煙莖生物肥對辣椒產質量及根際土壤微環境的影響

張秀玥， 張啟東*， 李麗娜， 杜 鵑， 楊 平， 黎禮謙

(1.遵義市正安縣農業農村局， 貴州 正安563400； 2.遵義市正安縣廟塘鎮農業服務中心， 貴州 正安563407； 3.遵義市農業科學研究院， 貴州 遵義563000)

0 引言

【研究意義】辣椒(CapsicumannuumL.)屬茄科辣椒屬一年或有限多年生植物，是重要的蔬菜和辣味調味品，富含維生素C、辣椒素、多糖、辣椒堿等營養成分，其中維生素 C含量居各類蔬菜首位，具有很高的營養價值和保健功效[1]。因此，辣椒的種植面積和產量逐年增加。近年來，由于盲目追求高產，辣椒種植過程中過量施肥、單一施肥等不合理施肥方式不僅浪費大量資源，導致肥料利用率低下，還造成土壤生態環境破壞，出現肥力下降、耕性降低等問題，嚴重影響產量和品質[2]。生物有機肥富含豐富的腐殖酸，有發達的孔隙結構，有利于提高土壤水分的存蓄能力[3]。此外有益菌群的輸入提高了微生物豐度與活性，并促進了微生物分泌有機物質[4]。開展生物有機肥在辣椒生產中的應用研究，對提高辣椒產質量及改善地力具有重要意義。【前人研究進展】段文學等[5]研究表明，與單施化肥相比，施生物有機肥可顯著提高土壤脲酶、堿性磷酸酶、脫氫酶和蔗糖酶活性及土壤速效磷、速效鉀和有機質含量。李炳韻等[6]研究表明，生物有機肥處理能提高連作菠蘿土壤pH、有機質、速效磷含量。合理施用生物有機肥能促進作物植株的生長發育，有利于作物產量的提高以及產量結構的改善。張敏等[7]研究表明，化肥減施配施生物有機肥顯著增加花生飽果數、飽果率、單株莢果產量和百仁質量。張杰等[8]研究表明，增施生物有機肥蕓豆產量增加20%～25%，蛋白質含量增加14%～16%。【研究切入點】生物有機肥在小麥、玉米、果樹等作物上被廣泛應用，而有關生物有機肥在辣椒上的研究較少。【擬解決的關鍵問題】研究煙莖生物肥不同施用量對辣椒產量、品質、土壤養分及土壤酶活性的影響，為辣椒高產栽培和生物有機肥的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年在貴州省遵義市正安縣鳳儀街道山峰村進行，試驗地屬中亞熱帶濕潤季風氣候，氣候溫和，四季分明，雨量充沛，無霜期長。年均溫度為16.14℃，年均降雨量1 076 mm，無霜期平均290 d。試驗地前茬白菜，土壤為黃壤土，pH 6.1，有機質32.46 g/kg，堿解氮136.73 mg/kg，有效磷46.27 mg/kg，速效鉀143.52 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試朝天椒品種為遵辣9號，由遵義市農業科學研究院用不育系(ZLAB-1)為母本，恢復系(ZLR-1)為父本配制選育而成的F1代雜交種，屬干鮮兩用型，果長圓錐形、單生向上；全生育期205 d，晚熟；株高69.4 cm，株幅61.7 cm，果長6.77 cm，果寬1.33 cm，單株結果88個，單果干重約1.05 g，果味辛辣。試驗用煙莖生物肥由安琪酵母股份有限公司提供，氮磷鉀總養分≥6%(N-P2O5-K2O=4-0-2)，有機質≥60%，螯合態微量元素≥2%，有效活菌數≥0.2億/g。試驗用尿素含N 46%，硫酸鉀含K2O 50%，過磷酸鈣含P2O518%。

1.3 試驗設計

試驗在常規施肥即施氮肥(N)180 kg/hm2、磷肥(P2O5)140 kg/hm2、鉀肥(K2O)120 kg/hm2基礎上，以增施煙莖生物肥的用量為處理對象，設置4個處理。T1處理， 煙莖生物肥800 kg/hm2；T2處理，煙莖生物肥1 200 kg/hm2；T3處理，煙莖生物肥1 600 kg/hm2；T4處理，煙莖生物肥2 000 kg/hm2；對照(CK)處理為常規施肥。試驗采用完全隨機設計，每個處理3次重復，小區面積56 m2(長9 m、寬6 m)。試驗肥料運籌：60%氮肥、所有磷鉀肥和煙莖生物肥作為基肥按比例混合，于栽前7 d整地時一次性穴施后覆膜，剩余氮肥在朝天椒盛果期追施。辣椒3月10日播種育苗，5月3日移栽，采用小尖鏟按施肥穴位置打孔定植，孔深7～12 cm，灌水、擺苗、栽苗(與肥料間隔)，地膜破口處用土蓋嚴實。單株定植，株距30 cm，行距60 cm，每小區種植10行，每行30株，重復間不設走道。小區內采取1.2 m開箱(低廂)，其中廂面寬80 cm，栽2行，四周不設保護行。

1.4 測定項目及方法

生產期間產量測定根據《貴州辣椒田間測產規范》(DB52/T 976—2014)進行，品質、土壤養分及酶活性測定由遵義市農業科學研究院組織完成。

1.4.1 辣椒果實性狀與產量 重點對單株結果數及果實干重進行分析。果實成熟后分批采收，第一次始收后每隔5～7 d采收1次至采收完畢，稱量鮮重，曬干后計算小區干重，統計分析單果干重、單株干重。盛果期(第3～4臺果)按5點法取25株進行測產，校正系數0.75(青椒0.91)，折算單位面積鮮椒理論產量。

1.4.2 辣椒品質 盛果期采收后每處理隨機挑選3個果實進行游離氨基酸、辣椒素、Vc及還原糖品質指標的測定。采用茚三酮顯色法測定游離氨基酸含量，高效液相色譜法對辣椒素類物質進行測定，熒光法測定Vc含量，蒽酮比色法測定還原糖含量。

1.4.3 土壤養分含量 辣椒盛果期每小區采集適量土壤樣本，將樣品裝于聚乙烯塑料袋中貼好標簽帶回實驗室，置于陶瓷盤中風干過60目篩備用。有機質測定采用外加熱法，全氮采用開式定氮法，土壤銨態氮和硝態氮含量采用流動分析儀測定，速效磷采用鉬銻抗比色法，速效鉀采用火焰光度計法。

1.4.4 土壤酶活性 脲酶測定采用苯酚-次氯酸鈉比色法，中性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法，酚氧化酶和過氧化氫酶采用微孔板吸收光法。

1.5 數據統計與分析

利用Microsoft Excel 2010進行數據整理、制作圖表，采用DPS數據處理系統進行單因素方差分析，LSR法(Duncan’s法)進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 煙莖生物肥不同施用量處理朝天椒的產量與品質

從表1看出，煙莖生物肥不同施用量處理朝天椒的產量與品質存在差異。

表1 煙莖生物肥不同施用量處理朝天椒的產量與品質性狀

2.1.1 產量 產量是反映作物生產力的重要指標，施用煙莖生物肥顯著影響朝天椒產量性狀。單株結果數隨煙莖生物肥施用量增加呈逐漸增加趨勢，在T4處理達最大，除T1處理外，其他處理均顯著高于CK，T2、T3和T4分別比CK高7.70%、10.31%和11.37%，T3與T4處理間無顯著差異。單果干重隨煙莖生物肥施用量增加呈先增后降趨勢，在T3處理達最大，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高7.52%、21.80%、28.95%和27.44%，T4與T2、T3處理間無顯著差異。單株干重變化趨勢和單果干重相似，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高9.60%、31.14%、42.20%和43.92%，T3與T4處理間無顯著差異。干椒產量變化趨勢和單果干重相似，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高5.28%、18.88%、25.49%和26.43%，T3和T4處理間無顯著差異。表明，增施煙莖生物肥可明顯改善辣椒產量性狀，顯著提高其產量，尤其以煙莖生物肥施用量1 600 kg/hm2處理的增產效果最為顯著。

2.1.2 品質 煙莖生物肥顯著影響朝天椒品質。游離氨基酸含量隨煙莖生物肥施用量增加呈逐漸增加趨勢，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高8.17%、10.10%、13.11%和13.54%，T3與T4處理間無顯著差異。辣椒素類物質隨煙莖生物肥施用量增加呈先增后降趨勢，在T3處理時達最大，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高3.86%、9.15%、13.57%和10.45%，T3與T4處理間無顯著差異。Vc和還原糖含量變化趨勢與辣椒素類物質相似，Vc含量T1、T2、T3和T4分別比CK高6.83%、13.25%、30.92%和15.26%，還原糖含量T1、T2、T3和T4分別比CK高10.81%、17.33%、27.15%和21.58%。表明，增施煙莖生物肥可明顯提升辣椒品質，尤其以施用量1 600 kg/hm2處理的品質提升效果最顯著。

2.2 煙莖生物肥不同施用量處理土壤的養分和酶活性

從表2看出，煙莖生物肥不同施用量處理土壤的養分和酶活性存在差異。

表2 煙莖生物肥不同施用量處理土壤的養分和酶活性

2.2.1 土壤養分 土壤養分直接影響朝天椒生長狀況。煙莖生物肥顯著提高土壤有機質含量，隨施用量增加呈逐漸增加趨勢，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高0.51%、0.99%、1.44%和1.72%，T3與T4處理間無顯著差異。堿解氮含量變化趨勢和有機質相似，T1、T2、T3和T4分別比CK高7.79%、11.53%、15.26%和16.21%。有效磷各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高4.06%、7.69%、14.17%和16.79%。速效鉀隨施煙莖生物肥用量增加呈逐漸增加趨勢，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4分別比CK高4.51%、9.82%、12.08%和14.65%，處理間差異均顯著。總體看，T3和T4處理對于土壤養分改善效果較為顯著，即煙莖生物肥施用量1 600～2 000 kg/hm2處理對提升土壤養分的效果較好。

2.2.2 土壤酶活性 土壤酶是反映土壤肥力的重要指標，煙莖生物肥顯著影響土壤酶活性，各土壤酶活性均高于CK，并隨煙莖生物肥用量增加呈逐漸增加趨勢。脲酶活性T1、T2、T3和T4分別比CK高12.01%、25.47%、33.94%和45.96%，處理間差異顯著；中性磷酸酶T1、T2、T3和T4分別比CK高5.95%、9.46%、13.78%和15.41%，T1與T2、T3與T4處理間無顯著差異；過氧化氫酶T1、T2、T3和T4分別比CK高2.74%、6.50%、12.30%和9.24%，處理間差異顯著；酚氧化酶活性T1、T2、T3和T4分別比CK高29.11%、73.42%、97.47%和67.09%，T3處理顯著高于其余處理，T2與T4處理間差異不顯著。總體看，T3和T4處理土壤酶活性顯著高于其他處理，即煙莖生物肥施用量1 600～2 000 kg/hm2處理對提升土壤酶活性的效果較好。

3 討論

生物有機肥是利用微生物和有機肥結合形成的新型肥料，其中含有的微生物能夠改善土壤生態環境，提高土壤養分，促進作物生長[9]。研究表明，生物有機肥在馬鈴薯、大麥、西瓜等作物上有顯著效果，枯草芽孢桿菌肥能促進辣椒株高、株幅、果長及產量提高[10-13]。研究結果表明，酵母源煙莖生物肥顯著提高遵義朝天椒單株結果數、單果質量、鮮椒產量和干椒產量，提高朝天椒游離氨基酸、辣椒素、Vc和還原糖含量，一方面是由于微生物肥料含有的小分子態有機質、氨基酸、腐植酸、活性生物酶、螯合態微量元等物質能夠補充辣椒營養，改善植株體內物質轉化和產物積累；另一方面，主要原料為酵母營養液的煙莖生物肥，其有益微生物在植物根際環境中能大量繁殖形成生物護盾，抑制病源微生物入侵，改善土壤微生物群落，提高微生物活性，從而改善土壤物理性質，促進根系生長，有利于產量和品質的提高。在施用量為1 600 kg/hm2和2 000 kg/hm2處理間辣椒產量沒有顯著差異，說明當施用量達到一定程度，繼續增加用量并不能明顯提高朝天椒產量。煙莖生物肥含煙堿，有一定的殺蟲殺菌作用，移栽后20 d調查顯示，各處理未發現因地下害蟲造成缺苗死株，但對照(常規施肥，未增施煙莖生物肥)缺苗死株率為2.72%；初花期調查青枯病發生情況顯示，煙莖生物肥施用量為1 200～2 000 kg/hm2處理的病株率均較低(低于0.57%。)

土壤養分含量直接決定土壤質量，土壤有機質是土壤肥力的核心[14]，是植物營養的主要來源，土壤堿解氮、速效磷和速效鉀是植物生長發育吸收的主要營養物質[15]。土壤酶活性是反映土壤養分的重要因素[16]。在土壤顆粒、植物根系表面和微生物細胞表面發生催化反應，能催化土壤中復雜的有機質和礦物質，參與土壤養分的分解和轉化過程，有利于促進土壤營養物質的活化和更新[17]。研究結果表明，在常規施肥基礎上增施煙莖生物肥能顯著提高土壤有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀含量。煙莖生物肥顯著提高土壤脲酶、中性磷酸酶、過氧化氫酶和酚氧化酶活性，且在煙莖生物肥施用量為1 600 kg/hm2時，分別比對照高33.94%、13.78%、12.3%和94.47%，差異顯著。可能是由于酵母源煙莖生物肥料含有活性有機質、發酵蛋白及生化黃腐酸等能夠持續改良土壤結構、防止土壤板結、提高土壤透氣性能，從而改善土壤結構和肥料利用率，修復土壤微生態環境，提高土壤肥力，并在一定程度上起到了“加酶”的作用。此外，生物肥含有大量的微生物和有益生物菌群，增加了土壤微生物的數量和活動，從而分泌大量的胞外酶。

4 結論

煙莖生物肥對辣椒產量的提高、品質的改善以及土壤養分和土壤酶活性的增加有顯著促進作用。在常規施肥水平下，增施煙莖生物肥1 200～2 000 kg/hm2對提升土壤養分、酶活性及辣椒產量均有一定效果，但以施用量為1 600 kg/hm2時效果最好、作用最顯著，并能有效降低地下害蟲危害及青枯病的發生，可在辣椒生產中推廣應用。