枯草芽孢桿菌gb-1菌劑在辣椒化肥減施栽培上的應(yīng)用研究

張秀玥, 許 磊, 杜 鵑, 張啟東, 鄭世乾

(1.正安縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展中心， 貴州 正安 563400； 2.正安縣種植業(yè)發(fā)展中心， 貴州 正安 563400；3.正安縣金秋梨種植專(zhuān)業(yè)合作社， 貴州 正安 563418)

辣椒(Capsicumannuum L.)原產(chǎn)中南美洲熱帶地區(qū)，可作食用蔬菜、化工原料和天然色素材料等[1]。作為備受人們喜愛(ài)的蔬菜，辣椒在全國(guó)廣泛種植，傳統(tǒng)的種植制度及大量的化肥使用會(huì)導(dǎo)致土壤連作障礙,從而影響作物的生長(zhǎng)[2]，青枯病、根腐病、枯萎病等發(fā)生較重，而肥料增施造成的氮、磷流失也影響生態(tài)環(huán)境。枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)是一種植物根際促生細(xì)菌，于1872年由Cohn正式命名[3]，能夠分泌多種蛋白類(lèi)和激素類(lèi)活性物質(zhì)，在提高作物抗性、促進(jìn)作物生長(zhǎng)、改良土壤、改善品質(zhì)等方面已被世界公認(rèn)[4-7]。截止2020年11月，農(nóng)業(yè)部登記用于防治辣椒枯萎病、番茄青枯病等病害的枯草芽孢桿菌單劑64個(gè)、復(fù)配劑8個(gè)，已在茶葉、蘋(píng)果、蔬菜、辣椒、煙草等作物上廣泛應(yīng)用并在增產(chǎn)增收等機(jī)理方面開(kāi)展了多領(lǐng)域研究。為探索辣椒栽培化肥減施技術(shù)，推進(jìn)化肥農(nóng)藥“兩減”行動(dòng)，研究富含枯草芽孢桿菌gb-1菌株的微生物菌劑在辣椒生態(tài)化栽培上的化肥減施、提高產(chǎn)量、降低病害等方面應(yīng)用效果，優(yōu)化栽培模式,提高朝天椒種植效益。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地

試驗(yàn)地位于貴州省正安縣和溪鎮(zhèn)大坎村胡家溝組，海拔740 m，地內(nèi)已種植辣椒3年，前作大白菜，屬金秋梨專(zhuān)業(yè)合作社流轉(zhuǎn)地；黃壤土pH值6.63、有機(jī)質(zhì)33.63 mg·kg-1、全氮2.31 mg·kg-1、堿解氮161.41 mg·kg-1、有效磷13.03 mg·kg-1、速效鉀124.03 mg·kg-1。

1.2 供試作物及肥料

供試作物為辣椒,品種為“遵辣9號(hào)(遵義朝天椒1號(hào))”，干鮮兩用型，果長(zhǎng)圓錐形，老熟果鮮紅色，果味辛辣，為遵義市2020年辣椒“換種工程”主推品種。供試肥料為“魯抗”牌微生物菌劑(茬貝健),選用古巴抗逆能力強(qiáng)的枯草芽孢桿菌gb-1菌株加發(fā)酵菌造粒而成，有效活菌≥10億·g-1，顆粒型，由山東魯抗海泊爾技術(shù)有限公司生產(chǎn)。其它肥料為農(nóng)戶(hù)習(xí)慣施用的三元復(fù)合肥(N∶P∶K為15∶15∶15)、尿素(N≥46.4%)、60%全水溶肥(20∶20∶20)，均為市場(chǎng)上采購(gòu)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1試驗(yàn)處理

共設(shè)4個(gè)處理,每667 m2肥量減量分別為10%、20%，微生物菌劑分10 kg、20 kg不同處理方式。處理A為施用“32 kg復(fù)合肥+微生物菌劑10 kg”；處理B為“32 kg復(fù)合肥+微生物菌劑20 kg”；處理C為“24 kg復(fù)合肥+微生物菌劑10 kg”；處理D為“24 kg復(fù)合肥+微生物菌劑20 kg”；處理E為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥水平(ck),每667 m2施復(fù)合肥40 kg。參照《微生物肥料田間試驗(yàn)技術(shù)規(guī)程和肥效評(píng)估指南》(NY/T 536—2007)，觀(guān)查田間應(yīng)用效果。

1.3.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按照130 cm包溝起廂，廂面株行距35 cm×50 cm、每667 m2栽植2 930株。小區(qū)長(zhǎng)4.9 m、定植14株，寬3.9 m、定植6行(3個(gè)廂面)，小區(qū)面積19.11 m2。每個(gè)處理3次重復(fù),重復(fù)間不設(shè)走道，共15個(gè)小區(qū)。各小區(qū)連續(xù)選定10株進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，對(duì)青枯病、根腐病和枯萎病致死植株觀(guān)測(cè)調(diào)查，各重復(fù)小區(qū)內(nèi)所有植株全覆蓋。

1.3.3田間管理

采取漂浮育苗，于2020年3月1日單穴單粒播種，及時(shí)整地、開(kāi)廂、起壟、廂面施肥(菌肥與復(fù)合肥混勻)后覆膜，至4月28日移栽，栽后立即用5%高效氯氟氰菊酯(揚(yáng)農(nóng)化工生產(chǎn))40 g，兌水15 kg澆灌定根及防地下害蟲(chóng)，培土壓膜。移栽緩苗后于5月11日隨水追施濃度0.3%～0.5%的尿素和磷酸二氫鉀溶液提苗，7月20日每667 m2用“水溶肥200 g+0.4%表蕓·赤霉酸20 g”兌水30 kg噴施,8月10日再?lài)娨淮巍?月12日開(kāi)始采摘,前兩次每10 d采摘1次,至第三次起每周(或5 d)采摘1 次。產(chǎn)量為實(shí)產(chǎn)，小區(qū)農(nóng)事操作均在1 d內(nèi)完成。

1.3.4病蟲(chóng)害防控

選購(gòu)45%咪鮮胺、25%吡唑醚菌酯、43%戊唑醇、40%烯酰嗎啉、10%氰霜唑懸浮劑和5%氨基寡糖素對(duì)白粉病、霜霉病、炭疽病、疫病等開(kāi)展適期病害防控，選用10%吡蟲(chóng)啉、5%甲維高氯氟、15%甲維茚蟲(chóng)威交替使用防治蚜蟲(chóng)等害蟲(chóng)，對(duì)青枯病、根腐病、枯萎病開(kāi)展調(diào)查，分類(lèi)統(tǒng)計(jì)病死株情況。

1.4 測(cè)定及數(shù)據(jù)處理

8月28日用卷尺、卡尺等工具，選取第二重復(fù)對(duì)處理內(nèi)的各記載點(diǎn)植株進(jìn)行株高、莖粗等農(nóng)藝性狀測(cè)定；產(chǎn)量測(cè)定參考《貴州辣椒田間測(cè)產(chǎn)規(guī)范》(DB 52/T976-2014)，于第3次采收時(shí)開(kāi)展，采取五點(diǎn)取樣法在同一廂面“雙行”上連續(xù)取5穴，統(tǒng)計(jì)每穴總果數(shù)計(jì)算單株產(chǎn)量，單位面積產(chǎn)量=株數(shù)×單株平均產(chǎn)量×0.72(矯正系數(shù))。采用Duneans對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行新復(fù)極差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)遵辣9號(hào)生物學(xué)性狀的影響

由表1可知，與處理ck單施復(fù)合肥相比,處理D、B顯著促進(jìn)遵辣9號(hào)的生長(zhǎng)，處理D的促生效果優(yōu)于處理B但差異不顯著，其株高、株幅、果長(zhǎng)與ck相比分別提高了13.34%、15.27%、10.74%，差異達(dá)顯著水平，并與處理A相比也有顯著差異，比處理A分別提高了8.03%、5.3%、9.02%；處理B的促生效果次之，與處理A、處理E相比差異也達(dá)顯著水平，株高、株幅、果長(zhǎng)分別比ck提高10.03%、15.12%、9.37%；處理D與處理C相比除株高有顯著差異外，株幅、果長(zhǎng)均無(wú)顯著差異。枯草芽孢桿菌可顯著提高葉綠素含量、葉片數(shù)和生物產(chǎn)量[8]，在遵辣9號(hào)栽培中每667 m2施用枯草芽孢桿菌gb-1微生物菌劑10 kg以上，其株高、株幅、果長(zhǎng)分別比常規(guī)用肥顯著提高；ck的單果鮮重與各處理間呈顯著差異，對(duì)鮮椒產(chǎn)量影響大。

2.2 不同處理病害發(fā)生情況調(diào)查分析

參考《辣椒主要病害防治技術(shù)規(guī)程》(DB 52/T 971-2014)，分別于6月10日、7月10日、8月10日對(duì)不同處理的各小區(qū)開(kāi)展因青枯病、根腐病和枯萎病造成病死株(含首次不能采收紅椒株)情況調(diào)查，處理A、B、C、D、ck病死株數(shù)分別為3株、2株、4株、2株、11株，各處理植株病死率為0.8%～1.6%，遠(yuǎn)低于ck的4.37%。據(jù)調(diào)查，在連作地常規(guī)施肥栽植辣椒，其青枯病、根腐病感病株率達(dá)13.6%～21.4%，嚴(yán)重地塊可達(dá)30%左右，這一結(jié)論在本縣其它同類(lèi)連作辣椒生產(chǎn)區(qū)也得以印證，對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成嚴(yán)重威脅。枯草芽孢桿菌能夠降低土壤中真菌數(shù)量，提高連作土壤中蔗糖酶、脲酶等的活性，在一定程度上緩解連作障礙，促使作物生長(zhǎng)[9]，對(duì)降低青枯病、根腐病和枯萎病的發(fā)生有顯著的增強(qiáng)效應(yīng)。試驗(yàn)表明，gb-1菌株微生物菌劑在正安縣辣椒連作地上應(yīng)用，有效降低了土傳病害發(fā)生，保苗率98.4%以上，處理B、處理D比ck保苗率提高。

2.3 不同處理對(duì)遵辣9號(hào)產(chǎn)量與產(chǎn)值的影響

由表1、表2可知,施用微生物菌劑的4個(gè)處理與常規(guī)施肥相比，產(chǎn)值增收順序依次為處理D>處理B>處理A>處理C>ck，各處理單果鮮重比ck提高9.2%以上。在投產(chǎn)比方面，處理D最高，處理B、處理A相當(dāng)，ck最低。由此看出，處理D對(duì)辣椒產(chǎn)量和效益都有明顯的促進(jìn)作用，能顯著提高遵辣9號(hào)單株果數(shù)、產(chǎn)量，處理D比ck分別提高了15.33%、30.87%，差異達(dá)顯著水平。在鮮椒采摘屬務(wù)工計(jì)酬條件下，施肥量降低10%，如增施微生物菌劑10 kg或20 kg，投產(chǎn)比相當(dāng)；處理D的投產(chǎn)比最優(yōu)，為1∶1.78，比處理E提高效益0.21元。

表2 不同處理對(duì)辣椒經(jīng)濟(jì)效益的影響

2.4 不同施肥水平配施枯草芽孢桿菌菌劑的效果

從表1看出，施用枯草芽孢桿菌gb-1微生物菌劑的處理A、B、C、D，以處理C產(chǎn)量最低。與處理A、B、D相比，處理C單株有效果數(shù)分別低3.14%、6.77%、9.49%，單果鮮重分別降5.56%、7.03%、6.67%，說(shuō)明隨著肥料減施量的遞增，微生物菌劑的投入量應(yīng)相應(yīng)增加。當(dāng)肥料減施達(dá)20%時(shí)，以投入gb-1微生物菌劑20 kg為最好，比投入10 kg菌劑的處理C增產(chǎn)16.19%，差異顯著，與肥料減施10%、增施菌劑20 kg的處理B效果相當(dāng)。處理D既實(shí)現(xiàn)了化肥減量，又實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)。另外，處理A、B、D分別比處理C增產(chǎn)8.85%、14.05%和16.19%，說(shuō)明在施肥量減少20%后，如混配含量為10億·g-1的微生物菌劑10 kg為全生育期用肥，高產(chǎn)群體創(chuàng)建難。當(dāng)施肥量降低10%，處理B比處理A增產(chǎn)5.08%。

表1 不同處理對(duì)辣椒生物學(xué)性狀及產(chǎn)量的影響

2.5 肥料減量下增施菌劑的產(chǎn)值分析

正安縣地處黔東北山區(qū)，屬?lài)?guó)家武陵山連片開(kāi)發(fā)地，辣椒生產(chǎn)80%以上以小農(nóng)戶(hù)生產(chǎn)為主，山地農(nóng)業(yè)特點(diǎn)突出。由表2可知，如鮮椒采收的50%為農(nóng)戶(hù)自采且不支付報(bào)酬時(shí)，單位面積上投入微生物菌劑開(kāi)展辣椒生產(chǎn)的投產(chǎn)比可達(dá)1∶2.5以上，處理D、B、A比ck每投入1元凈增收0.3元；當(dāng)鮮椒全部為農(nóng)戶(hù)自采銷(xiāo)售時(shí)，在減出農(nóng)資及管護(hù)成本的情況下，處理A、B、D比處理E的投產(chǎn)比增加顯著，每投入1元增效1.0～1.4元。

3 小 結(jié)

結(jié)合枯草芽孢桿菌gb-1微生物菌劑在不同施肥水平情況下與常規(guī)施肥相比，在化肥量減施10%～20%、每667 m2配施微生物菌劑10 kg或20 kg，四個(gè)處理分別比對(duì)照增產(chǎn)24.82%、29.07%、17.51%、30.87%，實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)比1∶1.7以上，處理D、處理B的增產(chǎn)效果高于處理A、處理C。在以鮮椒為收獲、銷(xiāo)售對(duì)象的情況下，通過(guò)增施微生物菌劑，能夠提高單株有效果數(shù)、果長(zhǎng)、單果鮮重和產(chǎn)量、產(chǎn)值。當(dāng)肥料減施達(dá)20%時(shí)，以投入含量為10億·g-1的枯草芽孢桿菌gb-1微生物菌劑20 kg為宜，否則難以有效發(fā)揮投入微生物菌劑的最大功效。處理D和處理B為減施化肥、增施枯草芽孢桿菌微生物菌劑的最佳處理模式，處理A次之，單果鮮重增加明顯。

正安縣屬貴州省辣椒生產(chǎn)大縣之一，是遵義市辣椒生產(chǎn)重點(diǎn)縣，常年種植8 000 hm2，主要以鮮椒方式銷(xiāo)至重慶市場(chǎng)等地，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民脫貧增收的主要特色產(chǎn)業(yè)。近年來(lái)因連作、雨日及田間排水管理等因素，土傳病害發(fā)生嚴(yán)重。試驗(yàn)表明，施用枯草芽孢桿菌gb-1微生物菌劑能顯著降低青枯病、根腐病和枯萎病發(fā)病率，能將植株損失率控制在1.6%以?xún)?nèi)，常規(guī)施肥因田間土傳病害發(fā)生造成有效株數(shù)不足比處理B、處理D嚴(yán)重，每667 m2僅此1項(xiàng)產(chǎn)量損失就達(dá)3%以上，而解決連作障礙最根本的措施是恢復(fù)根際微生態(tài)平衡,協(xié)調(diào)植物、土壤、微生物及其環(huán)境的關(guān)系[10]。因此，在辣椒生態(tài)化栽培上推廣增施枯草芽孢桿菌gb-1微生物菌劑技術(shù)，既能減少化肥投入，又能提高產(chǎn)量產(chǎn)值，還能降低土傳病害的發(fā)生。

在以小農(nóng)戶(hù)生產(chǎn)不計(jì)采收成本的條件下，增施枯草芽孢桿菌gb-1微生物菌劑與常規(guī)施肥相比，每投入1元至少再凈增產(chǎn)值1元，比常規(guī)施肥的投產(chǎn)比增加21.04%以上；如50%的生產(chǎn)量為農(nóng)戶(hù)自采且不計(jì)酬，投產(chǎn)比可達(dá)1∶2.5以上，比常規(guī)施肥效益提高12%，處理D達(dá)16.7%。由于本試驗(yàn)未對(duì)果實(shí)的全氮、全磷、干重、Vc含量開(kāi)展測(cè)定和生產(chǎn)后土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀的變化水平進(jìn)行研究，是否因該微生物菌劑在繁殖和代謝過(guò)程中促進(jìn)了土壤中磷鉀養(yǎng)分轉(zhuǎn)化與吸收，解決了土壤的質(zhì)量健康，提高了養(yǎng)分利用率而促進(jìn)了單果增重、單株有效果數(shù)增加等,尚需進(jìn)一步試驗(yàn)。

枯草芽孢桿菌具有對(duì)人畜相對(duì)安全、環(huán)境兼容性好、不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)點(diǎn)，目前已在水稻、蔬菜、煙草、中藥材、水果、花卉等作物上廣泛應(yīng)用并取得了階段性成果。在大力倡導(dǎo)綠色種植的今天，農(nóng)業(yè)高科技走出了實(shí)驗(yàn)室，但還需各級(jí)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門(mén)和廣農(nóng)業(yè)科技工作者將其“引入”田間地頭，打通農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的“最后一公里”，加快提高農(nóng)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移效率，聚力解決制約我國(guó)綠色發(fā)展面臨的問(wèn)題,推動(dòng)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。