摘要
揭示菜籽饼肥对甜瓜根区土壤养分、光合作用、产量和品质的影响规律，指导菜籽饼肥合理施用，为促进甜瓜产业提质增效提供依据。以厚皮甜瓜‘西甜 208’为试验材料，在氮、磷、钾养分等量投入的情况下，设置以单施化肥为对照（CK），研究比较化肥减量配施 10%（T1）、30%（T2）、50%（T3）和 70%（T4）的菜籽饼肥对根区土壤养分供应特征、土壤酶活性、光合作用及产量与品质的影响。结果表明：化肥减量配施菜籽饼肥显著降低了甜瓜根区土壤 pH，提高了有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量和氮素的铵硝比例，增强了叶片光合作用。配施菜籽饼肥还显著提高了甜瓜根区土壤蔗糖酶、碱性蛋白酶、多酚氧化酶和碱性磷酸酶的活性，但降低了过氧化氢酶活性。配施 30% 和 50% 的菜籽饼肥在提升甜瓜产量和品质方面效果最佳，其中产量提高 3.59% ～ 8.98%，中心和边缘可溶性固形物含量分别提高 18.79% ～ 19.69% 和 26.30% ～ 28.75%，维生素 C 含量提高 45.83% ～ 49.24%，可溶性总糖含量提高 17.31% ～ 18.60%，糖酸比提高 29.64% ～ 38.88%，同时显著减少硝酸盐积累。进一步提高菜籽饼肥的配施比例（70%），综合提升效果不明显甚至有所降低。相关性分析显示，甜瓜产量与土壤碱解氮、土壤脲酶活性呈极显著或显著正相关；甜瓜品质与土壤有机质、有效磷、速效钾、铵态氮、蔗糖酶、碱性磷酸酶、碱性蛋白酶活性呈显著正相关。综上，合理施用菜籽饼肥能够活化土壤养分，改善根区土壤环境，提高叶片光合作用，进而提升甜瓜产量与品质。研究结果可为陕西省西安市阎良厚皮甜瓜的提质、增产及可持续栽培提供参考。
Abstract
This research aimed to reveal the influence of rapeseed cake fertilizer application on soil nutrient supply， photosynthetic characteristics，yield and quality of muskmelon，and then to provide theoretical basis for improving the quality and efficiency of muskmelon production. Using“Xitian 208”muskmelon as test materials，five treatments were set up under the equal nutrient inputs conditions，including conventional fertilizer application（CK），rapeseed cake fertilizer substitution of 10% chemical fertilizer application（T1），rapeseed cake fertilizer substitution of 30% chemical fertilizer application（T2），rapeseed cake fertilizer substitution of 50% chemical fertilizer application（T3），rapeseed cake fertilizer substitution of 70% chemical fertilizer application（T4）. The effects of different treatments on soil nutrient supply，soil enzyme activity，photosynthesis characteristics，yield and quality of muskmelon were studied and evaluated systematically. The results showed that，compared with fertilization application treatment，the application of rapeseed cake fertilizer significantly reduced the soil pH in melon root zone，increased the content of organic matter，alkali-hydrolyzed nitrogen，available phosphorus and available potassium，as well as the ratio of ammonium nitrogen to nitrate nitrogen，and then promoted the leaf photosynthesis. In addition，the application of rapeseed cake fertilizer significantly increased the activities of soil sucrase，soil alkaline protease，soil polyphenol oxidase and soil alkaline phosphatase，while reduced the activity of soil catalase. Principal component analysis results showed that the application of 30% and 50% rapeseed cake fertilizer exhibited the best effect on the yield and quality of muskmelon，in which yield were significantly increased by 3.59%-8.98%，soluble solids contents in the middle and edge were increased by 18.79%-19.69% and 26.30%-28.75%， respectively，Vc content were increased by 45.83%-49.24%，total soluble sugar content were increased by 17.31%- 18.60% and sugar-acid ratio were increased by 29.64%-38.88%，while significantly reduced the accumulation of nitrate. No significant improvement for soil fertility，photosynthetic rate，yield and quality of muskmelon were observed when the proportion of rapeseed cake fertilizer reached 70%. Correlation analysis showed that the yield of muskmelon was positively correlated with alkali-hydrolyzed nitrogen，soil urease activity；the quality of muskmelon was positively correlated with soil organic matter，alkali-hydrolyzed nitrogen，available potassium，available phosphorus，ammonium nitrogen，and the activities of soil sucrase，alkaline phosphatase and alkaline protease activities. In conclusion，rational application of rapeseed cake fertilizer could activate available nutrients，improve the soil environment of muskmelon root zone，enhance the leaf photosynthesis，and thus increased the muskmelon yield and quality. The results could provide reference for improving the quality，yield and the sustainable cultivation of muskmelon in Yanliang district.
Keywords
甜瓜（Cucumis melo L.）是我国广泛种植的园艺作物之一。据联合国粮食及农业组织（FAO）2019 年统计，我国甜瓜年种植面积 3.80×105 hm2，产量占全球比重达 49.24%，居全球首位。陕西省西安市阎良区是我国最大的早春甜瓜生产基地，先后获得省级特色农产品优势区、中国农产品地理标志等荣誉，被称为“中国甜瓜之乡”。截至 2021 年，阎良地区设施甜瓜种植面积为 4333 hm2，总产量突破 20 万 t，是当地农民增收的支柱产业[1]。在甜瓜栽培过程中，农户为了追求高产，往往大量或过量施用化肥，造成有机质含量偏低、土壤肥力下降、次生盐渍化加剧，从而导致产量和品质下降，不利于当地甜瓜生产的可持续发展[2-3]。随着人们对农产品品质要求的提高，绿色生产成为了甜瓜产业持续健康发展的现实需求。大量研究表明，有机肥替代化肥可以增加作物产量、改善作物品质、增加土壤有机质和活化土壤养分、提高土壤生物学活性[4-6]，是减少化肥用量并促进果蔬生产提质增效的有效途径。
菜籽饼是在榨取食用油后剩余的废料，含有相当数量的氮、磷、钾及 Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、 Zn 等中微量元素，同时富含氨基酸及活性多肽，具有碳源活性高、氮素有效性高的特性[7]，是一种优质有机肥源。研究表明，菜籽饼肥与化肥配施能提高植烟土壤肥力，促进烟株生长发育，特别是对烟叶的香气、油分、颜色、光泽和弹性等品质指标具有明显的改善作用[8-10]。此外，饼肥还能有效改善茶园土壤生态功能，促进茶树生长发育，提升茶叶感官品质[11-12]。长期以来，阎良当地甜瓜种植户常通过增施菜籽饼肥（油渣）来提高甜瓜的甜度，改善产品品质，‘阎良甜瓜’也因此被称作生长在油渣上的‘定价甜瓜’。然而，关于增施菜籽饼肥对甜瓜的生长、产量和品质以及土壤养分的影响还缺乏系统研究，对其用量也尚不明确。本试验以阎良主栽早熟厚皮甜瓜‘西甜 208’为研究对象，开展菜籽饼肥与化肥不同比例配施对甜瓜根区土壤养分、光合特性及产量和品质的影响研究，旨在探讨菜籽饼肥的应用效果及影响规律，明确其合理施用量，为甜瓜专用有机肥的研制和甜瓜产业提质增效提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于 2023 年 3 月在陕西省西安市阎良区永辉果蔬专业合作社的果蔬种植基地（34°71′31″N、 109°36′92″E）进行。播前耕层土壤（0～20 cm）基础理化性质为 pH 值 8.21、有机质 16.34 g·kg-1、全氮 1.45 g·kg-1、全磷 1.36 g·kg-1，全钾 21.4 g·kg-1，碱解氮 108.2 mg·kg-1、有效磷 68.9 mg·kg-1 和速效钾 199.7 mg·kg-1。
厚皮甜瓜品种为‘西甜 208 号’，种子购自广州神农种业有限公司。
菜籽饼肥：以菜籽饼为原料，添加 JL 系列复合微生物菌剂（陕西均良土壤环境技术有限责任公司提供）进行腐熟制得，含 C 40.8%、N 5.31%、 P2O5 1.64%、K2O 1.92%、水分 15.1%。
常规化肥：尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O5 12%）、农用硫酸钾（K2O 51%）。
1.2 试验设计
根据基地农户习惯性化肥施用量，试验设置单施化肥（CK）、化肥减量配施 10% 菜籽饼肥 （T1）、化肥减量配施 30% 菜籽饼肥（T2）、化肥减量配施 50% 菜籽饼肥（T3）、化肥减量配施 70% 菜籽饼肥（T4）5 个处理，各处理中氮、磷、钾肥用量相同，具体施用量见表1。
试验采用随机区组设计，每个处理 3 次重复，共计 15 个小区（长 4.5 m× 宽 3.6 m），菜籽饼肥在翻耕前作基肥施入土壤，化学磷肥作底肥一次性施入，化学氮肥、钾肥 30% 作底肥，剩余 70% 于果实膨大前期作为追肥。试验于 2023 年 2 月中旬育苗，3 月 17 日定植。栽培方式为覆膜垄栽，垄宽 70 cm，垄距 50 cm，株距 30 cm，每株留 1 果，待植株生长至 15～16 片叶片时摘顶心，其他管理措施同当地生产习惯一致。
表1试验各处理的施肥量
1.3 样品采集与分析
1.3.1 土壤样品采集与理化分析
于甜瓜膨大后期（坐果后第 25 d），采用“S” 形取样法分 5 个点采集距甜瓜植株 15 cm 处的耕层土壤（0～20 cm）[13-14]，风干后混合磨碎过筛，测定土壤 pH 值、有机质、碱解氮、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量。pH 值采用电位法测定；有机质采用重铬酸钾法测定；土壤碱解氮采用碱解扩散法测定；硝态氮、铵态氮采用鲜土样 1 mol·L-1 KCl 浸提后，连续流动分析仪测定；有效磷采用钼蓝比色法测定；速效钾采用火焰原子吸收法测定。
土壤酶活性测定：采用 3，5-二硝基水杨酸比色法测定土壤蔗糖酶活性，靛酚蓝比色法测定脲酶活性，磷酸苯二钠比色法测定碱性磷酸酶活性，邻苯三酚比色法测定多酚氧化酶活性，紫外分光光度法测定过氧化氢酶活性，以酪蛋白为底物测定碱性蛋白酶活性，测定方法与酶活单位参考苏州科铭生物技术有限公司提供的试剂盒说明书。
1.3.2 植物光合指标测定
果实膨大后期（9：00—11：00），在每个小区随机选择长势均一的 3 株甜瓜植株，取坐瓜节位上方的 3～4 片叶，使用手持 SPAD-502 测定仪测量叶绿素含量，同时使用 Li-6400 型便携式光合仪测定叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO2 浓度。
1.3.3 甜瓜品质与产量测定
甜瓜成熟后，每个小区选取具有代表性的 3 个皮色鲜亮、果形良好的甜瓜，测定单瓜质量，然后纵向切开，使用游标卡尺测量果实纵径、横径、肉厚，并计算果形指数；用 PAL-1 便携式糖度仪分别测定中心和边部可溶性固形物含量；采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量；采用 NaOH 滴定法测定可滴定酸含量并计算糖酸比；采用 2，6-二氯酚靛酚滴定法测定维生素 C（Vc）含量；采用考马斯亮蓝 G-250 染色法测定可溶性蛋白质含量；采用硫酸-水杨酸比色法测定硝态氮含量。各小区实收测产。
1.4 统计分析
使用 SPSS 22.0 软件进行数据统计分析：采用邓肯（Duncan）方法进行显著性分析（P<0.05），多重比较采用 LSD 法；采用皮尔森（Pearson）进行相关性分析。
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理对甜瓜根区土壤 pH 值、有机质及有效养分的影响
膨大后期是甜瓜糖分积累的关键期。本试验对不同比例菜籽饼肥配施条件下甜瓜膨大后期根区土壤的 pH 值、有机质及有效养分进行了测定，结果如表2所示，随着菜籽饼肥配施比例的增加，土壤 pH 值总体呈下降趋势，其中 T2～T4 处理的土壤 pH 值较 CK 达到显著水平（P<0.05）。土壤有机质含量随菜籽饼肥配施比例的增加呈上升趋势，较 CK 处理提高了 6.35%～31.34%，且各处理间 （T1～T4）差异显著（P<0.05）。配施菜籽饼肥的各处理均不同程度地提高了土壤碱解氮、有效磷和速效钾的含量（P<0.05），其中碱解氮在 T2 处理时增幅最大，较 CK 提高了 23.69%；有效磷在 T3 处理达到最大，较 CK 提高了 47.87%；速效钾在 T4 处理达到最大，较 CK 提高了 18.57%，但与 T3 处理差异不显著。随着配施比例的进一步增加，土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量趋于稳定或出现明显下降，说明菜籽饼肥的施用比例并不是越高越好。此外，随着菜籽饼肥配施比例的增加，土壤铵态氮含量表现为上升趋势，而硝态氮则为降低趋势，显示菜籽饼肥显著影响了甜瓜膨大后期根区土壤的氮素供应形态。总体来看，化肥减量配施菜籽饼肥能够降低土壤 pH 值和硝态氮含量，提高土壤有机质、碱解氮、速效钾和铵态氮的含量。
表2不同施肥处理对根区土壤理化性质的影响
注：同列不同小写字母表示处理间差异达显著水平（P <0.05）。下同。
2.2 不同施肥处理对根区土壤酶活性的影响
土壤酶活性是反映土壤物质转化情况和土壤肥力的潜在指标。由表3可知，不同处理对各类土壤酶活性影响差异较大。化肥减量配施菜籽饼肥显著提高了甜瓜根区土壤的蔗糖酶活性，T2 处理的蔗糖酶活性达到最高，较 CK 处理提高了 30.59%，进一步提高菜籽饼肥比例未对蔗糖酶产生明显影响。碱性蛋白酶活性随菜籽饼肥配施比例的增加呈先上升后下降趋势，但均高于 CK 处理，以 T3 处理活性最高，为 36.07 mg·g-1·24 h-1，较 CK 提高了 67.07%。多酚氧化酶活性随菜籽饼肥配施比例的增加呈上升趋势，T3 和 T4 处理时最高，分别为 9.05 和 9.09 mg·g-1·24 h-1，较 CK 达到显著水平 （P<0.05），但二者间无显著差异。T1～T4 处理的碱性磷酸酶活性均显著高于 CK 处理（P<0.05），提高幅度为 12.59%～20.34%，处理间无显著差异。 T1～T2 处理的土壤脲酶活性较 CK 处理有所提高，但未达到显著水平；T3 和 T4 处理降低了土壤脲酶的活性，其中 T4 处理达到显著水平（P<0.05）。土壤过氧化氢酶活性随着菜籽饼肥配施比例的增加逐渐降低。总体来看，化肥减量配施菜籽饼肥能够提高甜瓜膨大后期根区土壤的蔗糖酶、碱性蛋白酶、多酚氧化酶和碱性磷酸酶的活性，降低了过氧化氢酶活性。
2.3 不同施肥处理对甜瓜叶片光合特性的影响
叶绿素含量与植物光合作用的强弱密切相关。由表4可知，配施菜籽饼肥显著增加了叶片 SPAD 值，且随配施比例的增加逐渐增加，T3 和 T4 处理达到最大，分别为 49.46 和 49.65，二者间无显著差异，分别较 CK 增加了 17.99% 和 18.44%。
光合作用是影响作物产量和品质的重要因素。化肥减量配施菜籽饼肥对甜瓜叶片光合作用具有明显促进作用（表4）。与 CK 相比，T1～T4 处理均显著提高了甜瓜叶片的净光合速率（P<0.05），其中 T3 处理净光合速率最大，为 13.27 μmol·m-2·s-1，较 CK 处理提高 28.8%；气孔导度变化趋势与净光合速率相同，最大的处理为 T2 和 T3，分别为 0.285 和 0.280 mmol·m-2·s-1，均显著高于 CK （P<0.05）。T1、T2 和 T3 处理之间的蒸腾速率无明显差异，但均显著高于 CK 和 T4 处理（P<0.05）。胞间 CO2 浓度随菜籽饼肥配施比例的增加呈先下降后上升的趋势，以 T4 处理最高，T1 处理最低。
表3不同施肥处理对根区土壤酶活性的影响
表4不同施肥处理对甜瓜叶片光合特性的影响
2.4 不同施肥处理对甜瓜果实品质和产量的影响
在本试验条件下，配施菜籽饼肥对甜瓜的果形指数未产生明显影响，但能显著增加甜瓜的果肉厚度，尤以 T2 和 T3 处理效果最好（表5）。与 CK 处理相比，T1～T4 处理均不同程度提高单瓜质量，增幅依次为 T2>T3>T1>T4>CK，均显著优于单施化肥处理（P<0.05），说明化肥减量配施适量菜籽饼肥能提高甜瓜的单果重，进而提高甜瓜的产量。小区实收测产结果显示，T2 处理产量最高，折合产量 44.68 t·hm-2，较 CK 处理增产 8.98%。T4 处理的甜瓜在果肉厚度及产量方面较 CK 处理均无明显的增产优势。
在甜瓜品质方面（表6），与 CK 相比，各施菜籽饼肥的处理均不同程度地增加了甜瓜中心和边缘的可溶性固形物含量；T2 和 T3 处理甜瓜中心和边缘的可溶性固形物含量分别增加 18.79%、 19.69% 和 26.30%、28.75%（P<0.05）；T4 处理的中心和边缘的可溶性固形物含量较 T3 处理均有所下降，但未达到显著水平。随着菜籽饼肥配施的增加，甜瓜的可溶性总糖含量呈先上升后下降的趋势，其中以 T2 和 T3 处理的含糖量最高，分别为 110.69 和 111.91 mg·g -1，分别较 CK 提高了 17.31% 和 18.60%；相比之下，可滴定酸含量则整体呈下降趋势，由此相应地提高了甜瓜的糖酸比，其中 T3 处理提高 38.88%。配施菜籽饼肥还显著增加了甜瓜的 Vc 含量，并随菜籽饼肥配施比例的增加呈上升趋势，在 T3 和 T4 处理达到最大，相较 CK 分别提高 45.83% 和 49.24%，但对可溶性蛋白含量则无明显影响。此外，与单施化肥相比，配施菜籽饼肥显著降低了甜瓜果实中的硝酸盐含量（P<0.05），随配施比例的增加逐渐减少，T4 处理降幅最大，较 CK 降低了 21.99%，表明化肥减量配施菜籽饼肥有助于减少甜瓜果实中的硝酸盐积累。总体上，化肥减量配施合适比例的菜籽饼肥能够促进甜瓜高产优质，比例过高则提升效果不明显甚至有所降低。
表5不同施肥处理对甜瓜产量的影响
表6不同施肥处理对甜瓜品质的影响
2.5 甜瓜产量、品质和土壤肥力指标的相关性分析
通过分析甜瓜产量、品质与土壤肥力指标的 Pearson 相关性（表7）可以得出，甜瓜果肉厚度与土壤碱解氮、有效磷、蔗糖酶、碱性磷酸酶和碱性蛋白酶呈显著正相关（P<0.05）。甜瓜产量与土壤碱解氮含量呈极显著正相关（P<0.01），与土壤脲酶活性呈显著正相关（P<0.05）。甜瓜中心可溶性固形物含量与土壤碱解氮、有效磷、铵态氮、蔗糖酶、碱性磷酸酶和碱性蛋白酶呈显著正相关（P<0.05），与过氧化氢酶呈极显著负相关 （P<0.01）；边缘可溶性固形物含量与土壤有机质、有效磷、铵态氮、蔗糖酶、碱性磷酸酶和碱性蛋白酶呈显著正相关（P<0.05），与土壤 pH 值和过氧化氢酶呈极显著负相关（P<0.01）。Vc 含量与土壤有机质、有效磷、速效钾、铵态氮、蔗糖酶、多酚氧化酶和碱性蛋白酶呈显著正相关（P<0.05），与土壤 pH、硝态氮和过氧化氢酶呈极显著负相关 （P<0.01）。可溶性总糖与土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、铵态氮、蔗糖酶、碱性磷酸酶和碱性蛋白酶呈显著正相关（P<0.05），与土壤 pH 值和过氧化氢酶呈显著负相关（P<0.05）。甜瓜可溶性蛋白含量与土壤有机质和速效钾呈显著正相关 （P<0.05），与其余土壤肥力指标无显著相关性。
2.6 不同施肥处理对甜瓜产量和品质影响的综合评价
对涉及甜瓜产量和品质的 12 个指标进行主成分分析，结果见表8。根据提取特征值大于 1 的 3 个主成分，累积贡献率为 86.448%。第 1 主成分包括可溶性固形物含量、可溶性总糖含量、Vc 含量、糖酸比、单瓜重、硝酸盐含量等指标，方差贡献率为 58.072%；第 2 主成分包括可溶性蛋白含量、可滴定酸含量等指标，方差贡献率为 19.346%； 第 3 主成分包括果形指数、可溶性蛋白含量等指标，方差贡献率为 9.030%。将得到的 3 个主成分的贡献率分别除以累计贡献率作为权重，建立主成分综合得分模型 F=0.672×F1 ＋ 0.224×F2 ＋ 0.104×F3，得分情况见表9。综合得分越高表明该施肥处理综合效果越好，各处理的综合得分顺序为 T3>T2>T4>T1>CK，其中 T3 和 T2 处理得分均较高且分值差异不大，说明这两个处理对甜瓜的产量和品质具有较好的提升效果。
表7甜瓜产量、品质与土壤指标间的相关系数
注：* 表示相关性在 P<0.05 水平上显著；** 表示相关性在 P<0.01 水平上显著。
表8不同指标的主成分得分系数及贡献率
表9不同施肥处理甜瓜产量和品质主成分评分和综合评分
3 讨论
3.1 化肥减量配施菜籽饼肥对甜瓜根区土壤环境的影响
有机肥具有调节土壤酸碱性的能力[15]，本试验结果显示，甜瓜根区土壤 pH 值随菜籽饼肥配施比例的增加呈降低趋势，可能是因为菜籽饼肥的有机质含量高，施入土壤后分解产生大量的高级脂肪酸、有机酸和阿魏酸等物质，对碱性土壤 pH 值起到缓冲或调节作用[16-17]。配施菜籽饼肥的处理较单施化肥均显著增加了土壤有机质含量，且随着配施比例的增加而增加，这主要归因于菜籽饼肥中丰富碳源直接增加了土壤有机质。有机肥能提高土壤有效养分的供应能力，其提升效果主要与有机肥所带来的养分输入、土壤中有机质的矿化分解，以及土壤无机养分的释放有关[18-19]。本试验在氮、磷、钾总养分等量投入的情况下，配施菜籽饼肥处理的甜瓜根区土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量较单施化肥处理均明显提高，说明菜籽饼肥加速了甜瓜根区土壤养分的活化，而非菜籽饼肥养分的直接投入。在菜籽饼肥配施比例为 30%～50% 时，有效养分含量提升效果最为明显，但在配施比例为 70% 时碱解氮和有效磷含量出现一定程度下降，可能与菜籽饼肥属于缓效肥，替代比例过高时，本身所含的有机态养分短时间内不能分解矿化有关[4]。
已证实施用合理种类、比例的有机肥不仅有利于土壤保存养分[20]，而且能够通过提高土壤速效养分含量，促进作物对氮、磷等营养元素的吸收，从而降低农田氮、磷流失风险[21]。从本研究结果来看，一定比例的菜籽饼肥能够改善膨大期甜瓜根区土壤的酸碱环境，增强土壤酶活性，提高速效养分的供应能力，有利于甜瓜的生长发育和养分吸收利用，对于提高肥料利用率、减少养分流失具有潜在的促进作用。施入土壤中的氮肥在脲酶的作用下，首先转换为铵态氮，其中一部分会被作物直接吸收利用，另一部分则会在土壤硝化酶的作用下转化成硝态氮[22]。本研究发现，随菜籽饼肥比例的增加，土壤铵态氮的含量逐渐增加，而硝态氮则表现为下降趋势，这可能是由于：（1）菜籽饼肥的施用降低了土壤 pH 值，增加了土壤对铵态氮的吸附固持；（2）菜籽饼肥分解产生的腐植酸等抑制了硝化细菌的作用，减缓了铵态氮向硝态氮的转化[22-23]。因此，从生态环境角度讲，施用菜籽饼肥不仅有利于减少甜瓜果实中硝酸盐的累积，而且能够避免氮、磷等养分的淋溶损失，减小面源污染风险。
3.2 化肥减量配施菜籽饼肥对甜瓜根区土壤酶活性的影响
土壤酶活性高低代表土壤养分转化速率的快慢，可综合反映土壤性质和肥力水平。有机肥能为土壤微生物提供适宜的生存环境并增加可利用的有机碳源，促进微生物的生长与繁殖，增加产酶微生物的多样性和数量，从而促使土壤酶活性的增加[24]。李明静等[25]的研究表明，蓖麻饼粕肥能够显著提高收获期花生土壤的过氧化氢酶、多酚氧化酶、淀粉酶、纤维素酶、脱氢酶、蛋白酶活性。本研究结果显示，配施菜籽饼肥不同程度地提高了甜瓜根区土壤的蔗糖酶、碱性蛋白酶、多酚氧化酶和碱性磷酸酶的活性，这与大多数学者研究[24，26]结果一致。土壤脲酶在配施比例为 10% 和 30% 时有较高的活性，随着配施比例的增加活性出现下降，这与余高等[27]的研究结果类似。这主要是因为脲酶是一种催化尿素水解产生氨的寡聚酶，受尿素施用量影响较大，尿素的施用量随菜籽饼肥配施比例的增加而逐渐减少。土壤过氧化氢酶催化土壤中过氧化氢等的分解，减少过氧化氢对作物的毒害作用。本试验中，施用菜籽饼肥明显降低了甜瓜根区土壤的过氧化氢酶活性，且随着配施比例的增加逐渐降低，施梦馨等[28]在利用有机肥改良碱性土壤的研究中也得出类似的结果，推测可能与供试土壤理化性质、作物类型和有机肥氧化还原电位等有关[29]，其具体机理还需进一步研究。
3.3 化肥减量配施菜籽饼肥对甜瓜叶片光合作用的影响
光合作用是作物有机物质积累的重要生理代谢过程，并直接或间接影响果实的产量和品质。本研究中，化肥减量配施菜籽饼肥均不同程度地提高了甜瓜叶片 SPAD 值、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度，显示配施菜籽饼肥促进了甜瓜叶片叶绿素的合成，提高了光合作用效率，这与前人关于其他有机肥对番茄[30]、西瓜[31]和甜菜等[32]作物光合特性的研究结果基本一致。结合土壤养分测定结果，推测可能是菜籽饼肥施入土壤后，提高了土壤有效养分含量，同时分解过程中产生的氨基酸、酶、维生素、生长素等代谢物进一步促进根系对养分的吸收和叶绿素的合成，进而提高叶片光合效率[32]。随着菜籽饼肥配施比例的增加，甜瓜叶片光合特性整体呈先升高后降低趋势，与胞间 CO2 浓度变化趋势相反。在配施比例为 70% 时，甜瓜叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度出现一定程度的下降，显著低于配施比例为 50% 的处理，说明光合特性并不能随着菜籽饼肥用量的增加而无限增大。研究表明，光合速率和气孔导度与胞间 CO2 浓度变化方向相反时，光合速率下降主要是受非气孔因素限制[33-34]，说明菜籽饼肥可能是通过调节非气孔因素影响甜瓜的光合作用效率。
3.4 化肥减量配施菜籽饼肥对甜瓜产量和品质的影响
化肥减量配施菜籽饼肥对甜瓜的果形指数无明显影响，但显著提高了单瓜质量，进而提高产量，其中以 T2 处理增幅最大，较单施化肥处理增产 8.98%。化肥减量配施 70% 菜籽饼肥的处理未发现明显的增产效应，张新要等[35]的研究也发现，过高比例的饼肥替代化肥会导致烤烟产量下降，这可能是由于菜籽饼肥施用量过多而造成速效养分的不足，不能及时满足作物生长前期对养分的需求。菜籽饼肥作为一种优质的有机肥，由于其富含氨基酸及活性多肽，具有碳源活性高、氮素有效性高等特性，目前在茶叶和烟草的品质提升方面研究较多。李陈等[36]通过多年饼肥替代化肥试验表明，饼肥能有效提高茶叶产量、咖啡碱、水浸出物含量，降低茶叶酚氨比。任小利等[9]的研究表明，无机肥配施菜粕堆肥能够增加烟叶的香气量，改善烟叶品质，提高上等烟比例。在本试验条件下，各配施菜籽饼肥的处理均能够增加甜瓜可溶性固形物、可溶性总糖和 Vc 含量，同时降低可滴定酸含量，促进甜瓜高产优质。主成分分析结果显示，配施比例为 30% 和 50% 时甜瓜产量和品质提升效果较好，进一步提高配施比例，甜瓜品质构成指标趋于平缓或有所下降，说明菜籽饼肥占比不是越高越好，验证了只有适宜的有机肥替代才能对作物品质产生最佳的提升效果[35，37]。除土壤可利用氮素含量外，氮素形态也会影响作物的生理代谢活动，合适的铵硝配比可改善作物产量和品质[38]，但过高的铵态氮含量会产生铵盐毒害现象[39]。康利允等[40] 的研究表明，铵硝比为 1∶1 的施肥模式对甜瓜的产量和质量提升效果最好。徐新娟等[41]的研究也表明，提高氮肥中铵态氮的施用比例能够促进樱桃番茄可溶性糖的积累。如前所述，施用菜籽饼肥提高了甜瓜膨大后期根区土壤中铵态氮和硝态氮的比例，且相关性分析显示可溶性糖、可溶性固形物、Vc 含量等品质指标均与铵态氮含量呈显著正相关，由此推测，根区土壤氮素的铵硝比也是菜籽饼肥影响甜瓜品质的重要因素。从本研究结果来看，适当比例菜籽饼肥与化肥配施在保证养分供应的同时，能够促进甜瓜高产优质，但过高的配施比例不仅不能起到增产提质的效果，还可能对其生产构成不利影响。
4 结论
等氮、磷、钾投入前提下，化肥减量配施菜籽饼肥能够提高土壤酶活性，活化土壤养分，改善根区土壤环境，增强光合效率，从而促进甜瓜高产优质。配施比例为 30%～50% 时综合提升效果最佳，其中土壤有机质、速效养分、土壤酶活性及叶片光合速率均达到较高水平，甜瓜产量和品质显著提升，同时硝酸盐含量明显降低，过高比例则提升效果不明显。甜瓜产量受土壤氮素供应的影响较大，而品质则与土壤 pH 值、有机质、速效氮磷钾含量以及氮素形态均密切相关。因此，在同等基础肥力的栽培条件下，化肥减量配施 30%～50% 的菜籽饼肥可作为厚皮甜瓜兼顾化肥减量和提质增效的推荐施肥方式。