沼渣沼液对辣椒矿质养分、产量及土壤特性的影响

2021-01-13孟清波马万成张谨薇冯倩李青云

中国瓜菜 2021年12期

孟清波马万成张谨薇冯倩李青云

摘要：为筛选适合露地辣椒生产的化肥减施增效技术，以簇生朝天椒辣椒王为试材，通过追施沃森复合肥（CK）、沃森复合肥+喷施沼液叶面肥（T1）、根施沼渣腐殖酸冲施肥+喷施沼液叶面肥（T2）3种施肥处理，研究了不同施肥处理对辣椒植株的矿质养分含量、土壤特性以及产量的影响。结果表明，T2处理可以明显提高辣椒土壤速效养分和有机质含量，比CK增加8.52%和13.52%;增加土壤微生物群落数量，细菌、真菌和放线菌数量较CK增加了22.68%、125.14%和11.41%;全株N、P、K总量最高，分别比T1处理和CK高13.71%和5.27%;T2处理和T1处理产量均最高，分别比CK高6.04%和5.87%。表明追施沼渣沼液肥增加辣椒土壤中细菌、真菌和放线菌数量，改善土壤微生态环境，促进辣椒吸收并运输N、P和K，增加辣椒产量，在一定程度上达到了化肥减施增效的目的，提高了农业资源利用率，保护了生态环境。

关键词：辣椒;沼渣沼液肥;土壤理化性质;土壤微生物

中图分类号：S641.3 文献标志码：A 文章编号：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.）是我國栽培面积最大的蔬菜作物之一，年种植面积超过150万hm2，仅次于白菜类蔬菜，已成为我国蔬菜生产中的主要支柱产业[1-2]。据统计，我国化肥利用率低，远低于发达国家水平（60%～70%）。肥料流失不仅造成资源浪费、增加种植成本，而且污染地下水和农产品等。2020年我国农用化肥用量达5250万t，约占全世界的三分之一，造成了大量的浪费和环境污染[3-4]。

沼渣沼液肥具有缓释、低污染等特点，含有大量氮、磷、钾、氨基酸、腐殖酸以及多种中微量元素等作物生长需要的营养物质，养分可利用率高且易被植物吸收利用，可长久保持肥力[5-6]。沼渣沼液肥对作物的生长、品质、产量起到促进作用，且能在一定程度上改良土壤的理化性质，缓解大量施用无机化肥对土壤造成的危害[7-9]。亓翠玲等[10]研究表明，在樱桃栽培中施用沼液肥，土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等养分含量显著增加，土壤营养状况有效改善。罗健航等[11]研究认为，沼液复合微生物菌肥的施用可以显著增加设施番茄土壤中有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷以及速效钾的含量。吴飞龙等[12]研究发现施用60 kg·m-2和40 kg·m-2沼液可分别提高象草的氮、磷利用效率。余薇薇等[13]研究表明，灌溉沼液可提高土壤碱解氮和有效磷含量。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养分和有机质含量，提高阳离子代换量，虽然重金属含量也增加了，但不超过国家标准。使用沼液肥可达到减施化肥的目的[14]。

笔者以簇生朝天椒辣椒王品种为试材，在春露地地膜栽培条件下，以追施氮磷钾复合肥为对照，分析了根施复合肥配合叶面喷施沼液肥、根施沼渣腐殖酸冲施肥配合叶面喷施沼液肥两种处理对植株矿质养分含量、土壤矿质养分含量、土壤微生物数量以及产量的影响，旨在探讨沼渣腐殖酸肥和沼液肥对辣椒矿质养分利用的影响，并筛选出适合辣椒的化肥减施技术，为辣椒可持续生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料与处理

试验于2018年5—11月在保定市望都县孔士屯村露地辣椒生产田进行，地处华北平原，属暖温带大陆性季风气候区，年平均气温13.4 ℃，年平均日照时数2511 h。试验地土壤为潮土，质地中壤，肥力中等，排灌条件良好。耕层土壤（0～20 cm）播种前的养分状况为：有机质含量（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、全钾含量17.73 g·kg-1、碱解氮含量119.68 mg·kg-1、有效磷含量40.39 mg·kg-1、速效钾含量131.54 mg·kg-1、pH值7.56。

供试辣椒品种为簇生朝天椒辣椒王，由河北乾亿食品股份有限公司提供。供试肥料沃森复合肥料（15-8-22，每667 m2用量40 kg）由保定沃森肥料制造有限公司生产;“果实乐”纯秸秆沼液肥（全氮含量（ρ，后同）≥50 g·L-1，全磷含量≥2 g·L-1，全钾含量≥28 g·L-1，每667 m2用量2 kg，对水稀释30倍）和“果实乐”沼渣腐殖酸冲施肥（N+K2O+P2O5含量≥200 g·L-1，随水冲施，每667 m2用量30 kg）由河北省沧州市青县耿忠生物质能源开发有限公司提供。

本试验共设3个处理，如表1所示。

“养分总量”根据肥料每667 m2用量标准换算成每小区面积实际面积18 m2的施肥量，再结合施肥次数而计算得出。辣椒采用大小行种植，大行70 cm、小行50 cm，株距20 cm。试验采用随机区组设计，3次重复，每个小区面积18 m2。

1.2 测定指标与方法

在辣椒结果盛期施肥后第10天进行取样，株间采集0～20 cm深度土壤用于土壤理化性状分析，分别采用半微量开氏法、钼锑抗比色法、火焰光度法、重铬酸钾稀释热法、碱解扩散法、钼锑抗比色法、火焰光度计法、玻璃电极酸度计测量土壤全氮、全磷、全钾、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量及pH（1꞉2.5 H2O）[15]。

土壤微生物数量计算方法采用配制牛肉膏蛋白胨培养基筛选细菌、马丁–孟加拉红培养基筛选真菌、高氏一号培养基筛选放线菌[16];采用流动分析仪测植株氮含量、紫外分光光度计测磷含量、ICP光谱分析仪测定钾含量[15]。

1.3 数据处理

采用IBM SPSS Statistics 23统计软件对数据进行差异显著性分析，用Microsoft Excel 2010软件进行数据统计与整理。

2 结果与分析

2.1 追施沼渣沼液肥对辣椒土壤全量氮、磷、钾的影响

从盛果期辣椒土壤的全量矿质养分含量可以看出，各施肥处理土壤的全氮、全磷和全钾含量存在显著差异，其中CK处理全氮和全钾含量最高，T2处理全磷含量最高，全量氮、磷、钾养分合计以CK处理最高，为19.11 g·kg-1，比最低的T1高7.66%。结果表明，根施沼渣腐殖酸冲施肥+喷施沼液叶面肥（T2）降低了土壤的全氮含量和全鉀含量，但增加全磷含量;而追施传统复合肥（CK）能够显著提高土壤养分含量（表2）。

2.2 追施沼渣沼液肥对辣椒土壤速效养分含量的影响

由表3可知，盛果期各处理土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量存在显著差异。其中，T2处理土壤的3种速效养分含量均最高。各处理碱解氮、有效磷和速效钾含量的变化范围分别为73.22～80.73 mg·kg-1、7.48～12.99 mg·kg-1和73.17～78.14 mg·kg-1，速效养分总量以T2处理最高，比CK和T1分别增加高8.52%和7.90%。表明根施沼渣腐殖酸冲施肥+喷施沼液叶面肥（T2）显著增加了辣椒王土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量及速效养分总量。

2.3 追施沼渣沼液肥对辣椒土壤有机质含量和pH的影响

从表4可以看出，追施沼渣沼液肥对土壤有机质含量有显著影响，辣椒王土壤有机质含量从高到低依次为T2>CK>T1，有机质含量范围为14.71～18.47 g·kg-1，最大差异为25.56%，说明根施沼渣腐殖酸冲施肥+喷施沼液叶面肥（T2）增加了辣椒王土壤有机质含量，而沃森复合肥+喷施沼液叶面肥（T1）土壤有机质含量较CK减少;根施沼渣腐殖酸肥+叶喷沼液肥（T2）较CK显著增加了辣椒王土壤pH值，差值为0.12。

2.4 追施沼渣沼液肥对辣椒根际土壤微生物数量的影响

从表5可以看出，追施沼渣沼液肥对辣椒土壤微生物数量有显著影响。T2处理的细菌、真菌和放线菌数量均最多，与CK差异显著，分别较CK增加了22.68%、125.14%和11.41%，说明根施沼渣腐殖酸冲施肥+喷施沼液叶面肥（T2）利于辣椒土壤中细菌、真菌和放线菌的繁殖，增强土壤生物多样性的作用明显。

2.5 追施沼渣沼液肥对辣椒植株氮元素含量的影响

从表6可以看出，追施沼渣沼液肥促进辣椒对氮的吸收，T2处理显著促进了辣椒根系和果实中氮的积累，含量分别为9.79 mg·g-1和21.7 mg·g-1，高于对照19.83%和11.57%，差异显著，全株氮含量比CK多8.53%。T1处理中各器官中氮的积累量与对照无显著差异，T2处理茎的氮含量较CK显著降低12.47%。结果表明，根施沼渣腐殖酸冲施肥+喷施沼液叶面肥（T2）可显著促进辣椒根系对氮的吸收，并显著提高其在果实和叶片中的累积量。

2.6 追施沼渣沼液肥对辣椒植株磷元素含量的影响

磷在辣椒植株体内运转和在各器官的分配同其他作物一样，有趋向于向植株幼嫩部位和生长点转移的特点，同一植株不同器官对磷的吸收量表现出差异。由表7可知，根施沼渣腐殖酸肥促进辣椒对磷的吸收和运输。T2处理各器官的根、茎和果实的磷含量均显著高于对照，分别为3.25、2.31、9.30 mg·g-1，比CK增加了62.5%、37.5%和30.43%，全株磷含量为18.58 mg·g-1，比CK高28.58%。而T1处理叶片和果实磷含量较CK显著下降了32.23%和22.58%。可见根施沼渣腐殖酸肥+喷施沼液叶面肥（T2）对促进辣椒王吸收和运输磷的作用比较大。

2.7 追施沼渣沼液肥对辣椒植株钾元素含量的影响

由表8可知，T2各器官（根和叶片除外）的钾含量均显著高于对照。茎和果实的钾含量为7.06 mg·g-1和2.41 mg·g-1，分别比CK增加了14.80%和11.57%，全株钾含量为49.02 mg·g-1，比CK降低6.07%。T1处理各器官的钾含量与对照无显著差异。可见根施沼渣腐殖酸冲施肥+喷施沼液叶面肥（T2）降低了辣椒王的全株钾含量，但增加了辣椒中茎和果实的钾含量;而施用复合肥（CK）明显增加了辣椒叶片的钾含量，全株钾含量也达到最高。

2.8 追施沼渣沼液肥對辣椒产量的影响

从表9可以看出，沼渣沼液肥处理均显著提高辣椒产量。辣椒王的T2和T1的产量均高于对照，分别比CK高6.04%和5.87%。可见根施沼渣腐殖酸冲施肥+喷施沼液叶面肥（T2）能显著促进辣椒的产量，效果最明显。

3 讨论与结论

沼渣沼液肥具有养分全面、来源广、成本低、肥效持久等特点，不仅可以提供丰富的营养，而且还可以节约资源、保护环境，对于植物起到了“速效营养库”的作用[17]。

根施沼渣腐殖酸肥对朝天椒土壤中有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾有显著促进作用。说明沼渣腐殖酸肥施用对土壤有一定的改善提升效果，主要是因为沼液中富含腐植酸、生长素和纤维素等物质，促进了土壤团粒结构形成，同时沼液中的微生物群落又加速了土壤养分的分解，转化形成有机质，减少养分流失，进而提高了土壤有效养分的供给水平[18-19]。而沼液对土壤团聚体数量和稳定性有促进作用，又为有机质提供了稳定的场所，使土壤有机质含量明显升高[20-21]。

在本试验中，笔者研究了沼渣沼液肥对辣椒土壤微生物的影响，采用平板计数的方法测定了细菌、真菌、放线菌的数量，试验结果表明，叶面喷施沼液肥+根施沼渣腐殖酸肥（T2）能增加辣椒土壤中的细菌、真菌、放线菌的数量，其中，细菌数量最多，放线菌次之，真菌最少，这符合微生物区系的组成比例[22]，表明施用沼渣沼液肥能显著提高辣椒土壤细菌、真菌、放线菌的数量;沼液叶面肥+复合肥（T1）处理对根际土壤微生物数量无明显促进作用，叶面喷施沼液肥作用于植株上，能促进植株生长发育[23]，对于土壤菌落数量影响较小。而喷施沼液叶面肥对pH影响不明显，与韩晓莉等[24]研究结果一致，说明施用沼液肥可不同程度地使土壤pH接近中性，防止了土壤盐渍化。

矿质元素对植物的正常生长起着至关重要的作用，通过喷施沼液叶面肥+根施沼渣腐殖酸肥（T2）相比对照施用传统复合肥显著提高了氮、磷和钾在植株各营养器官中的含量，与马虎等[25]研究结果一致。能增加土壤速效磷、水溶性钾、交换性钾及全钾等含量，满足植株对养分的需求，提高辣椒对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产量，T2处理的全株氮磷钾含量为152.34 mg·g-1，比T1处理和CK分别高13.71%和5.27%，表明由于沼渣腐殖酸肥肥效高，利于朝天椒产量的增长。这与前人在油菜[25]、辣椒[28]、番茄[29]、花生[30]等上的研究结果一致。然而T1处理产量高于CK，但全株氮磷钾总量要低于CK，分析其中原因，应该与簇生朝天椒的生长特性及其耗肥量有关，朝天椒是需肥量大的作物，消耗的养分多，后期没有肥料的投入，产量会大大降低。T1处理盛果期全株氮磷钾总量为138.63 mg·g-1，比CK的全株氮磷钾总量144.72 mg·g-1低4.39%;土壤中氮磷钾总量为17.75 mg·kg-1，比CK的19.11 mg·kg-1低7.66%，说明由于朝天椒前期植株生长消耗的养分多，在盛果期土壤可能已存在养分不足问题。但在采收期，T1追施的氮磷钾养分总量比CK高，与其差值为0.16 kg，加上复合肥本身分解较慢，辅以叶面喷沼液肥，养分全程供应状况优于CK，所以在采收期产量高于CK。结果表明，追施沼渣腐殖酸肥利于朝天椒品种增产，但对于传统复合肥还应加大养分供应量才能再进一步提高产量。

沼渣沼液肥的施用改善了土壤微生态环境，增加土壤微生物菌群数量，改善土壤的物理性质，增强了土壤的保肥性能，增加了作物产量，减少化肥的施用量，对于控肥减施、发展绿色无污染农业等方面具有非常广阔的发展前景。综合分析认为，叶面喷沼液肥+根施沼渣腐殖酸肥（T2）处理可有效促进辣椒的生长发育，具有单施化肥所不具备的优点。

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