化肥減量配施生物有機(jī)肥對辣椒產(chǎn)量及土壤微生物的影響

唐冰璇，程 偉，張 敏，李一璐，魏小武，王玉雙，單世平，伍善東

（湖南省微生物研究院，湖南 長沙 410009）

辣椒（Capsicum annuumL.）是一種茄科蔬菜植物，其果實(shí)富含可溶性糖、維生素C、辣椒素等，已經(jīng)成為全國各地重要的經(jīng)濟(jì)作物，在我國廣泛種植[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，湖南省近年來辣椒種植面積穩(wěn)定在12 萬hm2以上，辣椒總產(chǎn)量超過322 萬t[2]。然而，由于在辣椒種植過程中普遍存在過量施用化肥等現(xiàn)象，導(dǎo)致土壤酸化，土壤養(yǎng)分大量流失，土壤有機(jī)質(zhì)存量下降和面源污染等問題[3-4]。因此，探究在辣椒的種植過程中，減少化肥的施用量并配施生物有機(jī)肥的施肥方式對辣椒產(chǎn)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

生物有機(jī)肥是指畜禽糞便和植物殘?bào)w（如農(nóng)作物秸稈、木屑、谷殼等）經(jīng)無害化處理、高溫腐熟后與某些特定功能微生物復(fù)合而成的一類兼具微生物肥料和有機(jī)肥效應(yīng)的肥料[5]。文獻(xiàn)報(bào)道稱生物有機(jī)肥可以提高辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)，增加根際土壤酶活性，增加肥料利用率，配肥土壤，減少環(huán)境污染，越來越受到人們的重視并在生產(chǎn)上廣泛使用[6-9]。課題組在益陽市赫山區(qū)種植大戶承包的田地采用小區(qū)試驗(yàn)的方法，探究化肥減量配施生物有機(jī)肥對辣椒生物學(xué)性狀、產(chǎn)量及土壤微生物的影響，以期為減少化肥使用量、增加辣椒產(chǎn)量、提高品質(zhì)及改善土壤環(huán)境提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)地土壤為灰泥田，肥力中等。試驗(yàn)前測定土壤有機(jī)質(zhì)含量為43.8 g/kg，pH 值為5.58，全氮4.5g/kg，堿解氮139.8 mg/kg，全鉀31.8 g/kg，速效鉀187.7 mg/kg，全磷1.6 g/kg，有效磷51.2 mg/kg，前荏作物為水稻。

辣椒品種為博辣8 號。供試肥料由湖南省微生物研究院研制，生物有機(jī)肥由40%雞糞、25%菜籽餅、20%鋸木屑、15%解淀粉芽孢桿菌菌劑構(gòu)成，解淀粉芽孢桿菌活菌數(shù)≥0.2 億CFU/g，其余技術(shù)指標(biāo)均符合生物有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)（NY 884—2012）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)4 個(gè)處理，T1：空白對照（不施任何肥料）；T2：常規(guī)施肥（即白俄羅斯復(fù)合肥，施用量為750 kg/hm2）；T3：滅活生物有機(jī)肥+常規(guī)施肥減量10%（即滅活生物有機(jī)肥施用量為2 250 kg/hm2+白俄羅斯復(fù)合肥施用量為675 kg/hm2）；T4：生物有機(jī)肥+常規(guī)施肥減量10%（即生物有機(jī)肥施用量為2 250 kg/hm2+白俄羅斯復(fù)合肥施用量為675 kg/hm2）。辣椒移栽前各處理肥料一次性溝施，施肥深度為10～20 cm。試驗(yàn)采用隨機(jī)排列，重復(fù)3 次，共12 個(gè)小區(qū)，覆蓋地膜，小區(qū)面積30 m2。試驗(yàn)地開溝作畦，畦長7.5 m，畦寬4 m，溝深20 cm，溝寬50 cm，四周保護(hù)行寬為3 m。

1.2.2 試驗(yàn)操作與管理供試?yán)苯酚?020 年1 月12 日穴盤育苗，3 月12 日移栽，移栽密度為37 500株/hm2。移栽前于3 月9 日整地，按照試驗(yàn)方案施肥，各處理的病蟲害防治、澆水、除草等管理措施均一致。

1.2.3 樣品的采集與測定土壤施用各處理肥料后立即取樣一次，以后每25 d 取一次，共取3 次，按五點(diǎn)取樣法采集0～20 cm 的土壤，陰涼處風(fēng)干，粉碎過20 目篩，用于土壤微生物數(shù)量的測定。收獲時(shí)各處理單收、單曬、單獨(dú)稱重，計(jì)算各處理辣椒產(chǎn)量，同時(shí)按處理分別在每個(gè)小區(qū)取30 株有代表性的植株，分別記錄株高、果長、果寬、單果重。土壤樣品按照一系例倍比稀釋后再涂平板的方法測定細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量，細(xì)菌采用LB 培養(yǎng)基，放線菌采用高氏一號培養(yǎng)基，真菌采用孟加拉紅培養(yǎng)基。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007 軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，采用SPSS 17.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對辣椒生物學(xué)性狀的影響

從表1 可以得知，與T1、T2、T3 相比，T4 的辣椒株高分別增加19.1、5.7、6.5 cm，果長分別增加8.4、2.8、3.3 cm，果寬分別增加0.5、0.2、0.3 cm，單果重分別增加15.9、7.8、7.4 g，差異均達(dá)顯著水平。這說明T4 能顯著提高辣椒的株高、果長、果寬和單果重。

表1 不同施肥處理對辣椒生物學(xué)性狀的影響

2.2 不同施肥處理對辣椒產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

與T1、T2、T3 相比，T4 的辣椒產(chǎn)量、收益、純收益均有所增加（表2）。T4 的產(chǎn)量為15 444.9 kg/hm2，顯著高于其他處理；T1 的產(chǎn)量最低，為6 862.8 kg/hm2；T2 與T3 產(chǎn)量差異不顯著。T4 分別比T1、T2、T3 增產(chǎn)125.1%、13.3%、16.1%?？偸找孀罡叩氖荰4，為46 334.7 元/hm2，顯著高于其他處理；最低的是T1，T2 與T3 差異不顯著?？偸找娉シ柿铣杀?、育苗成本、人工成本，辣椒純收益最高的是T4，為30 104.7 元/hm2，顯著高于其他處理，其余為T2 ＞T3 ＞T1，差異均達(dá)顯著水平。T4 的純收益分別比T1、T2、T3 增加20 916.0、3 906.0、6 436.2元/hm2，增幅分別為227.6%、14.9%、27.2%。

表2 不同施肥處理對經(jīng)濟(jì)效益的影響

2.3 不同施肥處理對土壤中細(xì)菌數(shù)量的影響

采用平皿菌落計(jì)數(shù)的方法是分析土壤微生物的一個(gè)重要手段，可以直接反映土壤中細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量狀況。經(jīng)過3 次土壤取樣計(jì)數(shù)，T4 的土壤細(xì)菌數(shù)量顯著高于其他3 個(gè)處理，施肥50 d 后，T4 土壤中細(xì)菌數(shù)達(dá)最高值（見圖1）。T4 土壤中由于施用了生物有機(jī)肥，能顯著增加土壤中的細(xì)菌數(shù)量，同時(shí)生物有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)含量高，有利于改善土壤的理化性狀，使得土壤的通氣性和透水性能增強(qiáng)，可以緩解因化肥長期使用造成的土壤板結(jié)，并且生物有機(jī)肥還含有一定數(shù)量的微量元素，有利于促進(jìn)細(xì)菌的生長繁殖。

圖1 不同施肥處理對土壤中細(xì)菌數(shù)量的影響

2.4 不同施肥處理對土壤中放線菌數(shù)量的影響

由圖2 可知，施肥25 d 后，T4 土壤中放線菌的數(shù)量達(dá)到最大值，顯著高于T2，與T1、T3 差異不顯著；施肥50 d 后4 個(gè)處理土壤中的放線菌含量均降低了，可能是追施復(fù)合肥影響了放線菌的繁殖，但是T4 土壤中放線菌的含量顯著高于T1、T2、T3。生物有機(jī)肥為土壤提供了大量的營養(yǎng)物質(zhì)，改良了土壤環(huán)境，有利于微生物的生存及生長，提高了土壤中放線菌的含量。

圖2 不同施肥處理對土壤中放線菌數(shù)量的影響

2.5 不同施肥處理對土壤中真菌數(shù)量的影響

從圖3 可知，施肥25 和50 d 后，T4 土壤中真菌的數(shù)量均低于其他3 個(gè)處理，這種情況可能與生物有機(jī)肥中的功能菌有關(guān)，生物有機(jī)肥中的功能菌——解淀粉芽孢桿菌對部分真菌有拮抗作用，從而抑制了真菌的繁殖。

圖3 不同施肥處理對土壤中真菌數(shù)量的影響

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，T4 能顯著提高辣椒的株高、果長、果寬和單果重，T4 產(chǎn)量為15 444.9 kg/hm2，比T1、T2、T3 分別增產(chǎn)125.1%、13.3%、16.1%。4 個(gè)處理的純收益在9 188.7～30 104.7 元/hm2，其中以T4 純收益最多。T4 土壤細(xì)菌數(shù)量顯著高于其他3 個(gè)處理，施肥50 d 后，T4 土壤中細(xì)菌數(shù)達(dá)最大值。T4 土壤中放線菌的數(shù)量施肥25 d 后達(dá)到最大值，顯著高于T2，與T1、T3 差異不顯著，施肥50 d 后4 個(gè)處理土壤中的放線菌數(shù)量均降低。施肥25 和50 d 后，T4 土壤中真菌的數(shù)量均低于其他3 個(gè)處理。

化肥減量10%配施生物有機(jī)肥有利于促進(jìn)辣椒的生長發(fā)育，能顯著提高辣椒的株高、果長、果寬和單果重，增加辣椒產(chǎn)量和純收益，有利于增加土壤中細(xì)菌和放線菌的數(shù)量，減少土壤中有害真菌的數(shù)量。減少化肥的使用量有利于減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中面源性污染，降低成本，增加農(nóng)民收入，有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。化黨領(lǐng)等[10]、張建國等[11]的研究結(jié)果表明，與施用化肥相比較，化肥減量配施生物有機(jī)肥能夠提高土壤養(yǎng)分活力，養(yǎng)分釋放緩慢持久，有利于滿足作物后期的營養(yǎng)需求，有利于提高作物產(chǎn)量。生物有機(jī)肥中的功能微生物在生長繁殖過程中產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物，促使土壤中有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化，能直接或間接為作物提供多種營養(yǎng)，刺激作物生長發(fā)育[12]。土壤中細(xì)菌、真菌、放線菌是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，生物有機(jī)肥的施用有利于提高土壤中微生物的數(shù)量、整體代謝能力及物種的多樣性[13]，T4 與其他3 個(gè)處理比較，有利于增加土壤中細(xì)菌、放線菌的數(shù)量，減少土壤中有害真菌的數(shù)量，此結(jié)果與袁英英等[14]的研究報(bào)道一致。

目前，我國的生物有機(jī)肥種類豐富，在蔬菜、果樹、中草藥上廣泛使用，生物有機(jī)肥開辟了一條以“農(nóng)業(yè)廢棄物－生物有機(jī)肥－作物”為循環(huán)模式的可持續(xù)發(fā)展道路，但也存在有效期短、功能微生物存活效果差、價(jià)格較貴、使用效果不穩(wěn)定等缺點(diǎn)[4]。