秸稈還田技術(shù)對(duì)紅干椒植株以及土壤中微量元素的影響

于 淼，王志學(xué)，吳紅艷，方 新

(遼寧省微生物科學(xué)研究院，遼寧朝陽(yáng) 122000)

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秸稈還田技術(shù)對(duì)紅干椒植株以及土壤中微量元素的影響

于 淼，王志學(xué)，吳紅艷，方 新

(遼寧省微生物科學(xué)研究院，遼寧朝陽(yáng) 122000)

[目的]研究秸稈還田技術(shù)對(duì)紅干椒植株以及土壤中微量元素的影響。[方法]通過(guò)連續(xù)采樣，測(cè)定使用秸稈生物降解技術(shù)的紅辣椒植株和土壤，通過(guò)原子吸收測(cè)定其中部分微量元素的含量變化且分析其關(guān)系。[結(jié)果]秸稈生物降解技術(shù)對(duì)紅干椒的果實(shí)品質(zhì)和土壤中微量元素的含量均有重要作用。該技術(shù)的使用，明顯增加了土壤有效銅的含量，提高了紅干椒植株中的銅元素含量；而該技術(shù)對(duì)土壤有效錳、鋅、鐵含量影響不明顯，但促進(jìn)了辣椒植株對(duì)這3種元素的吸收，從而提高作物產(chǎn)量。[結(jié)論]此項(xiàng)技術(shù)值得繼續(xù)推廣，有利于改善辣椒品質(zhì)，提高土壤微量元素含量。

秸稈還田技術(shù)；紅辣椒；植株；土壤；微量元素

我國(guó)是個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)作物秸稈數(shù)量大、種類多、分布廣，每年秸稈產(chǎn)量9億t左右。近年來(lái)，隨著農(nóng)民生活水平的提高、農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)改善，以及秸稈收集、整理和運(yùn)輸成本等因素，秸稈綜合利用經(jīng)濟(jì)性差、商品化和產(chǎn)業(yè)化程度低[1]。最近幾年在遼寧省朝陽(yáng)地區(qū)秸稈生物降解技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始推廣，解決了農(nóng)民秸稈無(wú)處安放的問(wèn)題，避免了環(huán)境污染，且在一定程度上增加了農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。2013年朝陽(yáng)北票馬友營(yíng)地區(qū)的紅干椒種植地使用秸稈生物降解技術(shù)，筆者在此對(duì)使用該技術(shù)的辣椒植株以及土壤中部分微量元素的變化進(jìn)行測(cè)定和比較。

1 材料與方法

1.1 供試作物辣椒，品種為北京紅，試驗(yàn)時(shí)間為2013年5～10月份，樣品采自朝陽(yáng)北票馬友營(yíng)地區(qū)使用秸稈生物降解技術(shù)后不同生育期的辣椒植株。該試驗(yàn)分用肥料用秸稈(處理)、未用秸稈用肥料(對(duì)照)2種處理，土樣同樣采自該地區(qū)。

1.2 試驗(yàn)方法植物樣品采摘后低溫殺青后，105 ℃烘干，研磨，用粉碎機(jī)粉碎，土壤樣品采用常規(guī)方法前處理，兩者測(cè)定方式為原子吸收光譜法[2]。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈生物降解技術(shù)對(duì)辣椒吸收、分配銅的影響由表1可見(jiàn)，對(duì)照區(qū)各器官中銅含量均隨時(shí)間變化呈上升趨勢(shì)，栽培結(jié)束時(shí)，銅含量葉>果>根>莖；處理區(qū)銅含量除果實(shí)外，其他器官銅含量也是隨時(shí)間變化呈上升趨勢(shì)，果實(shí)中銅含量則是隨時(shí)間變化呈下降趨勢(shì)。處理區(qū)與對(duì)照區(qū)相比，根、莖、葉片中銅含量始終是處理區(qū)高于對(duì)照區(qū)，而銅對(duì)葉綠素有穩(wěn)定作用，且參與植物光化學(xué)反應(yīng)，尤其是葉片中銅含量高能明顯促進(jìn)光合作用，合成更多的產(chǎn)物；而果實(shí)中銅含量大多數(shù)時(shí)間低于對(duì)照區(qū)，尤其是栽培結(jié)束時(shí)，處理區(qū)果實(shí)中銅含量明顯比對(duì)照區(qū)低(低1.9%)，銅屬于重金屬，果實(shí)中銅含量低，食用更安全。處理區(qū)與對(duì)照區(qū)相比，處理區(qū)所有器官中銅的累積量均高于對(duì)照區(qū)，尤其在莖、葉中的累積量明顯高于對(duì)照區(qū)，分別比對(duì)照區(qū)高47.1%和50.1%(表2)。

表1 不同處理區(qū)銅在辣椒苗不同器官中含量變化 μg/g

從不同處理區(qū)土壤銅含量變化測(cè)試結(jié)果(表3)可以看出，不同處理區(qū)銅含量有一定差異，初期對(duì)照區(qū)土壤銅含量高于處理區(qū)，后期處理區(qū)土壤有效銅含量略高于對(duì)照區(qū)，而處理區(qū)辣椒苗從土壤中吸收銅數(shù)量明顯高于對(duì)照區(qū)，由此說(shuō)明，秸稈生物降解技術(shù)的使用明顯增加了土壤有效銅的含量。

表2 不同處理區(qū)辣椒苗不同器官中銅累積量變化 μg

表3 不同處理區(qū)土壤銅含量變化測(cè)試結(jié)果 μg/g

2.2 秸稈生物降解技術(shù)對(duì)辣椒吸收、分配錳的影響由表4可見(jiàn)，不同處理區(qū)錳含量均是葉>莖>根>果，且葉片中錳含量明顯高于其他器官中的含量；根、莖中錳隨時(shí)間變化含量變化不大，基本穩(wěn)定；葉片中錳含量在初期含量低，生長(zhǎng)中期達(dá)到最高，后期又逐漸下降；果實(shí)中錳含量則是初期高，以后逐漸降低，栽培結(jié)束時(shí)果實(shí)中錳含量最低。對(duì)照區(qū)與處理區(qū)相比，根中錳含量差異不大；處理區(qū)莖中錳含量一直明顯高于對(duì)照區(qū)，且差異顯著；8月20日之前，處理區(qū)葉片中錳含量高于對(duì)照區(qū)，之后，處理區(qū)葉片中錳含量低于對(duì)照區(qū)；處理區(qū)果實(shí)中錳含量始終低于對(duì)照區(qū)。錳主要參與植物的光合作用，錳含量高，有利于作物合成更多的產(chǎn)物。

從表5可以看出，不同器官中錳的累積量明顯不同，依次為葉>莖>果>根。莖、葉中累積量一直上升，根中累積量先上升后下降，在8月20日達(dá)最高；果實(shí)中錳累積量在9月11日達(dá)最高，結(jié)束時(shí)累積量明顯下降；處理區(qū)與對(duì)照區(qū)相比，處理區(qū)各器官中錳的累積量始終高于對(duì)照區(qū)，根、莖、葉中錳的累積量差異明顯，尤其是葉片中錳的累積量差異甚大，在8月20日時(shí)，處理區(qū)錳的累積量比對(duì)照區(qū)高130.2%，差異極顯著。錳的累積量高，除了可以增加光合產(chǎn)物外，還能減少果實(shí)中硝酸鹽含量。

表4 不同處理區(qū)錳在辣椒苗不同器官中含量變化 μg/g

表5 不同處理區(qū)辣椒苗不同器官中錳累積量變化 μg

從不同處理區(qū)土壤錳含量變化測(cè)試結(jié)果(表6)來(lái)看，對(duì)照區(qū)土壤中有效錳含量呈先上升后下降趨勢(shì)，錳含量在8月20日達(dá)最高，以后逐漸下降；處理區(qū)土壤中錳含量則一直處于下降趨勢(shì)。栽培結(jié)束時(shí)，處理區(qū)土壤中錳含量明顯低于對(duì)照區(qū)，說(shuō)明秸稈生物降解技術(shù)對(duì)土壤有效錳含量影響不大，但促進(jìn)了根對(duì)錳的吸收。

2.3 秸稈生物降解技術(shù)對(duì)辣椒吸收、分配鋅的影響由表7可見(jiàn)，辣椒苗不同生長(zhǎng)期葉片中鋅含量始終最高，其次是果實(shí)，最后是根和莖。除果實(shí)外，其他器官鋅含量隨時(shí)間改變變化不大；栽培結(jié)束時(shí)，辣椒苗不同器官的鋅含量最低，其他時(shí)間均略高于栽培結(jié)束期；不同處理區(qū)比較，處理區(qū)與對(duì)照區(qū)的根、莖、葉含量差異不大。表8顯示，根中鋅累積量呈先上升后略下降趨勢(shì)，在8月20日鋅的累積量最高；莖中鋅累積量一直呈上升趨勢(shì)，前期上升快，后期累積量增加數(shù)量少；葉片中鋅累積量在7月30日～8月20日達(dá)最高，以后大幅度下降；不同處理區(qū)比較，處理區(qū)不同器官中鋅的累積量始終高于對(duì)照區(qū)，且差異明顯。鋅主要參與生長(zhǎng)素的合成和某些酶系統(tǒng)的活動(dòng)，與體內(nèi)含鋅量有關(guān)的碳酸酐酶主要存在于葉綠體中，參與葉綠體的合成。鋅累積量高，明顯可以促進(jìn)作物的光合作用及養(yǎng)分合成，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)繁殖。

表6 不同處理區(qū)土壤錳含量變化測(cè)試結(jié)果 μg/g

表7 不同處理區(qū)鋅在辣椒苗不同器官中含量變化 μg/g

表8 不同處理區(qū)辣椒苗不同器官中鋅累積量變化 μg

不同處理土壤鋅含量變化測(cè)試結(jié)果(表9)表明，土壤中鋅含量隨時(shí)間變化不大，栽培中期含量略高；不同處理區(qū)比較，處理區(qū)含量始終低于對(duì)照區(qū)，說(shuō)明秸稈生物降解技術(shù)的使用沒(méi)有有效提高土壤中有效鋅的含量，但促進(jìn)了辣椒對(duì)鋅的吸收。

表9 不同處理土壤鋅含量變化測(cè)試結(jié)果 μg/g

2.4 秸稈生物降解技術(shù)對(duì)辣椒吸收、分配鐵的影響從表10可看出，辣椒根中鐵含量在不同生長(zhǎng)期變化不大；莖中鐵含量呈先上升后下降趨勢(shì)，且下降明顯；葉片中鐵含量前期高，以后逐漸下降，下降幅度不大；果實(shí)中鐵含量一直呈下降趨勢(shì)，且下降明顯。不同處理間比較，不同處理對(duì)根、莖中鐵含量沒(méi)有明顯影響；辣椒苗生長(zhǎng)前期，處理區(qū)葉片中鐵含量略高于對(duì)照區(qū)，后期差異不大；對(duì)照區(qū)果實(shí)中鐵含量始終高于處理區(qū)。經(jīng)分析(表11)，對(duì)照區(qū)根中鐵累計(jì)量不斷增高，栽培結(jié)束時(shí)累積量最高；莖中鐵累積量在9月11日達(dá)最高，栽培結(jié)束時(shí)略有下降；葉片中鐵累積量在7月30日達(dá)最高，以后大幅度下降。處理區(qū)根、葉片中鐵累積量在8月20日達(dá)最高，以后下降明顯；莖中鐵累積量在7月30日達(dá)最高，以后開(kāi)始下降。2個(gè)處理間比較，處理區(qū)各器官中鐵累積量始終高于對(duì)照區(qū)。而鐵是合成葉綠素所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，在葉綠素合成過(guò)程中，需要含鐵酶進(jìn)行催化，鐵還與植物體內(nèi)硝酸還原起作用，且參與植物的呼吸作用。鐵的累積量高，明顯促進(jìn)作物生長(zhǎng)，且減少作物體內(nèi)硝酸鹽含量。葉片是作物光合作用的主要器官，處理區(qū)葉片中鐵的累積量明顯高于對(duì)照區(qū)，且處理區(qū)葉片累積量的高峰期晚于對(duì)照區(qū)，比較8月20日不同處理間葉片鐵累積量，處理區(qū)葉片累積量比對(duì)照區(qū)高135.4%，說(shuō)明在8月20日時(shí)對(duì)照區(qū)葉片光合作用已經(jīng)開(kāi)始下降，而處理區(qū)正處于旺盛光合作用期，且差異極顯著。

表10 不同處理區(qū)鐵在辣椒苗不同器官中含量變化 μg/g

土壤鐵含量變化測(cè)試結(jié)果(表12)表明，不同處理區(qū)的土壤中有效鐵含量均呈上升趨勢(shì)；處理區(qū)與對(duì)照區(qū)相比，處理區(qū)土壤有效鐵含量均略低于對(duì)照區(qū)，處理區(qū)辣椒苗吸收鐵數(shù)量明顯高于對(duì)照區(qū)，說(shuō)明秸稈生物降解技術(shù)對(duì)土壤有效鐵含量影響不明顯，但促進(jìn)了辣椒苗對(duì)鐵的吸收。

表11 不同處理區(qū)辣椒苗不同器官中鐵累積量變化 μg

表12 不同處理區(qū)土壤鐵含量變化測(cè)試結(jié)果 μg/g

3 結(jié)論與討論

秸稈生物降解技術(shù)的使用，明顯增加了土壤有效銅的含量，提高了紅干椒植株中的銅元素含量；而該技術(shù)對(duì)土壤有效錳、鋅、鐵含量影響不明顯，但促進(jìn)了辣椒植株對(duì)這3種元素的吸收，通過(guò)促進(jìn)微量元素的吸收，從而達(dá)到增加光合作用、提高作物產(chǎn)量、減少果實(shí)中硝酸鹽含量等作用。該技術(shù)作用良好，值得繼續(xù)推廣研究。

[1] 陳子愛(ài)，鄧小晨.微生物處理利用秸稈的研究進(jìn)展[J].中國(guó)沼氣，2006，24(3)：31-35.

[2] 范息英，任繡花.山豆根中的微量元素含量分析[J].微量元素與健康研究，2005(5)：69.

Effect of the Straw Returning Technology on Red Pepper Plants and Trace Elements in Soil

YU Miao, WANG Zhi-xue, WU Hong-yan et al

(Liaoning Scientific Research Academy of Microbiology, Chaoyang, Liaoning 122000)

[Objective] The research aimed to study the effect of the straw returning technology on hot pepper plants and trace elements in soil. [Method] Through continuous sampling, the red pepper plants and soil of using the straw biodegradable technology were measured and the concentrations of some trace elements and their relationship were analyzed by atomic absorption. [Result] Straw biodegradable technology for the trace elements of red pepper fruit quality and soil had an important role. Using this technique, the available copper content in soil had significant increase, and the copper content in red pepper plants was improved. The technology on the content of available manganese, zinc and iron in soil were not obvious, but the absorption of these three elements of pepper plants was promoted, thereby improving crop yields. [Conclusion] This technology deserves to be promoted, and is conducive to improve the quality of hot pepper and increase the content of soil trace elements.

Straw returning technology; Red pepper; Plant; Soil; Trace elements

于淼(1982-)，女，滿族，遼寧朝陽(yáng)人，中級(jí)研究員，碩士，從事農(nóng)業(yè)微生物方向的研究。

2014-11-19

S 216.2

A

0517-6611(2015)02-032-04