不同肥料配施對西瓜果實營養(yǎng)積累及土壤脲酶活性的影響

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營養(yǎng)積累及土壤根際脲酶活性的影響，為西瓜優(yōu)質生產及有機廢棄物的資源化利用提供科學依據。[方法]在大田試驗條件下，研究蚓糞、雞糞、化肥不同配施處理對西瓜葉綠素、果實營養(yǎng)積累及土壤脲酶活性的影響。[結果]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。[結論]綜合比較各項指標，雞糞與蚓糞（JY）配施處理西瓜果實營養(yǎng)積累效果更佳，是較理想的配施措施。

關鍵詞 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文獻標識碼 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

在西瓜生產中，由于不合理施肥導致西瓜品質下降，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生成強的致癌物亞硝胺[1]。因此合理施肥、適時施肥備受瓜農的關注。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)分向果實中轉運，積累C、N養(yǎng)分，滿足果實急劇膨大需要[2]，因此關于追施肥料的種類、用量研究一直備受廣大學者的關注。傳統(tǒng)農業(yè)有機肥料在現(xiàn)代農業(yè)中被廣泛使用，但隨著規(guī)?；B(yǎng)殖業(yè)的興起與運作，禽畜糞便逐漸成為大量種植農場有機肥的主要來源，這種有機肥與傳統(tǒng)有機肥相比有本質上的變化[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選適合的有機肥種類至關重要。

蚓糞作為一種天然的生態(tài)有機肥，近年來在各領域的應用研究備受國內外學者的關注[5]。蚓糞是通過蚯蚓消化有機廢棄物而產生的均勻顆粒，具有良好的物理性狀，同時其礦質養(yǎng)分豐富，有機質含量高，含有多種有益于植物生長的酶和植物激素類物質[6-7]，且可以改善土壤肥力，促進植物生產，改善果實品質和產量，被廣泛應用于多種植物的種植試驗中[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用于西瓜田間試驗，驗證其田間效果研究較少。筆者以蚯蚓吞噬菇渣、秸稈、藥渣等有機固體廢棄物經過腸道消化后產生的蚓糞與常見雞糞、化肥進行不同配施試驗，研究西瓜膨瓜期不同肥料配施對西瓜果實營養(yǎng)積累及土壤根際脲酶活性的影響，以期為西瓜優(yōu)質生產及有機廢棄物的資源化利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在遼寧科技學院教學試驗基地進行，供試土壤為菜園土，其理化性質：pH 6.34，全氮20.12 g/kg，有機碳114.5 g/kg，田間持水量21.55%（質量含水量）。采樣深度0～20 cm，自然風干后研磨，過2 mm篩，備用。

1.2 試驗材料 供試西瓜品種為地雷王，由河北省青縣興運蔬菜良種繁育中心生產。供試雞糞：由鮮雞糞發(fā)酵后施用，全氮16.17 g/kg，有機碳49.86 g/kg，取自遼寧科技學院教學試驗基地養(yǎng)雞場。供試蚯蚓：赤子愛勝蚓（Eisenia foetida），購自遼寧沈陽尊龍農業(yè)養(yǎng)殖技術有限公司。供試蚓糞∶自制蚓糞，主要是有機固體廢棄物（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物。秸稈、菇渣取自中國藥都周邊農戶。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 試驗設計 以常規(guī)追施化肥總氮量水平（按照117 kg N/hm2計算）為標準進行設計。試驗共設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。

試驗于2017年5—8月在遼寧科技學院教學試驗基地露地進行，按常規(guī)育苗方式進行苗期管理。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。按照常規(guī)生產標準統(tǒng)一施入底肥，開花期進行人工授粉，膨瓜期按照總氮量相同的標準進行追肥，促進果實生長，并在追肥后7、14、21 d進行各項指標的檢測，共測定3次。西瓜果實于7月29日—8月4日采收。生育期內壓蔓、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行。

1.4 測定項目與方法

各處理土壤人工混勻后，分別隨機取4份進行土壤理化性質、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，將果肉勻漿后用于各項生理指標的測定。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；甜度采用數顯防水糖度計（LH-B55）測定；可溶性蛋白采用考馬斯亮藍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的毫克數表示[11]。土壤理化性質采用常規(guī)分析方法測定[12]。

1.5 數據分析

采用Microsoft Excel 2016和SPSS 19.0對試驗數據進行分析。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營養(yǎng)的影響

2.2.1 不同追肥處理對西瓜果實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可溶性糖含量的影響。

追施膨瓜肥不同處理對西瓜果實可溶性糖含量影響的單因素方差分析（ANOVA）結果顯示，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芴岣呶鞴瞎麑嵖扇苄蕴呛?，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可溶性糖含量影響接近。

2.2.3 不同追肥處理對西瓜果實甜度的影響。

追施膨瓜肥不同處理對西瓜果實甜度的影響單因素方差分析（ANOVA）結果顯示，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成分之一，其活性是土壤生物學活性和土壤肥力的重要指標[13-14]。脲酶是土壤氮循環(huán)的關鍵酶，其酶促反應的產物氨是植物氮源之一，其活性反映土壤有機氮向有效態(tài)氮的轉化能力和土壤無機氮的供應能力[15]。該研究結果顯示，含有有機肥各處理均能不同程度地提高土壤脲酶活性。這可能是生物有機肥含有大量的酶，對土壤酶有增加作用，而且能夠為產酶微生物提供豐富的營養(yǎng)源，有利于產酶微生物的繁殖。這與孫家駿等[16]研究生物有機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果一致。該試驗在西瓜果實膨大后期（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肥雖然沒有上述有機肥功能，也可以提高土壤微生物數量，但與有機肥相比，無機肥對微生物數量的提高效果不穩(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]研究結果與該試驗結果基本一致。

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]。該試驗結果顯示，追施膨瓜肥各處理均對西瓜葉綠素含量、西瓜果實蛋白含量、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，提供給植物蛋白質合成的氮素原料越多，將有利于氮素營養(yǎng)的積累，因為氮是蛋白質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)，因為葉綠素的結構為1個鎂原子與4個吡咯環(huán)上的N結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中吸收、轉化、合成有機物的能力，植物95%以上的干物質是光合作用合成的[23]。可溶性糖是植物重要的能源和碳源，葉綠素含量越多，光合作用越強，形成的碳素營養(yǎng)也多，由于膨大期西瓜的代謝增強，植物中形成的大部分氮、碳營養(yǎng)被積累到果實中，供果實膨大使用，從而提高西瓜的營養(yǎng)品質。

研究表明，添加有機肥可以提高植物蛋白質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。這進一步說明有機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 結論

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

在西瓜生產上應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，增強光合作用，促進光合產物有機物的形成，有利于西瓜果實可溶性糖、可溶性蛋白質營養(yǎng)的積累，西瓜甜度明顯增加，從而提高西瓜品質。

參考文獻

[1] 張玉鳳，董亮，楊力，等.不同摻混比例控釋尿素對西瓜產量和品質的影響[J].科技創(chuàng)新導報，2010（24）：130-131.

[2] 趙洪顏，錢選民.西瓜栽培技術[J].農業(yè)與技術，2016，36（15）：95-96.

[3] 王福友，王沖，劉全清，等.腐植酸、蚯蚓糞及蚯蚓蛋白肥料對濱海鹽堿土壤的改良效應[J].中國農業(yè)大學學報，2015，20（5）：89-94.

[4] 林葆.化肥與無公害農業(yè)[M].北京：中國農業(yè)出版社，2004：141-158.

[5] ARANCON N Q，EDWARDS C A，BIERMAN P，et al.Influences of vermicomposts on field strawberries：1.Effects on growth and yields[J].Bioresource technology，2004，93（2）：145-153.

[6] 王明友，井大煒，張紅，等.蚯蚓糞對豇豆土壤活性有機碳及微生物活性的影響[J].核農學報，2016，30（7）：1404-1410.

[7] 徐魁梧，戴杏庭.蚯蚓人工養(yǎng)殖與利用新技術[M].南京：南京出版社，1998：22-24.

[8] 張聰俐，戴軍，周波，等.不同比例蚓糞對玉米生長以及土壤肥力特性的影響[J].華南農業(yè)大學學報，2013，34（2）：137-143.

[9] 申飛，劉滿強，李輝信，等.蚓糞和益生菌互作對土壤性狀、菠菜產量和品質的影響[J].中國土壤與肥料，2016（5）：90-95.

[10] 呂振宇，馬永良.蚯蚓糞有機肥對土壤肥力與甘藍生長、品質的影響[J].中國農學通報，2005，21（12）：236-240.

[11] 關松蔭.土壤酶與土壤肥力[J].土壤通報，1980，1（6）：41-44.

[12] 鮑士旦.土壤農化分析[M].北京：中國農業(yè)出版社，2000：432-437.

[13] 楊玖，谷潔.不同鋅濃度有機肥對土壤酶活性及微生物數量的影響[J].環(huán)境污染與防治，2017，39（4）：408-412.

[14] 陳恩鳳.土壤酶與土壤肥力研究[M].北京：科學出版社，1979：54-61.

[15] 陳小錦，沈鵬飛，陳博陽，等.不同蚓糞添加量對紅壤微生物及酶活性的影響[J].江蘇農業(yè)科學，2016，44（11）：443-445.

[16] 孫家駿，付青霞，谷潔，等.生物有機肥對獼猴桃土壤酶活性和微生物群落的影響[J].應用生態(tài)學報，2016，27（3）：829-837.

[17] 王才斌，鄭亞萍，梁曉艷，等.施肥對旱地花生主要土壤肥力指標及產量的影響[J].生態(tài)學報，2013，33（4）：1300-1307.

[18] 昝林生，蘇厚誼.施用蚯蚓糞對西瓜品質及根際土壤理化性狀的影響[J].生物災害科學，2014（2）：119-123.

[19] 徐福利，梁銀麗，張成娥，等.施肥對日光溫室黃瓜生長和土壤生物學特性的影響[J].應用生態(tài)學報，2004，15（7）：1227-1230.

[20] 王偉，岳政府，劉孝文，等.低溫適應型植物根際促生細菌的篩選及促生效應研究[J].南京農業(yè)大學學報，2017，40（1）：93-100.

[21] 朱麗梅，羅鳳霞.百合葉片中可溶性蛋白、葉綠素、可溶性糖含量與灰霉病抗性的關系[J].江蘇農業(yè)科學，2011，39（5）：134-136.

[22] 葉春升，羅奇祥，張福群，等.肥料不同施用方式對水稻早衰的影響[J].江西農業(yè)學報，2006，18（4）：1-5.

[23] 林麗琳，陳晟，施木田，等.鎂對‘新天玲西瓜葉片光合色素、可溶性蛋白含量和硝酸還原酶活性的影響[J].熱帶農業(yè)科學，2015，35（1）：26-30.

[24] 史雅靜，王正彥，李田春，等.有機廢棄物對韭蘭葉片可溶性蛋白及土壤根際脲酶活性的影響[J].黑龍江農業(yè)科學，2017（3）：38-41.

[25] 張寧，任亞麗，史慶華，等.蚯蚓糞對西瓜品質和產量的影響[J].中國蔬菜，2011（6）：76-79.

[26] 王小治，王愛禮，王守紅，等.污泥蚓糞對匍匐翦股穎草生長的影響[J].農業(yè)環(huán)境科學學報，2011，30（8）：1683-1687.

[27] 劉健，薛進軍，梁高生，等.蚯蚓糞在小白菜穴盤育苗上應用研究[J].廣西農業(yè)科學，2008，39（5）：628-631.

[28] 黃繼川，彭智平，于俊紅，等.施用玉米秸稈堆肥對盆栽芥菜土壤酶活性和微生物的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，2010，16（2）：348-353.

[29] BACHMAN G R，METZYER J G.Growth of bedding plants in commercial potting substrate amended with vermicompost[J].Bioresoure technology，2008，99（8）：3155-3161.