沼渣沼液對辣椒礦質養(yǎng)分、產量及土壤特性的影響

孟清波 馬萬成 張謹薇 馮倩 李青云

摘 要：為篩選適合露地辣椒生產的化肥減施增效技術，以簇生朝天椒辣椒王為試材，通過追施沃森復合肥（CK）、沃森復合肥+噴施沼液葉面肥（T1）、根施沼渣腐殖酸沖施肥+噴施沼液葉面肥（T2）3種施肥處理，研究了不同施肥處理對辣椒植株的礦質養(yǎng)分含量、土壤特性以及產量的影響。結果表明，T2處理可以明顯提高辣椒土壤速效養(yǎng)分和有機質含量，比CK增加8.52%和13.52%;增加土壤微生物群落數量，細菌、真菌和放線菌數量較CK增加了22.68%、125.14%和11.41%;全株N、P、K總量最高，分別比T1處理和CK高13.71%和5.27%;T2處理和T1處理產量均最高，分別比CK高6.04%和5.87%。表明追施沼渣沼液肥增加辣椒土壤中細菌、真菌和放線菌數量，改善土壤微生態(tài)環(huán)境，促進辣椒吸收并運輸N、P和K，增加辣椒產量，在一定程度上達到了化肥減施增效的目的，提高了農業(yè)資源利用率，保護了生態(tài)環(huán)境。

關鍵詞：辣椒;沼渣沼液肥;土壤理化性質;土壤微生物

中圖分類號：S641.3 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2021）12-077-05

Abstract： To screen the chemical fertilizer reduction and efficiency enhancement technology suitable for the production of open-field pepper （Chili king）， the effects of different fertilization treatments on the mineral nutrient content， soil characteristics and yield of the pepper. In this study， we used three fertilization treatments： Watson compound fertilizer （CK）， Watson compound fertilizer + spraying of biogas slurry leaf fertilizer（T1）， root application of biogas residue humic acid flushing fertilizer， + spraying of biogas slurry leaf fertilizer（T2）. The results showed that the T2 treatment could significantly increase the available nutrients and organic matter contents by 8.52% and 13.52%.， the number of bacteria， fungi， and actinomycetes increased by 22.68% 125.14% and 11.41% Compared with CK treatment， respectively. The total amount of N， P， K in the whole plant was 13.71% and 5.27%， respectively， higher than T1 and CK treatment. The yield of T2 and T1 was the highest： 6.04% and 5.87%， compared to CK. The results indicated that the application of biogas residue biogas slurry fertilizer increases the number of bacteria， fungi and actinomycetes in the soil， improves the soil micro ecological environment， promotes the absorption and transportation of N， P， K， and increases the yield. This study provides the beneficial aspects of reducing the application of chemical fertilizers and increasing efficiency， improving agricultural resource utilization rate， and protecting the ecological environment.

Key words： Pepper; Biogas residue biogas slurry fertilizer; Physical and chemical properties of soil; Soil microorganism

辣椒（Capsicum annuum L.）是我國栽培面積最大的蔬菜作物之一，年種植面積超過150萬hm2，僅次于白菜類蔬菜，已成為我國蔬菜生產中的主要支柱產業(yè)[1-2]。據統(tǒng)計，我國化肥利用率低，遠低于發(fā)達國家水平（60%～70%）。肥料流失不僅造成資源浪費、增加種植成本，而且污染地下水和農產品等。2020年我國農用化肥用量達5250萬t，約占全世界的三分之一，造成了大量的浪費和環(huán)境污染[3-4]。

沼渣沼液肥具有緩釋、低污染等特點，含有大量氮、磷、鉀、氨基酸、腐殖酸以及多種中微量元素等作物生長需要的營養(yǎng)物質，養(yǎng)分可利用率高且易被植物吸收利用，可長久保持肥力[5-6]。沼渣沼液肥對作物的生長、品質、產量起到促進作用，且能在一定程度上改良土壤的理化性質，緩解大量施用無機化肥對土壤造成的危害[7-9]。亓翠玲等[10]研究表明，在櫻桃栽培中施用沼液肥，土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀等養(yǎng)分含量顯著增加，土壤營養(yǎng)狀況有效改善。羅健航等[11]研究認為，沼液復合微生物菌肥的施用可以顯著增加設施番茄土壤中有機質、全氮、全磷、堿解氮、速效磷以及速效鉀的含量。吳飛龍等[12]研究發(fā)現(xiàn)施用60 kg·m-2和40 kg·m-2沼液可分別提高象草的氮、磷利用效率。余薇薇等[13]研究表明，灌溉沼液可提高土壤堿解氮和有效磷含量。有效利用沼液替代化肥或部分替代化肥，可提高大棚番茄土壤的速效養(yǎng)分和有機質含量，提高陽離子代換量，雖然重金屬含量也增加了，但不超過國家標準。使用沼液肥可達到減施化肥的目的[14]。

筆者以簇生朝天椒辣椒王品種為試材，在春露地地膜栽培條件下，以追施氮磷鉀復合肥為對照，分析了根施復合肥配合葉面噴施沼液肥、根施沼渣腐殖酸沖施肥配合葉面噴施沼液肥兩種處理對植株礦質養(yǎng)分含量、土壤礦質養(yǎng)分含量、土壤微生物數量以及產量的影響，旨在探討沼渣腐殖酸肥和沼液肥對辣椒礦質養(yǎng)分利用的影響，并篩選出適合辣椒的化肥減施技術，為辣椒可持續(xù)生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料與處理

試驗于2018年5—11月在保定市望都縣孔士屯村露地辣椒生產田進行，地處華北平原，屬暖溫帶大陸性季風氣候區(qū)，年平均氣溫13.4 ℃，年平均日照時數2511 h。試驗地土壤為潮土，質地中壤，肥力中等，排灌條件良好。耕層土壤（0～20 cm）播種前的養(yǎng)分狀況為：有機質含量（w，下同）17.18 g·kg-1、全氮含量1.10 g·kg-1、全磷含量0.74 g·kg-1、全鉀含量17.73 g·kg-1、堿解氮含量119.68 mg·kg-1、有效磷含量40.39 mg·kg-1、速效鉀含量131.54 mg·kg-1、pH值7.56。

供試辣椒品種為簇生朝天椒辣椒王，由河北乾億食品股份有限公司提供。供試肥料沃森復合肥料（15-8-22，每667 m2用量40 kg）由保定沃森肥料制造有限公司生產;“果實樂”純秸稈沼液肥（全氮含量（ρ，后同）≥50 g·L-1，全磷含量≥2 g·L-1，全鉀含量≥28 g·L-1，每667 m2用量2 kg，對水稀釋30倍）和“果實樂”沼渣腐殖酸沖施肥（N+K2O+P2O5含量≥200 g·L-1，隨水沖施，每667 m2用量30 kg）由河北省滄州市青縣耿忠生物質能源開發(fā)有限公司提供。

本試驗共設3個處理，如表1所示。

“養(yǎng)分總量”根據肥料每667 m2用量標準換算成每小區(qū)面積實際面積18 m2的施肥量，再結合施肥次數而計算得出。辣椒采用大小行種植，大行70 cm、小行50 cm，株距20 cm。試驗采用隨機區(qū)組設計，3次重復，每個小區(qū)面積18 m2。

1.2 測定指標與方法

在辣椒結果盛期施肥后第10天進行取樣，株間采集0～20 cm深度土壤用于土壤理化性狀分析，分別采用半微量開氏法、鉬銻抗比色法、火焰光度法、重鉻酸鉀稀釋熱法、堿解擴散法、鉬銻抗比色法、火焰光度計法、玻璃電極酸度計測量土壤全氮、全磷、全鉀、有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀含量及pH（1?2.5 H2O）[15]。

土壤微生物數量計算方法采用配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基篩選細菌、馬丁–孟加拉紅培養(yǎng)基篩選真菌、高氏一號培養(yǎng)基篩選放線菌[16];采用流動分析儀測植株氮含量、紫外分光光度計測磷含量、ICP光譜分析儀測定鉀含量[15]。

1.3 數據處理

采用IBM SPSS Statistics 23統(tǒng)計軟件對數據進行差異顯著性分析，用Microsoft Excel 2010軟件進行數據統(tǒng)計與整理。

2 結果與分析

2.1 追施沼渣沼液肥對辣椒土壤全量氮、磷、鉀的影響

從盛果期辣椒土壤的全量礦質養(yǎng)分含量可以看出，各施肥處理土壤的全氮、全磷和全鉀含量存在顯著差異，其中CK處理全氮和全鉀含量最高，T2處理全磷含量最高，全量氮、磷、鉀養(yǎng)分合計以CK處理最高，為19.11 g·kg-1，比最低的T1高7.66%。結果表明，根施沼渣腐殖酸沖施肥+噴施沼液葉面肥（T2）降低了土壤的全氮含量和全鉀含量，但增加全磷含量;而追施傳統(tǒng)復合肥（CK）能夠顯著提高土壤養(yǎng)分含量（表2）。

2.2 追施沼渣沼液肥對辣椒土壤速效養(yǎng)分含量的影響

由表3可知，盛果期各處理土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量存在顯著差異。其中，T2處理土壤的3種速效養(yǎng)分含量均最高。各處理堿解氮、有效磷和速效鉀含量的變化范圍分別為73.22～80.73 mg·kg-1、7.48～12.99 mg·kg-1和73.17～78.14 mg·kg-1，速效養(yǎng)分總量以T2處理最高，比CK和T1分別增加高8.52%和7.90%。表明根施沼渣腐殖酸沖施肥+噴施沼液葉面肥（T2）顯著增加了辣椒王土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量及速效養(yǎng)分總量。

2.3 追施沼渣沼液肥對辣椒土壤有機質含量和pH的影響

從表4可以看出，追施沼渣沼液肥對土壤有機質含量有顯著影響，辣椒王土壤有機質含量從高到低依次為T2>CK>T1，有機質含量范圍為14.71～18.47 g·kg-1，最大差異為25.56%，說明根施沼渣腐殖酸沖施肥+噴施沼液葉面肥（T2）增加了辣椒王土壤有機質含量，而沃森復合肥+噴施沼液葉面肥（T1）土壤有機質含量較CK減少;根施沼渣腐殖酸肥+葉噴沼液肥（T2）較CK顯著增加了辣椒王土壤pH值，差值為0.12。

2.4 追施沼渣沼液肥對辣椒根際土壤微生物數量的影響

從表5可以看出，追施沼渣沼液肥對辣椒土壤微生物數量有顯著影響。T2處理的細菌、真菌和放線菌數量均最多，與CK差異顯著，分別較CK增加了22.68%、125.14%和11.41%，說明根施沼渣腐殖酸沖施肥+噴施沼液葉面肥（T2）利于辣椒土壤中細菌、真菌和放線菌的繁殖，增強土壤生物多樣性的作用明顯。

2.5 追施沼渣沼液肥對辣椒植株氮元素含量的影響

從表6可以看出，追施沼渣沼液肥促進辣椒對氮的吸收，T2處理顯著促進了辣椒根系和果實中氮的積累，含量分別為9.79 mg·g-1和21.7 mg·g-1，高于對照19.83%和11.57%，差異顯著，全株氮含量比CK多8.53%。T1處理中各器官中氮的積累量與對照無顯著差異，T2處理莖的氮含量較CK顯著降低12.47%。結果表明，根施沼渣腐殖酸沖施肥+噴施沼液葉面肥（T2）可顯著促進辣椒根系對氮的吸收，并顯著提高其在果實和葉片中的累積量。

2.6 追施沼渣沼液肥對辣椒植株磷元素含量的影響

磷在辣椒植株體內運轉和在各器官的分配同其他作物一樣，有趨向于向植株幼嫩部位和生長點轉移的特點，同一植株不同器官對磷的吸收量表現(xiàn)出差異。由表7可知，根施沼渣腐殖酸肥促進辣椒對磷的吸收和運輸。T2處理各器官的根、莖和果實的磷含量均顯著高于對照，分別為3.25、2.31、9.30 mg·g-1，比CK增加了62.5%、37.5%和30.43%，全株磷含量為18.58 mg·g-1，比CK高28.58%。而T1處理葉片和果實磷含量較CK顯著下降了32.23%和22.58%?？梢姼┱釉乘岱?噴施沼液葉面肥（T2）對促進辣椒王吸收和運輸磷的作用比較大。

2.7 追施沼渣沼液肥對辣椒植株鉀元素含量的影響

由表8可知，T2各器官（根和葉片除外）的鉀含量均顯著高于對照。莖和果實的鉀含量為7.06 mg·g-1和2.41 mg·g-1，分別比CK增加了14.80%和11.57%，全株鉀含量為49.02 mg·g-1，比CK降低6.07%。T1處理各器官的鉀含量與對照無顯著差異。可見根施沼渣腐殖酸沖施肥+噴施沼液葉面肥（T2）降低了辣椒王的全株鉀含量，但增加了辣椒中莖和果實的鉀含量;而施用復合肥（CK）明顯增加了辣椒葉片的鉀含量，全株鉀含量也達到最高。

2.8 追施沼渣沼液肥對辣椒產量的影響

從表9可以看出，沼渣沼液肥處理均顯著提高辣椒產量。辣椒王的T2和T1的產量均高于對照，分別比CK高6.04%和5.87%?？梢姼┱釉乘釠_施肥+噴施沼液葉面肥（T2）能顯著促進辣椒的產量，效果最明顯。

3 討論與結論

沼渣沼液肥具有養(yǎng)分全面、來源廣、成本低、肥效持久等特點，不僅可以提供豐富的營養(yǎng)，而且還可以節(jié)約資源、保護環(huán)境，對于植物起到了“速效營養(yǎng)庫”的作用[17]。

根施沼渣腐殖酸肥對朝天椒土壤中有機質、全氮、全磷、堿解氮、有效磷、速效鉀有顯著促進作用。說明沼渣腐殖酸肥施用對土壤有一定的改善提升效果，主要是因為沼液中富含腐植酸、生長素和纖維素等物質，促進了土壤團粒結構形成，同時沼液中的微生物群落又加速了土壤養(yǎng)分的分解，轉化形成有機質，減少養(yǎng)分流失，進而提高了土壤有效養(yǎng)分的供給水平[18-19]。而沼液對土壤團聚體數量和穩(wěn)定性有促進作用，又為有機質提供了穩(wěn)定的場所，使土壤有機質含量明顯升高[20-21]。

在本試驗中，筆者研究了沼渣沼液肥對辣椒土壤微生物的影響，采用平板計數的方法測定了細菌、真菌、放線菌的數量，試驗結果表明，葉面噴施沼液肥+根施沼渣腐殖酸肥（T2）能增加辣椒土壤中的細菌、真菌、放線菌的數量，其中，細菌數量最多，放線菌次之，真菌最少，這符合微生物區(qū)系的組成比例[22]，表明施用沼渣沼液肥能顯著提高辣椒土壤細菌、真菌、放線菌的數量;沼液葉面肥+復合肥（T1）處理對根際土壤微生物數量無明顯促進作用，葉面噴施沼液肥作用于植株上，能促進植株生長發(fā)育[23]，對于土壤菌落數量影響較小。而噴施沼液葉面肥對pH影響不明顯，與韓曉莉等[24]研究結果一致，說明施用沼液肥可不同程度地使土壤pH接近中性，防止了土壤鹽漬化。

礦質元素對植物的正常生長起著至關重要的作用，通過噴施沼液葉面肥+根施沼渣腐殖酸肥（T2）相比對照施用傳統(tǒng)復合肥顯著提高了氮、磷和鉀在植株各營養(yǎng)器官中的含量，與馬虎等[25]研究結果一致。能增加土壤速效磷、水溶性鉀、交換性鉀及全鉀等含量，滿足植株對養(yǎng)分的需求，提高辣椒對沼液肥的吸收利用效率[26-27]。

追施沼渣沼液肥可有效提高辣椒王的產量，T2處理的全株氮磷鉀含量為152.34 mg·g-1，比T1處理和CK分別高13.71%和5.27%，表明由于沼渣腐殖酸肥肥效高，利于朝天椒產量的增長。這與前人在油菜[25]、辣椒[28]、番茄[29]、花生[30]等上的研究結果一致。然而T1處理產量高于CK，但全株氮磷鉀總量要低于CK，分析其中原因，應該與簇生朝天椒的生長特性及其耗肥量有關，朝天椒是需肥量大的作物，消耗的養(yǎng)分多，后期沒有肥料的投入，產量會大大降低。T1處理盛果期全株氮磷鉀總量為138.63 mg·g-1，比CK的全株氮磷鉀總量144.72 mg·g-1低4.39%;土壤中氮磷鉀總量為17.75 mg·kg-1，比CK的19.11 mg·kg-1低7.66%，說明由于朝天椒前期植株生長消耗的養(yǎng)分多，在盛果期土壤可能已存在養(yǎng)分不足問題。但在采收期，T1追施的氮磷鉀養(yǎng)分總量比CK高，與其差值為0.16 kg，加上復合肥本身分解較慢，輔以葉面噴沼液肥，養(yǎng)分全程供應狀況優(yōu)于CK，所以在采收期產量高于CK。結果表明，追施沼渣腐殖酸肥利于朝天椒品種增產，但對于傳統(tǒng)復合肥還應加大養(yǎng)分供應量才能再進一步提高產量。

沼渣沼液肥的施用改善了土壤微生態(tài)環(huán)境，增加土壤微生物菌群數量，改善土壤的物理性質，增強了土壤的保肥性能，增加了作物產量，減少化肥的施用量，對于控肥減施、發(fā)展綠色無污染農業(yè)等方面具有非常廣闊的發(fā)展前景。綜合分析認為，葉面噴沼液肥+根施沼渣腐殖酸肥（T2）處理可有效促進辣椒的生長發(fā)育，具有單施化肥所不具備的優(yōu)點。

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