不同配比腐植酸复合肥对种植辣椒的土壤酶活性和养分含量的影响

范仲卿 郭新送 张 晶，2 洪丕征 丁秀红 李 超 马学文

1 山东农大肥业科技有限公司 泰安 271600

2 山东合泰检测技术服务有限公司 泰安 271600

3 即墨区农业农村局 青岛 266200

辣椒是我国人民不可或缺的重要风味蔬菜。我国是辣椒主产国之一，种植面积近2×106hm2，居世界首位，但依然无法满足广大人民日益增长的需求[1]。近年来，我国辣椒产量稳步上升，但仍存在部分区域栽培技术落后，投入结构不合理等原因，辣椒品质差，不能满足消费需求[2]。作物高产和优质的基础是健康的土壤环境，土壤酶是土壤生态系统新陈代谢的重要动力，可反映土壤肥力变化，土壤中各类土壤酶活性和养分含量已成为衡量土壤质量的常规指标。腐植酸可提高土壤阳离子交换能力，改良土壤团粒结构、提高肥料利用率、维持土壤酸碱平衡[3～8]。为充分探明腐植酸复合肥对辣椒种植过程中土壤酶活性和土壤养分含量的影响，本研究以辣椒为供试材料，采用不同腐植酸质量分数的复合肥，连续4 年开展土壤酶活性和养分含量的测定，探究土壤相关特性变化规律，以期为腐植酸类肥料在我国辣椒种植中的使用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间地点

本研究于2014—2017 年在山东省泰安市肥城市山东农大肥业科技有限公司试验基地（N 35°04′，E 116°18′）开展。

1.2 供试材料

供试土壤：红壤土，土壤养分含量为全氮1.5 g/kg、碱解氮110.2 mg/kg、有机质14.2 g/kg、速效钾79.3 mg/kg、有效磷31.1 mg/kg，pH 值7.12。

供试作物：辣椒，品种为“干椒3 号”。常规露地栽培，除肥料处理不同外，其他田间管理措施与常规状况一致。

供试肥料：均由山东农大肥业科技有限公司提供，使用尿素、一铵、硫酸钾、硫酸铵、氯化钾等原料混合入特定比例腐植酸，经滚筒造粒制得N-P2O5-K2O 为15-15-15 的硫基复合肥。其中，腐植酸以风化煤为原料提取，并经碱活化处理制得，总腐植酸含量为40%。普通复合肥为15-15-15 的硫基复合肥。

1.3 试验设计

本试验设置T0、T1、T2、T3 和T4 共5 个处理，每个处理3 次重复。其中，T0 处理施用普通复合肥，不添加腐植酸；T1、T2、T3、T4 处理分别为腐植酸质量分数为2%、4%、6%、8%的复合肥。小区面积20 m2（宽2.5 m，长8 m），辣椒于4 月上旬定植，株距25 cm，行距采用大小行种植，大行70 cm，小行50 cm。2014—2017 年连续4 年同一试验小区采用同一种施肥处理。其中，2014 年为最佳处理筛选年度，2015—2017 年仅记录T0、T3 数据，其余处理作保护区使用。所有小区施肥量按750 kg/hm2计，施肥方法为底肥一次性投入，定植前2 ～3 天施用。土壤养分含量指标为辣椒收获后采用5 点取样法取样检测，试验区除辣椒种植外不作轮作处理。

1.4 土壤酶活性和土壤养分元素含量测定

（1）土壤酶活性测定方法。

土壤脲酶采用靛酚蓝比色法测定，土壤碱性磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法测定，土壤蔗糖酶采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定，过氧化氢酶采用0.1 mol/L KMnO4滴定法测定[9，10]。

（2）土壤养分元素含量测定方法。

土壤有机质采用重铬酸钾-浓硫酸外加热法测定，碱解氮采用碱解扩散法测定，有效磷采用钼锑抗比色法测定，速效钾采用火焰光度计法测定[11]。

1.5 数据处理

试验数据采用Microsoft Excel 2013进行处理，使用DPS7.05 开展数据统计分析和差异显著性比较分析。

2 结果与分析

2.1 腐植酸含量对辣椒土壤酶活性和土壤养分元素含量的影响

2014 年度对不同腐植酸质量分数的复合肥施用下的土壤酶活性进行分析（表1），T1 处理土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性均高于T0 处理，但差异均不显著。T2 处理土壤蔗糖酶、过氧化氢酶较T0 处理显著增加，脲酶、碱性磷酸酶较T0 处理差异不显著。T3、T4 处理脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性均显著高于T0处理。相较于T3 处理，T4 处理脲酶、碱性磷酸酶活性略有增高，但不显著；而蔗糖酶有所降低，但不显著；过氧化氢酶维持稳定。这表明，在此试验条件下，施用腐植酸复合肥中腐植酸质量分数达到4%，可对土壤酶活性有明显增加效果，综合投入性价比，腐植酸质量分数为6%的处理效果最佳。

对不同处理下的土壤养分含量进行分析（表1），相较于T0 处理，T1 处理的土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量均有增高，其中有效磷含量差异达显著水平，其余指标差异不显著；T2处理与T0 处理相比，土壤有机质、碱解氮、有效磷含量显著增加，速效钾含量差异不显著。相较于T1、T2 处理的碱解氮含量显著增加，其余指标差异不显著。T3、T4 处理土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量均较T0 处理显著增加。T3、T4处理间土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量差异不显著。这表明，在此试验条件下，施用腐植酸复合肥可增加土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量，腐植酸质量分数达到6%以上时土壤各养分元素含量均显著增加，腐植酸质量分数为8%的处理和腐植酸质量分数为6%的处理间无显著差异，综合投入性价比，腐植酸质量分数为6%的处理对土壤养分元素含量的增加达最佳效果。

表1 2014 年不同配比腐植酸复合肥对种植辣椒的土壤酶活性和养分含量的影响Tab.1 Effects of different proportions of humic acid compound fertilizer on enzyme activity and nutrient content in soil for growing pepper in 2014

2.2 6%腐植酸复合肥对种植辣椒的土壤酶活性和养分随时间的变化

为探究所筛选的最佳腐植酸质量分数复合肥处理对辣椒土壤酶活性和养分指标随种植年限的变化，在2014 年基础上，2015—2017 年选择T0、T3 2 种处理方式，继续连续种植，监测腐植酸复合肥对土壤酶活性和养分含量的影响。由表2 可以看出，在2014—2017 年4 个年度中，施用腐植酸质量分数为6%的复合肥土壤酶活性均显著高于T0 处理，辣椒种植时间越长，脲酶、碱性磷酸酶含量增加幅度越大，蔗糖酶、过氧化氢酶无此变化规律，各年度间2 种不同施肥处理各土壤酶活性虽均无明显变化趋势，但T0 处理第4 年各土壤酶活性均小于第1 年，T3 处理第4 年各土壤酶活性均大于第1 年，表明连续施用腐植酸质量分数为6%的复合肥与普通复合肥相比，可明显增加土壤酶活性，脲酶、碱性磷酸酶随腐植酸复合肥施用时间越长，增加幅度越大。

表2 2014—2017 年T0、T3 处理对种植辣椒土壤酶活性和养分含量的影响Tab.2 Effects of T0 and T3 treatments on enzyme activity and nutrient content in soil for growing pepper from 2014 to 2017

对于土壤养分指标来说，在2014—2017 年4 个年度中，T3 处理各养分指标均显著高于T0 处理，且整体上随着辣椒种植年限的增加，增加幅度越大。随着辣椒种植年限的增加，T0 处理和T3 处理土壤养分指标均呈逐年降低的趋势，这可能与一次底肥使用并不能满足辣椒养分需求有关。T0 处理，第4 年土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量较第1 年分别降低3.7%、13.0%、6.6%、11.5%，T3 处理上述指标则降低3.5%、8.8%、1.8%、7.2%，降低幅度小于T0 处理，表明使用腐植酸质量分数为6%的复合肥，较普通复合肥可减少土壤养分流失，且随着辣椒种植年限的增加，效果更加明显，这可能与腐植酸能降低土壤养分流失有关。

3 讨论与结论

健康的土壤环境是保证辣椒产量和品质的基础。前人研究结果表明，腐植酸类物质可通过调节土壤酶活性和营养元素含量，调控植物的营养作用，进而提升农作物产量并改善农作物品质[12～18]。

因此，探究不同配比的腐植酸复合肥对辣椒土壤酶活性和养分含量的影响，对于推动腐植酸类肥料在辣椒栽培中的研究和应用具有重要意义。

本研究中，通过设置普通复合肥和不同腐植酸质量分数的复合肥的方式来探究腐植酸复合肥对种植辣椒的土壤酶活性和养分含量的影响。相较于普通复合肥，腐植酸质量分数为4%、6%和8%的复合肥，可显著提升各类土壤酶活性和土壤养分指标。相较于腐植酸质量分数为6%的复合肥，腐植酸质量分数为8%的复合肥土壤酶活性和土壤养分含量并无明显提升，表明在该试验条件下，综合投入性价比，腐植酸质量分数为6%的复合肥为最佳处理。

2014年度筛选最佳腐植酸质量分数复合肥后，2015—2017 年度继续开展腐植酸复合肥对辣椒土壤酶活性和土壤养分含量随时间变化的试验。发现连续4 年种植条件下，腐植酸质量分数为6%的复合肥和常规复合肥处理的土壤酶活性均无明显变化规律，而土壤养分指标随种植年限的增加呈逐年降低趋势，可能与连续种植条件下，一次底肥施用并不能满足辣椒养分需求有关。

各年度均表现为施用腐植酸质量分数为6%复合肥处理的土壤酶活性、土壤各养分指标显著高于普通复合肥处理，且腐植酸质量分数为6%的复合肥较普通复合肥土壤脲酶活性、碱性磷酸酶活性、有机质含量、有效磷含量、速效钾含量、碱解氮含量的增加幅度均随种植年限的增加而增大，普通复合肥土壤酶活性各指标第4 年均小于第1 年，腐植酸质量分数为6%的复合肥第4 年则均高于第1 年，表明连续使用腐植酸质量分数为6%的复合肥可明显改善土壤酶活性，且土壤培肥效果优于普通复合肥，这可能与腐植酸可提升肥料利用率和土壤肥力有关，与前人研究结果基本一致[17～20]。

综上所述，与普通复合肥相比，施用腐植酸复合肥可以有效提升种植辣椒的土壤酶活性和土壤养分含量，以腐植酸质量分数为6%的复合肥效果最佳。在连续4 年施用腐植酸复合肥的条件下，种植辣椒可长期保持较高土壤酶活性和土壤养分含量。