秸稈還田技術對紅干椒植株以及土壤中微量元素的影響

于 淼，王志學，吳紅艷，方 新

(遼寧省微生物科學研究院，遼寧朝陽 122000)

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秸稈還田技術對紅干椒植株以及土壤中微量元素的影響

于 淼，王志學，吳紅艷，方 新

(遼寧省微生物科學研究院，遼寧朝陽 122000)

[目的]研究秸稈還田技術對紅干椒植株以及土壤中微量元素的影響。[方法]通過連續采樣，測定使用秸稈生物降解技術的紅辣椒植株和土壤，通過原子吸收測定其中部分微量元素的含量變化且分析其關系。[結果]秸稈生物降解技術對紅干椒的果實品質和土壤中微量元素的含量均有重要作用。該技術的使用，明顯增加了土壤有效銅的含量，提高了紅干椒植株中的銅元素含量；而該技術對土壤有效錳、鋅、鐵含量影響不明顯，但促進了辣椒植株對這3種元素的吸收，從而提高作物產量。[結論]此項技術值得繼續推廣，有利于改善辣椒品質，提高土壤微量元素含量。

秸稈還田技術；紅辣椒；植株；土壤；微量元素

我國是個農業大國，農作物秸稈數量大、種類多、分布廣，每年秸稈產量9億t左右。近年來，隨著農民生活水平的提高、農村能源結構改善，以及秸稈收集、整理和運輸成本等因素，秸稈綜合利用經濟性差、商品化和產業化程度低[1]。最近幾年在遼寧省朝陽地區秸稈生物降解技術已經開始推廣，解決了農民秸稈無處安放的問題，避免了環境污染，且在一定程度上增加了農民的經濟收入。2013年朝陽北票馬友營地區的紅干椒種植地使用秸稈生物降解技術，筆者在此對使用該技術的辣椒植株以及土壤中部分微量元素的變化進行測定和比較。

1 材料與方法

1.1 供試作物辣椒，品種為北京紅，試驗時間為2013年5～10月份，樣品采自朝陽北票馬友營地區使用秸稈生物降解技術后不同生育期的辣椒植株。該試驗分用肥料用秸稈(處理)、未用秸稈用肥料(對照)2種處理，土樣同樣采自該地區。

1.2 試驗方法植物樣品采摘后低溫殺青后，105 ℃烘干，研磨，用粉碎機粉碎，土壤樣品采用常規方法前處理，兩者測定方式為原子吸收光譜法[2]。

2 結果與分析

2.1 秸稈生物降解技術對辣椒吸收、分配銅的影響由表1可見，對照區各器官中銅含量均隨時間變化呈上升趨勢，栽培結束時，銅含量葉>果>根>莖；處理區銅含量除果實外，其他器官銅含量也是隨時間變化呈上升趨勢，果實中銅含量則是隨時間變化呈下降趨勢。處理區與對照區相比，根、莖、葉片中銅含量始終是處理區高于對照區，而銅對葉綠素有穩定作用，且參與植物光化學反應，尤其是葉片中銅含量高能明顯促進光合作用，合成更多的產物；而果實中銅含量大多數時間低于對照區，尤其是栽培結束時，處理區果實中銅含量明顯比對照區低(低1.9%)，銅屬于重金屬，果實中銅含量低，食用更安全。處理區與對照區相比，處理區所有器官中銅的累積量均高于對照區，尤其在莖、葉中的累積量明顯高于對照區，分別比對照區高47.1%和50.1%(表2)。

表1 不同處理區銅在辣椒苗不同器官中含量變化 μg/g

從不同處理區土壤銅含量變化測試結果(表3)可以看出，不同處理區銅含量有一定差異，初期對照區土壤銅含量高于處理區，后期處理區土壤有效銅含量略高于對照區，而處理區辣椒苗從土壤中吸收銅數量明顯高于對照區，由此說明，秸稈生物降解技術的使用明顯增加了土壤有效銅的含量。

表2 不同處理區辣椒苗不同器官中銅累積量變化 μg

表3 不同處理區土壤銅含量變化測試結果 μg/g

2.2 秸稈生物降解技術對辣椒吸收、分配錳的影響由表4可見，不同處理區錳含量均是葉>莖>根>果，且葉片中錳含量明顯高于其他器官中的含量；根、莖中錳隨時間變化含量變化不大，基本穩定；葉片中錳含量在初期含量低，生長中期達到最高，后期又逐漸下降；果實中錳含量則是初期高，以后逐漸降低，栽培結束時果實中錳含量最低。對照區與處理區相比，根中錳含量差異不大；處理區莖中錳含量一直明顯高于對照區，且差異顯著；8月20日之前，處理區葉片中錳含量高于對照區，之后，處理區葉片中錳含量低于對照區；處理區果實中錳含量始終低于對照區。錳主要參與植物的光合作用，錳含量高，有利于作物合成更多的產物。

從表5可以看出，不同器官中錳的累積量明顯不同，依次為葉>莖>果>根。莖、葉中累積量一直上升，根中累積量先上升后下降，在8月20日達最高；果實中錳累積量在9月11日達最高，結束時累積量明顯下降；處理區與對照區相比，處理區各器官中錳的累積量始終高于對照區，根、莖、葉中錳的累積量差異明顯，尤其是葉片中錳的累積量差異甚大，在8月20日時，處理區錳的累積量比對照區高130.2%，差異極顯著。錳的累積量高，除了可以增加光合產物外，還能減少果實中硝酸鹽含量。

表4 不同處理區錳在辣椒苗不同器官中含量變化 μg/g

表5 不同處理區辣椒苗不同器官中錳累積量變化 μg

從不同處理區土壤錳含量變化測試結果(表6)來看，對照區土壤中有效錳含量呈先上升后下降趨勢，錳含量在8月20日達最高，以后逐漸下降；處理區土壤中錳含量則一直處于下降趨勢。栽培結束時，處理區土壤中錳含量明顯低于對照區，說明秸稈生物降解技術對土壤有效錳含量影響不大，但促進了根對錳的吸收。

2.3 秸稈生物降解技術對辣椒吸收、分配鋅的影響由表7可見，辣椒苗不同生長期葉片中鋅含量始終最高，其次是果實，最后是根和莖。除果實外，其他器官鋅含量隨時間改變變化不大；栽培結束時，辣椒苗不同器官的鋅含量最低，其他時間均略高于栽培結束期；不同處理區比較，處理區與對照區的根、莖、葉含量差異不大。表8顯示，根中鋅累積量呈先上升后略下降趨勢，在8月20日鋅的累積量最高；莖中鋅累積量一直呈上升趨勢，前期上升快，后期累積量增加數量少；葉片中鋅累積量在7月30日～8月20日達最高，以后大幅度下降；不同處理區比較，處理區不同器官中鋅的累積量始終高于對照區，且差異明顯。鋅主要參與生長素的合成和某些酶系統的活動，與體內含鋅量有關的碳酸酐酶主要存在于葉綠體中，參與葉綠體的合成。鋅累積量高，明顯可以促進作物的光合作用及養分合成，促進作物的生長繁殖。

表6 不同處理區土壤錳含量變化測試結果 μg/g

表7 不同處理區鋅在辣椒苗不同器官中含量變化 μg/g

表8 不同處理區辣椒苗不同器官中鋅累積量變化 μg

不同處理土壤鋅含量變化測試結果(表9)表明，土壤中鋅含量隨時間變化不大，栽培中期含量略高；不同處理區比較，處理區含量始終低于對照區，說明秸稈生物降解技術的使用沒有有效提高土壤中有效鋅的含量，但促進了辣椒對鋅的吸收。

表9 不同處理土壤鋅含量變化測試結果 μg/g

2.4 秸稈生物降解技術對辣椒吸收、分配鐵的影響從表10可看出，辣椒根中鐵含量在不同生長期變化不大；莖中鐵含量呈先上升后下降趨勢，且下降明顯；葉片中鐵含量前期高，以后逐漸下降，下降幅度不大；果實中鐵含量一直呈下降趨勢，且下降明顯。不同處理間比較，不同處理對根、莖中鐵含量沒有明顯影響；辣椒苗生長前期，處理區葉片中鐵含量略高于對照區，后期差異不大；對照區果實中鐵含量始終高于處理區。經分析(表11)，對照區根中鐵累計量不斷增高，栽培結束時累積量最高；莖中鐵累積量在9月11日達最高，栽培結束時略有下降；葉片中鐵累積量在7月30日達最高，以后大幅度下降。處理區根、葉片中鐵累積量在8月20日達最高，以后下降明顯；莖中鐵累積量在7月30日達最高，以后開始下降。2個處理間比較，處理區各器官中鐵累積量始終高于對照區。而鐵是合成葉綠素所必需的營養元素，在葉綠素合成過程中，需要含鐵酶進行催化，鐵還與植物體內硝酸還原起作用，且參與植物的呼吸作用。鐵的累積量高，明顯促進作物生長，且減少作物體內硝酸鹽含量。葉片是作物光合作用的主要器官，處理區葉片中鐵的累積量明顯高于對照區，且處理區葉片累積量的高峰期晚于對照區，比較8月20日不同處理間葉片鐵累積量，處理區葉片累積量比對照區高135.4%，說明在8月20日時對照區葉片光合作用已經開始下降，而處理區正處于旺盛光合作用期，且差異極顯著。

表10 不同處理區鐵在辣椒苗不同器官中含量變化 μg/g

土壤鐵含量變化測試結果(表12)表明，不同處理區的土壤中有效鐵含量均呈上升趨勢；處理區與對照區相比，處理區土壤有效鐵含量均略低于對照區，處理區辣椒苗吸收鐵數量明顯高于對照區，說明秸稈生物降解技術對土壤有效鐵含量影響不明顯，但促進了辣椒苗對鐵的吸收。

表11 不同處理區辣椒苗不同器官中鐵累積量變化 μg

表12 不同處理區土壤鐵含量變化測試結果 μg/g

3 結論與討論

秸稈生物降解技術的使用，明顯增加了土壤有效銅的含量，提高了紅干椒植株中的銅元素含量；而該技術對土壤有效錳、鋅、鐵含量影響不明顯，但促進了辣椒植株對這3種元素的吸收，通過促進微量元素的吸收，從而達到增加光合作用、提高作物產量、減少果實中硝酸鹽含量等作用。該技術作用良好，值得繼續推廣研究。

[1] 陳子愛，鄧小晨.微生物處理利用秸稈的研究進展[J].中國沼氣，2006，24(3)：31-35.

[2] 范息英，任繡花.山豆根中的微量元素含量分析[J].微量元素與健康研究，2005(5)：69.

Effect of the Straw Returning Technology on Red Pepper Plants and Trace Elements in Soil

YU Miao, WANG Zhi-xue, WU Hong-yan et al

(Liaoning Scientific Research Academy of Microbiology, Chaoyang, Liaoning 122000)

[Objective] The research aimed to study the effect of the straw returning technology on hot pepper plants and trace elements in soil. [Method] Through continuous sampling, the red pepper plants and soil of using the straw biodegradable technology were measured and the concentrations of some trace elements and their relationship were analyzed by atomic absorption. [Result] Straw biodegradable technology for the trace elements of red pepper fruit quality and soil had an important role. Using this technique, the available copper content in soil had significant increase, and the copper content in red pepper plants was improved. The technology on the content of available manganese, zinc and iron in soil were not obvious, but the absorption of these three elements of pepper plants was promoted, thereby improving crop yields. [Conclusion] This technology deserves to be promoted, and is conducive to improve the quality of hot pepper and increase the content of soil trace elements.

Straw returning technology; Red pepper; Plant; Soil; Trace elements

于淼(1982-)，女，滿族，遼寧朝陽人，中級研究員，碩士，從事農業微生物方向的研究。

2014-11-19

S 216.2

A

0517-6611(2015)02-032-04