殼寡糖對辣椒產量、養分吸收和土壤理化性質的影響

雷 菲，張冬明，符傳良，劉國彪，曾建華，潘孝忠

（海南省農業科學院農業環境與土壤研究所，農業農村部海南耕地保育科學觀測實驗站，海南省耕地保育重點實驗室，海南 海口 571100）

殼寡糖是一類由N-乙酰氨基葡萄糖或氨基葡萄糖通過β-（1,4）糖苷鍵連接起來的低聚合度水溶性糖類，通常是由甲殼素或殼聚糖降解制備[1]。與殼聚糖相比，殼寡糖具有高水溶性、易吸收、分子量小等特點，近年來其被廣泛用于抗逆、殺菌、植物生長調節等農業領域[2-3]。作為一種植物抗逆誘導劑，殼寡糖能夠提高小麥、油菜、西瓜、水稻等作物對逆境的抗性[4-7]；作為一種殺菌劑，殼寡糖對辣椒炭疽病、茄子棒孢葉斑病、葡萄卷葉病等病害均有防治效果[8-10]；作為一種生長調節劑，殼寡糖能促進作物光合作用，調整作物蛋白質差異表達，誘導作物代謝過程中有機酸、糖類和氨基酸含量變化，促進作物生長[11-13]。在農業生產上，殼寡糖主要以葉面肥的形式施用，較少用于根施。近年來，也有學者對殼寡糖根施進行研究，張洋[14]研究發現，殼寡糖根施能促進水稻根系生長、激發根系活力、提高抗旱能力。辣椒是海南省冬季瓜菜生產的主要種類之一，是冬季供應內地的第一大蔬菜。產量不穩定是海南辣椒生產面臨的突出問題，而施肥一直都是解決這一問題的主要措施[15]。筆者采用盆栽試驗，研究了不同濃度殼寡糖澆灌對辣椒產量、養分吸收以及土壤理化性質和微生物的影響，以期為殼寡糖在辣椒栽培中的合理施用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019 年在海南省農業科學院試驗大棚中進行。供試土壤為磚紅壤，質地為黏土，土壤理化性質為：pH 值4.80、有機質8.50 g/kg、堿解氮23.3 mg/kg、有效磷0.52 mg/kg、速效鉀11.2 mg/kg。試驗時先取土風干碾碎后過1 cm 篩，再進行盆栽。

1.2 試驗材料

供試辣椒品種為瓊辣3 號尖椒，由海南省農業科學院蔬菜研究所提供。供試殼寡糖的有效養分含量為93%，pH 值4.96（稀釋250 倍液），由山東綠隴生物科技有限公司提供。

1.3 試驗方法

辣椒種子消毒后播種于育苗盤中，長至2 片真葉后，挑選長勢一致的辣椒苗移栽至裝有4 kg 風干土的塑料盆中，每盆栽1 株。試驗設置CK、T1、T2和T3 4 個處理，即殼寡糖的濃度分別為0、100、200和400 mg/L。每盆用不同濃度的殼寡糖100 mL 灌根，每處理6 株，設重復3 次。各處理的其他施肥、用藥、澆水等栽培管理措施均一致。

1.4 取樣與測定項目

盛果期整株取樣，分別收集植株的根、莖、葉和果實，殺青烘干后稱干重及測定磷、鉀的含量，其中果實干重和養分含量分別為采果初期至盛果期的果實總干重和養分含量。

分別采集不同處理的0～20 cm 耕層土壤，一部分土壤在4℃下保存，用于測定微生物種類與數量；另一部分土壤風干保存，用于測定土壤理化性狀。

微生物數量測定采用平板稀釋計數法[16]；土壤理化性狀測定參照鮑士旦[17]的方法；采用H2SO4-H2O2消煮，釩鉬黃比色法測定植株磷含量；用AA-6300C 型原子吸收分光光度計測定植株鉀含量。

1.5 數據分析

采用Excel 2007 軟件進行數據整理、繪制圖表，采用SPSS 軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度殼寡糖對辣椒生長的影響

由表1 可知，株高和莖粗各處理之間均無顯著差異，說明殼寡糖處理對辣椒株高和莖粗無顯著提升作用。單株果數是T2 處理（200 mg/L 殼寡糖）最多，為23.67 個，較清水處理（CK）增加25.70%，顯著多于CK、T1 和T3 處理，但T1、T3 和CK 之間差異不顯著，說明濃度為200 mg/L 殼寡糖能促進辣椒開花結果。單株產量也是T2處理最高，較CK增產8.72%，顯著高于其他處理；其次是T1處理，較CK增加0.65%；T3 處理的產量最低，較CK 降低1.71%，說明低濃度殼寡糖可提高辣椒產量。

表1 不同濃度殼寡糖對辣椒生長的影響

2.2 不同濃度殼寡糖對辣椒干物質積累量的影響

施用殼寡糖顯著影響辣椒根、莖和果的干物質積累（見表2）。T2 處理的辣椒單株根干重、莖干重和果干重均較CK 顯著增加，分別增加12.73%、16.10%和12.03%；T1 處理的辣椒單株莖干重為16.34 g，較CK 增加11.92%，達顯著水平，根干重和果干重也較CK 略有增加，但差異不顯著；T3 處理的單株莖干重較CK 下降8.15%，達顯著水平，根干重和果干重也下降，但差異不顯著；總干物質積累量為：T2 ＞T1＞CK ＞T3，且T2 處理顯著大于T1 處理、T1 處理又顯著大于CK 和T3 處理。

表2 不同濃度殼寡糖對辣椒干物質積累量的影響 （g/株）

2.3 不同濃度殼寡糖對辣椒植株養分積累量的影響

由圖1 可知，施用殼寡糖對辣椒根、莖和葉氮積累量影響不顯著，但T2 處理的果實氮積累量顯著大于CK、T1 和T3 處理，較CK 增加17.78%。辣椒根、莖、葉和果的磷積累量有隨著殼寡糖濃度的增加呈先上升后下降的趨勢，其中根和果的磷積累量均是T2 處理顯著高于其他處理，分別較CK高33.96%和21.14%（見圖2）。不同濃度殼寡糖對辣椒根、莖和葉的鉀積累量影響不顯著，果的鉀積累量以T2 處理最高，顯著大于其他處理，為886.84 mg/株，較CK 增加25.07%（見圖3）。

圖1 不同濃度殼寡糖對辣椒植株氮積累量的影響

圖2 不同濃度殼寡糖對辣椒植株磷積累量的影響

圖3 不同濃度殼寡糖對辣椒植株鉀積累量的影響

2.4 不同濃度殼寡糖對土壤理化性質的影響

由表3 可知，澆灌殼寡糖會降低土壤pH 值，且隨著殼寡糖濃度的增加而降低，以T3 處理的土壤pH值最低，顯著低于CK，與CK 相比下降了0.32，T1和T2 處理也有一定下降，但與CK 差異不顯著。土壤有機質含量則隨著殼寡糖濃度的增加而增加，其中T3 處理的土壤有機質含量最高，顯著高于T1 和CK處理，較CK 處理增加0.85%，T1 和T2 處理與CK差異不顯著。澆灌殼寡糖對土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量無明顯影響，各處理之間差異不顯著。

表3 不同濃度殼寡糖對土壤理化性質的影響

2.5 不同濃度殼寡糖對土壤主要微生物數量的影響

由表4 可知，試驗土壤主要微生物數量表現為：放線菌＞細菌＞真菌，隨著澆灌殼寡糖濃度的增加，土壤中細菌數量和真菌數量為先降后升，且殼寡糖處理的細菌數量和真菌數量顯著低于CK，其中T2 處理的土壤細菌數量和真菌數量最低，較CK 分別降低46.40%和70.21%。土壤中放線菌數量隨著殼寡糖濃度的增加呈先上升后下降的趨勢，但各處理之間差異不顯著。微生物總量表現為先下降后上升的趨勢，各處理之間差異不顯著。

表4 不同濃度殼寡糖對土壤主要微生物數量的影響

3 討論與結論

殼寡糖能促進植物生長，提高作物產量和品質[18-20]。孟靜靜等[21]研究發現，葉面噴施殼寡糖可顯著提高花生的單株結果數，提高莢果產量。羅曉峰等[12]發現，殼寡糖拌種能夠提高大豆單株粒數，增加大豆產量。該研究結果表明：澆灌100～200 mg/L殼寡糖能增加辣椒的單株結果數，但當濃度達到400 mg/L 時，辣椒的單株結果數與CK（清水處理）差異不顯著；當殼寡糖濃度從0 增加至400 mg/L 時，辣椒的產量隨著殼寡糖濃度的增加呈先增后降的趨勢，說明殼寡糖濃度低時能促進辣椒生長，濃度高反而抑制辣椒生長，這與郭衛華等[22]的研究結果類似。

張玉鳳等[23]研究表明，施用殼寡糖葉面肥能提高西瓜秧苗的磷含量和鉀含量；張運紅[24]發現，低濃度殼寡糖能促進菜心對氮的吸收，濃度高則會抑制對氮和磷的吸收。該研究結果表明，與CK 相比，澆灌200 mg/L 殼寡糖可顯著增加辣椒果實氮、磷和鉀積累量，提高辣椒根和莖中的磷積累量，而濃度過高或者過低則對辣椒氮磷鉀積累量無顯著影響。

殼寡糖處理能降低土壤pH 值，增加土壤有機質含量，但對土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量影響不顯著，這可能與殼寡糖屬于酸性的有機物有關。土壤微生物是土壤中較為敏感的指標之一，趙春燕等[25]采用盆栽番茄用甲殼素灌根，土壤中放線菌數量增加，有害霉菌及絲狀真菌數量減少；董春娟等[26]發現，施用殼聚糖后番茄根際的細菌豐富度和多樣性降低。該試驗結果表明，隨著殼寡糖濃度的增加，細菌數量和真菌數量為先降后升的趨勢，放線菌數量則隨著殼寡糖濃度的增加呈先上升后下降趨勢。

綜上所述，澆灌200 mg/L 殼寡糖處理的辣椒單株結果數、單株產量、根干重、莖干重和果干重分別 較CK 增 加25.70%、8.72%、12.73%、16.10% 和12.03%；果實氮積累量、磷積累量和鉀積累量均顯著高于其他處理；土壤細菌數量和真菌數量分別較CK降低46.40%和70.21%。因此，栽培辣椒時用殼寡糖澆灌的適宜濃度為200 mg/L。