Effects of Water Soluble Fertilizers Containing Humic Acids on Yield and Quality of Cucumber
Abstract：
In order to improve the yield, quality and economic benefits of cucumber and guide the scientific fertilization of cucumber in greenhouse, a field plot experiment of washing and applying water soluble fertilizers containing humic acids is carried out. The growth index, quality index of cucumber and soil index are measured by applying the same amount of common compound fertilizer (15-5-25) and water soluble fertilizers containing humic acids (15-5-20). The results show that the application of water soluble fertilizers containing humic acids not only increased the soil nutrient content, improved the soil pH and bulk density, but also significantly increased the growth indexes of cucumber, such as plant height, length of cucumber, SPAD value and root activity, increased the yield and quality of cucumber, and achieved remarhable economic benefits.
黄瓜是我国设施栽培中种植面积最大的作物之一，具有需水需肥量大、产量高等特点，已成为促进农民增收的重要经济作物[1]。近年来，因盲目追求高产，缺乏科学的施肥指导，不科学地施用化肥，不仅造成黄瓜品质下降，还引起环境污染等系列问题。因此，提高黄瓜对养分的高效吸收利用、改进施肥模式、提高产量和品质及保障黄瓜产业的可持续发展，已经成为鲁西南地区急需解决的问题[2-4]。
含腐殖酸水溶肥料是指以适合植物生长所需比例的矿物源腐殖酸，添加适量氮、磷、钾等大量元素或铜、铁、锰、锌、硼、钼等微量元素的液体或固体水溶肥料，广泛应用于灌溉施肥、叶面施肥、无土栽培、浸种蘸根等[5-6]。与普通肥料相比，含腐殖酸水溶肥料具有配方灵活、养分全面、溶解性好、养分利用率高等优点，符合现代高效农业种植需求。大量研究表明，含腐殖酸水溶肥料在提高杨梅、葡萄、油桃、小麦、花生等作物产量、改善品质等方面具有一定的效果[5, 7-10]。目前关于含腐殖酸水溶肥料对黄瓜产量、品质、土壤改良等方面的研究鲜有报道，本项目以黄瓜为试材，在常规施肥的基础上，探讨含腐殖酸水溶肥料对黄瓜产量、品质、经济效益的影响，以期为鲁西南地区黄瓜产业的健康发展提供理论支撑。
1
材料与方法
1.1
供试材料
试验地点位于山东省菏泽市菏泽金正大生态工程有限公司的试验示范基地温室内，供试土壤质地为沙壤土，地势平坦，排灌条件良好，0~20 cm耕层土壤的基本理化性状见表 1。所用含腐殖酸水溶性肥料由菏泽金正大生态工程有限公司提供，w(腐殖酸)≥3%，N-P2O5-K2O=15-5-20；普通复合肥料，N-P2O5-K2O=15-5-25，市场采购。试验采用的黄瓜品种为津研4号。
表 1
w(有机质)/
(g·kg-1) |
w(碱解氮)/
(mg·kg-1) |
w(速效磷)/
(mg·kg-1) |
w(速效钾)/
(mg·kg-1) |
pH |
|
22.3 |
91.7 |
82.1 |
184.62 |
6.7 |
1.2
试验设计
试验采用单因素随机区组设计，小区面积35 m2，设3个处理，每个处理重复3次。各处理施肥情况：空白对照(CK)，不施用肥料；习惯施肥(T1)，普通复合肥总施用量80 kg/亩(1亩=667 m2)，其中50%作为底肥施用，另外50%作为追肥施用，从果实膨大期开始，每隔15 d追施一次，共追施5次；含腐殖酸水溶肥料(T2)，总施用量80 kg/亩，定植15 d后开始第1次施肥，每隔15 d追施一次，共追施8次，施肥方式为随水冲施。
2019年8月5日开始育苗，8月25日开始定植，10月30日开始收获。3个处理的其他生产管理措施均按照高产栽培要求进行。
1.3
测定指标和方法
(1) 生长指标：结果初期，每个处理随机选择5株，进行株高、单果质量、单株果数、瓜长等生长指标测量，同时用SPAD502型叶绿素测定仪测定叶片的叶绿素相对含量(SPAD值)；根系活力采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法测定[11]。
(2) 土壤指标：土壤pH采用PHSJ-5T型pH计进行测定，水土比为2.5 ∶1；土壤有机质含量采用重铬酸钾容量法-外加热法测定；碱解氮含量采用碱解扩散法测定；速效磷含量采用钼锑抗比色法测定；速效钾含量采用火焰光度法测定；土壤容重采用环刀法测定[12]。
(3) 品质指标：在成熟期取果实样品，硝酸盐含量采用紫外-可见光分光光度法(DR6000型紫外-可见光分光光度计)测定；可溶性糖含量采用蒽铜比色法测定；可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝法测定；维生素C含量采用2，6-二氯靛酚滴定法测定[11-12]。
1.4
数据处理
试验数据均采用Excel 2016软件处理，方差分析通过SPSS 17.0软件ANOVA过程处理，采用邓肯新复极差法进行差异显著性检验。
2
结果与分析
2.1
不同施肥处理对土壤理化指标的影响
不同施肥处理对收获后土壤理化指标的影响见表 2。
表 2
|
处理 |
pH |
w(有机质)/
(g·kg-1) |
w(碱解氮)/
(mg·kg-1) |
w(速效磷)/
(mg·kg-1) |
w(速效钾)/
(mg·kg-1) |
土壤容重/
(g·cm-3) |
|
CK |
6.61 a |
16.5 a |
61.7 a |
44.5 a |
87.9 a |
1.38 b |
|
T1 |
6.44 a |
17.2 ab |
90.5 b |
48.3 b |
110.3 b |
1.43 c |
|
T2 |
7.05 b |
17.4 b |
95.6 b |
49.2 b |
113.4 b |
1.33 a |
|
注：1)同列数据不同小写字母表示不同处理间差异显著(P＜0.05，n=5)，下同 |
由表 2可以看出：施用含腐殖酸水溶肥料后，T2处理的pH与CK、T1处理的相比分别提高了0.44、0.61，且与二者之间达到显著性差异；施用含腐殖酸水溶肥料后，T2处理的有机质质量分数与CK、T1处理的相比，分别增加了0.9、0.2 g/kg；施用含腐殖酸水溶肥料后，T2处理的碱解氮、速效磷、速效钾质量分数依次较CK处理的增加了54.94%、10.56%、29.01%，差异显著；施用含腐殖酸水溶肥料后，土壤容重显著降低，可确保土壤具有较好的通气性，更适宜黄瓜根系生长。试验结果表明，含腐殖酸水溶肥料不仅提高了土壤养分供应能力，还改善了土壤的pH和容重，具备较好的土壤调节作用。
2.2
不同施肥处理对黄瓜植株生长指标的影响
不同施肥处理对黄瓜植株生长指标的影响见表 3。
表 3
|
处理 |
株高/cm |
瓜长/cm |
叶片SPAD值 |
根系活力/ (μg·g-1·h-1) |
|
CK |
195.05 a |
226.76 a |
37.85 a |
201.14 a |
|
T1 |
212.14 b |
268.87 b |
43.54 ab |
254.01 b |
|
T2 |
234.25 c |
278.88 b |
49.69 b |
295.36 c |
由表 3可以看出：施肥能够显著增加黄瓜株高和瓜长，T1、T2处理的株高分别较CK处理的增加8.76%、20.10%，瓜长分别较CK处理的增加18.57%、22.98%；不同施肥处理的SPAD值为37.85~49.69，其中T2处理的SPAD值最大，较CK、T1处理的分别提高31.28%、14.12%；T2处理的根系活力显著高于其他2个处理的，较CK、T1处理的分别提高了46.84%、16.28%。
2.3
不同施肥处理对黄瓜品质指标的影响
不同施肥处理对黄瓜品质指标的影响见表 4。
表 4
|
处理 |
w(硝酸盐)/
(mg·kg-1) |
w(维生素C)/
(mg·kg-1) |
w(可溶性蛋白)/
(mg·kg-1) |
w(可溶性糖)/
% |
|
CK |
54.62 a |
69.14 a |
1.56 a |
1.81 a |
|
T1 |
118.39 c |
132.43 b |
2.72 ab |
2.71 b |
|
T2 |
92.14 bc |
156.91 c |
3.44 c |
3.48 c |
由表 4可看出：T1、T2处理的黄瓜中硝酸盐含量显著高于CK处理的，但T2处理的低于T1处理的；T2处理的黄瓜中维生素C、可溶性蛋白、可溶性糖的含量等指标比CK处理的分别提高了126.95%、120.51%、92.27%，比T1处理的分别提高了18.49%、26.47%、28.41%。试验结果表明，施用肥料能提升黄瓜果实的品质，施用含腐殖酸水溶肥料的效果优于普通复合肥料的。
2.4
不同施肥处理对黄瓜产量和经济效益的影响
产量是评价作物生长的最重要指标，直接决定黄瓜的经济效益。按含腐殖酸水溶肥料4 500元/t、普通复合肥料3 500元/t、黄瓜2元/kg、各处理的管理费用800元/亩计，不同施肥处理对黄瓜产量、经济效益的影响见表 5。
表 5
|
处理 |
单果质量/
g |
单株果数/
根 |
产量/
(kg·亩-1) |
产值/
(元·亩-1) |
投入/
(元·亩-1) |
产投比 |
收益/
(元·亩-1) |
|
CK |
156.4 |
5.6 |
2 849.3 |
5 698.6 |
|
|
5 698.6 |
|
T1 |
177.2 |
8.4 |
4 194.5 |
8 389.0 |
1 080 |
7.77∶1 |
7 309.0 |
|
T2 |
189.3 |
8.8 |
4 479.7 |
8 959.4 |
1 160 |
7.72∶1 |
7 799.4 |
由表 5可以看出：施肥有助于提高黄瓜的单果质量、单株果数，进而增加种植黄瓜的产量和经济效益；施肥处理中，T2处理的黄瓜单果质量、单株果数、产量均最高，与CK和T1处理的相比，产量分别增加了57.22%和6.80%；扣除肥料投入和人工管理成本，T2处理的收益也明显高于CK、T1处理的。试验结果表明，含腐殖酸水溶肥料的施用更有利于黄瓜的增产创收。
3
讨论
健康的土壤是作物生长的关键因素之一。含腐殖酸水溶肥料中含有大量的腐殖酸，腐殖酸类物质可促进土壤团聚体特别是水稳性团聚体的形成，大大增强土壤团聚体的稳定性，从而改善土壤理化性状；同时腐殖酸还能激活土壤中的营养物质，使其缓慢释放，从而提高肥效[13]。本研究表明，施用含腐殖酸水溶肥料能够提高土壤的pH；相比于CK、T1处理，土壤中有机质的质量分数分别增加了0.9、0.2 g/kg；相比于CK处理，土壤中碱解氮、速效磷、速效钾的质量分数分别增加了54.94%、10.56%、29.01%；同时显著降低了土壤容重，确保土壤具有较好的通气性，更适宜黄瓜根系生长。
在作物种植的过程中，施用合适的肥料能够提高产品品质，是作物增产创收的关键因素，是施肥的重中之重[14]。含腐殖酸水溶肥料由于配方和组分的优点，有着其独到的优越性，前人在对其他作物的研究中发现，含腐殖酸水溶肥料在作物增产增收、品质改善等方面具有一定的作用，但不同作物、不同用量、不同施用方法等产生的效果存在一定差异。张玉凤等[15]的研究表明，含腐殖酸水溶肥+木醋液在小麦产量、生物量、叶片SPAD值、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性、丙二醛含量等方面具有较好的效果；任洪建等[16]的研究表明，含腐殖酸水溶肥料的施用显著改善了草莓生物学性状和品质，亩增净收入1 200元以上；刘国利等[17]的研究表明，含腐殖酸水溶肥料能显著促进番茄生长，可显著提高设施番茄的氮肥偏生产力和经济效益。本试验结果表明，在温室黄瓜种植中施用含腐殖酸水溶肥料，黄瓜植株的株高、瓜长、叶片SPAD值和根系活力均优于施用普通肥料处理的，且其产量和品质也优于其他处理的。究其原因可能是含腐殖酸水溶肥料中的腐殖酸类物质提高了根系活力和叶片SPAD值，促进植株营养吸收并高效利用，其光合产物积累得越多，产量也就越高，获得的经济效益越大。
4
结语
施用含腐殖酸水溶肥料的黄瓜，其生长指标和品质指标均优于施用普通复合肥处理的，同时也改善了土壤质量，提高了土壤肥力。与空白处理和普通复合肥料处理相比，施用含腐殖酸水溶肥料的亩产量分别增加了57.22%和6.80%，收益也明显高于空白处理和普通复合肥处理的。可见，含腐殖酸水溶肥料的施用更有利于黄瓜品质的改善，实现了增产增收。
沪公网安备 31010702007066号