秸稈灰與菌肥施用對甜瓜產量及品質的影響

于洪久，劉杰，張楠，苗麗麗，鐘鵬，左辛，王大蔚

（1.黑龍江省黑土保護利用研究院，黑龍江哈爾濱 150086；2.黑龍江省農業(yè)微生物菌劑工程技術研究中心，黑龍江哈爾濱 150086）

黑龍江省是農業(yè)大省，每年糧食產量穩(wěn)定在750億kg以上，同時，秸稈資源量達到1.3億t，可收集量達到1億t左右[1]。隨著農業(yè)廢棄物綜合利用技術日趨成熟，尤其是秸稈發(fā)電和直燃供暖技術的發(fā)展，不僅緩解了我國長期能源供應緊張局面[2]，而且避免了秸稈直接燃燒對環(huán)境的危害。秸稈直接燃燒后會產生10%～15%的灰分[3-4]，呈粉狀或燒結狀態(tài)，主要成分以堿金屬尤其是鉀的化合物、二氧化硅為主，含有少量的鐵、鋁、鈣、鎂、磷的化合物，同時含有少量未燃盡的固定碳[5-6]。大量研究表明硅對許多植物的生長發(fā)育都有一定生理效應，硅元素已被列為有益元素[7]。施硅可大幅度提高植株葉綠體含量，光合強度也有不同程度的上升[8-10]。硅能使蔬菜機械組織細胞硅質化，增強植株抗倒伏能力[11]。秸稈灰顆粒中有一定的空隙結構，可以吸附其他物質，施入土壤后能提高土壤的保水性和肥料的利用效率[12]。因此，合理有效地對秸稈灰進行綜合利用，既可以解決秸稈灰環(huán)境污染問題，同時能夠促進農業(yè)生產的良性循環(huán)[13-14]。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1試驗地概況。供試土壤為黑土，pH 6.75，有機質含量27.8 g/kg，有效氮含量139.6 mg/kg，有效磷含量27.5 mg/kg，有效鉀含量153.7 mg/kg

1.1.2供試材料。供試甜瓜品種為龍?zhí)?號。

1.1.3供試肥料。肥料選用尿素（N 46%）、磷酸二銨（N 18%、P2O546%）、硫酸鉀（K2O 50%）；秸稈灰來源于綏化市鑫源城市建設投資發(fā)展有限公司玉米秸稈直燃供熱的產物；菌肥（膠質芽胞桿菌Bacillus mucilaginosus Krassilnikov）由黑龍江省農業(yè)微生物菌劑工程技術研究中心保藏。

1.2 方法

1.2.1試驗設計。試驗在黑龍江省綏化市榆林鎮(zhèn)林森村甜瓜種植基地進行，小區(qū)面積為5.2 m×10 m（52 m2），每個小區(qū)4行，行距130 cm，株距40 cm，采用播種覆膜栽培方式，于5月20日播種，主蔓4～5片真葉時留4葉摘心，留子蔓坐瓜。甜瓜施肥處理共5個處理，4次重復（表1）。氮肥（50%）、磷肥、鉀肥、秸稈灰、菌肥以底肥形式一次性施入，氮肥（50%）在甜瓜開花坐果期施入。

表1 甜瓜肥料試驗處理 kg/hm2

1.2.2測定項目和方法。①秸稈灰成分分析。秸稈灰進行粉碎、過篩后，經60℃干燥至恒重備用。采用ICP-OES（電感耦合等離子原子發(fā)射光譜）測定秸稈灰的主要化學元素成分及其含量[15]；采用紅外光譜法（Infrared absorption spectroscopy，IR）測定有機物含量；采用填裝方法測定密度；采用烘干法測定含水率；采用風干法測定失水速率；采用pH計測定pH。②甜瓜理化性狀分析。葉片SPAD值通過葉綠素儀測定（日本柯尼卡美能達生產）；子蔓莖粗采用游標卡尺測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；單果重采用電子天平稱重。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2019進行數(shù)據(jù)計算及繪圖；用SPSS統(tǒng)計軟件對平均數(shù)用Duncan新復極差法進行多重比較及相關性分析。

2 結果與分析

2.1 玉米秸稈灰的理化性質分析

秸稈灰種類主要有玉米秸稈灰、稻殼灰、稻草灰等，其中玉米秸稈灰產生量最大，該試驗以玉米秸稈灰作為主要研究對象。測定結果表明，玉米秸稈灰中SiO2含量44.7%，MgO含量9.1%，P2O5含量達到4.2%，K2O含量3.7%（表2）。玉米秸稈由于燃燒比較完全，秸稈灰的有機物含量極低（可忽略不計）。

表2 玉米秸稈灰的主要化學成分 %

檢測結果表明，玉米秸稈灰的密度為626.3 kg/m3（表3），這與其結塊不規(guī)則有關，其微表面積沒有測出來，只有大孔的表面（圖1），含水率為15.57%，pH 8.41，為堿性。

表3 秸稈灰的物理性質

圖1 玉米秸稈灰的外觀和微觀形態(tài)

2.2 不同處理對甜瓜葉片SPAD值的影響

葉綠素含量是植物光合作用的重要物質，葉綠素含量的高低對作物產量有很大影響。從圖2可以看出，與對照處理相比，施用秸稈灰和菌肥能夠提高甜瓜葉片的SPAD值，其中處理T2的效果最好，在甜瓜伸蔓期和開花坐果期，葉片SPAD值均高于其他處理。

圖2 不同處理的甜瓜葉片SPAD值

2.3 不同處理對甜瓜子蔓莖粗的影響

露地覆膜栽培甜瓜以子蔓留瓜為主，子蔓健壯利于甜瓜坐果和干物質積累。甜瓜伸蔓期，各個處理間子蔓莖粗差異不顯著，開花坐果期不同處理間子蔓莖粗差異較顯著，表現(xiàn)為T2＞T4＞T1＞T3＞對照（圖3）。上述試驗結果表明，增施秸稈灰和菌肥能夠促進甜瓜子蔓的生長。

圖3 不同處理甜瓜的子蔓莖粗

2.4 不同處理對甜瓜產量的影響

從表4可以看出，各處理的果實縱徑、橫徑、果形指數(shù)、平均單果重、單株產量、總產量均高于對照，增施秸稈灰和菌肥能夠促進甜瓜生長，增加甜瓜的單果重和產量，其中處理2效果最好，與對照相比，產量增加8.08%。但隨著秸稈灰施用量的增加，甜瓜的產量降低，可能是由于秸稈灰偏堿性，施入土壤中，導致pH升高，影響甜瓜對養(yǎng)分的吸收利用。

表4 不同處理對甜瓜產量及產量構成因素的影響

2.5 不同處理對甜瓜品質的影響

甜瓜品質是衡量果實營養(yǎng)價值和商品性狀的綜合標準，也是直接影響消費者對果實整體感官及購買力的因素，其中可溶性固形物和可溶性糖含量是影響甜瓜果實口感品質的重要指標。從表5可以看出，不同處理甜瓜可溶性固形物含量和可溶性糖含量均表現(xiàn)為T3＞T2＞T1＞T4＞對照。從上述試驗結果可以看出，增施秸稈灰和菌肥能夠促進甜瓜糖分的積累，改善甜瓜的品質。

表5 不同處理對甜瓜可溶性固形物和可溶性糖含量的影響

3 結果與結論

硅對甜瓜生長發(fā)育有一定生理效應，施硅能夠提高甜瓜葉片生長態(tài)勢、葉綠體含量和光合強度，能夠促進植株根系生長、利于對水分和營養(yǎng)物質的吸收。秸稈灰配施菌肥（膠質芽胞桿菌）能夠活化秸稈灰中的硅、鉀、磷等營養(yǎng)元素，從而促進甜瓜對營養(yǎng)元素的吸收利用；能夠提高甜瓜的SPAD值、子蔓莖粗、果形指數(shù)、單果重、果實產量、可溶性固形物含量和可溶性糖含量；但過量施用秸稈灰會影響甜瓜生長發(fā)育，建議秸稈灰的施用量為600 kg/hm2左右為宜。

隨著大棚瓜菜生產迅速發(fā)展，瓜菜連作或者迎茬種植、化學肥料過量施用，導致土壤板結、酸化、次生鹽漬化，建議施用化學肥料過程中配施秸稈灰和菌肥，從而改善土壤的孔隙度和持水能力，緩解酸化，調控根際土壤微生物區(qū)系，抑制病原菌的生長，同時促進植物對硅肥的吸收利用，增強植株的抗倒伏能力和抗病性。