化肥減量配施菌肥和黃腐酸肥對辣椒生長與肥料利用率的影響

鄭劍超

（新疆生產建設兵團第十二師農業科學研究所 烏魯木齊 830088）

辣椒（Capsicum annuumL.）屬木蘭綱茄科辣椒屬一年或有限多年生草本植物。我國辣椒種植面積及產量均呈逐年增長態勢，南北方均廣泛種植[1]。2020 年我國辣椒種植面積為200 萬hm2，其中設施栽培辣椒占26%。辣椒富含豐富的維生素C、蛋白質、可溶性糖和辣椒素等，營養價值高，其中辣椒果實維生素C含量位居所有蔬菜之首，比番茄還要高10 倍。隨著新疆農業種植結構轉型升級，設施農業快速發展，日光溫室種植已成為農業增效和農民增收的重要產業，辣椒已是新疆日光溫室主栽作物之一[2]。辣椒對氮、磷、鉀的需求都較高，對施肥技術也有較高的要求。在生產中，種植農戶為了達到增產的目的，過量施入化肥，而且存在重施化肥、輕施有機肥的現象[3]。種植農戶不合理的施肥方式不僅造成肥料利用效率低，土壤環境惡化，而且也制約了設施辣椒產業的可持續發展[4]。

微生物菌肥含有大量的有益微生物，通過有益微生物的活動直接或者間接分解、合成植物生長需要的礦質營養及其他成分，以改善土壤團粒結構和恢復土壤微生態平衡[5]。施用微生物菌肥可促進農作物生長，增強農作物抗病蟲性與抗逆性，從而改善農作物品質與提高產量[6]。李濤等[7]研究認為在不降低產量的基礎上配施生物菌肥，能夠提高土壤肥力和蔬菜品質。周進[8]研究發現生物菌肥替代化肥量30%可提高辣椒光合特性和產量，改善品質。張志剛等[9]研究發現，隨著生物菌肥替代化肥量的增加，辣椒株高、株幅、果長、果粗、單果質量和產量呈上升趨勢，施用生物菌肥顯著地促進了辣椒葉片對礦質元素的利用和積累。黃腐酸為腐殖酸中一種灰褐色、粉末狀芳香族類高分子有機化合物，溶解度極高，生物活性強，由于黃腐酸分子量較小易被植物吸收利用，參與調節植物生長過程，從而增加植物抗逆性的功能[10]。高原等[11]研究發現，在減施化肥常規用量的30%下底肥配施黃腐酸肥料可保持辣椒較高的產量和品質，而減施15%的化肥可以大幅提升辣椒植株的生長發育水平和碳代謝酶活性，進而顯著提高其產量和品質。謝亞楠等[12]研究發現，在常規施肥基礎上基施黃腐酸微生物菌劑40 kg·667 m-2和追施黃腐酸營養液15 kg·667 m-2，可顯著提高辣椒的產量和品質。在化肥減施下施用生物菌肥和黃腐酸肥對辣椒是否仍能保持其增產和改善品質等研究還鮮見報道。因此，筆者通過研究在化肥減施下增施生物菌肥和黃腐酸肥對辣椒生長發育和肥料利用率的影響，以期探明辣椒對增施生物菌肥和黃腐酸肥的響應機制，為設施辣椒的提質增效和可持續發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2020 年在新疆建設兵團第十二師農業科學研究所園區設施溫室中進行。試驗地0～20 cm 土壤耕層基本理化性狀為：EC 值0.46，pH值8.27，有機質含量（w，后同）28.7 g·kg-1，水解性氮含量192.2 mg·kg-1，有效磷含量90.6 mg·kg-1，速效鉀含量902 mg·kg-1。試驗辣椒品種為602（購自北京市農林科學院蔬菜研究中心）和金龍一號（購自安徽碭山良禾種業有限公司）。

1.2 試驗設計

試驗設計12 個處理，2 個品種分別設計CK0 為常規施肥處理（本地種植正常施肥）、CK為常規施肥+菌肥+黃腐酸肥、JF40%為基肥施用化肥減40%處理+菌肥+黃腐酸肥、ZF20%為追施高鉀肥減20%處理+菌肥+黃腐酸肥、ZF40%為追施高鉀肥減40%處理+菌肥+黃腐酸肥，KB 為不施用任何肥料處理，施肥情況見表1。試驗在設施溫室中進行，采用隨機區組設計，各小區面積40 m2。寬行距80 cm、窄行距40 cm，株距為40 cm。

表1 生育期施肥情況 （kg·667 m-2）

1.3 項目測定

在2020 年7 月15 日，各處理隨機取3 個點，每點連續選取辣椒植株10 株測量其株高和莖粗。各處理隨機取3 個點，每點連續選取辣椒植株10 株用TYS-3N 植株養分測定儀測倒三葉的葉綠素含量相對值（SPAD 值）和氮素值。在試驗后期各處理隨機取3 個點，每點取5 株植株，按根、莖、葉、果實等不同器官分開，在105 ℃殺青30 min 后，80 ℃烘至恒質量，測定其干質量。烘干的植株樣品經粉碎，過0.5 mm 篩，用奈氏比色法測定全氮含量，釩鉬黃吸光光度法測定全磷含量，火焰光度法測定全鉀含量[13]。

肥料利用率/%=（施肥區農作物吸收養分量-無肥區農作物吸收養分量）/（肥料使用量×肥料中的養分含量百分比）×100。

肥 料 農 學 利 用 率/（kg · kg-1）=（施 肥 區 產量-無肥區產量）/施肥量。

肥料偏生產力/（kg·kg-1）=施肥區產量/施肥量。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2010 和DPS 7.05 分析試驗數據，采用Duncan’s 新復極差法進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 化肥減施對辣椒株高的影響

由圖1 可知，602 各處理株高以CK0 處理為最高，且與CK 處理差異不顯著，但顯著高于其他處理；JF40%、ZF20%和ZF40%處理間差異不顯著，但均顯著高于KB 處理。金龍一號各處理株高也以CK0 處理為最高，且與CK 和JF40%處理差異不顯著，但顯著高于其他處理；ZF20%和ZF40%處理間差異不顯著，但均顯著高于KB處理。研究結果表明辣椒株高隨著肥料的減少呈下降趨勢。

圖1 化肥減施對辣椒株高的影響

2.2 化肥減施對辣椒莖粗的影響

由圖2 可知，品種602 各處理莖粗表現為ZF20% ＞CK＞JF40% ＞CK0＞ZF40% ＞KB，CK0、CK、JF40%和ZF20%處理間差異不顯著，但均顯著高于其他處理。金龍一號各處理莖粗表現為CK＞CK0＞JF40%＞ZF20%＞ZF40%＞KB，CK0、CK、JF40%和ZF20%處理間差異不顯著，但均顯著高于其他處理。2 個品種莖粗CK 均大于CK0，說明增施生物菌肥可增加植株莖粗。2 個品種CK0、CK、JF40%和ZF20%處理間莖粗均差異不顯著，說明適當減施化肥，增施生物菌肥對辣椒莖粗影響不大。

圖2 化肥減施對辣椒莖粗的影響

2.3 化肥減施對辣椒葉片SPAD 值和氮素值的影響

由表2 可知，品種602 各處理中SPAD 值以ZF20%處理最高，與JF40%處理差異不顯著，但顯著高于其他處理。金龍一號各處理中SPAD 值以CK 處理最高，與JF40%和ZF20%處理差異不顯著，但顯著高于其他處理。說明在減施化肥條件下增施生物菌肥和黃腐酸可以改善葉片生理活性，增加SPAD 值，有利于辣椒光合作用。602 各處理氮素值以ZF20%處理最高，金龍一號各處理氮素值以CK 處理最高，2 個品種均表現為CK0、CK、JF40%和ZF20%處理間差異不顯著，但均顯著高于ZF40%和KB 處理。

表2 化肥減施對辣椒葉片SPAD 值和氮素值的影響

2.4 化肥減施對辣椒肥料利用率的影響

由表3 可知，2 個品種氮肥利用率均以JF40%最高，均與ZF20%和ZF40%處理差異不顯著，顯著高于其他處理；CK 處理氮肥利用率顯著高于CK0 處理。2 個品種磷肥利用率均以JF40%最高，均與ZF20%和ZF40%處理差異不顯著，顯著高于其他處理；CK 與CK0 處理磷肥利用率差異不顯著。2 個品種鉀肥利用率以ZF20%最高，均與JF40%和ZF40%處理差異不顯著，顯著高于其他處理；CK 處理鉀肥利用率顯著高于CK0。602 肥料農學利用率以ZF20%最高，與JF40%處理差異不顯著，但顯著高于其他處理；金龍一號肥料農學利用率以JF40%處理最高，與CK 和ZF20%處理差異不顯著，顯著高于其他處理。2 個品種肥料偏生產力均以JF40%最高，CK0 最低，JF40%、CK0 與其他處理差異均達顯著水平；602 的ZF20%和ZF40%處理差異不顯著，但均顯著高于CK0 和CK 處理；金龍一號CK 和ZF20%處理差異不顯著，但均顯著高于CK0 處理。

表3 化肥減施對辣椒肥料利用率的影響

2.5 化肥減施對辣椒產量及產量構成因素的影響

由表4 可知，602 單株結果數以JF40%和ZF20%處理較高，顯著高于其他處理；單果質量以CK 處理最高，與CK0 處理差異不顯著，但顯著高于其他處理；產量以ZF20%處理最高，分別比CK0、CK、JF40%、ZF40%和KB 高5.71%、4.01%、2.05%、7.00%和18.34%。金龍一號單株結果數以JF40%處理最高，且與CK 和ZF20%處理差異不顯著，但顯著高于其他處理；單果質量以CK0 處理最高，與ZF20%和ZF40%處理差異不顯著，但顯著高于其他處理；產量以CK 處理最高，分別比CK0、JF40%、ZF20%、ZF40%和KB 高5.24%、2.61%、1.65%、7.35%和25.47%。說明增施生物菌肥和黃腐酸時適當減施化肥對產量影響不大。

表4 肥減施對辣椒產量及產量構成因素的影響

3 討 論

化肥是影響辣椒產量和品質的主要因素之一。化肥為農業帶來效益的同時，也為農業發展帶來了許多問題[14]。設施辣椒栽培中化肥過量施用現象嚴重，這不僅增加了種植成本，還降低了作物生產效益和肥料利用率，最終導致土壤次生鹽漬化、速效養分（氮、磷等）大量富集、果實和地下水硝酸鹽超標等一系列較為嚴重的問題[15]。生物菌肥和化肥配施，能夠有效改善土壤環境，在保持經濟效益不受影響的狀況下，減少化肥用量，改善農產品的品質[16]。黃腐酸是腐殖酸中一種紅棕色或灰黑色粉末狀芳香族類物質，能促進植物生長，對抗旱有重要作用，能提高植物抗逆能力，增產和改善品質[17]。筆者的研究結果表明，辣椒品種602 和金龍一號株高均表現為隨著肥料的減少呈下降趨勢。莖粗CK 處理均大于CK0 處理，說明在施用量一致條件下增施生物菌肥可以增加植株莖粗。2 個品種CK0、CK、JF40%和ZF20%處理間莖粗均差異不大，表明在適當減施化肥條件下，增施生物菌肥和黃腐酸肥對辣椒莖粗影響不大。

作物約90%的產量來自于光合作用。光合作用是作物生長發育、產量和品質形成的關鍵因子[18]。葉片葉綠素含量是反映葉片生理活性的重要指標之一，與葉片光合作用密切相關[19]。氮是植物生長發育需求量最大的營養元素是蛋白質和葉綠素的重要組成部分，可直接影響植物的生長發育[20]。尤升波等[21]的研究發現，施用微生物制劑顯著提高了辣椒葉片葉綠素含量和凈光合速率。筆者研究發現，602 各處理SPAD 值以ZF20%處理最高，與JF40%處理差異不顯著；金龍一號各處理SPAD 值以CK 處理最高，與JF40%和ZF20%處理差異不顯著；葉片氮素值2 個品種均表現為CK0、CK、JF40%和ZF20%處理間差異不顯著，顯著高于ZF40%和KB 處理。研究結果表明，在減施化肥條件下增施生物菌肥和黃腐酸可以改善葉片生理活性，增大SPAD 值，有利于光合作用。

化肥的使用是蔬菜高產高效的物質基礎。但施肥超過了作物吸收需求時，不僅不增加產量，而且還增加了生產成本，且影響品質[22]。宋以玲等[23]研究表明，化肥減少20%配施生物有機肥，可顯著提高土壤肥力。姚東偉[24]研究發現，葉面噴施質量濃度為1000 mg·L-1的黃腐酸可以顯著提高番茄的產量和品質。龐曉燕[25]研究發現營養液中添加100 mg·L-1黃腐酸可提高基質栽培黃瓜品種和產量。王其傳等[26]研究發現合理施肥在一定程度上可提高辣椒光合速率和改善辣椒的品質。楊志剛等[27]研究發現增施微生物菌肥和土壤修復劑可以改善辣椒品質，提高辣椒單果質量和增加產量。筆者研究表明，2 個品種氮肥利用率、磷肥利用率和肥料偏生產力均以JF40%為最高，鉀肥利用率2 個品種以ZF20%為最高，表明在減施化肥條件下增施生物菌肥和黃腐酸可提高辣椒肥料利用率。602 產量以ZF20%處理最高，分別比CK0、CK、JF40%、ZF40%和KB 高5.71%、4.01%、2.05%、7.00%和18.34%。金龍一號產量以CK 處理較高，分別比CK0、JF40%、ZF20%、ZF40%和KB 高5.24%、2.61%、1.65%、7.35%和25.47%。因此，與常規施肥相比，增施生物菌肥和黃腐酸時適當減施化肥對產量影響不大。

4 結 論

增施微生物菌肥和黃腐酸以及二者互作對辣椒生長有促進作用，在設施辣椒生產中增施生物菌肥和黃腐酸，可減少一定的化肥用量，但綜合考慮株高、莖粗、SPAD 值、肥料利用率和產量等指標，以減施追肥20%表現較優。