烟茎生物肥对辣椒产质量及根际土壤微环境的影响

张秀玥， 张啟东*， 李丽娜， 杜 鹃， 杨 平， 黎礼谦

(1.遵义市正安县农业农村局， 贵州 正安563400； 2.遵义市正安县庙塘镇农业服务中心， 贵州 正安563407； 3.遵义市农业科学研究院， 贵州 遵义563000)

0 引言

【研究意义】辣椒(CapsicumannuumL.)属茄科辣椒属一年或有限多年生植物，是重要的蔬菜和辣味调味品，富含维生素C、辣椒素、多糖、辣椒碱等营养成分，其中维生素 C含量居各类蔬菜首位，具有很高的营养价值和保健功效[1]。因此，辣椒的种植面积和产量逐年增加。近年来，由于盲目追求高产，辣椒种植过程中过量施肥、单一施肥等不合理施肥方式不仅浪费大量资源，导致肥料利用率低下，还造成土壤生态环境破坏，出现肥力下降、耕性降低等问题，严重影响产量和品质[2]。生物有机肥富含丰富的腐殖酸，有发达的孔隙结构，有利于提高土壤水分的存蓄能力[3]。此外有益菌群的输入提高了微生物丰度与活性，并促进了微生物分泌有机物质[4]。开展生物有机肥在辣椒生产中的应用研究，对提高辣椒产质量及改善地力具有重要意义。【前人研究进展】段文学等[5]研究表明，与单施化肥相比，施生物有机肥可显著提高土壤脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶和蔗糖酶活性及土壤速效磷、速效钾和有机质含量。李炳韵等[6]研究表明，生物有机肥处理能提高连作菠萝土壤pH、有机质、速效磷含量。合理施用生物有机肥能促进作物植株的生长发育，有利于作物产量的提高以及产量结构的改善。张敏等[7]研究表明，化肥减施配施生物有机肥显著增加花生饱果数、饱果率、单株荚果产量和百仁质量。张杰等[8]研究表明，增施生物有机肥芸豆产量增加20%～25%，蛋白质含量增加14%～16%。【研究切入点】生物有机肥在小麦、玉米、果树等作物上被广泛应用，而有关生物有机肥在辣椒上的研究较少。【拟解决的关键问题】研究烟茎生物肥不同施用量对辣椒产量、品质、土壤养分及土壤酶活性的影响，为辣椒高产栽培和生物有机肥的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年在贵州省遵义市正安县凤仪街道山峰村进行，试验地属中亚热带湿润季风气候，气候温和，四季分明，雨量充沛，无霜期长。年均温度为16.14℃，年均降雨量1 076 mm，无霜期平均290 d。试验地前茬白菜，土壤为黄壤土，pH 6.1，有机质32.46 g/kg，碱解氮136.73 mg/kg，有效磷46.27 mg/kg，速效钾143.52 mg/kg。

1.2 试验材料

供试朝天椒品种为遵辣9号，由遵义市农业科学研究院用不育系(ZLAB-1)为母本，恢复系(ZLR-1)为父本配制选育而成的F1代杂交种，属干鲜两用型，果长圆锥形、单生向上；全生育期205 d，晚熟；株高69.4 cm，株幅61.7 cm，果长6.77 cm，果宽1.33 cm，单株结果88个，单果干重约1.05 g，果味辛辣。试验用烟茎生物肥由安琪酵母股份有限公司提供，氮磷钾总养分≥6%(N-P2O5-K2O=4-0-2)，有机质≥60%，螯合态微量元素≥2%，有效活菌数≥0.2亿/g。试验用尿素含N 46%，硫酸钾含K2O 50%，过磷酸钙含P2O518%。

1.3 试验设计

试验在常规施肥即施氮肥(N)180 kg/hm2、磷肥(P2O5)140 kg/hm2、钾肥(K2O)120 kg/hm2基础上，以增施烟茎生物肥的用量为处理对象，设置4个处理。T1处理， 烟茎生物肥800 kg/hm2；T2处理，烟茎生物肥1 200 kg/hm2；T3处理，烟茎生物肥1 600 kg/hm2；T4处理，烟茎生物肥2 000 kg/hm2；对照(CK)处理为常规施肥。试验采用完全随机设计，每个处理3次重复，小区面积56 m2(长9 m、宽6 m)。试验肥料运筹：60%氮肥、所有磷钾肥和烟茎生物肥作为基肥按比例混合，于栽前7 d整地时一次性穴施后覆膜，剩余氮肥在朝天椒盛果期追施。辣椒3月10日播种育苗，5月3日移栽，采用小尖铲按施肥穴位置打孔定植，孔深7～12 cm，灌水、摆苗、栽苗(与肥料间隔)，地膜破口处用土盖严实。单株定植，株距30 cm，行距60 cm，每小区种植10行，每行30株，重复间不设走道。小区内采取1.2 m开箱(低厢)，其中厢面宽80 cm，栽2行，四周不设保护行。

1.4 测定项目及方法

生产期间产量测定根据《贵州辣椒田间测产规范》(DB52/T 976—2014)进行，品质、土壤养分及酶活性测定由遵义市农业科学研究院组织完成。

1.4.1 辣椒果实性状与产量 重点对单株结果数及果实干重进行分析。果实成熟后分批采收，第一次始收后每隔5～7 d采收1次至采收完毕，称量鲜重，晒干后计算小区干重，统计分析单果干重、单株干重。盛果期(第3～4台果)按5点法取25株进行测产，校正系数0.75(青椒0.91)，折算单位面积鲜椒理论产量。

1.4.2 辣椒品质 盛果期采收后每处理随机挑选3个果实进行游离氨基酸、辣椒素、Vc及还原糖品质指标的测定。采用茚三酮显色法测定游离氨基酸含量，高效液相色谱法对辣椒素类物质进行测定，荧光法测定Vc含量，蒽酮比色法测定还原糖含量。

1.4.3 土壤养分含量 辣椒盛果期每小区采集适量土壤样本，将样品装于聚乙烯塑料袋中贴好标签带回实验室，置于陶瓷盘中风干过60目筛备用。有机质测定采用外加热法，全氮采用开式定氮法，土壤铵态氮和硝态氮含量采用流动分析仪测定，速效磷采用钼锑抗比色法，速效钾采用火焰光度计法。

1.4.4 土壤酶活性 脲酶测定采用苯酚-次氯酸钠比色法，中性磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法，酚氧化酶和过氧化氢酶采用微孔板吸收光法。

1.5 数据统计与分析

利用Microsoft Excel 2010进行数据整理、制作图表，采用DPS数据处理系统进行单因素方差分析，LSR法(Duncan’s法)进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 烟茎生物肥不同施用量处理朝天椒的产量与品质

从表1看出，烟茎生物肥不同施用量处理朝天椒的产量与品质存在差异。

表1 烟茎生物肥不同施用量处理朝天椒的产量与品质性状

2.1.1 产量 产量是反映作物生产力的重要指标，施用烟茎生物肥显著影响朝天椒产量性状。单株结果数随烟茎生物肥施用量增加呈逐渐增加趋势，在T4处理达最大，除T1处理外，其他处理均显著高于CK，T2、T3和T4分别比CK高7.70%、10.31%和11.37%，T3与T4处理间无显著差异。单果干重随烟茎生物肥施用量增加呈先增后降趋势，在T3处理达最大，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4分别比CK高7.52%、21.80%、28.95%和27.44%，T4与T2、T3处理间无显著差异。单株干重变化趋势和单果干重相似，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4分别比CK高9.60%、31.14%、42.20%和43.92%，T3与T4处理间无显著差异。干椒产量变化趋势和单果干重相似，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4分别比CK高5.28%、18.88%、25.49%和26.43%，T3和T4处理间无显著差异。表明，增施烟茎生物肥可明显改善辣椒产量性状，显著提高其产量，尤其以烟茎生物肥施用量1 600 kg/hm2处理的增产效果最为显著。

2.1.2 品质 烟茎生物肥显著影响朝天椒品质。游离氨基酸含量随烟茎生物肥施用量增加呈逐渐增加趋势，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4分别比CK高8.17%、10.10%、13.11%和13.54%，T3与T4处理间无显著差异。辣椒素类物质随烟茎生物肥施用量增加呈先增后降趋势，在T3处理时达最大，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4分别比CK高3.86%、9.15%、13.57%和10.45%，T3与T4处理间无显著差异。Vc和还原糖含量变化趋势与辣椒素类物质相似，Vc含量T1、T2、T3和T4分别比CK高6.83%、13.25%、30.92%和15.26%，还原糖含量T1、T2、T3和T4分别比CK高10.81%、17.33%、27.15%和21.58%。表明，增施烟茎生物肥可明显提升辣椒品质，尤其以施用量1 600 kg/hm2处理的品质提升效果最显著。

2.2 烟茎生物肥不同施用量处理土壤的养分和酶活性

从表2看出，烟茎生物肥不同施用量处理土壤的养分和酶活性存在差异。

表2 烟茎生物肥不同施用量处理土壤的养分和酶活性

2.2.1 土壤养分 土壤养分直接影响朝天椒生长状况。烟茎生物肥显著提高土壤有机质含量，随施用量增加呈逐渐增加趋势，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4分别比CK高0.51%、0.99%、1.44%和1.72%，T3与T4处理间无显著差异。碱解氮含量变化趋势和有机质相似，T1、T2、T3和T4分别比CK高7.79%、11.53%、15.26%和16.21%。有效磷各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4分别比CK高4.06%、7.69%、14.17%和16.79%。速效钾随施烟茎生物肥用量增加呈逐渐增加趋势，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4分别比CK高4.51%、9.82%、12.08%和14.65%，处理间差异均显著。总体看，T3和T4处理对于土壤养分改善效果较为显著，即烟茎生物肥施用量1 600～2 000 kg/hm2处理对提升土壤养分的效果较好。

2.2.2 土壤酶活性 土壤酶是反映土壤肥力的重要指标，烟茎生物肥显著影响土壤酶活性，各土壤酶活性均高于CK，并随烟茎生物肥用量增加呈逐渐增加趋势。脲酶活性T1、T2、T3和T4分别比CK高12.01%、25.47%、33.94%和45.96%，处理间差异显著；中性磷酸酶T1、T2、T3和T4分别比CK高5.95%、9.46%、13.78%和15.41%，T1与T2、T3与T4处理间无显著差异；过氧化氢酶T1、T2、T3和T4分别比CK高2.74%、6.50%、12.30%和9.24%，处理间差异显著；酚氧化酶活性T1、T2、T3和T4分别比CK高29.11%、73.42%、97.47%和67.09%，T3处理显著高于其余处理，T2与T4处理间差异不显著。总体看，T3和T4处理土壤酶活性显著高于其他处理，即烟茎生物肥施用量1 600～2 000 kg/hm2处理对提升土壤酶活性的效果较好。

3 讨论

生物有机肥是利用微生物和有机肥结合形成的新型肥料，其中含有的微生物能够改善土壤生态环境，提高土壤养分，促进作物生长[9]。研究表明，生物有机肥在马铃薯、大麦、西瓜等作物上有显著效果，枯草芽孢杆菌肥能促进辣椒株高、株幅、果长及产量提高[10-13]。研究结果表明，酵母源烟茎生物肥显著提高遵义朝天椒单株结果数、单果质量、鲜椒产量和干椒产量，提高朝天椒游离氨基酸、辣椒素、Vc和还原糖含量，一方面是由于微生物肥料含有的小分子态有机质、氨基酸、腐植酸、活性生物酶、螯合态微量元等物质能够补充辣椒营养，改善植株体内物质转化和产物积累；另一方面，主要原料为酵母营养液的烟茎生物肥，其有益微生物在植物根际环境中能大量繁殖形成生物护盾，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，从而改善土壤物理性质，促进根系生长，有利于产量和品质的提高。在施用量为1 600 kg/hm2和2 000 kg/hm2处理间辣椒产量没有显著差异，说明当施用量达到一定程度，继续增加用量并不能明显提高朝天椒产量。烟茎生物肥含烟碱，有一定的杀虫杀菌作用，移栽后20 d调查显示，各处理未发现因地下害虫造成缺苗死株，但对照(常规施肥，未增施烟茎生物肥)缺苗死株率为2.72%；初花期调查青枯病发生情况显示，烟茎生物肥施用量为1 200～2 000 kg/hm2处理的病株率均较低(低于0.57%。)

土壤养分含量直接决定土壤质量，土壤有机质是土壤肥力的核心[14]，是植物营养的主要来源，土壤碱解氮、速效磷和速效钾是植物生长发育吸收的主要营养物质[15]。土壤酶活性是反映土壤养分的重要因素[16]。在土壤颗粒、植物根系表面和微生物细胞表面发生催化反应，能催化土壤中复杂的有机质和矿物质，参与土壤养分的分解和转化过程，有利于促进土壤营养物质的活化和更新[17]。研究结果表明，在常规施肥基础上增施烟茎生物肥能显著提高土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量。烟茎生物肥显著提高土壤脲酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶和酚氧化酶活性，且在烟茎生物肥施用量为1 600 kg/hm2时，分别比对照高33.94%、13.78%、12.3%和94.47%，差异显著。可能是由于酵母源烟茎生物肥料含有活性有机质、发酵蛋白及生化黄腐酸等能够持续改良土壤结构、防止土壤板结、提高土壤透气性能，从而改善土壤结构和肥料利用率，修复土壤微生态环境，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数量和活动，从而分泌大量的胞外酶。

4 结论

烟茎生物肥对辣椒产量的提高、品质的改善以及土壤养分和土壤酶活性的增加有显著促进作用。在常规施肥水平下，增施烟茎生物肥1 200～2 000 kg/hm2对提升土壤养分、酶活性及辣椒产量均有一定效果，但以施用量为1 600 kg/hm2时效果最好、作用最显著，并能有效降低地下害虫危害及青枯病的发生，可在辣椒生产中推广应用。