有機生物肥對溫室土壤有機碳和重金屬以及辣椒品質的影響

邵建輝

（甘肅省張掖市甘州區甘浚鎮人民政府農業綜合服務中心，甘肅張掖734000）

截至2018年，甘肅省張掖市甘州區溫室蔬菜種植面積為2 600 hm2[1]，溫室辣椒N、P2O5、K2O純養分投入量為1.85 t/hm2，長期施用化肥導致土壤有機質含量低，生產的蔬菜品質差。有關辣椒施肥技術前人做了大量的研究工作[2-7]。而有機生物肥對溫室土壤有機碳和重金屬以及辣椒品質影響的研究未見文獻報道。甘肅省張掖市分布著807.82萬t的畜禽糞便肥[8]，用于沼氣工程、直接還田的占54%，還有371.60 t的畜禽糞便隨意堆放在居民點周圍，經風吹日曬雨淋后污染了鄉村環境。據室內化驗分析，這些畜禽糞便含有機質22.12%～24.34%、全氮3.20～8.30 g/kg、全磷1.50～4.00 g/kg、全鉀4.40～6.00 g/kg，而重金屬 離 子Hg、Cd、Cr、Pb含 量 均 小 于 國 家 規 定（GB8172-87）的畜禽糞便含量標準[9]。為了解決長期超量施用化肥導致土壤質量下降，蔬菜品質差的疑難問題，本文有針對性地選擇畜禽糞便肥、辣椒專用肥和生物菌肥為原料，在室內合成有機生物肥，并進行肥料田間驗證試驗，旨在為辣椒安全生產提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗于2019年在甘肅省張掖市甘州區黨寨鎮楊家墩村溫室內進行。試驗地海拔1 485 m，土壤類型是灌淤旱作人為土，0～20 cm土層有機質17.51 g/kg，堿解氮60.13 mg/kg，速效磷7.142 mg/kg，速效鉀144.363 mg/kg，pH值為8.45。

1.2 試驗材料

尿素（N 46%）、磷酸二銨（N 18%，P2O546%）、硫酸鉀（K2O 50%）、發酵豬糞（有機質36.42%，N 1.04%，P2O50.31%，K2O 0.42%，粒徑1～5 mm）、發酵羊糞（有機質46.30%，N 1.32%，P2O51.29%，K2O 0.61%，粒徑1～20 mm）、發酵牛糞（有機質35.41%，N 0.43%，P2O50.32%，K2O 0.56%，粒徑1～20 mm）、雞糞（有機質46.77%，N 1.31%，P2O50.61%，K2O 0.92%，粒徑1～5 mm）、生物菌肥（有效活菌2.50億/g，粒徑0.2～2.00 mm）、辣椒專用肥（自制，尿素、磷酸二銨、硫酸鉀、雞糞風干重量比按0.347 0∶0.098 0∶0.440 0∶0.115 0混合，含有機質5.38%，N14.00%，P2O54.00%，K2O 20.00%）、畜禽糞便肥（自制，豬糞、羊糞、牛糞風干重量比按0.400 0∶0.400 0∶0.200 0混合，含有機質40.05%，N 1.04%，P2O50.70%，K2O 0.52%）、有機生物肥（自制，畜禽糞便肥、辣椒專用肥、生物菌肥風干重量比按0.973 4∶0.026 0∶0.000 6混合，含有機質38.95%，N1.37%，P2O50.78%，K2O 1.03%，枯草芽孢桿有效活菌4×104個/g），辣椒品種為綠寶A，由美國阿特拉斯種子公司選育。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗處理 2019年3月20日在純養分投入量相等的條件下（N 0.84 t/hm2+P2O50.48 t/hm2+K2O 0.63 t/hm2）共設計3個處理，處理1：不施肥（不施用任何肥料）；處理2：傳統化肥（尿素1.41 t/hm2+磷酸二銨1.04 t/hm2+硫酸鉀1.26 t/hm2）；處理3：有機生物肥（施用量為61.62 t/hm2）。每個小區的有機生物肥、磷酸二銨和硫酸鉀分別計量后，在定植前撒入小區，淺耕翻入20 cm土層；處理2尿素在辣椒開花期、第一次采收后、第二次采收后結合灌水追施0.85 t/hm2、1.11 t/hm2、0.58 t/hm2，追肥方法為穴施，施肥深度為10 cm。每個處理重復3次，隨機區組排列。

1.3.2 種植方法 小區面積22.50 m2（7.50 m×3.00 m），每個小區四周筑埂后起壟，在壟上鋪上滴灌帶和地膜。2019年的3月20日定植，深度、株距、行距為10 cm、30 cm和50 cm。每個小區安裝閥門和水表，在定植后、開花期、門辣坐穩后、第一次采收后、盛果期各灌水1次，每個小區灌水量5.60 m3。

1.3.3 測定指標與方法 辣椒收獲時每個小區隨機采集15株，測定經濟性狀和品質。每次收獲分別計量，將小區產量折合成公頃產量進行統計分析。辣椒收獲后，在試驗小區內按對角線布置5個采樣點，采集0～20 cm土樣5 kg，用四分法帶回1 kg混合土樣，風干后室內分析。土壤有機質和有機碳測定采用重鉻酸鉀氧化法[10]；有機碳密度按公式：有機碳密度（kg/m2）＝土壤有機碳含量（g/kg）×土壤容重（g/cm3）×采樣深度（cm）×0.01[11]；Cd和Hg全量測定采用石墨爐原子吸收分光光度法和原子熒光光譜法；Pb和Cr全量測定采用火焰原子吸收分光光度法；辣椒硝酸鹽、VC和可溶性蛋白測定，采用水楊酸硝化法、2,6-二氯靛酚滴定法和考馬斯亮藍C-250染色法[12]；可溶性固形物采用折射計測定。

1.3.4 數據處理方法 差異顯著性采用DPSS 10.0統計軟件分析，多重比較LSr檢驗法。

2 結果與分析

2.1 施用有機生物肥對土壤有機質及有機碳和重金屬離子的影響

2019年9月25日辣椒收獲后采集耕作層0～20 cm土樣測定結果可知，不同處理土壤有機質、有機碳、有機碳密度由大到小的變化順序依次為有機生物肥＞傳統化肥＞不施肥（CK），重金屬離子由大到小的變化順序依次為傳統化肥＞有機生物肥＞不施肥（CK）。有機生物肥與傳統化肥比較，有機質、有機碳、有機碳密度增加36.75%、36.60%和25.09%（P＜0.01）；Hg、Cd、Cr和Pb降低12.50%、21.13%、14.78%和17.80%（P＜0.01）（見表1）。

表1 有機生物肥對土壤有機質及氮磷鉀和重金屬離子的影響

2.2 施用有機生物肥對辣椒品質及性狀和效益的影響

由表2可知，不同處理辣椒VC、可溶性蛋白質、可溶性固形物、經濟性狀和產量由大到小的變化順序依次為有機生物肥＞傳統化肥＞不施肥（CK），硝酸鹽由大到小的變化順序依次為傳統化肥＞有機生物肥＞不施肥（CK）。有機生物肥與傳統化肥比較，蛋白質和固形物增加8.62%和7.62%（P＜0.05），VC增加10.66%（P＜0.01），硝酸鹽降低5.22%（P＜0.05）；單果重和產量增加6.38%和5.27%（P＜0.05）；單株果重增加4.76%（P＞0.05）；增產值和施肥利潤增加18.85%和22.44%，施肥成本降低16.85%。

表2 有機生物肥對辣椒品質及性狀和效益的影響

3 小結

有機生物肥比傳統化肥更有利于提高土壤有機質、有機碳、有機碳密度和辣椒可溶性蛋白質、可溶性固形物、VC含量，降低土壤重金屬離子和辣椒硝酸鹽含量。傳統化肥則提高了土壤重金屬離子和辣椒硝酸鹽，對有機質、有機碳、有機碳密度無顯著變化。施用有機生物肥提高了有機質和辣椒經濟效益，解決了長期施用化肥導致土壤質量下降、有機質低和辣椒產量低而不穩的疑難問題，為保障我國蔬菜安全生產提供了技術支撐。