煙莖生物肥對(duì)辣椒產(chǎn)質(zhì)量及根際土壤微環(huán)境的影響

張秀玥， 張啟東*， 李麗娜， 杜 鵑， 楊 平， 黎禮謙

(1.遵義市正安縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局， 貴州 正安563400； 2.遵義市正安縣廟塘鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心， 貴州 正安563407； 3.遵義市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院， 貴州 遵義563000)

0 引言

【研究意義】辣椒(CapsicumannuumL.)屬茄科辣椒屬一年或有限多年生植物，是重要的蔬菜和辣味調(diào)味品，富含維生素C、辣椒素、多糖、辣椒堿等營(yíng)養(yǎng)成分，其中維生素 C含量居各類蔬菜首位，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功效[1]。因此，辣椒的種植面積和產(chǎn)量逐年增加。近年來(lái)，由于盲目追求高產(chǎn)，辣椒種植過(guò)程中過(guò)量施肥、單一施肥等不合理施肥方式不僅浪費(fèi)大量資源，導(dǎo)致肥料利用率低下，還造成土壤生態(tài)環(huán)境破壞，出現(xiàn)肥力下降、耕性降低等問(wèn)題，嚴(yán)重影響產(chǎn)量和品質(zhì)[2]。生物有機(jī)肥富含豐富的腐殖酸，有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，有利于提高土壤水分的存蓄能力[3]。此外有益菌群的輸入提高了微生物豐度與活性，并促進(jìn)了微生物分泌有機(jī)物質(zhì)[4]。開(kāi)展生物有機(jī)肥在辣椒生產(chǎn)中的應(yīng)用研究，對(duì)提高辣椒產(chǎn)質(zhì)量及改善地力具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】段文學(xué)等[5]研究表明，與單施化肥相比，施生物有機(jī)肥可顯著提高土壤脲酶、堿性磷酸酶、脫氫酶和蔗糖酶活性及土壤速效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量。李炳韻等[6]研究表明，生物有機(jī)肥處理能提高連作菠蘿土壤pH、有機(jī)質(zhì)、速效磷含量。合理施用生物有機(jī)肥能促進(jìn)作物植株的生長(zhǎng)發(fā)育，有利于作物產(chǎn)量的提高以及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的改善。張敏等[7]研究表明，化肥減施配施生物有機(jī)肥顯著增加花生飽果數(shù)、飽果率、單株莢果產(chǎn)量和百仁質(zhì)量。張杰等[8]研究表明，增施生物有機(jī)肥蕓豆產(chǎn)量增加20%～25%，蛋白質(zhì)含量增加14%～16%?！狙芯壳腥朦c(diǎn)】生物有機(jī)肥在小麥、玉米、果樹等作物上被廣泛應(yīng)用，而有關(guān)生物有機(jī)肥在辣椒上的研究較少?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】研究煙莖生物肥不同施用量對(duì)辣椒產(chǎn)量、品質(zhì)、土壤養(yǎng)分及土壤酶活性的影響，為辣椒高產(chǎn)栽培和生物有機(jī)肥的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年在貴州省遵義市正安縣鳳儀街道山峰村進(jìn)行，試驗(yàn)地屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，氣候溫和，四季分明，雨量充沛，無(wú)霜期長(zhǎng)。年均溫度為16.14℃，年均降雨量1 076 mm，無(wú)霜期平均290 d。試驗(yàn)地前茬白菜，土壤為黃壤土，pH 6.1，有機(jī)質(zhì)32.46 g/kg，堿解氮136.73 mg/kg，有效磷46.27 mg/kg，速效鉀143.52 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試朝天椒品種為遵辣9號(hào)，由遵義市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院用不育系(ZLAB-1)為母本，恢復(fù)系(ZLR-1)為父本配制選育而成的F1代雜交種，屬干鮮兩用型，果長(zhǎng)圓錐形、單生向上；全生育期205 d，晚熟；株高69.4 cm，株幅61.7 cm，果長(zhǎng)6.77 cm，果寬1.33 cm，單株結(jié)果88個(gè)，單果干重約1.05 g，果味辛辣。試驗(yàn)用煙莖生物肥由安琪酵母股份有限公司提供，氮磷鉀總養(yǎng)分≥6%(N-P2O5-K2O=4-0-2)，有機(jī)質(zhì)≥60%，螯合態(tài)微量元素≥2%，有效活菌數(shù)≥0.2億/g。試驗(yàn)用尿素含N 46%，硫酸鉀含K2O 50%，過(guò)磷酸鈣含P2O518%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在常規(guī)施肥即施氮肥(N)180 kg/hm2、磷肥(P2O5)140 kg/hm2、鉀肥(K2O)120 kg/hm2基礎(chǔ)上，以增施煙莖生物肥的用量為處理對(duì)象，設(shè)置4個(gè)處理。T1處理， 煙莖生物肥800 kg/hm2；T2處理，煙莖生物肥1 200 kg/hm2；T3處理，煙莖生物肥1 600 kg/hm2；T4處理，煙莖生物肥2 000 kg/hm2；對(duì)照(CK)處理為常規(guī)施肥。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，每個(gè)處理3次重復(fù)，小區(qū)面積56 m2(長(zhǎng)9 m、寬6 m)。試驗(yàn)肥料運(yùn)籌：60%氮肥、所有磷鉀肥和煙莖生物肥作為基肥按比例混合，于栽前7 d整地時(shí)一次性穴施后覆膜，剩余氮肥在朝天椒盛果期追施。辣椒3月10日播種育苗，5月3日移栽，采用小尖鏟按施肥穴位置打孔定植，孔深7～12 cm，灌水、擺苗、栽苗(與肥料間隔)，地膜破口處用土蓋嚴(yán)實(shí)。單株定植，株距30 cm，行距60 cm，每小區(qū)種植10行，每行30株，重復(fù)間不設(shè)走道。小區(qū)內(nèi)采取1.2 m開(kāi)箱(低廂)，其中廂面寬80 cm，栽2行，四周不設(shè)保護(hù)行。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

生產(chǎn)期間產(chǎn)量測(cè)定根據(jù)《貴州辣椒田間測(cè)產(chǎn)規(guī)范》(DB52/T 976—2014)進(jìn)行，品質(zhì)、土壤養(yǎng)分及酶活性測(cè)定由遵義市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院組織完成。

1.4.1 辣椒果實(shí)性狀與產(chǎn)量 重點(diǎn)對(duì)單株結(jié)果數(shù)及果實(shí)干重進(jìn)行分析。果實(shí)成熟后分批采收，第一次始收后每隔5～7 d采收1次至采收完畢，稱量鮮重，曬干后計(jì)算小區(qū)干重，統(tǒng)計(jì)分析單果干重、單株干重。盛果期(第3～4臺(tái)果)按5點(diǎn)法取25株進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，校正系數(shù)0.75(青椒0.91)，折算單位面積鮮椒理論產(chǎn)量。

1.4.2 辣椒品質(zhì) 盛果期采收后每處理隨機(jī)挑選3個(gè)果實(shí)進(jìn)行游離氨基酸、辣椒素、Vc及還原糖品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定。采用茚三酮顯色法測(cè)定游離氨基酸含量，高效液相色譜法對(duì)辣椒素類物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，熒光法測(cè)定Vc含量，蒽酮比色法測(cè)定還原糖含量。

1.4.3 土壤養(yǎng)分含量 辣椒盛果期每小區(qū)采集適量土壤樣本，將樣品裝于聚乙烯塑料袋中貼好標(biāo)簽帶回實(shí)驗(yàn)室，置于陶瓷盤中風(fēng)干過(guò)60目篩備用。有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用外加熱法，全氮采用開(kāi)式定氮法，土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量采用流動(dòng)分析儀測(cè)定，速效磷采用鉬銻抗比色法，速效鉀采用火焰光度計(jì)法。

1.4.4 土壤酶活性 脲酶測(cè)定采用苯酚-次氯酸鈉比色法，中性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法，酚氧化酶和過(guò)氧化氫酶采用微孔板吸收光法。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、制作圖表，采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行單因素方差分析，LSR法(Duncan’s法)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙莖生物肥不同施用量處理朝天椒的產(chǎn)量與品質(zhì)

從表1看出，煙莖生物肥不同施用量處理朝天椒的產(chǎn)量與品質(zhì)存在差異。

表1 煙莖生物肥不同施用量處理朝天椒的產(chǎn)量與品質(zhì)性狀

2.1.1 產(chǎn)量 產(chǎn)量是反映作物生產(chǎn)力的重要指標(biāo)，施用煙莖生物肥顯著影響朝天椒產(chǎn)量性狀。單株結(jié)果數(shù)隨煙莖生物肥施用量增加呈逐漸增加趨勢(shì)，在T4處理達(dá)最大，除T1處理外，其他處理均顯著高于CK，T2、T3和T4分別比CK高7.70%、10.31%和11.37%，T3與T4處理間無(wú)顯著差異。單果干重隨煙莖生物肥施用量增加呈先增后降趨勢(shì)，在T3處理達(dá)最大，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高7.52%、21.80%、28.95%和27.44%，T4與T2、T3處理間無(wú)顯著差異。單株干重變化趨勢(shì)和單果干重相似，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高9.60%、31.14%、42.20%和43.92%，T3與T4處理間無(wú)顯著差異。干椒產(chǎn)量變化趨勢(shì)和單果干重相似，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高5.28%、18.88%、25.49%和26.43%，T3和T4處理間無(wú)顯著差異。表明，增施煙莖生物肥可明顯改善辣椒產(chǎn)量性狀，顯著提高其產(chǎn)量，尤其以煙莖生物肥施用量1 600 kg/hm2處理的增產(chǎn)效果最為顯著。

2.1.2 品質(zhì) 煙莖生物肥顯著影響朝天椒品質(zhì)。游離氨基酸含量隨煙莖生物肥施用量增加呈逐漸增加趨勢(shì)，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高8.17%、10.10%、13.11%和13.54%，T3與T4處理間無(wú)顯著差異。辣椒素類物質(zhì)隨煙莖生物肥施用量增加呈先增后降趨勢(shì)，在T3處理時(shí)達(dá)最大，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高3.86%、9.15%、13.57%和10.45%，T3與T4處理間無(wú)顯著差異。Vc和還原糖含量變化趨勢(shì)與辣椒素類物質(zhì)相似，Vc含量T1、T2、T3和T4分別比CK高6.83%、13.25%、30.92%和15.26%，還原糖含量T1、T2、T3和T4分別比CK高10.81%、17.33%、27.15%和21.58%。表明，增施煙莖生物肥可明顯提升辣椒品質(zhì)，尤其以施用量1 600 kg/hm2處理的品質(zhì)提升效果最顯著。

2.2 煙莖生物肥不同施用量處理土壤的養(yǎng)分和酶活性

從表2看出，煙莖生物肥不同施用量處理土壤的養(yǎng)分和酶活性存在差異。

表2 煙莖生物肥不同施用量處理土壤的養(yǎng)分和酶活性

2.2.1 土壤養(yǎng)分 土壤養(yǎng)分直接影響朝天椒生長(zhǎng)狀況。煙莖生物肥顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，隨施用量增加呈逐漸增加趨勢(shì)，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高0.51%、0.99%、1.44%和1.72%，T3與T4處理間無(wú)顯著差異。堿解氮含量變化趨勢(shì)和有機(jī)質(zhì)相似，T1、T2、T3和T4分別比CK高7.79%、11.53%、15.26%和16.21%。有效磷各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高4.06%、7.69%、14.17%和16.79%。速效鉀隨施煙莖生物肥用量增加呈逐漸增加趨勢(shì)，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高4.51%、9.82%、12.08%和14.65%，處理間差異均顯著?？傮w看，T3和T4處理對(duì)于土壤養(yǎng)分改善效果較為顯著，即煙莖生物肥施用量1 600～2 000 kg/hm2處理對(duì)提升土壤養(yǎng)分的效果較好。

2.2.2 土壤酶活性 土壤酶是反映土壤肥力的重要指標(biāo)，煙莖生物肥顯著影響土壤酶活性，各土壤酶活性均高于CK，并隨煙莖生物肥用量增加呈逐漸增加趨勢(shì)。脲酶活性T1、T2、T3和T4分別比CK高12.01%、25.47%、33.94%和45.96%，處理間差異顯著；中性磷酸酶T1、T2、T3和T4分別比CK高5.95%、9.46%、13.78%和15.41%，T1與T2、T3與T4處理間無(wú)顯著差異；過(guò)氧化氫酶T1、T2、T3和T4分別比CK高2.74%、6.50%、12.30%和9.24%，處理間差異顯著；酚氧化酶活性T1、T2、T3和T4分別比CK高29.11%、73.42%、97.47%和67.09%，T3處理顯著高于其余處理，T2與T4處理間差異不顯著?？傮w看，T3和T4處理土壤酶活性顯著高于其他處理，即煙莖生物肥施用量1 600～2 000 kg/hm2處理對(duì)提升土壤酶活性的效果較好。

3 討論

生物有機(jī)肥是利用微生物和有機(jī)肥結(jié)合形成的新型肥料，其中含有的微生物能夠改善土壤生態(tài)環(huán)境，提高土壤養(yǎng)分，促進(jìn)作物生長(zhǎng)[9]。研究表明，生物有機(jī)肥在馬鈴薯、大麥、西瓜等作物上有顯著效果，枯草芽孢桿菌肥能促進(jìn)辣椒株高、株幅、果長(zhǎng)及產(chǎn)量提高[10-13]。研究結(jié)果表明，酵母源煙莖生物肥顯著提高遵義朝天椒單株結(jié)果數(shù)、單果質(zhì)量、鮮椒產(chǎn)量和干椒產(chǎn)量，提高朝天椒游離氨基酸、辣椒素、Vc和還原糖含量，一方面是由于微生物肥料含有的小分子態(tài)有機(jī)質(zhì)、氨基酸、腐植酸、活性生物酶、螯合態(tài)微量元等物質(zhì)能夠補(bǔ)充辣椒營(yíng)養(yǎng)，改善植株體內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和產(chǎn)物積累；另一方面，主要原料為酵母營(yíng)養(yǎng)液的煙莖生物肥，其有益微生物在植物根際環(huán)境中能大量繁殖形成生物護(hù)盾，抑制病源微生物入侵，改善土壤微生物群落，提高微生物活性，從而改善土壤物理性質(zhì)，促進(jìn)根系生長(zhǎng)，有利于產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。在施用量為1 600 kg/hm2和2 000 kg/hm2處理間辣椒產(chǎn)量沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明當(dāng)施用量達(dá)到一定程度，繼續(xù)增加用量并不能明顯提高朝天椒產(chǎn)量。煙莖生物肥含煙堿，有一定的殺蟲殺菌作用，移栽后20 d調(diào)查顯示，各處理未發(fā)現(xiàn)因地下害蟲造成缺苗死株，但對(duì)照(常規(guī)施肥，未增施煙莖生物肥)缺苗死株率為2.72%；初花期調(diào)查青枯病發(fā)生情況顯示，煙莖生物肥施用量為1 200～2 000 kg/hm2處理的病株率均較低(低于0.57%。)

土壤養(yǎng)分含量直接決定土壤質(zhì)量，土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的核心[14]，是植物營(yíng)養(yǎng)的主要來(lái)源，土壤堿解氮、速效磷和速效鉀是植物生長(zhǎng)發(fā)育吸收的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[15]。土壤酶活性是反映土壤養(yǎng)分的重要因素[16]。在土壤顆粒、植物根系表面和微生物細(xì)胞表面發(fā)生催化反應(yīng)，能催化土壤中復(fù)雜的有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)，參與土壤養(yǎng)分的分解和轉(zhuǎn)化過(guò)程，有利于促進(jìn)土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的活化和更新[17]。研究結(jié)果表明，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上增施煙莖生物肥能顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量。煙莖生物肥顯著提高土壤脲酶、中性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶和酚氧化酶活性，且在煙莖生物肥施用量為1 600 kg/hm2時(shí)，分別比對(duì)照高33.94%、13.78%、12.3%和94.47%，差異顯著。可能是由于酵母源煙莖生物肥料含有活性有機(jī)質(zhì)、發(fā)酵蛋白及生化黃腐酸等能夠持續(xù)改良土壤結(jié)構(gòu)、防止土壤板結(jié)、提高土壤透氣性能，從而改善土壤結(jié)構(gòu)和肥料利用率，修復(fù)土壤微生態(tài)環(huán)境，提高土壤肥力，并在一定程度上起到了“加酶”的作用。此外，生物肥含有大量的微生物和有益生物菌群，增加了土壤微生物的數(shù)量和活動(dòng)，從而分泌大量的胞外酶。

4 結(jié)論

煙莖生物肥對(duì)辣椒產(chǎn)量的提高、品質(zhì)的改善以及土壤養(yǎng)分和土壤酶活性的增加有顯著促進(jìn)作用。在常規(guī)施肥水平下，增施煙莖生物肥1 200～2 000 kg/hm2對(duì)提升土壤養(yǎng)分、酶活性及辣椒產(chǎn)量均有一定效果，但以施用量為1 600 kg/hm2時(shí)效果最好、作用最顯著，并能有效降低地下害蟲危害及青枯病的發(fā)生，可在辣椒生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。