复混肥配施土壤调理剂对龙椒农艺性状与土壤养分的影响

李国荣，杨建伟，和兰香，熊天锐，朱启俊，黄照可

(云南云天化农业科技股份有限公司，云南 昆明 650600)

土壤是农业发展的物质基础，也是作物营养的主要来源[1]。土壤中有机质的含量，影响土壤微生物群体活动和土壤保水保肥的能力，是衡量土壤肥力的关键指标[2-3]，而施用有机肥是培肥改土的主要举措[4]。长期以来，农业生产者为追求作物高产，过量投入无机肥料，忽视有机肥及中微量元素的补充。这不仅使土壤地力退减，农产品品质和产量下降，同时还引起严重的水体环境污染和温室气体排放量增长等问题。为此，国务院相继出台了化肥使用量零增长、负增长的法规，并践行秸秆还田、种养循环、测土配方等“减肥增效、绿色增产”技术。研究表明，有机肥与大、中量元素肥配合施用，不仅能持续提升土壤内稳性地力，还能提高矿质营养元素对作物的有效性，改善作物品质[5]，但由于有机肥养分含量低，释放速度慢，且发酵腐熟周期长，无法满足作物全生育期的营养需求。化肥成分单一，虽养分含量高，肥效快，但通常不含有机质，无法起到培肥改土的作用。因此，亟需研发一种“有机质+化学元素”相结合的肥料，即有机-无机复混肥。其主要成分是利用粪便、植物残体等有机物料，通过微生物发酵进行无害化处理，并添加适量化肥、腐殖酸、氨基酸或有益微生物菌，经过造粒或直接掺混而制得的一种商品肥料。刘洋、李健铭等人发现，施用有机无机复混肥能提高土壤氮素转化和微生物活性，促进植株生根速率以及根系碳积累，延长肥效期[6-8]。土壤调理剂由磷酸盐矿物为原料制成，主要成分为磷酸十钙，包括羟基磷灰石、石英、氯磷灰石[9]，是固定土壤重金属、降低土壤Cd含量，且高效低廉的钝化材料[10-11]。孙国峰等人实验表明，土壤调理剂与有机肥配施，可显著提高土壤过氧化氢酶和脲酶的活性，促进腐殖质的形成，提高土壤pH值，降低土壤容重，使作物更好的适应土壤环境[12-13]。目前，有机无机复混肥配施土壤调理剂，在农业生产中的应用较少。为此，本文通过盆栽实验，并基于前人辣椒最佳施肥用量，依照辣椒需肥规律，以有机无机复混肥配施不同类型的土壤调理剂，对辣椒形态器官建成和品质效益的影响进行研究，以期探索云南酸性土壤培肥改良，优化辣椒全程营养解决方案，为指导辣椒生产科学施肥[14]，提供数据化理论支持。

1 材料与方法

1.1 供试材料

实验在云天化GAP科创中心玻璃温室内进行(E102°34′15″；N24°39′15″)，供试辣椒品种为龙辣秋美隆1号(购自晋宁区)，适宜南方露地或大棚栽培。盆栽供试土壤理化性质，详见表1。供试肥料有：钙镁磷型[w(P2O5)≥5%、w(SO2)≥6%、w(CaO)≥30%、w(MgO)≥10%)、微生物菌剂型(有效活菌数≥2亿/g、w(P2O5)≥5%、w(CaO)≥30%、w(MgO)≥13%)、聚谷氨酸型土壤调理剂[含y-PGA 10000 mg/kg、w(有机质)≥40%、w(腐植酸)≥10%、w(P2O5)≥4%、w(CaO)≥10%、w(MgO)≥6%、有效活菌数≥1亿/g]、有机无机复混肥III型(N 15%、P2O55%、K2O 18%、Mg 2%、Zn 1%、B 0.1%、Mo 200 mg/kg、有机质≥10%)，均由云南云天化农业科技股份有限公司提供。其他市售肥料为尿素(N 46.4%)、磷酸二氢钾(P2O552%、K2O34%)、15-15-15硫基型复合肥。

表1 盆栽供试土壤理化性状

1.2 实验设计

实验于2023年5月9日开始，辣秧选取生长势一致，6～8叶1芯，株高8～10 cm，茎粗 0.3 mm，移栽深度 15 cm。(每次采摘的时间)分别设5组处理，4次重复，实验方案如表2所示。

表2 施肥实施方案

追基比为4∶6，幼苗期占10%，生长期15%，开花结果期占25%，分别于5月20日、6月14日、7月10日追肥。采用冲施，病虫害防治、灌水周期、不同处理施肥时期均相同。

1.3 测定指标与样品采集

1)龙椒农艺性状测定。龙辣定植 3 d 后，每个处理选4株挂牌，从幼苗期至开花坐果期，间隔7～10 d 定点观测植株株高(茎基部至植株最高生长点)、茎粗(子叶展开平行节间处向下 0.5 cm)，盛果期在每个处理内随机选择8枚成熟果实，测量其果长、单果重。

2)叶片SPAD值的测定。叶绿素相对含量，采用托普云农科技有限公司SPAD-502Plus仪测量。每盆处理于龙椒缓苗期至盛果期，每株从上、中、下位叶测定，每片叶测量不少于3个点(避开叶脉)，并取其平均值。

3)土壤理化性质处理。龙椒盛果期采摘结束后，每组处理各选4盆，按照0～20 cm 与20～40 cm 不同耕层深度，采集土壤样品均匀混合，再用四分法将多余土壤弃除，保留 1 kg。放置阴凉处晾干水分，并人工研磨至60目，测定每份土壤相关指标。机械组成(比重计法)、pH(电位法)、有机质(重铬酸钾容量法)、水解性氮(碱解扩散法)、有效磷(紫外可见光分光光度计法)、速效钾(火焰光度计法)，详细土壤基础数据见表1。

1.4 数据处理

龙数据统计采用Microsoft Excel 2020软件，方差分析采用SPSS Statistics 27软件。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理下龙椒农艺性状分析

龙椒移栽 36 d 生长期、50 d 开花坐果期、66 d 门椒采收期，分别对不同施肥处理的株高、茎粗、单果重，用SPSS进行显著性差异分析，并用Excel制作各生育期株高和茎粗生长趋势图。设定CK(不施肥)、T1、T2、T3、T4等五种不同施肥处理方式的差异为组间差异，每组重复四次处理的差异又为组内亚组差异，详见图1、图2。分析结果显示，T3、T4、CK之间在生长期株高无显著差异，但与T2、T1相比有极显著差异，在T1处理时获得平均最大株高 31.2 cm，比对照组增加40.08%，表现为T1>T2>T3>T4>CK。在开花坐果期T3处理获得平均最大株高 69.33 cm，比对照组增加57.92%，且在相同生长期内株高明显优于其他四种施肥处理，表现为T3>T2>T4>T1>CK。

图1 不同施肥处理的龙椒株高变化曲线

图2 不同施肥处理的龙椒茎粗变化曲线

茎粗方面，移栽期至生长期(5-3—6-15)施土壤调理剂组处理茎粗均比T1和CK高，以处理T3效果最好，在T3处理时获得最大茎粗 4.46 cm，较CK增长70.88%。6-23—7-6初花期至门椒膨大期组间具显著差异，在T3处理中获得最大数据 9.35 cm，比同期对照增加63.46%，表现为T3>T1>T2>T4>CK。单果重方面，在添加不同类型土壤调理剂后，龙辣单果重在CK基础上均有所提升，其中T3聚谷氨酸型获得最大平均数 12.13 g，与CK、T1、T2、T4处理相比，平均单果重量分别增加4.79、3.02、3.01、2.83 g，表现为T3>T4>T2>T1>CK。表3数据表明，在龙椒缓苗期(5-23)结束进入生长期后，对N、P、K的需求量开始向上递增，且与CK相比T3、T2、T4的株高增长速率都比其更大，并以T3为最优处理。其原因为土壤调理剂中的有效磷、有效钙、聚谷氨酸能改良土壤团粒结构，改善土壤水分状况，更有利于龙椒根系对营养元素的溶解、储存、吸收，而有机无机复混肥中的缓释氮，经土壤矿化后分解为有效氮，即能满足植株纵向生长和根系生长对肥力的需求，又能协调叶、花、果的长势，故而起到促进作用[15-18]。综合以上分析，龙椒采用土壤调理剂配施有机无机复混肥能延长肥效期，促进龙椒开花结果期的健壮生长，同时果实质量也高于传统施肥处理，CK、T1、T2、T3、T4五种施肥处理龙椒生长农艺性状特性优劣综合排列为T3>T4>T2>T1>CK，即有机无机复混肥配施土壤调理剂最优，施用复合肥次之，不施肥最后。

表3 不同处理对龙椒主要生育生长的影响

2.2 不同施肥处理对龙椒主要生育期SPAD值的影响

叶绿素的合成与净光合速率密切相关，是衡量龙椒生长状态的重要指标。通过测定SPAD值能反应植株叶绿素浓度[19]。本次实验，以龙椒主要生育期分析不同施肥处理，对叶片SPAD值的影响。

由图3、表4可知，龙椒在所有处理进入生长期时叶片SPAD值开始逐渐递增，而进入开花结果期又呈现下降趋势，从幼苗期至开花结果期组间内SPAD值略有增加，但未达显著性水平(P<0.05)。而在采收初期T3处理与CK、T1、T2经方差齐性检验后具有显著性差异，并获得SPAD平均最大值62.03，比同期对照组(CK)，T1、T2、T3、T4，分别增高5.28、4.35、3.98、2.98 cm，表现为T3>T4>T2>T1>CK。通过实验，SPAD值与不同施肥处理在龙椒幼苗期、开花结果期呈现负相关性，在生长期和采收初期呈正相关性。

图3 不同施肥处理的龙椒SPAD值变化曲线

表4 不同施肥处理对龙椒各生育期SPAD值的影响

2.3 不同施肥处理对土壤化学性质的影响

不同施肥处理对土壤化学性质的影响见表5。

表5 不同施肥处理对龙椒土壤酸度及NPK养分指标变化

根据土测结果，所有处理中配施土壤调理剂的处理更有助于改善龙椒土壤矿质元素的性状。由表5可知，所有处理较原供试土壤，养分含量产生变化，配施土壤调理剂组与其余处理比对后具有显著性差异，土壤pH均得到提升，总体呈现中性，但在T4处理中获得最大pH值7.15，同比对照增加10%；有机质增加以T3处理为最大数据35.23，表现为T3>T4>T2>T1>CK；水解性氮含量不同程度增加，与CK相比，T2、T3、T4处理，分别提升 95.4 mg/kg～133.5 mg/kg；有效磷随土壤pH的升高呈增长趋势，各处理较施用前分别增幅52%、82.12%、90%、67.4%；处理T1-T4速效钾含量分别提高 202.3 mg/kg、173.98 mg/kg、129.43 mg/kg、154.88 mg/kg。可见T1处理施P总量最高，但随着施肥量的增加有效磷却递减，这可能是常年施用化肥，导致土壤磷酸根离子与Fe、Al氧化物形成难溶性磷酸盐，减少了土壤磷元素的可利用性[20]。研究证明，施用土壤调理剂有助于活化土壤酶活性，增加微生物含量，提高养分转化效率，使有机质含量增加，有效缓解土壤肥力下降问题[21-23]。同时，保证土壤有机碳和速效养分的持稳性，进而提高龙椒果实品质，达到土壤局部改良的效果。

3 结论与讨论

从植株性状、SPAD值、土壤养分等方面分析，施肥处理的排序为：T3>T4>T2>T1>CK。从龙椒产量和品质方面分析，T3、T4两种处理各有优势，T3单果重优于T4，且果面更为光滑、畸形果较少，但T4在单株结果数方面优于T3。因此，如果需要考虑龙椒单果品质，可牺牲一部分产量，宜采用T3处理。单一施用化学肥料虽让龙椒在营养生长期间表现较好，但在转入生殖生长后的农艺性状不及有机无机复混肥配施土壤调理剂的，且随施肥量的增加对于改善土壤养分性状有一定抑制作用，也不经济。作物吸收利用土壤养分的多少反映不同生育期生长的好坏，更反映肥料养分释放与供应特征。有研究表明，微生物菌剂与聚谷氨酸对辣椒叶片SPAD值及净光合速率均有显著提升，T3处理中明显高于T4、T2处理。分析认为，磷矿粉制成的土壤调理剂有很大的比表面积，易于吸附于土壤胶体。微生物菌剂又能为土壤微生物代谢提供多元化的碳源，而Y-PGA中的羧酸负离子能螯合土壤中的正电荷离子，加强了对铵态氮的吸附能力。对比NPK养分化肥，有机无机复混肥中添加的氨活化腐殖酸，减少了土壤无机磷的固定，又促进溶解，可提高磷的有效性。两者结合用于底肥施用后，可显著改善作物根区微生态群落，提高酸性土壤pH值、土壤酶活性含量和团聚体稳定性，达到保水节肥的目的。这种配施方法不仅使土壤速效养分有明显增加，还能调控作物生长发育、养分吸收、生理代谢，这也与前人的研究结果类似。有可能是种植时出现高温障碍、病虫害、追肥不及时等问题，无法及时将各营养元素供应于土壤和植株地下部，导致T4、T2处理实验数据受影响，从而综合表现弱于T3处理，所以部分结果还有待进一步研究。虽然，实验对龙椒各生育期叶片SPAD值均产生变化，但在不同施肥处理与龙椒主要生育期下的SPAD值没有一定相关性。因此，为研究SPAD值与龙椒的关系，今后实验中还要对不同肥料的施肥数量及龙椒的追肥节点进一步调整。另外，本次实验仅用于室内种植，田间露地种植受不同地区光照、温度、土壤肥力等影响，还需对上述3种配施处理开展实验示范工作，尽快在实际生产中推广使用。