葉面噴施含氨基酸水溶肥料在辣椒和豇豆上的肥效①

王 蓓，高 旭，王甜甜，王東升，謝約翰，鞏子毓,3，李 榮*，沈其榮

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葉面噴施含氨基酸水溶肥料在辣椒和豇豆上的肥效①

王 蓓1,2，高 旭1，王甜甜1，王東升1,2，謝約翰1，鞏子毓1,3，李 榮1*，沈其榮1

(1 國家有機類肥料工程技術研究中心，農業部長江中下游植物營養與肥料重點實驗室，江蘇省固體有機廢棄物資源化高技術研究重點實驗室，江蘇省有機固體廢棄物資源化協同創新中心，南京農業大學資源與環境科學學院，南京 210095；2 南京市蔬菜科學研究所，南京 210042；3 南京秦邦吉品農業開發有限公司，南京 211516)

以辣椒(蘇椒5號博士王)和豇豆(夏杰)為材料，研究葉面噴施利用廢棄豬毛研制的含氨基酸水溶肥料在辣椒和豇豆上的應用效果。本試驗分兩季進行，設3個處理：不噴施任何肥料(CK1)、噴施清水(CK2)和噴施含氨基酸水溶肥料(AA)。田間試驗結果表明：對辣椒和豇豆葉片噴施含氨基酸水溶肥料能有效促進辣椒和豇豆植株的生長，提高辣椒和豇豆果實的品質，同時葉面噴施含氨基酸水溶肥料還改變了辣椒和豇豆種植土壤中可培養微生物的數量。與不噴施、噴施清水處理相比，噴施含氨基酸水溶肥料顯著提高了辣椒和豇豆的產量。從第一季看，辣椒的增產幅度分別為12.0% 和10.8%，豇豆的增幅分別為10.3% 和8.9%；從第二季看，辣椒的增幅分別達到13.5% 和12.5%，豇豆的增產幅度分別是18.9% 和14.7%，與第一季相比，第二季增產幅度有所提升。由此，利用廢棄豬毛研制的含氨基酸水溶肥料葉面噴施能夠有效促進設施辣椒和豇豆的產量，研究結果可為廢棄豬毛的資源化利用和設施蔬菜的高效栽培提供理論依據。

含氨基酸水溶肥料；葉面噴施；辣椒；豇豆；產量

蔬菜的設施栽培能有力保障我國的蔬菜供應，緩解生產季節性和消費均衡性之間的矛盾，生產出各種名特優蔬菜、時令蔬菜和反季節蔬菜，滿足社會不同消費水平的需求，同時為農民增產增收、提高經濟效益發揮重要作用[1]。在實際生產過程中為獲得高產，生產者大量施用化肥，這在一定程度上提高了農作物產量，但隨著化肥施用量的不斷增加，出現了土壤結構被破壞，有機質含量下降，江河、湖泊等水體的富營養化，農產品質量下降等生態環境問題[2]。因此，開發能夠部分替代化肥的新型肥料，從而有效控制化肥施用量顯得非常有必要。

水溶肥料是指通過水稀釋或溶解，用于葉面噴施、灌溉施肥、無土栽培、浸種蘸根等用途的液體或固體肥料，包括含氨基酸水溶肥料、大量元素水溶肥料、微量元素水溶肥料、有機水溶肥料等多種類型[3]。水溶肥料易溶于水，能夠被作物迅速吸收，補充其所需的養分，見效快，具有提高肥料利用率、節能環保、節約水肥、省時省工、成本低廉等特點[4-6]。本試驗主要對含氨基酸水溶肥料在辣椒和豇豆上的應用效果進行研究。

含氨基酸水溶肥料作為一種新型的肥料，主要以廢棄豬毛、畜禽羽毛為原料，通過高溫酸解，螯合其他微量元素制成，能夠補充作物生長所需的各種營養元素，不僅節約原料成本，而且處理了屠宰場的廢棄物，實現了廢棄物的循環利用，保護了生態環境，對于促進農業可持續發展意義重大。氨基酸水溶肥料又稱氨基酸葉面肥，主要是通過葉面噴施的方式給植物補充養分。而葉面施肥具有吸收快、針對性強、用量少、養分利用率高和經濟效益高等優點，因此在作物生長過程中應用越來越廣泛[7]。有研究表明，噴施含氨基酸水溶肥料對于促進作物生長，提高作物的產量和品質有明顯的效果[8-10]。

本實驗室成功利用酸解工藝，資源化屠宰場下腳料研制出農用氨基酸，并聯合江陰市聯業生物科技有限公司，利用此氨基酸研制出含氨基酸水溶肥料，但肥料的促生效應亟待研究。本研究選擇設施蔬菜中的辣椒和豇豆作為供試作物，進行葉面噴施新型含氨基酸水溶肥料的田間試驗，通過測定其植株長勢、果實產量和品質等指標，研究該新型含氨基酸水溶肥料的肥效，以期為廢棄豬毛的資源化利用和設施蔬菜的高效栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試作物為辣椒(蘇椒5號博士王)和豇豆(夏杰)。蘇椒5號博士王為江蘇省農業科學院蔬菜研究所引進的設施辣椒栽培新品種[11]，豇豆品種夏杰是南京市蔬菜科學研究所培育的豇豆新品種[12]。

供試含氨基酸水溶肥料，由江陰市聯業生物科技有限公司生產，氨基酸含量≥100 g/L，微量元素(Fe+Mn+Cu+Zn+B+Mo)≥20 g/L。該肥料由屠宰場下腳料豬毛經高溫酸解后，螯合微量元素制成。有機肥由南通惠農生物有機肥有限公司提供，總養分≥50 g/kg，有機質≥450 g/kg；復合肥由安徽省司爾特肥業股份有限公司生產，N+P2O5+K2O≥450 g/kg，3種養分等量。

1.2 試驗設計

葉面噴施含氨基酸水溶肥料在辣椒上的兩季肥效田間試驗，分別于2014年8月至11月和2015年3月至7月進行。豇豆上的兩季肥效田間試驗進行時間分別為2014年7月至10月和2015年4月至6月。田間試驗均在南京市蔬菜科技園現代化溫室內進行，地點位于江蘇省南京市江寧區橫溪街道。該地屬北亞熱帶濕潤氣候，夏季多暴雨，氣溫高，濕度大；年平均氣溫15.4 °C，年均降水量1 106 mm，7月至8月極端最高氣溫有時高達40 °C，一般在35 °C左右[13]。

辣椒和豇豆的兩季田間試驗均設3個處理：①常規對照(CK1)。基肥：有機肥施用量為6 000 kg/hm2，復合肥施用量750 kg/hm2，不使用葉面肥和調節劑。②清水對照(CK2)。每次以同葉面噴施處理等量清水同時期噴施，其他施肥措施同處理①。③含氨基酸水溶肥料(AA)。每次使用含氨基酸水溶肥料每100 ml兌水100 kg(即稀釋1 000倍)噴施。第一季辣椒噴施時間為2014年8月19日，8月24日，8月29日和9月3日；第二季辣椒噴施時間為2015年4月8日，4月15日，4月22日和4月29日。第一季豇豆噴施時間為2014年8月4日，8月9日，8月14日和8月19日；第二季豇豆噴施時間為2015年4月15日，4月22日，4月29日和5月6日。其他施肥措施同處理①。每個處理設3次重復，共9個小區，隨機區組設計，小區面積20 m2以上，長寬比2︰1。噴施時間為下午4點以后或陰天進行。在辣椒生長期間使用甲基阿維菌素甲酸鹽、吡蟲啉、樂果、阿維菌素、高效氯氫菊酯、多菌靈、蘇云金桿菌可濕性粉劑和康寬進行殺蟲殺菌；而豇豆則主要用菜蛾敵、苦參堿和滅蠅胺對青蟲、銹病以及潛葉蠅進行防治。辣椒于定植35 ~ 50 d后開始計產；豇豆在出苗40 ~ 60 d后開始測定產量。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 生物學性狀及產量的測定 分別選用直尺、得威斯游標卡尺和TYS-A型葉綠素測定儀測定植株株高、莖粗和SPAD值。所有指標每小區取10株植株進行測定，取平均值。自果實成熟時，分批次采收辣椒和豇豆，每小區全部商品果計重，對整個生育期進行累計計產。

1.3.2 土壤中可培養微生物數量的測定 土體土壤的獲得方法：每個小區隨機取10株植株，能從粘在植株根系抖落下來的所有土壤均為土體土。根際土壤的獲得方法：抖落所有粘在植株根系上的土壤后，將根剪至3 cm長小段，按每10 g根放入90 ml無菌水的三角瓶內，30 °C，170 r/min振蕩20 min 后，超聲20 min，將洗脫在無菌水中的土壤進行離心，獲得的土壤即為植株的根際土壤[14]。采用稀釋平板計數法測定土體和根際土壤中細菌、真菌和放線菌的數量。細菌培養采用牛肉膏蛋白胨固體培養基[15]，真菌采用馬丁-孟加拉紅培養基[16]，放線菌采用高氏一號培養基[15]。細菌和放線菌于30 °C培養箱中分別培養36 h和48 h后計數，真菌于28 °C培養箱培養72 h后計數。微生物數量以每克土壤的干重計算，以cfu/g 干土表示。

1.3.3 果實品質的測定 對辣椒和豇豆的盛果期(田間采收3次以后取樣)和掛果末期(田間最后1次采收之前取樣)的果實品質進行測定。每個小區選擇長勢基本一致的6株植株，采集果實帶回實驗室后，立即進行樣品處理，分別測定果實中可溶性糖(斐林試劑法[17)、蛋白質(考馬斯亮藍法[18])、硝酸鹽(高效液相色譜法[19-20])以及Vc的含量(高效液相色譜法[19-20])。

1.4 數據分析

試驗所得數據采用SPSS22.0軟件進行分析，差異顯著性采用單因素方差分析評價，顯著性水平設為 0.05，多重比較采用最小顯著極差法(LSD)。數據整理和平均值、標準差等計算以及圖形的繪制均使用Excel 2007軟件。

2 結果與分析

2.1 葉面噴施氨基酸水溶肥對辣椒和豇豆生物學性狀的影響

從圖1可知，在第一季中，噴施氨基酸葉面肥的AA處理中辣椒和豇豆的株高顯著高于CK1(不噴施)和CK2(噴施清水)，而CK1和CK2之間無顯著差異。在辣椒莖粗上，AA＞CK2＞CK1，AA和CK1之間差異顯著；在豇豆莖粗上，三者之間無顯著性差異。辣椒和豇豆，AA處理和對照間的SPAD值均無顯著性差異。

在第二季中(圖2)，AA處理辣椒和豇豆的株高和莖粗均顯著高于CK1和CK2，而CK1和CK2之間無顯著性差異。辣椒和豇豆，AA處理和對照間的SPAD值均無顯著性差異。兩季試驗表明，噴施含氨基酸水溶肥料能夠促進辣椒和豇豆植株的生長。

2.2 葉面噴施氨基酸水溶肥對辣椒和豇豆品質的影響

從表1可知，在第一季中，無論是辣椒還是豇豆，AA處理的可溶性糖和蛋白含量均顯著高于CK1和CK2，CK1和CK2間差異不顯著。辣椒果實的硝酸鹽含量上各處理間無顯著性差異，但豇豆果實的硝酸鹽含量AA處理顯著低于CK1和CK2；Vc含量上，AA處理與對照間無顯著性差異。

2.3 葉面噴施氨基酸水溶肥對辣椒和豇豆產量的影響

由表2可知，在第一季中，辣椒產量AA處理比CK1顯著增產5 397 kg/hm2，增產幅度達到12.0%；比CK2顯著增產4 902 kg/hm2，增產幅度達到10.8%。CK2比CK1增產495 kg/hm2，增產幅度1.1%，兩者無顯著差異。豇豆產量AA處理比CK1顯著增產1 799 kg/hm2，增產幅度達到10.3%；比CK2顯著增產1 574 kg/hm2，增產幅度達到8.9%。CK2比CK1增產225 kg/hm2，增產幅度1.3%，兩者無顯著差異。

在第二季中，辣椒產量AA處理比CK1顯著增產5 748 kg/hm2，增產幅度達到13.5%；比CK2顯著增產5 373 kg/hm2，增產幅度達到12.5%。CK2比CK1增產375 kg/hm2，增產幅度0.9%，兩者間無明顯差異。

表1 不同處理對辣椒、豇豆品質的影響

注：同列不同小寫字母表示同一品種不同處理間差異在<0.05 水平上顯著；下同。

豇豆產量AA處理比CK1顯著增產3 523 kg/hm2，增產幅度達到18.9%；比CK2顯著增產2 849 kg/hm2，增產幅度達到14.7%。CK2比CK1增產675 kg/hm2，增產幅度3.6%，兩者間無明顯差異。因此，葉面噴施含氨基酸水溶肥料能有效提高辣椒和豇豆的產量。

2.4 葉面噴施氨基酸水溶肥對土壤可培養微生物數量的影響

從表3可知，在辣椒土體土的細菌和真菌數量上，AA處理和對照間無顯著性差異，AA處理具有高于CK1和CK2的細菌數量和較低的真菌數量；AA處理在放線菌數量上顯著高于CK1和CK2。AA處理在辣椒根際土的細菌數量上顯著高于CK1和CK2；真菌和放線菌數量上，與對照間無顯著性差異，但具有較低的真菌數量和更高的放線菌數量。

從表4可以看出，在豇豆土體土的細菌、真菌和放線菌數量上，AA處理和對照間無顯著性差異，但無論是細菌還是放線菌，AA處理均高于CK1和CK2，真菌數量則是小于CK1和CK2。在豇豆根際土的細菌和放線菌數量上，AA處理和對照間無顯著性差異，但AA處理的數量均高于CK1和CK2；從真菌數量看，AA處理顯著低于CK1，CK2與AA、CK1相比無顯著性差異。

表2 不同處理對辣椒、豇豆產量的影響

表3 不同處理對辣椒種植土壤可培養微生物數量的影響

表4 不同處理對豇豆種植土壤可培養微生物數量的影響

3 討論

植物吸收養分的方式主要分為根部吸收和葉片吸收。而植物葉片對養分的吸收主要通過植物葉面氣孔和葉表面角質層的親水小孔，同時葉片可通過胞間連絲進行主動吸收把營養物質輸送到植物體內。通過在植物葉片噴施水溶肥料，能為植物生長發育提供其所需的養分，促進作物生長，從而促進作物增產增質[7]。自研究發現無菌根北極莎草能直接吸收利用氨基酸，對植物能夠吸收氨基酸的研究越來越多，關于氨基酸能促進作物生長的報道也越來越多[21-24]。本研究通過辣椒和豇豆兩季田間試驗發現，相比于不噴施和噴施清水的對照，噴施利用廢棄豬毛為原料的酸解液螯合微量元素制成的含氨基酸水溶肥料，顯著提高了辣椒和豇豆株高、產量和品質。先前研究表明，在常規土壤施肥的基礎上，葉面噴施含氨基酸水溶肥料比對照常規施肥的黃瓜增產6 720 kg/hm2，增幅達到13.3%，有效提高了黃瓜的產量[25]；氨基酸生物液肥在促進大豆早熟、提高產量上有顯著的效果[26]；氨基酸肥料處理能提高蕓豆莢果中游離氨基酸和可溶性蛋白含量[27]；噴施氨基酸葉面肥能提高大豆種子Vc、可溶性糖、游離氨基酸和蛋白質含量[8]。本研究結果與上述含氨基酸水溶肥料效果研究的報道一致，表明新研制的含氨基酸水溶肥料能夠有效促進作物的生長，提高作物產量和品質。

土壤微生物作為根際生態系統的重要組成部分，是土壤中物質轉化、能量流動及生物化學反應的發動機。土壤微生物群落結構組成及其變化在一定程度上反映了土壤肥力及致病能力[28]，同時也是衡量生態系統穩定和健康的一個重要指標[29]。本研究在獲得產量品質效應的同時，初步研究了葉面噴施含氨基酸水溶肥料對土壤可培養微生物數量的影響。有研究發現，不同連作年限的花生田和黃瓜連作土壤中，真菌的數量隨連作年限的增加而上升，細菌和放線菌的數目隨連作年限增加而減少[30]，表明連作障礙土壤中真菌數量會增加，而細菌和放線菌數量會下降。有些學者研究認為，利用不同施肥模式導致土壤抑病能力的產生，與土壤中細菌和放線菌數量的增加和真菌數量的減少有關[31]。同時有研究表明，富含氨基酸的酸解羽毛粉能促進根際土中細菌、放線菌的增殖，從而抑制病原真菌的繁殖[32]。綜上，本研究初步表明，葉面噴施豬毛為原料的酸解液螯合微量元素制成的含氨基酸水溶肥料，能夠有效改變連作造成的土壤微生物群落。

4 結論

葉面噴施以豬毛為原料的酸解液螯合微量元素制成的含氨基酸水溶肥料，能夠提高辣椒和豇豆的株高和莖粗，有效促進辣椒和豇豆的生長。同時該含氨基酸水溶肥料顯著提高了辣椒和豇豆的可溶性糖和蛋白含量，降低了豇豆的硝酸鹽含量，有效改善了辣椒和豇豆的品質。葉面噴施含氨基酸水溶肥料，能夠有效改變連作造成的土壤微生物群落。與不噴施、噴施清水處理相比，噴施含氨基酸水溶肥料還顯著提高了辣椒和豇豆的產量：大田試驗第一季辣椒的增產幅度分別為12.0% 和10.8%，豇豆的增幅分別為10.3% 和8.9%；第二季辣椒的增幅分別達到13.50% 和12.51%，豇豆的增產幅度分別是18.9% 和14.7%。綜上，葉面噴施含氨基酸水溶肥料能有效促進設施辣椒和豇豆的生長，改善果實的品質，顯著提高作物的產量，同時改變了種植土壤的可培養微生物數量。

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Effects of Foliar Spraying of Water Soluble Fertilizer Containing Amino Acids on Growth of Pepper and Cowpea

WANG Bei1,2, GAO Xu1, WANG Tiantian1, WANG Dongsheng1,2, XIE Yuehan1, GONG Ziyu1,3, LI Rong1*, SHEN Qirong1

(1 National Engineering Research Center for Organic-based Fertilizers, Key Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization in Low-Middle Reaches of the Yangtze River, Ministry of Agriculture, Jiangsu Key Laboratory of Solid Organic Waste Utilization, Jiangsu Collaborative Innovation Center for Solid Organic Waste Resource Utilization, College of Resources and Environmental Sciences, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2 Nanjing Institute of Vegetable Science, Nanjing 210042, China; 3 Nanjing QinbangJipin Agricultural Development Co. Ltd., Nanjing 211516)

A field experiment with two seasons were conducted in order to investigate the effects of foliar spraying of water soluble fertilizer containing amino acids (WSA) on the growth of pepper and cowpea. The pepper variety (Su-Jiao no. 5 - Dr. Wang) and cowpea variety (Xia-Jie) were chosen as the tested plants. Three treatments were designed, i.e., no spraying (CK1), spraying with water (CK2), and spraying with WSA (AA). The results showed that AA treatment improved the growth and quality of pepper and cowpea, significantly enhanced the yields of pepper and cowpea, and meanwhile altered microbial quantities in soils. Compared with CK1 and CK2, AA treatment increased pepper yield by 12.0% and 10. 8% in the first season and by 13.5% and 12.5% in the second season, respectively; while increased cowpea yield by 10.3% and 8.9% in the first season and by 18.9% and 14.7% in the second season, respectively; and the increase amplitude in the second season was higher than in the first season. The above results demonstrate that foliar spraying of WSA produced by wasted pig hair could enhance the yields of pepper and cowpea, which is helpful for the resource utilization of pig hair and efficient cultivation of greenhouse vegetables.

Water soluble fertilizer containing amino acid; Foliar spraying; Pepper; Cowpea; Yield

10.13758/j.cnki.tr.2017.04.008

S145.2

A

國家高技術發展計劃(863計劃)項目(2013AA102802)，中央高校基本科研業務費專項資金項目(KYZ2015197和KYCYL201502)，國家自然科學基金項目(31572212)，南京市科技計劃項目(201505041)，江蘇省固體有機廢棄物資源化高技術研究重點實驗室開放資金項目(BM201101301)，國家大學生創新訓練項目(201510307025) 和青藍工程項目資助。

(lirong@njau.edu.cn)

王蓓(1990—)，女，江蘇南京人，碩士，助理農藝師，主要從事含氨基酸水溶肥料的應用效果研究。E-mail: 823191753@qq.com