復(fù)混肥配施土壤調(diào)理劑對龍椒農(nóng)藝性狀與土壤養(yǎng)分的影響

李國榮，楊建偉，和蘭香，熊天銳，朱啟俊，黃照可

(云南云天化農(nóng)業(yè)科技股份有限公司，云南 昆明 650600)

土壤是農(nóng)業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是作物營養(yǎng)的主要來源[1]。土壤中有機(jī)質(zhì)的含量，影響土壤微生物群體活動和土壤保水保肥的能力，是衡量土壤肥力的關(guān)鍵指標(biāo)[2-3]，而施用有機(jī)肥是培肥改土的主要舉措[4]。長期以來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者為追求作物高產(chǎn)，過量投入無機(jī)肥料，忽視有機(jī)肥及中微量元素的補(bǔ)充。這不僅使土壤地力退減，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量下降，同時還引起嚴(yán)重的水體環(huán)境污染和溫室氣體排放量增長等問題。為此，國務(wù)院相繼出臺了化肥使用量零增長、負(fù)增長的法規(guī)，并踐行秸稈還田、種養(yǎng)循環(huán)、測土配方等“減肥增效、綠色增產(chǎn)”技術(shù)。研究表明，有機(jī)肥與大、中量元素肥配合施用，不僅能持續(xù)提升土壤內(nèi)穩(wěn)性地力，還能提高礦質(zhì)營養(yǎng)元素對作物的有效性，改善作物品質(zhì)[5]，但由于有機(jī)肥養(yǎng)分含量低，釋放速度慢，且發(fā)酵腐熟周期長，無法滿足作物全生育期的營養(yǎng)需求?；食煞謫我唬m養(yǎng)分含量高，肥效快，但通常不含有機(jī)質(zhì)，無法起到培肥改土的作用。因此，亟需研發(fā)一種“有機(jī)質(zhì)+化學(xué)元素”相結(jié)合的肥料，即有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥。其主要成分是利用糞便、植物殘體等有機(jī)物料，通過微生物發(fā)酵進(jìn)行無害化處理，并添加適量化肥、腐殖酸、氨基酸或有益微生物菌，經(jīng)過造?；蛑苯訐交於频玫囊环N商品肥料。劉洋、李健銘等人發(fā)現(xiàn)，施用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥能提高土壤氮素轉(zhuǎn)化和微生物活性，促進(jìn)植株生根速率以及根系碳積累，延長肥效期[6-8]。土壤調(diào)理劑由磷酸鹽礦物為原料制成，主要成分為磷酸十鈣，包括羥基磷灰石、石英、氯磷灰石[9]，是固定土壤重金屬、降低土壤Cd含量，且高效低廉的鈍化材料[10-11]。孫國峰等人實驗表明，土壤調(diào)理劑與有機(jī)肥配施，可顯著提高土壤過氧化氫酶和脲酶的活性，促進(jìn)腐殖質(zhì)的形成，提高土壤pH值，降低土壤容重，使作物更好的適應(yīng)土壤環(huán)境[12-13]。目前，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥配施土壤調(diào)理劑，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用較少。為此，本文通過盆栽實驗，并基于前人辣椒最佳施肥用量，依照辣椒需肥規(guī)律，以有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥配施不同類型的土壤調(diào)理劑，對辣椒形態(tài)器官建成和品質(zhì)效益的影響進(jìn)行研究，以期探索云南酸性土壤培肥改良，優(yōu)化辣椒全程營養(yǎng)解決方案，為指導(dǎo)辣椒生產(chǎn)科學(xué)施肥[14]，提供數(shù)據(jù)化理論支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

實驗在云天化GAP科創(chuàng)中心玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行(E102°34′15″；N24°39′15″)，供試?yán)苯菲贩N為龍辣秋美隆1號(購自晉寧區(qū))，適宜南方露地或大棚栽培。盆栽供試土壤理化性質(zhì)，詳見表1。供試肥料有：鈣鎂磷型[w(P2O5)≥5%、w(SO2)≥6%、w(CaO)≥30%、w(MgO)≥10%)、微生物菌劑型(有效活菌數(shù)≥2億/g、w(P2O5)≥5%、w(CaO)≥30%、w(MgO)≥13%)、聚谷氨酸型土壤調(diào)理劑[含y-PGA 10000 mg/kg、w(有機(jī)質(zhì))≥40%、w(腐植酸)≥10%、w(P2O5)≥4%、w(CaO)≥10%、w(MgO)≥6%、有效活菌數(shù)≥1億/g]、有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥III型(N 15%、P2O55%、K2O 18%、Mg 2%、Zn 1%、B 0.1%、Mo 200 mg/kg、有機(jī)質(zhì)≥10%)，均由云南云天化農(nóng)業(yè)科技股份有限公司提供。其他市售肥料為尿素(N 46.4%)、磷酸二氫鉀(P2O552%、K2O34%)、15-15-15硫基型復(fù)合肥。

表1 盆栽供試土壤理化性狀

1.2 實驗設(shè)計

實驗于2023年5月9日開始，辣秧選取生長勢一致，6～8葉1芯，株高8～10 cm，莖粗 0.3 mm，移栽深度 15 cm。(每次采摘的時間)分別設(shè)5組處理，4次重復(fù)，實驗方案如表2所示。

表2 施肥實施方案

追基比為4∶6，幼苗期占10%，生長期15%，開花結(jié)果期占25%，分別于5月20日、6月14日、7月10日追肥。采用沖施，病蟲害防治、灌水周期、不同處理施肥時期均相同。

1.3 測定指標(biāo)與樣品采集

1)龍椒農(nóng)藝性狀測定。龍辣定植 3 d 后，每個處理選4株掛牌，從幼苗期至開花坐果期，間隔7～10 d 定點觀測植株株高(莖基部至植株最高生長點)、莖粗(子葉展開平行節(jié)間處向下 0.5 cm)，盛果期在每個處理內(nèi)隨機(jī)選擇8枚成熟果實，測量其果長、單果重。

2)葉片SPAD值的測定。葉綠素相對含量，采用托普云農(nóng)科技有限公司SPAD-502Plus儀測量。每盆處理于龍椒緩苗期至盛果期，每株從上、中、下位葉測定，每片葉測量不少于3個點(避開葉脈)，并取其平均值。

3)土壤理化性質(zhì)處理。龍椒盛果期采摘結(jié)束后，每組處理各選4盆，按照0～20 cm 與20～40 cm 不同耕層深度，采集土壤樣品均勻混合，再用四分法將多余土壤棄除，保留 1 kg。放置陰涼處晾干水分，并人工研磨至60目，測定每份土壤相關(guān)指標(biāo)。機(jī)械組成(比重計法)、pH(電位法)、有機(jī)質(zhì)(重鉻酸鉀容量法)、水解性氮(堿解擴(kuò)散法)、有效磷(紫外可見光分光光度計法)、速效鉀(火焰光度計法)，詳細(xì)土壤基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表1。

1.4 數(shù)據(jù)處理

龍數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用Microsoft Excel 2020軟件，方差分析采用SPSS Statistics 27軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理下龍椒農(nóng)藝性狀分析

龍椒移栽 36 d 生長期、50 d 開花坐果期、66 d 門椒采收期，分別對不同施肥處理的株高、莖粗、單果重，用SPSS進(jìn)行顯著性差異分析，并用Excel制作各生育期株高和莖粗生長趨勢圖。設(shè)定CK(不施肥)、T1、T2、T3、T4等五種不同施肥處理方式的差異為組間差異，每組重復(fù)四次處理的差異又為組內(nèi)亞組差異，詳見圖1、圖2。分析結(jié)果顯示，T3、T4、CK之間在生長期株高無顯著差異，但與T2、T1相比有極顯著差異，在T1處理時獲得平均最大株高 31.2 cm，比對照組增加40.08%，表現(xiàn)為T1>T2>T3>T4>CK。在開花坐果期T3處理獲得平均最大株高 69.33 cm，比對照組增加57.92%，且在相同生長期內(nèi)株高明顯優(yōu)于其他四種施肥處理，表現(xiàn)為T3>T2>T4>T1>CK。

圖1 不同施肥處理的龍椒株高變化曲線

圖2 不同施肥處理的龍椒莖粗變化曲線

莖粗方面，移栽期至生長期(5-3—6-15)施土壤調(diào)理劑組處理莖粗均比T1和CK高，以處理T3效果最好，在T3處理時獲得最大莖粗 4.46 cm，較CK增長70.88%。6-23—7-6初花期至門椒膨大期組間具顯著差異，在T3處理中獲得最大數(shù)據(jù) 9.35 cm，比同期對照增加63.46%，表現(xiàn)為T3>T1>T2>T4>CK。單果重方面，在添加不同類型土壤調(diào)理劑后，龍辣單果重在CK基礎(chǔ)上均有所提升，其中T3聚谷氨酸型獲得最大平均數(shù) 12.13 g，與CK、T1、T2、T4處理相比，平均單果重量分別增加4.79、3.02、3.01、2.83 g，表現(xiàn)為T3>T4>T2>T1>CK。表3數(shù)據(jù)表明，在龍椒緩苗期(5-23)結(jié)束進(jìn)入生長期后，對N、P、K的需求量開始向上遞增，且與CK相比T3、T2、T4的株高增長速率都比其更大，并以T3為最優(yōu)處理。其原因為土壤調(diào)理劑中的有效磷、有效鈣、聚谷氨酸能改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，改善土壤水分狀況，更有利于龍椒根系對營養(yǎng)元素的溶解、儲存、吸收，而有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥中的緩釋氮，經(jīng)土壤礦化后分解為有效氮，即能滿足植株縱向生長和根系生長對肥力的需求，又能協(xié)調(diào)葉、花、果的長勢，故而起到促進(jìn)作用[15-18]。綜合以上分析，龍椒采用土壤調(diào)理劑配施有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥能延長肥效期，促進(jìn)龍椒開花結(jié)果期的健壯生長，同時果實質(zhì)量也高于傳統(tǒng)施肥處理，CK、T1、T2、T3、T4五種施肥處理龍椒生長農(nóng)藝性狀特性優(yōu)劣綜合排列為T3>T4>T2>T1>CK，即有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥配施土壤調(diào)理劑最優(yōu)，施用復(fù)合肥次之，不施肥最后。

表3 不同處理對龍椒主要生育生長的影響

2.2 不同施肥處理對龍椒主要生育期SPAD值的影響

葉綠素的合成與凈光合速率密切相關(guān)，是衡量龍椒生長狀態(tài)的重要指標(biāo)。通過測定SPAD值能反應(yīng)植株葉綠素濃度[19]。本次實驗，以龍椒主要生育期分析不同施肥處理，對葉片SPAD值的影響。

由圖3、表4可知，龍椒在所有處理進(jìn)入生長期時葉片SPAD值開始逐漸遞增，而進(jìn)入開花結(jié)果期又呈現(xiàn)下降趨勢，從幼苗期至開花結(jié)果期組間內(nèi)SPAD值略有增加，但未達(dá)顯著性水平(P<0.05)。而在采收初期T3處理與CK、T1、T2經(jīng)方差齊性檢驗后具有顯著性差異，并獲得SPAD平均最大值62.03，比同期對照組(CK)，T1、T2、T3、T4，分別增高5.28、4.35、3.98、2.98 cm，表現(xiàn)為T3>T4>T2>T1>CK。通過實驗，SPAD值與不同施肥處理在龍椒幼苗期、開花結(jié)果期呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性，在生長期和采收初期呈正相關(guān)性。

圖3 不同施肥處理的龍椒SPAD值變化曲線

表4 不同施肥處理對龍椒各生育期SPAD值的影響

2.3 不同施肥處理對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

不同施肥處理對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響見表5。

表5 不同施肥處理對龍椒土壤酸度及NPK養(yǎng)分指標(biāo)變化

根據(jù)土測結(jié)果，所有處理中配施土壤調(diào)理劑的處理更有助于改善龍椒土壤礦質(zhì)元素的性狀。由表5可知，所有處理較原供試土壤，養(yǎng)分含量產(chǎn)生變化，配施土壤調(diào)理劑組與其余處理比對后具有顯著性差異，土壤pH均得到提升，總體呈現(xiàn)中性，但在T4處理中獲得最大pH值7.15，同比對照增加10%；有機(jī)質(zhì)增加以T3處理為最大數(shù)據(jù)35.23，表現(xiàn)為T3>T4>T2>T1>CK；水解性氮含量不同程度增加，與CK相比，T2、T3、T4處理，分別提升 95.4 mg/kg～133.5 mg/kg；有效磷隨土壤pH的升高呈增長趨勢，各處理較施用前分別增幅52%、82.12%、90%、67.4%；處理T1-T4速效鉀含量分別提高 202.3 mg/kg、173.98 mg/kg、129.43 mg/kg、154.88 mg/kg?？梢奣1處理施P總量最高，但隨著施肥量的增加有效磷卻遞減，這可能是常年施用化肥，導(dǎo)致土壤磷酸根離子與Fe、Al氧化物形成難溶性磷酸鹽，減少了土壤磷元素的可利用性[20]。研究證明，施用土壤調(diào)理劑有助于活化土壤酶活性，增加微生物含量，提高養(yǎng)分轉(zhuǎn)化效率，使有機(jī)質(zhì)含量增加，有效緩解土壤肥力下降問題[21-23]。同時，保證土壤有機(jī)碳和速效養(yǎng)分的持穩(wěn)性，進(jìn)而提高龍椒果實品質(zhì)，達(dá)到土壤局部改良的效果。

3 結(jié)論與討論

從植株性狀、SPAD值、土壤養(yǎng)分等方面分析，施肥處理的排序為：T3>T4>T2>T1>CK。從龍椒產(chǎn)量和品質(zhì)方面分析，T3、T4兩種處理各有優(yōu)勢，T3單果重優(yōu)于T4，且果面更為光滑、畸形果較少，但T4在單株結(jié)果數(shù)方面優(yōu)于T3。因此，如果需要考慮龍椒單果品質(zhì)，可犧牲一部分產(chǎn)量，宜采用T3處理。單一施用化學(xué)肥料雖讓龍椒在營養(yǎng)生長期間表現(xiàn)較好，但在轉(zhuǎn)入生殖生長后的農(nóng)藝性狀不及有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥配施土壤調(diào)理劑的，且隨施肥量的增加對于改善土壤養(yǎng)分性狀有一定抑制作用，也不經(jīng)濟(jì)。作物吸收利用土壤養(yǎng)分的多少反映不同生育期生長的好壞，更反映肥料養(yǎng)分釋放與供應(yīng)特征。有研究表明，微生物菌劑與聚谷氨酸對辣椒葉片SPAD值及凈光合速率均有顯著提升，T3處理中明顯高于T4、T2處理。分析認(rèn)為，磷礦粉制成的土壤調(diào)理劑有很大的比表面積，易于吸附于土壤膠體。微生物菌劑又能為土壤微生物代謝提供多元化的碳源，而Y-PGA中的羧酸負(fù)離子能螯合土壤中的正電荷離子，加強(qiáng)了對銨態(tài)氮的吸附能力。對比NPK養(yǎng)分化肥，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥中添加的氨活化腐殖酸，減少了土壤無機(jī)磷的固定，又促進(jìn)溶解，可提高磷的有效性。兩者結(jié)合用于底肥施用后，可顯著改善作物根區(qū)微生態(tài)群落，提高酸性土壤pH值、土壤酶活性含量和團(tuán)聚體穩(wěn)定性，達(dá)到保水節(jié)肥的目的。這種配施方法不僅使土壤速效養(yǎng)分有明顯增加，還能調(diào)控作物生長發(fā)育、養(yǎng)分吸收、生理代謝，這也與前人的研究結(jié)果類似。有可能是種植時出現(xiàn)高溫障礙、病蟲害、追肥不及時等問題，無法及時將各營養(yǎng)元素供應(yīng)于土壤和植株地下部，導(dǎo)致T4、T2處理實驗數(shù)據(jù)受影響，從而綜合表現(xiàn)弱于T3處理，所以部分結(jié)果還有待進(jìn)一步研究。雖然，實驗對龍椒各生育期葉片SPAD值均產(chǎn)生變化，但在不同施肥處理與龍椒主要生育期下的SPAD值沒有一定相關(guān)性。因此，為研究SPAD值與龍椒的關(guān)系，今后實驗中還要對不同肥料的施肥數(shù)量及龍椒的追肥節(jié)點進(jìn)一步調(diào)整。另外，本次實驗僅用于室內(nèi)種植，田間露地種植受不同地區(qū)光照、溫度、土壤肥力等影響，還需對上述3種配施處理開展實驗示范工作，盡快在實際生產(chǎn)中推廣使用。