有機肥與磷鉀肥配施對辣椒產(chǎn)量及土壤肥力的影響

張世標(biāo) 韋壽蓮 劉永 周開

摘要：【目的】研究有機肥與磷鉀肥配施對辣椒產(chǎn)量及土壤肥力的影響，為氨基酸發(fā)酵廢液、畜禽糞便綜合利用及辣椒的綠色生產(chǎn)提供參考?！痉椒ā恳詽饪s的氨基酸發(fā)酵廢液和雞糞為原料制備有機肥，分別設(shè)置D區(qū)（空白，不施肥）、A區(qū)（有機肥+磷鉀肥）、B區(qū)（有機肥+磷鉀肥+氨基酸發(fā)酵廢液）、C區(qū)（氨基酸發(fā)酵廢液+磷鉀肥）4個處理區(qū)，進(jìn)行辣椒種植試驗，其中N、P2O5和K2O肥施用量分別為18、11和21 g/m2?！窘Y(jié)果】在氮磷鉀總養(yǎng)分量相同的情況下，A區(qū)與C區(qū)相比，辣椒的株高、冠幅、產(chǎn)量分別增長13.7%、32.2%和79.7%；與不施肥處理的D區(qū)相比，A、B、C區(qū)的土壤最大有效氮含量分別增加94.9%、78.7%和38.2%?！窘Y(jié)論】有機肥和磷鉀肥的最佳配施方案為有機肥0.87 kg/m2、磷肥18.4 g/m2和鉀肥20.8 g/m2，能夠穩(wěn)定土壤pH，顯著提高土壤有效氮含量， 改善土壤供氮能力，促進(jìn)辣椒生長，提高辣椒產(chǎn)量，值得推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 有機肥；氨基酸發(fā)酵廢液；磷鉀肥；配施；辣椒；土壤肥力

中圖分類號： S143.665.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）07-1105-05

0 引言

【研究意義】以畜禽糞便為原料，經(jīng)過發(fā)酵腐熟制成的有機肥所含氮素主要以有機氮形態(tài)存在，有機氮需經(jīng)過土壤微生物的礦化才能轉(zhuǎn)化為無機氮形態(tài)供作物吸收利用，因而其氮素養(yǎng)分釋放緩慢，不能及時提供作物生長所需的氮素營養(yǎng)。氨基酸發(fā)酵廢液屬高濃度無機氨氮，易被作物吸收利用，但肥效短，氮素流失嚴(yán)重，長期施用易造成土壤酸化、板結(jié)，抑制植物生長。由此可見，氨基酸發(fā)酵廢液與有機肥配施可取長補短，緩急相濟，充分保證供給作物整個生長發(fā)育期間所需的氮素養(yǎng)分，提高作物產(chǎn)量。在規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖中，雞存欄量最大，且雞糞的利用率較高（約80%）。因此，以雞糞為原料，結(jié)合氨基酸發(fā)酵廢液制備有機肥并應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對提高氮素的利用率和作物品質(zhì)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】為提高氨基酸發(fā)酵廢液的綜合利用率，許多學(xué)者提出各種方案并進(jìn)行了示范應(yīng)用，如將其制成液態(tài)氮肥噴施花卉、蔬菜等園藝作物（Cao et al.，2012），或?qū)⑵錆饪s、提取硫酸銨生產(chǎn)有機無機肥（沈根清，2006），采用噴漿造粒法或元盤造粒法制備有機無機復(fù)合肥（束松坡和王冰，2004；徐國華等，2008）和生物發(fā)酵肥（谷豐和劉云燕，2011）等。液態(tài)氮肥制備和使用方法簡便，但氮肥易流失；噴漿造粒法或元盤造粒法工藝復(fù)雜、能耗較高、需要大型工業(yè)化設(shè)備，不利于推廣應(yīng)用；濃縮母液生產(chǎn)有機無機肥，制備工藝簡單，能配制不同作物需要的專用肥，適于推廣應(yīng)用。辣椒是一種需氮磷鉀肥量均較多的蔬菜品種，特別是氮肥（王彥飛和曹國璠，2010；Campiglia et al.，2011）。氨基酸葉面肥已被證實能夠促進(jìn)辣椒等多種作物的生長和肥沃土壤（Abdel-Mawgoud et al.，2011；Ghoname et al.，2012）。大量實踐也證明，有機肥與無機肥合理配合施用，養(yǎng)分全面，肥效持久，能有效提高辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)（Sileshi et al.，2011；Yang et al.，2013）?！颈狙芯壳腥朦c】創(chuàng)新性地以濃縮的氨基酸發(fā)酵廢液和雞糞、谷糠、氯化鎂為原料制備有機肥，開展有機無機復(fù)混肥對辣椒生長、產(chǎn)量和肥沃土壤等方面的研究，以解決生產(chǎn)實踐中氨基酸發(fā)酵廢液氮素易流失的難題，提高有機肥中無機氮形態(tài)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】選擇需肥量較大的辣椒為研究對象，通過田間試驗，在氮磷鉀總養(yǎng)分量相同的情況下，研究有機肥、氨基酸發(fā)酵廢液分別與不同量磷鉀肥配施對辣椒生長狀況、產(chǎn)量及土壤性狀、肥力的影響，確定最佳配施方案，為氨基酸發(fā)酵廢液、畜禽糞便的綜合利用及辣椒的綠色生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

供試土壤取自廣東省肇慶市良種示范中心3區(qū)6號田，其基本理化性狀如下：全氮1.22 g/kg，全磷2.00 g/kg，速效磷14.3 mg/kg，速效鉀131.1 mg/kg，土壤有機質(zhì)21.5 g/kg，pH 6.5。供試肥料：有機肥（N 2.03%，P2O5 1.01%，K2O 0.98%）、氨基酸發(fā)酵廢液（N 1.53%， P2O5 0.05%，K2O 0.04%）、過磷酸鈣（P2O5 12%）、氯化鉀（K2O 60%）。供試?yán)苯菲贩N為江山一椒（廣州華葉種苗有限公司）。

1. 2 試驗方法

試驗于2013年在廣東省肇慶市良種示范中心進(jìn)行。以濃縮的氨基酸發(fā)酵廢液和雞糞、谷糠、氯化鎂為原料，并加入各種發(fā)酵菌制備有機肥（圖1）。

試驗設(shè)4個處理區(qū)：D區(qū)，不施肥；A區(qū)，有機肥+磷鉀肥；B區(qū)，有機肥+磷鉀肥+氨基酸廢液；C區(qū)，氨基酸廢液+磷鉀肥。每處理重復(fù)3次，采用隨機區(qū)組排列。如表1所示設(shè)計配方施肥試驗，各試驗區(qū)的水施用量相等；除D區(qū)外，其他各試驗區(qū)的N、P2O5和K2O肥施用量均為18、11和21 g/m2。每試驗小區(qū)面積1 m×4 m，株距為40 cm，行距45 cm（壟上）～50 cm（壟溝），種植密度為5株/m2。辣椒苗于2013年8月31日移栽，田間管理按常規(guī)進(jìn)行。氮肥總量的50%作基肥，25%作第1次追肥，25%作第2次追肥；磷肥全部作基肥；鉀肥總量的60%作基肥，剩余40%作第2次追肥；注意夏季要避開高溫，早晚追肥。第1期采收完成時（10月19日）進(jìn)行第1次追肥；辣椒的第3期采收完成時（11月21日）且雨季結(jié)束進(jìn)入復(fù)壯期后，進(jìn)行第2期追肥，可澆水，以水調(diào)肥。

1. 3 測定項目及方法

1. 3. 1 土壤及有機肥養(yǎng)分含量測定 分別于移栽后30（9月27日）、50（10月18日）、80（11月20日）和110 d（12月20日）采集0～20 cm的土壤，自然風(fēng)干。有機質(zhì)含量采用K2Cr2O7外加熱法測定，土壤有效氮含量采用堿解擴散法測定，土壤全氮、全磷、有效氮、速效磷和速效鉀含量等均采用常規(guī)方法測定（鮑士旦，2000）。

1. 3. 2 辣椒生長性狀和產(chǎn)量測定 辣椒移栽后每試驗區(qū)定點定株，每10～15 d觀測記錄1次，每個試驗區(qū)觀測20株。觀測內(nèi)容包括株高、冠幅、果長、果重等指標(biāo)。每次采摘辣椒時均按試驗區(qū)計產(chǎn)，每試驗區(qū)總產(chǎn)量為各次收獲辣椒之總和，以辣椒的鮮重計算，同時測定平均棵重、平均果重及平均果長。

1. 4 統(tǒng)計分析

采用Excel 2007、SAS 9.3和Origin 6.0進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同試驗區(qū)辣椒產(chǎn)量分析

2. 1. 1 不同試驗區(qū)辣椒生長性狀 由表2可以看出，各施肥試驗區(qū)辣椒在整個生長期內(nèi)的株高、冠幅、單株掛果明顯高于不施肥的D區(qū)，其中以A區(qū)最高。與C區(qū)相比，A區(qū)的株高、冠幅、單株掛果數(shù)、果長和果粗分別提高13.7%、32.2%、80.0%、1.5%和16.0%。經(jīng)統(tǒng)計檢驗，A區(qū)和C區(qū)間的株高、冠幅、果長和果粗差異不顯著（P>0.05，下同），但其單株掛果數(shù)差異顯著（P<0.05，下同），說明在氮磷鉀總養(yǎng)分量相同的條件下，有機肥、氨基酸廢液分別與不同配比的磷鉀肥配合施用對辣椒的株高、冠幅、果長和果粗等生長指標(biāo)無明顯影響，但對辣椒的單株掛果數(shù)有顯著影響。

2. 1. 2 不同試驗區(qū)辣椒產(chǎn)量 產(chǎn)量是衡量辣椒生長的重要指標(biāo)。如圖2所示，A、B、C、D各試驗區(qū)在整個生長期內(nèi)所得辣椒總產(chǎn)量分別為16616、14516、9247和8156 g。經(jīng)統(tǒng)計檢驗，C區(qū)與D區(qū)間產(chǎn)量差異不顯著（C區(qū)比D區(qū)增產(chǎn)13.4%），說明氨基酸廢液與磷鉀肥配施不能有效提高辣椒產(chǎn)量。而A區(qū)、B區(qū)與C區(qū)間產(chǎn)量差異顯著，分別增產(chǎn)79.7%和57.0%，說明在氮磷鉀總養(yǎng)分量相同的條件下，用有機肥與磷鉀肥配合施用能有效提高辣椒產(chǎn)量。

2. 2 施用不同配方肥對土壤肥力的影響分析

2. 2. 1 對耕層土壤表觀性狀和pH的影響 土壤表觀性狀和pH反映土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)，與土壤養(yǎng)分密切相關(guān)（呂貽忠和李保國，2006）。在辣椒生長期內(nèi)，各試驗區(qū)土壤的濕潤度、疏松程度順序為A>

B>D>C。由表3可知，A區(qū)土壤的pH在辣椒生長期內(nèi)變化不明顯；B區(qū)土壤的pH前3個月變化很小，第4個月下降較明顯，然后趨于穩(wěn)定；C區(qū)土壤的pH第2個月急劇下降，然后趨于穩(wěn)定。B區(qū)和C區(qū)的配方肥均含氨基酸廢液，可能是氨基酸廢液NH4+濃度高，偏酸性，導(dǎo)致其土壤酸化。

2. 2. 2 對土壤全氮量的影響 土壤全氮反映土壤累積氮含量的多少，是衡量土壤肥力高低的指標(biāo)之一，也是影響辣椒產(chǎn)量的主要因素。由圖3可知，A、B、C試驗區(qū)土壤的全氮量均高于D區(qū)土壤的全氮量。D區(qū)土壤全氮量在整個辣椒生長期不斷減少且一直處于低水平。這是因為D區(qū)沒有施肥，氮主要來源于土壤本身，而土壤本身的氮含量有限，因此，隨著植物生長、吸收導(dǎo)致土壤全氮量不斷減少且始終維持在較低水平。A、B、C試驗區(qū)土壤全氮量的變化趨勢一致：在施用配方肥后30 d時達(dá)最高值，然后不斷減少，在50 d時降至最低值；追肥后，土壤全氮量又開始增加，80 d時達(dá)到一個極值，此后不斷減少。當(dāng)土壤的全氮量達(dá)極值時，A、B、C試驗區(qū)土壤的全氮量比不施肥的D區(qū)分別增加113.0%、71.7%和28.4%。

2. 2. 3 對土壤有效氮含量的影響 土壤有效氮含量的高低反映當(dāng)季作物可利用氮含量的多少，是衡量土壤供氮能力的指標(biāo)。由圖4可知，與不施肥的D區(qū)相比，配方施肥均可增加土壤有效氮含量。除D區(qū)外，A、B、C試驗區(qū)土壤有效氮含量的變化趨勢一致：施肥后，隨著辣椒植株的生長，A、B、C試驗區(qū)土壤有效氮含量不斷減少，30 d后又逐漸增加，50 d時達(dá)最大值，隨后逐漸降低，至80 d后又緩慢上升。當(dāng)各試驗區(qū)土壤有效氮量達(dá)最大值時，A、B、C試驗區(qū)土壤有效氮量比D區(qū)分別增加94.9%、78.7%和38.2%。

2. 3 經(jīng)濟效益核算

A區(qū)配方施肥所需的有機肥、磷肥、鉀肥的量分別為（以4 m2計算）：有機肥3.48 kg，磷肥73.6 g，鉀肥83.2 g。由此可對其成本投入和經(jīng)濟效益進(jìn)行估算：磷肥2.0元/kg，鉀肥6.0元/kg，折合A區(qū)的投入成本為0.6元，其他材料及人工折合費用為21.6元。A區(qū)的產(chǎn)量為16616 g，當(dāng)前辣椒的價格為6.0～8.0元/kg，即辣椒產(chǎn)值為99.6～132.8元，除去成本投入，即辣椒凈產(chǎn)值為77.4～ 110.6元。換算為公頃（ha），即辣椒凈產(chǎn)值為193797.5～ 279939.0元/ha。以相同的換算方式可分別得出：B區(qū)辣椒的凈產(chǎn)值為161325.0～233865.0元/ha；C區(qū)辣椒的凈產(chǎn)值為81067.5～127305.0元/ha；D區(qū)辣椒的凈產(chǎn)值為68287.5～109057.5元/ha。可見，A區(qū)配方施肥的經(jīng)濟效益最高。

3 討論

本研究結(jié)果表明，與氨基酸發(fā)酵廢液和磷鉀肥配施相比，有機肥和磷鉀肥配施所得辣椒產(chǎn)量增產(chǎn)79.7%。有機肥和磷鉀肥配合施用能更好地促進(jìn)辣椒生長，提高其產(chǎn)量。這與有機肥、氨基酸發(fā)酵廢液的特性緊密相關(guān)。雖然氨基酸發(fā)酵廢液中氨氮濃度高，但其氮素屬速效氮，氮容易流失，土壤有效氮量低，加上溶液偏酸性易使土壤酸化、板結(jié)，不利于辣椒的生長發(fā)育；而有機肥中氮素屬緩效氮，土壤有效氮含量高，能夠給辣椒提供充足的養(yǎng)分，加上有機肥中含大量的有機質(zhì)，施入土壤后改善了土壤的結(jié)構(gòu)，使土壤疏松、濕潤，能有效增強辣椒根系的呼吸作用，促進(jìn)辣椒對有機質(zhì)、氮素等養(yǎng)分的吸收，從而促進(jìn)辣椒的生長，提高辣椒產(chǎn)量（要曉瑋等，2011）。

本研究結(jié)果還表明，有機肥與磷鉀肥配施能夠濕潤、疏松土壤，對土壤pH具有較強的緩沖作用，能有效穩(wěn)定土壤pH，與Azeez等（2010）的研究結(jié)果一致。因此，在實際生產(chǎn)中對于土壤的酸化可通過增施有機肥予以抑制。此外，有機肥和磷鉀肥配合施用能顯著提高土壤全氮量和有效氮量，但氨基酸發(fā)酵廢液與磷鉀肥配合施用對提高土壤全氮量和有效氮含量不明顯。在氮磷鉀養(yǎng)分量一致的情況下，施入的有機肥越多，土壤全氮量和有效氮含量累積越多，土壤供氮能力越強，土壤肥力越高。這可能是氨基酸發(fā)酵廢液中的氮素屬速效形態(tài)，施入土壤后短時間內(nèi)快速釋放，而辣椒在生長初期需氮量少，土壤微生物固氮的能力又低，加上氨基酸廢液是液體，過多的氮素易隨氨揮發(fā)和雨水淋失造成浪費。而有機肥中的氮是緩效氮，在辣椒生長中后期經(jīng)礦化才變成有效氮釋放出以供辣椒吸收利用，故在土壤中積累相對較多（許仙菊等，2009）。因此，有機肥與磷鉀肥配施更能促進(jìn)土壤肥力的保持和提升。

氨基酸發(fā)酵廢液氨氮濃度高，溶液偏酸性，直接用于園藝植物施肥，易造成土壤酸化、板結(jié)，氮素易流失，造成浪費。以濃縮的氨基酸發(fā)酵廢液、畜禽糞便等為原料制備有機肥料能回收有機資源，減小環(huán)境污染，實現(xiàn)發(fā)酵廢液和畜禽糞便的生態(tài)效益，值得推廣應(yīng)用。

4 結(jié)論

有機肥和磷鉀肥的最佳配施方案為有機肥0.87 kg/m2、磷肥18.4 g/m2和鉀肥20.8 g/m2，能夠穩(wěn)定土壤pH，顯著提高土壤有效氮含量，改善土壤供氮能力，促進(jìn)辣椒生長，提高辣椒產(chǎn)量，值得推廣應(yīng)用。

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（責(zé)任編輯 鄧慧靈）