有机生物肥对温室土壤有机碳和重金属以及辣椒品质的影响

邵建辉

（甘肃省张掖市甘州区甘浚镇人民政府农业综合服务中心，甘肃张掖734000）

截至2018年，甘肃省张掖市甘州区温室蔬菜种植面积为2 600 hm2[1]，温室辣椒N、P2O5、K2O纯养分投入量为1.85 t/hm2，长期施用化肥导致土壤有机质含量低，生产的蔬菜品质差。有关辣椒施肥技术前人做了大量的研究工作[2-7]。而有机生物肥对温室土壤有机碳和重金属以及辣椒品质影响的研究未见文献报道。甘肃省张掖市分布着807.82万t的畜禽粪便肥[8]，用于沼气工程、直接还田的占54%，还有371.60 t的畜禽粪便随意堆放在居民点周围，经风吹日晒雨淋后污染了乡村环境。据室内化验分析，这些畜禽粪便含有机质22.12%～24.34%、全氮3.20～8.30 g/kg、全磷1.50～4.00 g/kg、全钾4.40～6.00 g/kg，而重金属 离 子Hg、Cd、Cr、Pb含 量 均 小 于 国 家 规 定（GB8172-87）的畜禽粪便含量标准[9]。为了解决长期超量施用化肥导致土壤质量下降，蔬菜品质差的疑难问题，本文有针对性地选择畜禽粪便肥、辣椒专用肥和生物菌肥为原料，在室内合成有机生物肥，并进行肥料田间验证试验，旨在为辣椒安全生产提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验于2019年在甘肃省张掖市甘州区党寨镇杨家墩村温室内进行。试验地海拔1 485 m，土壤类型是灌淤旱作人为土，0～20 cm土层有机质17.51 g/kg，碱解氮60.13 mg/kg，速效磷7.142 mg/kg，速效钾144.363 mg/kg，pH值为8.45。

1.2 试验材料

尿素（N 46%）、磷酸二铵（N 18%，P2O546%）、硫酸钾（K2O 50%）、发酵猪粪（有机质36.42%，N 1.04%，P2O50.31%，K2O 0.42%，粒径1～5 mm）、发酵羊粪（有机质46.30%，N 1.32%，P2O51.29%，K2O 0.61%，粒径1～20 mm）、发酵牛粪（有机质35.41%，N 0.43%，P2O50.32%，K2O 0.56%，粒径1～20 mm）、鸡粪（有机质46.77%，N 1.31%，P2O50.61%，K2O 0.92%，粒径1～5 mm）、生物菌肥（有效活菌2.50亿/g，粒径0.2～2.00 mm）、辣椒专用肥（自制，尿素、磷酸二铵、硫酸钾、鸡粪风干重量比按0.347 0∶0.098 0∶0.440 0∶0.115 0混合，含有机质5.38%，N14.00%，P2O54.00%，K2O 20.00%）、畜禽粪便肥（自制，猪粪、羊粪、牛粪风干重量比按0.400 0∶0.400 0∶0.200 0混合，含有机质40.05%，N 1.04%，P2O50.70%，K2O 0.52%）、有机生物肥（自制，畜禽粪便肥、辣椒专用肥、生物菌肥风干重量比按0.973 4∶0.026 0∶0.000 6混合，含有机质38.95%，N1.37%，P2O50.78%，K2O 1.03%，枯草芽孢杆有效活菌4×104个/g），辣椒品种为绿宝A，由美国阿特拉斯种子公司选育。

1.3 试验方法

1.3.1 试验处理 2019年3月20日在纯养分投入量相等的条件下（N 0.84 t/hm2+P2O50.48 t/hm2+K2O 0.63 t/hm2）共设计3个处理，处理1：不施肥（不施用任何肥料）；处理2：传统化肥（尿素1.41 t/hm2+磷酸二铵1.04 t/hm2+硫酸钾1.26 t/hm2）；处理3：有机生物肥（施用量为61.62 t/hm2）。每个小区的有机生物肥、磷酸二铵和硫酸钾分别计量后，在定植前撒入小区，浅耕翻入20 cm土层；处理2尿素在辣椒开花期、第一次采收后、第二次采收后结合灌水追施0.85 t/hm2、1.11 t/hm2、0.58 t/hm2，追肥方法为穴施，施肥深度为10 cm。每个处理重复3次，随机区组排列。

1.3.2 种植方法 小区面积22.50 m2（7.50 m×3.00 m），每个小区四周筑埂后起垄，在垄上铺上滴灌带和地膜。2019年的3月20日定植，深度、株距、行距为10 cm、30 cm和50 cm。每个小区安装阀门和水表，在定植后、开花期、门辣坐稳后、第一次采收后、盛果期各灌水1次，每个小区灌水量5.60 m3。

1.3.3 测定指标与方法 辣椒收获时每个小区随机采集15株，测定经济性状和品质。每次收获分别计量，将小区产量折合成公顷产量进行统计分析。辣椒收获后，在试验小区内按对角线布置5个采样点，采集0～20 cm土样5 kg，用四分法带回1 kg混合土样，风干后室内分析。土壤有机质和有机碳测定采用重铬酸钾氧化法[10]；有机碳密度按公式：有机碳密度（kg/m2）＝土壤有机碳含量（g/kg）×土壤容重（g/cm3）×采样深度（cm）×0.01[11]；Cd和Hg全量测定采用石墨炉原子吸收分光光度法和原子荧光光谱法；Pb和Cr全量测定采用火焰原子吸收分光光度法；辣椒硝酸盐、VC和可溶性蛋白测定，采用水杨酸硝化法、2,6-二氯靛酚滴定法和考马斯亮蓝C-250染色法[12]；可溶性固形物采用折射计测定。

1.3.4 数据处理方法 差异显著性采用DPSS 10.0统计软件分析，多重比较LSr检验法。

2 结果与分析

2.1 施用有机生物肥对土壤有机质及有机碳和重金属离子的影响

2019年9月25日辣椒收获后采集耕作层0～20 cm土样测定结果可知，不同处理土壤有机质、有机碳、有机碳密度由大到小的变化顺序依次为有机生物肥＞传统化肥＞不施肥（CK），重金属离子由大到小的变化顺序依次为传统化肥＞有机生物肥＞不施肥（CK）。有机生物肥与传统化肥比较，有机质、有机碳、有机碳密度增加36.75%、36.60%和25.09%（P＜0.01）；Hg、Cd、Cr和Pb降低12.50%、21.13%、14.78%和17.80%（P＜0.01）（见表1）。

表1 有机生物肥对土壤有机质及氮磷钾和重金属离子的影响

2.2 施用有机生物肥对辣椒品质及性状和效益的影响

由表2可知，不同处理辣椒VC、可溶性蛋白质、可溶性固形物、经济性状和产量由大到小的变化顺序依次为有机生物肥＞传统化肥＞不施肥（CK），硝酸盐由大到小的变化顺序依次为传统化肥＞有机生物肥＞不施肥（CK）。有机生物肥与传统化肥比较，蛋白质和固形物增加8.62%和7.62%（P＜0.05），VC增加10.66%（P＜0.01），硝酸盐降低5.22%（P＜0.05）；单果重和产量增加6.38%和5.27%（P＜0.05）；单株果重增加4.76%（P＞0.05）；增产值和施肥利润增加18.85%和22.44%，施肥成本降低16.85%。

表2 有机生物肥对辣椒品质及性状和效益的影响

3 小结

有机生物肥比传统化肥更有利于提高土壤有机质、有机碳、有机碳密度和辣椒可溶性蛋白质、可溶性固形物、VC含量，降低土壤重金属离子和辣椒硝酸盐含量。传统化肥则提高了土壤重金属离子和辣椒硝酸盐，对有机质、有机碳、有机碳密度无显著变化。施用有机生物肥提高了有机质和辣椒经济效益，解决了长期施用化肥导致土壤质量下降、有机质低和辣椒产量低而不稳的疑难问题，为保障我国蔬菜安全生产提供了技术支撑。