化肥减量配施生物有机肥对辣椒产量及土壤微生物的影响

唐冰璇，程 伟，张 敏，李一璐，魏小武，王玉双，单世平，伍善东

（湖南省微生物研究院，湖南 长沙 410009）

辣椒（Capsicum annuumL.）是一种茄科蔬菜植物，其果实富含可溶性糖、维生素C、辣椒素等，已经成为全国各地重要的经济作物，在我国广泛种植[1]。据统计，湖南省近年来辣椒种植面积稳定在12 万hm2以上，辣椒总产量超过322 万t[2]。然而，由于在辣椒种植过程中普遍存在过量施用化肥等现象，导致土壤酸化，土壤养分大量流失，土壤有机质存量下降和面源污染等问题[3-4]。因此，探究在辣椒的种植过程中，减少化肥的施用量并配施生物有机肥的施肥方式对辣椒产业的绿色可持续发展具有重要意义。

生物有机肥是指畜禽粪便和植物残体（如农作物秸秆、木屑、谷壳等）经无害化处理、高温腐熟后与某些特定功能微生物复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料[5]。文献报道称生物有机肥可以提高辣椒产量和品质，增加根际土壤酶活性，增加肥料利用率，配肥土壤，减少环境污染，越来越受到人们的重视并在生产上广泛使用[6-9]。课题组在益阳市赫山区种植大户承包的田地采用小区试验的方法，探究化肥减量配施生物有机肥对辣椒生物学性状、产量及土壤微生物的影响，以期为减少化肥使用量、增加辣椒产量、提高品质及改善土壤环境提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验地土壤为灰泥田，肥力中等。试验前测定土壤有机质含量为43.8 g/kg，pH 值为5.58，全氮4.5g/kg，碱解氮139.8 mg/kg，全钾31.8 g/kg，速效钾187.7 mg/kg，全磷1.6 g/kg，有效磷51.2 mg/kg，前荏作物为水稻。

辣椒品种为博辣8 号。供试肥料由湖南省微生物研究院研制，生物有机肥由40%鸡粪、25%菜籽饼、20%锯木屑、15%解淀粉芽孢杆菌菌剂构成，解淀粉芽孢杆菌活菌数≥0.2 亿CFU/g，其余技术指标均符合生物有机肥标准（NY 884—2012）。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计试验设4 个处理，T1：空白对照（不施任何肥料）；T2：常规施肥（即白俄罗斯复合肥，施用量为750 kg/hm2）；T3：灭活生物有机肥+常规施肥减量10%（即灭活生物有机肥施用量为2 250 kg/hm2+白俄罗斯复合肥施用量为675 kg/hm2）；T4：生物有机肥+常规施肥减量10%（即生物有机肥施用量为2 250 kg/hm2+白俄罗斯复合肥施用量为675 kg/hm2）。辣椒移栽前各处理肥料一次性沟施，施肥深度为10～20 cm。试验采用随机排列，重复3 次，共12 个小区，覆盖地膜，小区面积30 m2。试验地开沟作畦，畦长7.5 m，畦宽4 m，沟深20 cm，沟宽50 cm，四周保护行宽为3 m。

1.2.2 试验操作与管理供试辣椒于2020 年1 月12 日穴盘育苗，3 月12 日移栽，移栽密度为37 500株/hm2。移栽前于3 月9 日整地，按照试验方案施肥，各处理的病虫害防治、浇水、除草等管理措施均一致。

1.2.3 样品的采集与测定土壤施用各处理肥料后立即取样一次，以后每25 d 取一次，共取3 次，按五点取样法采集0～20 cm 的土壤，阴凉处风干，粉碎过20 目筛，用于土壤微生物数量的测定。收获时各处理单收、单晒、单独称重，计算各处理辣椒产量，同时按处理分别在每个小区取30 株有代表性的植株，分别记录株高、果长、果宽、单果重。土壤样品按照一系例倍比稀释后再涂平板的方法测定细菌、放线菌、真菌数量，细菌采用LB 培养基，放线菌采用高氏一号培养基，真菌采用孟加拉红培养基。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2007 软件对试验数据进行计算，采用SPSS 17.0 软件对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对辣椒生物学性状的影响

从表1 可以得知，与T1、T2、T3 相比，T4 的辣椒株高分别增加19.1、5.7、6.5 cm，果长分别增加8.4、2.8、3.3 cm，果宽分别增加0.5、0.2、0.3 cm，单果重分别增加15.9、7.8、7.4 g，差异均达显著水平。这说明T4 能显著提高辣椒的株高、果长、果宽和单果重。

表1 不同施肥处理对辣椒生物学性状的影响

2.2 不同施肥处理对辣椒产量及经济效益的影响

与T1、T2、T3 相比，T4 的辣椒产量、收益、纯收益均有所增加（表2）。T4 的产量为15 444.9 kg/hm2，显著高于其他处理；T1 的产量最低，为6 862.8 kg/hm2；T2 与T3 产量差异不显著。T4 分别比T1、T2、T3 增产125.1%、13.3%、16.1%。总收益最高的是T4，为46 334.7 元/hm2，显著高于其他处理；最低的是T1，T2 与T3 差异不显著。总收益除去肥料成本、育苗成本、人工成本，辣椒纯收益最高的是T4，为30 104.7 元/hm2，显著高于其他处理，其余为T2 ＞T3 ＞T1，差异均达显著水平。T4 的纯收益分别比T1、T2、T3 增加20 916.0、3 906.0、6 436.2元/hm2，增幅分别为227.6%、14.9%、27.2%。

表2 不同施肥处理对经济效益的影响

2.3 不同施肥处理对土壤中细菌数量的影响

采用平皿菌落计数的方法是分析土壤微生物的一个重要手段，可以直接反映土壤中细菌、真菌、放线菌的数量状况。经过3 次土壤取样计数，T4 的土壤细菌数量显著高于其他3 个处理，施肥50 d 后，T4 土壤中细菌数达最高值（见图1）。T4 土壤中由于施用了生物有机肥，能显著增加土壤中的细菌数量，同时生物有机肥有机质含量高，有利于改善土壤的理化性状，使得土壤的通气性和透水性能增强，可以缓解因化肥长期使用造成的土壤板结，并且生物有机肥还含有一定数量的微量元素，有利于促进细菌的生长繁殖。

图1 不同施肥处理对土壤中细菌数量的影响

2.4 不同施肥处理对土壤中放线菌数量的影响

由图2 可知，施肥25 d 后，T4 土壤中放线菌的数量达到最大值，显著高于T2，与T1、T3 差异不显著；施肥50 d 后4 个处理土壤中的放线菌含量均降低了，可能是追施复合肥影响了放线菌的繁殖，但是T4 土壤中放线菌的含量显著高于T1、T2、T3。生物有机肥为土壤提供了大量的营养物质，改良了土壤环境，有利于微生物的生存及生长，提高了土壤中放线菌的含量。

图2 不同施肥处理对土壤中放线菌数量的影响

2.5 不同施肥处理对土壤中真菌数量的影响

从图3 可知，施肥25 和50 d 后，T4 土壤中真菌的数量均低于其他3 个处理，这种情况可能与生物有机肥中的功能菌有关，生物有机肥中的功能菌——解淀粉芽孢杆菌对部分真菌有拮抗作用，从而抑制了真菌的繁殖。

图3 不同施肥处理对土壤中真菌数量的影响

3 结论与讨论

试验结果表明，T4 能显著提高辣椒的株高、果长、果宽和单果重，T4 产量为15 444.9 kg/hm2，比T1、T2、T3 分别增产125.1%、13.3%、16.1%。4 个处理的纯收益在9 188.7～30 104.7 元/hm2，其中以T4 纯收益最多。T4 土壤细菌数量显著高于其他3 个处理，施肥50 d 后，T4 土壤中细菌数达最大值。T4 土壤中放线菌的数量施肥25 d 后达到最大值，显著高于T2，与T1、T3 差异不显著，施肥50 d 后4 个处理土壤中的放线菌数量均降低。施肥25 和50 d 后，T4 土壤中真菌的数量均低于其他3 个处理。

化肥减量10%配施生物有机肥有利于促进辣椒的生长发育，能显著提高辣椒的株高、果长、果宽和单果重，增加辣椒产量和纯收益，有利于增加土壤中细菌和放线菌的数量，减少土壤中有害真菌的数量。减少化肥的使用量有利于减少农业生产中面源性污染，降低成本，增加农民收入，有利于农业的可持续发展。化党领等[10]、张建国等[11]的研究结果表明，与施用化肥相比较，化肥减量配施生物有机肥能够提高土壤养分活力，养分释放缓慢持久，有利于满足作物后期的营养需求，有利于提高作物产量。生物有机肥中的功能微生物在生长繁殖过程中产生大量的代谢产物，促使土壤中有机物分解转化，能直接或间接为作物提供多种营养，刺激作物生长发育[12]。土壤中细菌、真菌、放线菌是土壤生态系统的重要组成部分，生物有机肥的施用有利于提高土壤中微生物的数量、整体代谢能力及物种的多样性[13]，T4 与其他3 个处理比较，有利于增加土壤中细菌、放线菌的数量，减少土壤中有害真菌的数量，此结果与袁英英等[14]的研究报道一致。

目前，我国的生物有机肥种类丰富，在蔬菜、果树、中草药上广泛使用，生物有机肥开辟了一条以“农业废弃物－生物有机肥－作物”为循环模式的可持续发展道路，但也存在有效期短、功能微生物存活效果差、价格较贵、使用效果不稳定等缺点[4]。