丸）與傳統(tǒng)施肥和不施肥的對(duì)比試驗(yàn)，探明肥隆丸對(duì)小果型西瓜蘇夢(mèng)6號(hào)在產(chǎn)量及品質(zhì)方面的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2022年8—11月在江蘇省淮安市江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所農(nóng)業(yè)科研創(chuàng)新基地進(jìn)行，種植方式為盆栽，所用栽培基質(zhì)養(yǎng)分含量包括：有機(jī)質(zhì)含量為50.8%，堿解氮為782 mg/kg，有效磷為644.9 mg/kg，速效鉀為859.7 mg/kg，pH值為6。

1.2 試驗(yàn)材料

供試作物：小果型西瓜品種為江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所主推品種蘇夢(mèng)6號(hào)；供試肥料：“肥隆”長(zhǎng)效大顆粒緩釋肥料綠色（14-14-14）及黑色（14-16-10）、“肥隆”有機(jī)無機(jī)液態(tài)水溶肥（77-0-512），均由中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用生態(tài)研究所研制提供，其中大顆粒復(fù)合型肥料的基本特性為：?jiǎn)瘟Ｖ?5 g， 顆粒厚度1.5 cm，直徑3 cm，硬度大于200 N，除含有大量元素氮、磷、鉀外，富含豐富的中微量元素，黑色肥隆中額外添加腐殖酸；復(fù)合肥（15-15-15）、復(fù)合肥（20-20-20）、復(fù)合肥（13-4-25）、復(fù)合肥（18-4-19）由雅冉國(guó)際集團(tuán)提供，50%硫酸鉀由山東青上化工有限公司提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)基肥處理共8個(gè)，其中F0為不施肥空白對(duì)照，F(xiàn)1為常規(guī)施肥［基肥（15-15-15)+追肥（13-4-25）、硫酸鉀］，其他6個(gè)處理分別應(yīng)用“肥隆”長(zhǎng)效大顆粒復(fù)合型肥綠色42%（14-14-14）、黑色40%（14-16-10）各施加1粒、2粒、3粒為底肥并配合“肥隆”有機(jī)無機(jī)液態(tài)水溶肥（77-0-512），采用人工授粉，每處理15株，3個(gè)重復(fù)。采用吊蔓栽培，株距30 cm，每株留一蔓一瓜。各小區(qū)施肥處理編號(hào)如表1所示。

表1 各小區(qū)施肥處理及對(duì)應(yīng)編號(hào)

1.4 試驗(yàn)處理

按照西瓜生長(zhǎng)的不同時(shí)期進(jìn)行施肥，前期常規(guī)處理底肥采用復(fù)合肥（15-15-15），肥料與栽培基質(zhì)混勻。“肥隆”長(zhǎng)效大顆粒復(fù)合型肥為西瓜植株側(cè)深施加，所有處理底肥施加時(shí)間相同。西瓜進(jìn)入伸蔓期常規(guī)處理使用復(fù)合肥（20-20-20），6組大顆粒肥處理不追肥，進(jìn)入膨瓜期后常規(guī)處理施加復(fù)合肥（18-4-19）、復(fù)合肥（13-4-25）和硫酸鉀，6組大顆粒肥處理施加“肥隆”（7.7-0-51.2）液體有機(jī)肥，其中F1常規(guī)處理分別在基肥期、伸蔓期各施肥1次，膨瓜期1施肥2次，膨瓜期2施肥3次，成熟期施肥2次；6組大顆粒肥處理分別在基肥期施加1次后，與膨瓜期1、膨瓜期2及成熟期各施肥2次，伸蔓期不追肥，具體施肥用量如表2 所示。

表2 全生育期施肥情況統(tǒng)計(jì)表 g

1.5 測(cè)定指標(biāo)

分別在授粉結(jié)束后第5天（9月29日）和第20天（10月14日）對(duì)植株進(jìn)行田間指標(biāo)測(cè)量，分別使用游標(biāo)卡尺、直尺及葉綠素含量測(cè)定儀對(duì)植株莖粗和葉片長(zhǎng)度、寬度及葉片葉綠素含量進(jìn)行測(cè)量，其中葉片葉綠素含量采用多點(diǎn)測(cè)量取平均值的方法確定最終數(shù)值。西瓜采收后，采用臺(tái)秤稱量果實(shí)重量并計(jì)算產(chǎn)量；采用直尺測(cè)量果實(shí)橫徑、縱徑和果皮厚度，并計(jì)算果型指數(shù)（果實(shí)縱徑/橫徑）。采用手持折光儀測(cè)量果實(shí)中心和邊部可溶性固形物含量；通過臺(tái)秤對(duì)西瓜單株重及小區(qū)產(chǎn)量進(jìn)行稱量。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用Excel和SPSS 20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 新型大顆粒肥料對(duì)膨瓜期西瓜植株生長(zhǎng)情況的影響

授粉結(jié)束后第5天對(duì)膨瓜期田間指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量具體結(jié)果如圖1所示。通過比較可知，施用“肥隆”復(fù)合肥處理植株葉片相較于不施肥和常規(guī)施肥葉片的長(zhǎng)度、寬度均明顯增加，其中FB2處理的葉長(zhǎng)和葉寬最大，F(xiàn)0處理的葉長(zhǎng)和葉寬均最小。從莖粗測(cè)量數(shù)據(jù)來看，8個(gè)處理中FB3處理下莖粗最大，較F0和F1處理的莖粗分別增加了17.49%和7.58%。通過手持葉綠素儀對(duì)植株葉片進(jìn)行多點(diǎn)葉綠素測(cè)量可知，F(xiàn)B1處理的葉綠素含量最高，F(xiàn)G1、FG2處理的葉綠素含量最少，其他處理無顯著差異。

圖1 膨瓜期不同肥料處理對(duì)西瓜植株生長(zhǎng)情況的影響

2.2 新型大顆粒肥料對(duì)成熟期西瓜植株生長(zhǎng)情況的影響

為了進(jìn)一步了解“肥隆”復(fù)合肥對(duì)成熟期西瓜植株的影響，在授粉結(jié)束后第20天進(jìn)行植株的田間指標(biāo)測(cè)量，具體結(jié)果如圖2所示。施用“肥隆”復(fù)合肥對(duì)西瓜成熟期的葉長(zhǎng)、莖粗有明顯影響，對(duì)葉寬影響不大，其中F1、FB2、FG2處理的葉片長(zhǎng)度居前3位，分別為18.63、17.23、17.13 cm，F(xiàn)0的最小，為14.00 cm；FB3和FG3處理的莖粗居前2位，分別為5.16、4.93 cm，F(xiàn)0處理的莖粗最小，為4.34 cm。成熟期不施肥處理的葉片明顯變黃，葉綠素含量最低，為37.17，F(xiàn)1、FB1、FB3處理的葉綠素含量較高，分別為49.10、48.63、47.70。

圖2 成熟期不同肥料處理對(duì)西瓜植株生長(zhǎng)情況的影響

2.3 新型大顆粒肥料對(duì)西瓜果實(shí)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響

不同肥料處理對(duì)西瓜果實(shí)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響不同。如圖3~圖4所示，較不施肥處理而言，常規(guī)施肥處理和施用“肥隆”復(fù)合肥對(duì)西瓜果實(shí)影響明顯，8個(gè)處理中FB3處理的橫徑最大，為11.9 cm，果皮厚度最大，為 0.267 cm，果形指數(shù)較??；FG3處理果實(shí)橫、縱徑整體處于上游水平，同時(shí)果皮較薄果型圓潤(rùn)，不施肥處理F0果實(shí)橫、縱徑和果皮厚度均為最低，其他幾組處理間無明顯差異。

圖3 新型大顆粒肥料對(duì)西瓜果實(shí)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響

2.4 新型大顆粒肥料對(duì)西瓜果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的影響

通過手持折光儀對(duì)成熟期西瓜果實(shí)的可溶性固形物進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果如表3所示。施用“肥隆”復(fù)合肥可提高西瓜中心和邊際可溶性固形物含量，與不施肥處理相比，其他7組處理的中心和邊際可溶性固形物均有明顯提升，其中FB3處理的2種糖度均為最高，較F0處理分別增加了2.24、2.77個(gè)百分點(diǎn)，較F1處理分別增加了0.57、1.23個(gè)百分點(diǎn)。另外，從中心與邊際可溶性固形物含量差值比較結(jié)果來看，常規(guī)施肥的中心與邊際可溶性固形物含量差值最高，為0.93，F(xiàn)G1處理的中變差最小，為0.14。由此可見，施用不同用量的新型大顆粒肥料可提升西瓜糖度，改善西瓜果實(shí)品質(zhì)。

表3 新型大顆粒肥料對(duì)西瓜果實(shí)糖度的影響

2.5 新型大顆粒肥料對(duì)西瓜產(chǎn)量的影響

從表4可以看出，不同施肥處理對(duì)西瓜產(chǎn)量產(chǎn)生了一定影響。與不施肥處理相比，其他7組處理的產(chǎn)量均明顯提高。與常規(guī)施肥處理相比，F(xiàn)G3和FB3處理的西瓜產(chǎn)量無明顯差異，而其他4組處理的西瓜產(chǎn)量均略低。施用相同“肥隆”復(fù)合肥的西瓜，均呈現(xiàn)出隨著底肥添加次數(shù)的增多，產(chǎn)量逐漸升高的趨勢(shì)，新型大顆粒緩施肥的2種處理中均為施用3粒的效果最好。8組處理中，F(xiàn)B3處理的單果重、折合產(chǎn)量及小區(qū)產(chǎn)量均最高，分別比F0處理提高了82.80%、82.80%和77.13%。

表4 新型大顆粒肥料對(duì)西瓜產(chǎn)量的影響

2.6 不同肥料處理主成分分析及綜合評(píng)價(jià)

主成分分析是一種在多領(lǐng)域應(yīng)用研究的方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)影響因子的化繁為簡(jiǎn)，能夠具象表示出每個(gè)影響因子在不同程度上對(duì)多個(gè)變量的影響因子，故而該分析方法可應(yīng)用于綜合評(píng)價(jià)某個(gè)品種的整體品質(zhì)特性情況。為了評(píng)價(jià)試驗(yàn)中不同肥料處理的各項(xiàng)指標(biāo)，本研究對(duì)包含平均葉長(zhǎng)、平均葉寬、平均莖粗、葉綠素含量、果實(shí)橫縱徑、中心糖、邊糖、單果重等在內(nèi)的13項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，分析結(jié)果如表5所示。由表5可知，PC1~PC3的方差貢獻(xiàn)率分別為60.421%、21.256%和8.022%，表示可解釋8種處理13項(xiàng)指標(biāo)60.421%、21.256%和8.022%的原始信息，且該3項(xiàng)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率已達(dá)到89.699%，故可提取這3項(xiàng)主成分代表原8個(gè)處理的13項(xiàng)指標(biāo)，達(dá)到降維的目的。

表5 不同處理瓜主成分分析結(jié)果

分析中，由于PC1~PC3累計(jì)貢獻(xiàn)率為89.699%，故根據(jù)以上幾種主成分建立評(píng)價(jià)不同肥料處理效果的綜合評(píng)價(jià)模型。根據(jù)各個(gè)主成分的系數(shù)和特征性獲得以下表達(dá)式：

式 （1）~式 （3）中，X1代表葉長(zhǎng)均值，X2代表葉寬均值，X3代表葉綠素含量均值，X4代表莖粗均值，X5~X8依次代表果實(shí)橫徑、縱徑、果形指數(shù)和果皮厚度，X9~X13分別代表果實(shí)單果重、果肉中心可溶性固形物含量、邊際可溶性固形物含量、小區(qū)產(chǎn)量和折合產(chǎn)量等多項(xiàng)指標(biāo)。

以每個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，通過主成分的得分及相應(yīng)權(quán)重線性加權(quán)求和獲得果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)函數(shù)方程：

由品質(zhì)主成分綜合評(píng)價(jià)得分模型可計(jì)算得出不同處理西瓜的各項(xiàng)得分及綜合排名（表6），按照總得分由高到低依次排序?yàn)镕G3＞F1＞FB3＞FB2＞FB1＞FG1＞FG2＞F0, 結(jié)果表明相比于常規(guī)施肥和不施肥地塊，施用3粒綠色肥隆丸為底肥的施肥模式效果最好，西瓜植株和果實(shí)的各項(xiàng)指標(biāo)綜合表現(xiàn)最高。

表6 不同處理西瓜各主成分得分及排名情況 分

3 討論

與傳統(tǒng)肥料相比，“肥隆”大顆粒長(zhǎng)效復(fù)合肥在養(yǎng)分釋放上存在減緩作用，釋放期為90~120 d。谷守玉等［11-12］研究認(rèn)為，不同類型的肥料養(yǎng)分釋放機(jī)理不相同，具體分為擴(kuò)散機(jī)理和滲透機(jī)理。據(jù)有關(guān)研究報(bào)道表明，大顆粒肥料的養(yǎng)分釋放過程主要包括：（1）隨著水分逐漸進(jìn)入肥料，肥料吸水后膨脹并部分溶解緩慢釋放養(yǎng)分。（2）在外界出現(xiàn)滲透壓積聚且水分持續(xù)性進(jìn)入肥料顆粒內(nèi)部后，肥料中溶解的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過擴(kuò)散作用持續(xù)緩慢釋放，其中養(yǎng)分和水分的滲透和擴(kuò)散由大顆粒溶脹控制。（3）隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，水分不斷進(jìn)入肥料中，致使大顆粒肥料迅速崩解，肥料中剩余的養(yǎng)分可通過抑制劑的添加減緩釋放速度［12-14］。此外，大顆粒肥料的顆粒較傳統(tǒng)肥料顯著變大的同時(shí)，比表面積顯著減小，土壤與肥料之間的接觸面積隨之變小，在分散度變低的同時(shí)，作物的養(yǎng)分利用率會(huì)顯著提高［13-14］。

本研究中，根據(jù)西瓜生育期的不同共設(shè)置了2組對(duì)照（F0和F1）以及6組不同養(yǎng)分比例和劑量的肥隆丸+有機(jī)無機(jī)液體水溶肥組合進(jìn)行處理，其中常規(guī)施肥組分別施加基肥，并于伸蔓期、膨瓜期以及成熟期進(jìn)行總計(jì)10次施肥處理，另外6組施加肥隆丸的處理分別施加基肥，并于膨瓜期和成熟期總計(jì)進(jìn)行7次施肥處理。結(jié)果表明，施加肥隆丸的處理組合在植株不同時(shí)期的葉長(zhǎng)、葉寬、莖粗以及葉片葉綠素含量方面有不同程度的提高，其中FB2處理的葉片長(zhǎng)度最大、F0處理的最??；FB3和FG3處理的莖粗最大。主要原因可能為肥隆丸中含有聚谷氨酸和腐殖酸，兩者屬于植物激素和土壤調(diào)節(jié)劑，可通過改善土壤的理化結(jié)構(gòu)進(jìn)而促進(jìn)植株葉片和莖粗的增長(zhǎng)。該結(jié)果也與劉美［15］通過施加適量腐殖酸可顯著增強(qiáng)作物光能轉(zhuǎn)化效率并促進(jìn)作物莖粗增長(zhǎng)的研究結(jié)果相一致。與此同時(shí)，施加新型肥料肥隆丸在增強(qiáng)西瓜經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和品質(zhì)指標(biāo)以及產(chǎn)量方面均有明顯作用。其中，F(xiàn)B3處理的橫徑最大，皮厚最多，果形指數(shù)較?。籉B3處理的中心糖度和邊糖度最高，分別較F0處理增加了2.24、2.77個(gè)百分點(diǎn)，對(duì)比常規(guī)施肥中心糖度和邊糖分別增加了0.57、1.23個(gè)百分點(diǎn)；產(chǎn)量方面，施用相同“肥隆”復(fù)合肥的西瓜，均呈現(xiàn)出隨著底肥添加次數(shù)的增多，西瓜產(chǎn)量逐漸升高的趨勢(shì)，新型大顆粒緩施肥的2種處理中均以施用3粒的效果最好。8組處理中，F(xiàn)B3處理的單果重、折合產(chǎn)量和小區(qū)產(chǎn)量均為最高，分別比F0處理提高了82.80%、82.80%和77.13%。造成該結(jié)果的可能原因是通過改善西瓜根際土壤環(huán)境后，植株土壤微生態(tài)環(huán)境得到優(yōu)化，從而增強(qiáng)了根際土壤的供肥性，進(jìn)而促進(jìn)了西瓜生長(zhǎng)。

本研究利用主成分分析法對(duì)供試的8種肥料處理西瓜的13項(xiàng)影響指標(biāo)進(jìn)行主成分分析后，提取3個(gè)主成分對(duì)整體進(jìn)行綜合計(jì)算和評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，針對(duì)小果型西瓜的不同肥料處理組合評(píng)分由高到低依次為FG3＞F1＞FB3＞FB2＞FB1＞FG1＞FG2＞F0。從評(píng)價(jià)結(jié)果來看，施用3粒綠色肥隆丸配合有機(jī)無機(jī)液體水溶肥的施肥模式評(píng)分最高，效果最好，與不施肥和常規(guī)施肥相比，F(xiàn)G3處理在折合產(chǎn)量上分別增加了82.8%和3.8%，中心糖度分別提高了31.9%和6.6%，追肥次數(shù)減少3次，單株節(jié)肥34.79%。因此，新型大顆粒肥料肥隆丸是一種新型的高效、低成本且環(huán)境友好的長(zhǎng)效緩釋肥料，在節(jié)約用工成本、提高產(chǎn)量方面有突出作用，對(duì)提高肥料利用效率、節(jié)約資源以及促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等具有重要意義。

綜上所述，大顆粒肥料肥隆丸可增強(qiáng)西瓜植株生長(zhǎng)、改善果實(shí)品質(zhì)并提高西瓜產(chǎn)量，不同劑量和比例的增幅程度不一，其中針對(duì)設(shè)施盆栽小果型西瓜而言，施用3粒綠色肥隆丸的處理組效果顯著，增益明顯，值得推廣。

4 結(jié)論

通過新型肥隆丸配合有機(jī)無機(jī)液體水溶肥創(chuàng)新施肥模式，可顯著減少追肥次數(shù)、節(jié)約用工成本，由此可知，通過引進(jìn)大顆粒長(zhǎng)效肥料對(duì)改善西瓜品質(zhì)、提高西瓜產(chǎn)量以及實(shí)現(xiàn)綠色農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。