殼寡糖對辣椒產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收和土壤理化性質(zhì)的影響

雷 菲，張冬明，符傳良，劉國彪，曾建華，潘孝忠

（海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與土壤研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部海南耕地保育科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，海南省耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 ?？?571100）

殼寡糖是一類由N-乙酰氨基葡萄糖或氨基葡萄糖通過β-（1,4）糖苷鍵連接起來的低聚合度水溶性糖類，通常是由甲殼素或殼聚糖降解制備[1]。與殼聚糖相比，殼寡糖具有高水溶性、易吸收、分子量小等特點(diǎn)，近年來其被廣泛用于抗逆、殺菌、植物生長調(diào)節(jié)等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域[2-3]。作為一種植物抗逆誘導(dǎo)劑，殼寡糖能夠提高小麥、油菜、西瓜、水稻等作物對逆境的抗性[4-7]；作為一種殺菌劑，殼寡糖對辣椒炭疽病、茄子棒孢葉斑病、葡萄卷葉病等病害均有防治效果[8-10]；作為一種生長調(diào)節(jié)劑，殼寡糖能促進(jìn)作物光合作用，調(diào)整作物蛋白質(zhì)差異表達(dá)，誘導(dǎo)作物代謝過程中有機(jī)酸、糖類和氨基酸含量變化，促進(jìn)作物生長[11-13]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，殼寡糖主要以葉面肥的形式施用，較少用于根施。近年來，也有學(xué)者對殼寡糖根施進(jìn)行研究，張洋[14]研究發(fā)現(xiàn)，殼寡糖根施能促進(jìn)水稻根系生長、激發(fā)根系活力、提高抗旱能力。辣椒是海南省冬季瓜菜生產(chǎn)的主要種類之一，是冬季供應(yīng)內(nèi)地的第一大蔬菜。產(chǎn)量不穩(wěn)定是海南辣椒生產(chǎn)面臨的突出問題，而施肥一直都是解決這一問題的主要措施[15]。筆者采用盆栽試驗(yàn)，研究了不同濃度殼寡糖澆灌對辣椒產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收以及土壤理化性質(zhì)和微生物的影響，以期為殼寡糖在辣椒栽培中的合理施用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019 年在海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)大棚中進(jìn)行。供試土壤為磚紅壤，質(zhì)地為黏土，土壤理化性質(zhì)為：pH 值4.80、有機(jī)質(zhì)8.50 g/kg、堿解氮23.3 mg/kg、有效磷0.52 mg/kg、速效鉀11.2 mg/kg。試驗(yàn)時(shí)先取土風(fēng)干碾碎后過1 cm 篩，再進(jìn)行盆栽。

1.2 試驗(yàn)材料

供試?yán)苯菲贩N為瓊辣3 號尖椒，由海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所提供。供試殼寡糖的有效養(yǎng)分含量為93%，pH 值4.96（稀釋250 倍液），由山東綠隴生物科技有限公司提供。

1.3 試驗(yàn)方法

辣椒種子消毒后播種于育苗盤中，長至2 片真葉后，挑選長勢一致的辣椒苗移栽至裝有4 kg 風(fēng)干土的塑料盆中，每盆栽1 株。試驗(yàn)設(shè)置CK、T1、T2和T3 4 個(gè)處理，即殼寡糖的濃度分別為0、100、200和400 mg/L。每盆用不同濃度的殼寡糖100 mL 灌根，每處理6 株，設(shè)重復(fù)3 次。各處理的其他施肥、用藥、澆水等栽培管理措施均一致。

1.4 取樣與測定項(xiàng)目

盛果期整株取樣，分別收集植株的根、莖、葉和果實(shí)，殺青烘干后稱干重及測定磷、鉀的含量，其中果實(shí)干重和養(yǎng)分含量分別為采果初期至盛果期的果實(shí)總干重和養(yǎng)分含量。

分別采集不同處理的0～20 cm 耕層土壤，一部分土壤在4℃下保存，用于測定微生物種類與數(shù)量；另一部分土壤風(fēng)干保存，用于測定土壤理化性狀。

微生物數(shù)量測定采用平板稀釋計(jì)數(shù)法[16]；土壤理化性狀測定參照鮑士旦[17]的方法；采用H2SO4-H2O2消煮，釩鉬黃比色法測定植株磷含量；用AA-6300C 型原子吸收分光光度計(jì)測定植株鉀含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、繪制圖表，采用SPSS 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度殼寡糖對辣椒生長的影響

由表1 可知，株高和莖粗各處理之間均無顯著差異，說明殼寡糖處理對辣椒株高和莖粗無顯著提升作用。單株果數(shù)是T2 處理（200 mg/L 殼寡糖）最多，為23.67 個(gè)，較清水處理（CK）增加25.70%，顯著多于CK、T1 和T3 處理，但T1、T3 和CK 之間差異不顯著，說明濃度為200 mg/L 殼寡糖能促進(jìn)辣椒開花結(jié)果。單株產(chǎn)量也是T2處理最高，較CK增產(chǎn)8.72%，顯著高于其他處理；其次是T1處理，較CK增加0.65%；T3 處理的產(chǎn)量最低，較CK 降低1.71%，說明低濃度殼寡糖可提高辣椒產(chǎn)量。

表1 不同濃度殼寡糖對辣椒生長的影響

2.2 不同濃度殼寡糖對辣椒干物質(zhì)積累量的影響

施用殼寡糖顯著影響辣椒根、莖和果的干物質(zhì)積累（見表2）。T2 處理的辣椒單株根干重、莖干重和果干重均較CK 顯著增加，分別增加12.73%、16.10%和12.03%；T1 處理的辣椒單株莖干重為16.34 g，較CK 增加11.92%，達(dá)顯著水平，根干重和果干重也較CK 略有增加，但差異不顯著；T3 處理的單株莖干重較CK 下降8.15%，達(dá)顯著水平，根干重和果干重也下降，但差異不顯著；總干物質(zhì)積累量為：T2 ＞T1＞CK ＞T3，且T2 處理顯著大于T1 處理、T1 處理又顯著大于CK 和T3 處理。

表2 不同濃度殼寡糖對辣椒干物質(zhì)積累量的影響 （g/株）

2.3 不同濃度殼寡糖對辣椒植株養(yǎng)分積累量的影響

由圖1 可知，施用殼寡糖對辣椒根、莖和葉氮積累量影響不顯著，但T2 處理的果實(shí)氮積累量顯著大于CK、T1 和T3 處理，較CK 增加17.78%。辣椒根、莖、葉和果的磷積累量有隨著殼寡糖濃度的增加呈先上升后下降的趨勢，其中根和果的磷積累量均是T2 處理顯著高于其他處理，分別較CK高33.96%和21.14%（見圖2）。不同濃度殼寡糖對辣椒根、莖和葉的鉀積累量影響不顯著，果的鉀積累量以T2 處理最高，顯著大于其他處理，為886.84 mg/株，較CK 增加25.07%（見圖3）。

圖1 不同濃度殼寡糖對辣椒植株氮積累量的影響

圖2 不同濃度殼寡糖對辣椒植株磷積累量的影響

圖3 不同濃度殼寡糖對辣椒植株鉀積累量的影響

2.4 不同濃度殼寡糖對土壤理化性質(zhì)的影響

由表3 可知，澆灌殼寡糖會(huì)降低土壤pH 值，且隨著殼寡糖濃度的增加而降低，以T3 處理的土壤pH值最低，顯著低于CK，與CK 相比下降了0.32，T1和T2 處理也有一定下降，但與CK 差異不顯著。土壤有機(jī)質(zhì)含量則隨著殼寡糖濃度的增加而增加，其中T3 處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，顯著高于T1 和CK處理，較CK 處理增加0.85%，T1 和T2 處理與CK差異不顯著。澆灌殼寡糖對土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量無明顯影響，各處理之間差異不顯著。

表3 不同濃度殼寡糖對土壤理化性質(zhì)的影響

2.5 不同濃度殼寡糖對土壤主要微生物數(shù)量的影響

由表4 可知，試驗(yàn)土壤主要微生物數(shù)量表現(xiàn)為：放線菌＞細(xì)菌＞真菌，隨著澆灌殼寡糖濃度的增加，土壤中細(xì)菌數(shù)量和真菌數(shù)量為先降后升，且殼寡糖處理的細(xì)菌數(shù)量和真菌數(shù)量顯著低于CK，其中T2 處理的土壤細(xì)菌數(shù)量和真菌數(shù)量最低，較CK 分別降低46.40%和70.21%。土壤中放線菌數(shù)量隨著殼寡糖濃度的增加呈先上升后下降的趨勢，但各處理之間差異不顯著。微生物總量表現(xiàn)為先下降后上升的趨勢，各處理之間差異不顯著。

表4 不同濃度殼寡糖對土壤主要微生物數(shù)量的影響

3 討論與結(jié)論

殼寡糖能促進(jìn)植物生長，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[18-20]。孟靜靜等[21]研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴施殼寡糖可顯著提高花生的單株結(jié)果數(shù)，提高莢果產(chǎn)量。羅曉峰等[12]發(fā)現(xiàn)，殼寡糖拌種能夠提高大豆單株粒數(shù)，增加大豆產(chǎn)量。該研究結(jié)果表明：澆灌100～200 mg/L殼寡糖能增加辣椒的單株結(jié)果數(shù)，但當(dāng)濃度達(dá)到400 mg/L 時(shí)，辣椒的單株結(jié)果數(shù)與CK（清水處理）差異不顯著；當(dāng)殼寡糖濃度從0 增加至400 mg/L 時(shí)，辣椒的產(chǎn)量隨著殼寡糖濃度的增加呈先增后降的趨勢，說明殼寡糖濃度低時(shí)能促進(jìn)辣椒生長，濃度高反而抑制辣椒生長，這與郭衛(wèi)華等[22]的研究結(jié)果類似。

張玉鳳等[23]研究表明，施用殼寡糖葉面肥能提高西瓜秧苗的磷含量和鉀含量；張運(yùn)紅[24]發(fā)現(xiàn)，低濃度殼寡糖能促進(jìn)菜心對氮的吸收，濃度高則會(huì)抑制對氮和磷的吸收。該研究結(jié)果表明，與CK 相比，澆灌200 mg/L 殼寡糖可顯著增加辣椒果實(shí)氮、磷和鉀積累量，提高辣椒根和莖中的磷積累量，而濃度過高或者過低則對辣椒氮磷鉀積累量無顯著影響。

殼寡糖處理能降低土壤pH 值，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，但對土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量影響不顯著，這可能與殼寡糖屬于酸性的有機(jī)物有關(guān)。土壤微生物是土壤中較為敏感的指標(biāo)之一，趙春燕等[25]采用盆栽番茄用甲殼素灌根，土壤中放線菌數(shù)量增加，有害霉菌及絲狀真菌數(shù)量減少；董春娟等[26]發(fā)現(xiàn)，施用殼聚糖后番茄根際的細(xì)菌豐富度和多樣性降低。該試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著殼寡糖濃度的增加，細(xì)菌數(shù)量和真菌數(shù)量為先降后升的趨勢，放線菌數(shù)量則隨著殼寡糖濃度的增加呈先上升后下降趨勢。

綜上所述，澆灌200 mg/L 殼寡糖處理的辣椒單株結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量、根干重、莖干重和果干重分別 較CK 增 加25.70%、8.72%、12.73%、16.10% 和12.03%；果實(shí)氮積累量、磷積累量和鉀積累量均顯著高于其他處理；土壤細(xì)菌數(shù)量和真菌數(shù)量分別較CK降低46.40%和70.21%。因此，栽培辣椒時(shí)用殼寡糖澆灌的適宜濃度為200 mg/L。