施肥對連作辣椒土壤理化性質(zhì)及植株農(nóng)藝性狀的影響

摘要要：【目的】為解決辣椒重茬導(dǎo)致的病害增多、產(chǎn)量下降等越來越嚴(yán)重的辣椒連作障礙問題。【方法】對辣椒連作8 a的酸化土壤，每667 m2用100 kg草木灰、60 kg生石灰處理后，采用600 kg雞糞、1 000 kg靈芝菌渣和EM菌劑混土發(fā)酵21 d。辣椒定植后每15 d灌根1次生防菌劑，并分別于花期前、后和果實(shí)膨大期追施硼肥和微量元素肥。【結(jié)果】處理組能夠顯著改善辣椒連作土壤的pH、有機(jī)質(zhì)含量、氮磷鉀含量、容重、EC值等理化性質(zhì)指標(biāo)，提高土壤過氧化氫酶、脫氫酶、脲酶、蔗糖酶以及堿性磷酸酶活性，并能夠有效調(diào)節(jié)土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)。此外，處理組的辣椒植株具有更優(yōu)良的農(nóng)藝性狀，產(chǎn)量比對照提高30.26%，且果實(shí)的可溶性糖和Vc含量更高；辣椒青枯病、根腐病等病害發(fā)病率可降低3個百分點(diǎn)以上，并可減少30%化肥施用量。【結(jié)論】本試驗(yàn)處理方案可顯著改善辣椒連作土壤的理化性質(zhì)、提高土壤酶活性、調(diào)節(jié)土壤微生物結(jié)構(gòu)、降低青枯病、根腐病發(fā)生率、減少化肥施用量并提高辣椒產(chǎn)量，以達(dá)到有效緩解連作障礙的目的。

關(guān)鍵詞：辣椒；連作障礙；修復(fù)

中圖分類號：S641.3" " " " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " " " " " " " " " " 文章編號：2095-5774（2024）05-0418-06

Influence of Fertilization on Physicochemical Properties of Continuously Cropped Pepper

Soil and Agronomic Traits of Plants

Liao Chengshu1，Lan Xinrong2，Chen Guoyu1，Zhang Rui1，Yu Lei3，Shang Wei1，Li Yongqing1，Wu Lidong1*

（ 1" Sanming Academy of Agricultural Sciences / Fujian Key Laboratory of Crop Genetic Improvement and Innovative Utilization

for Mountainous Areas，Sanming，F(xiàn)ujian 365509，China;

2 Sanming Agricultural School of Fujian，Sanming，F(xiàn)ujian 365500，China

3 Shaxian District Agricultural Technology Extension Center，Sanming，F(xiàn)ujian 365509，China）

Abstract：【Objective】In order to solve the problem of pepper continuous cropping obstacles，such as increasing disease and decreasing yield caused by repeated cropping，【Method】For acidified soil with continuously cropped peppers for 8 years，after treatment with 100 kg of plant ash and 60 kg of quicklime per 667 square meters，600 kg of chicken manure，1 000 kg of Ganoderma lucidum residue and EM microbial inoculum are mixed with soil and fermented for 21 days. After pepper transplantation，root irrigation with biocontrol agents is carried out once every 15 days，and boron fertilizer and trace element fertilizer are topdressed before and after flowering and during the fruit expansion period respectively.【Result】The treatment can significantly improve the physical and chemical property indexes such as pH，organic matter content，nitrogen，phosphorus and potassium content，bulk density and EC value of continuously cropped pepper soil，increase the activities of soil catalase，dehydrogenase，urease，invertase and alkaline phosphatase，and can effectively adjust the soil microbial community structure. In addition，the pepper plants in the treatment group have better agronomic traits. The yield is higher than that of the control by 30.26%，and the fruits have higher content of soluble sugar and Vc. The incidence of pepper bacterial wilt，root rot and other diseases is reduced by more than 3 percentage points，and the application amount of chemical fertilizers can be reduced by 30%.【Conclusion】The treatment scheme of this experiment can significantly improve the physical and chemical properties of pepper continuous cropping soil，increase soil enzyme activity，regulate soil microbial structure，reduce the incidence of bacterial wilt and root rot，reduce the application amount of chemical fertilizers and increase pepper yield，so as to achieve the purpose of effectively alleviating continuous cropping obstacles.

Key words：Pepper；Continuous cropping obstacle；Restoration

辣椒經(jīng)濟(jì)價值較高，由于生產(chǎn)上經(jīng)常發(fā)生多年連作及施肥不合理，近年來辣椒產(chǎn)地常出現(xiàn)土壤酸化、板結(jié)、鹽漬化，引起辣椒缺素，病害增多，產(chǎn)量下降。因此，應(yīng)找出行之有效的修復(fù)方案，才能保障辣椒產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

有關(guān)辣椒連作障礙修復(fù)方面研究有不少報道，李霄［1］通過大球蓋菇與辣椒輪作，可增加土壤有機(jī)質(zhì)含量0.41%，pH值提高0.46，辣椒根腐病發(fā)病率減少7.50%，每667 m2產(chǎn)量增加523 kg ，減少30%化肥投入量，降低農(nóng)藥使用量50%；梁運(yùn)江等［2］發(fā)現(xiàn)施用微生物菌劑能夠有效地提高辣椒株高、株幅、展葉數(shù)和莖粗等指標(biāo)；趙尊練等［3］研究施用鉀肥、雞糞、抗重茬劑等施肥方案對于克服辣椒連作障礙的效果，發(fā)現(xiàn)腐熟雞糞可補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)，改善土壤通透性，調(diào)節(jié)pH值，降低EC值，影響土壤微生物群落，具有較好的減輕連作危害的效果。

偏施化肥、少施或不施有機(jī)肥，是造成土壤理化性狀變劣的主要原因［4］。本研究通過使用草木灰、生石灰糾正土壤過酸性后，從增施有機(jī)質(zhì)、減少化肥用量入手，以期增加土壤有機(jī)質(zhì)，修復(fù)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，改善土壤疏松透氣性和保肥保水性能；通過EM菌混土發(fā)酵和高溫悶棚，殺滅部分病原菌，并在定植后定期補(bǔ)充生防菌，以改善土壤微生物區(qū)系；通過適時補(bǔ)充中微量元素，以滿足辣椒的營養(yǎng)需求。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于福建省三明市沙縣區(qū)西霞村，已連續(xù)種植辣椒8 a。

1.2試驗(yàn)材料

供試?yán)苯菲贩N為‘明椒9號’，系三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育的高辣朝天椒品種；生防菌株里氏木霉菌、枯草芽孢桿菌由本所分離保存。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1處理組

處理組試驗(yàn)地面積1 334 m2，每667 m2辣椒種植1 800株，2023年7月27日按每667 m2撒施草木灰100 kg、生石灰60 kg，灌水至沒過畦面，自然干后3 d，每667 m2撒施雞糞600 kg、靈芝菌渣1 000 kg，噴施EM菌劑后混耕，大水漫灌后覆膜發(fā)酵21 d。起高壟，壟高30～40 cm，底寬80 cm，中央開溝，每667 m2溝施17-17-17復(fù)合肥30 kg作為底肥，覆土，單壟雙行覆膜種植。8月30日定植后每15 d用生防菌劑（1×106 cfu/mL，里氏木霉菌、枯草芽孢桿菌）灌根1次，花期前、后各噴施1次硼肥（每15 kg水中添加15%液體硼15 mL），果實(shí)膨大期追施1次中微量元素水溶肥［每667 m2施用5 kg，成分含量為（Ca+Mg）≥10%，（Cu+Fe+Mn+Zn+B）=1%］。

1.3.2對照組

翻耕起高壟，壟高30～40 cm，底寬80 cm，中央開溝，每667 m2溝施17-17-17復(fù)合肥50 kg作為底肥，覆土，單壟雙行覆膜種植。8月30日定植后每15 d用甲霜·噁霉靈灌根1次（每15 kg添加3%甲霜·噁霉靈30 g），花期前、后不噴施硼肥，果實(shí)膨大期不施中微量元素水溶肥，其余田間管理及蟲害防治措施與處理組相同。

1.4數(shù)據(jù)測定與分析

1.4.1土壤理化性狀測定

定植30 d后，隨機(jī)多點(diǎn)分別采集辣椒對照組地塊和處理組地塊0～20 cm范圍內(nèi)的土壤，各自混拌均勻，測定土壤主要理化性狀指標(biāo)。pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、氮、磷、鉀分別按照標(biāo)準(zhǔn)NY/T1121.2-2006、NY/T1121.6-2006、NY/T1121.24-2016、LY/T1228-2015、LY/T1232-2015、LY/T1234-2015測定，土壤容重用環(huán)刀法測定［5］。

將上述土壤風(fēng)干后，每個樣品過10目篩后取20 g，加去離子水100 mL，180 r/min震蕩5 min，靜置30 min，上清液過濾到50 mL燒杯中，用TDSamp;EC計(jì)測定EC值。

單位面積化肥減施比率（%）=（對照組化肥施用量-修復(fù)組化肥施用量）/對照組化肥施用量×100%

1.4.2土壤酶活性、土壤微生物區(qū)系測定

定植90 d后，隨機(jī)多點(diǎn)采集辣椒對照組地塊和處理組地塊5～10 cm范圍內(nèi)的土壤，每個地塊各取3個樣品，過40目篩，每個樣品取20 g裝入無菌聚乙烯封口袋中，放入冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室，取10 g用相應(yīng)索萊寶（Solarbio）土壤酶試劑盒處理，在Tecan M200 pro酶標(biāo)儀上測定土壤酶活性指標(biāo)。另外10 g置-20℃冰箱保存，再用冷鏈寄送至微基生物科技（上海）有限公司進(jìn)行土壤微生物高通量測序。

1.4.3辣椒主要病害發(fā)病率測定

2023年12月27日，隨機(jī)圈定處理組3個10 m2地塊作為1個重復(fù)，共設(shè)3次重復(fù)。清點(diǎn)每個地塊辣椒株數(shù)，青枯病、根腐病株數(shù)（青枯病、根腐病同時發(fā)病的植株，同一株出現(xiàn)不同病害分開統(tǒng)計(jì)），計(jì)算青枯病、根腐病發(fā)病率。對照組青枯病、根腐病發(fā)病率測定方法同處理組。

1.4.4 辣椒農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、品質(zhì)測定

2023年12月27日，隨機(jī)抽取處理組長勢有代表性的辣椒，用卷尺測量辣椒植株高度，用游標(biāo)卡尺測量莖粗，采用實(shí)收法稱辣椒重量，計(jì)算出平均單株產(chǎn)量。每個性狀測量3株，3次重復(fù)。對照組測定方法與處理組相同。

辣椒可溶性糖、Vc測定方法分別采用GB 6194-1986 水果、蔬菜可溶性糖測定法、GB 14754-2010食品添加劑維生素C（抗壞血酸）測定法［6］。

平均單株產(chǎn)量增加比率（%）=（處理組平均單株產(chǎn)量-對照組平均單株產(chǎn)量）/對照組平均單株產(chǎn)量×100%。性狀、品質(zhì)增加比率計(jì)算方法與此相同。

1.4.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 23.0軟件應(yīng)用鄧肯新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥處理對土壤理化性質(zhì)的影響

從表1可以看出，草木灰、生石灰對酸化土壤的調(diào)理作用較強(qiáng)，處理后土壤pH值接近中性；添加菌渣和雞糞有機(jī)肥后，土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著增加，土壤容重降低，土壤由偏緊轉(zhuǎn)為疏松，可顯著增強(qiáng)土壤疏松透氣性。草木灰含鉀量較高，配合17-17-17復(fù)合肥，能有效彌補(bǔ)土壤中速效鉀含量偏低的不足。EC值顯著降低，可能是雞糞、菌渣發(fā)酵后土壤疏松，有效孔隙增多，有降低土壤EC值的作用，以及大水漫灌后鹽類隨水下沉到土壤深層。

2.2施肥處理對土壤酶活性的影響

從表2可以看出，處理組土壤的過氧化氫酶、脫氫酶、脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶的酶活性都有顯著提高，可能是因?yàn)殡u糞、菌渣和EM菌混土發(fā)酵后土壤微生物生長旺盛，土壤酶活性顯著提高。

2.3施肥處理對土壤微生物群落多樣性的影響

從表3可以看出，施肥處理后土壤真菌群落多樣性指數(shù)（Shannon指數(shù)）顯著減少，而土壤細(xì)菌群落多樣性指數(shù)雖有降低但是未達(dá)到顯著水平，說明EM菌發(fā)酵有機(jī)質(zhì)且定期補(bǔ)充生防菌對土壤微生物群落的具有調(diào)控作用，并主要抑制相關(guān)真菌在土壤中的發(fā)展。

2.4施肥處理對辣椒主要病害發(fā)病率的影響

從表4可以看出，處理后土壤種植的辣椒根腐病和青枯病發(fā)病率顯著下降，分別比對照下降3.31和5.00個百分點(diǎn)，說明處理組對防治辣椒主要病害的效果較好。這可能與EM菌發(fā)酵有機(jī)質(zhì)且定期補(bǔ)充生防菌后，土壤有益菌數(shù)量增多，對病原菌（尤其是病原真菌）具有一定的抑制作用有關(guān)。

2.5 施肥處理對辣椒農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

由表5可以看出，處理后辣椒株高、莖粗等生長指標(biāo)均有顯著提高，較對照組分別提高了28.15%和31.77%；產(chǎn)量顯著增加，比對照增加30.26%；辣椒可溶性糖、Vc分別比對照上升25.72%、16.33%，差異均達(dá)到極顯著水平，說明修復(fù)措施有利于辣椒生長和發(fā)揮生產(chǎn)性能，以及品質(zhì)提升。原因可能是處理措施可改善連作障礙土壤的理化性狀和微生物區(qū)系，使辣椒生長環(huán)境改善，同時可增加土壤肥力，以及適時補(bǔ)充中、微量元素，供給辣椒的營養(yǎng)更加均衡。

3 討論

現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)（化肥、化學(xué)農(nóng)藥）在促進(jìn)作物增產(chǎn)的同時，也帶來了一些弊端。例如偏施化肥導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)減少，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)破壞、板結(jié)、酸化、次生鹽漬化，土壤微生態(tài)環(huán)境惡化、菌群失調(diào)。

有機(jī)質(zhì)含量是土壤肥力的核心指標(biāo)［7］。有機(jī)質(zhì)可促進(jìn)土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、保肥保水、維持土壤疏松透氣性、緩沖酸堿性及電解質(zhì)危害等方面起著非常重要的作用，還可提供土壤有益微生物良好的棲息環(huán)境和營養(yǎng)。偏施化肥一方面導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)補(bǔ)充減少，另一方面又加劇了土壤有機(jī)質(zhì)的消耗。本試驗(yàn)通過EM菌發(fā)酵雞糞和菌渣，補(bǔ)充大量有機(jī)質(zhì)，增加土壤疏松透氣性和保肥保水性能，利于辣椒根系伸長和有益微生物生長。

作為一種茄果類蔬菜，辣椒對于鉀肥的需求相對于氮、磷而言較大［8］，而生產(chǎn)上常用的硫酸鉀或者氯化鉀都是生理酸性肥料，長期施用會帶來土壤酸化的問題。酸化土壤中P、Ca、Mg等養(yǎng)分的有效性降低，加大有害金屬的溶出，破壞辣椒根系的生理機(jī)能，影響?zhàn)B分吸收，促進(jìn)有害真菌的活性，抑制土壤有益微生物的生長。徐晗等［9］認(rèn)為，土壤酸化可導(dǎo)致辣椒缺素、早衰、甚至死亡。他們用堿性多孔隙的生物質(zhì)炭改良土壤，取得明顯效果。本試驗(yàn)用一定量的草木灰和生石灰糾正土壤酸化，成本低廉，效果顯著。

由于過量偏施化肥，土壤鹽分累積，電解質(zhì)濃度增高，鹽分通過毛細(xì)管的拉升作用，由低層土壤上升到土壤表面，因水分蒸發(fā)而濃縮，出現(xiàn)土壤次生鹽漬化。保護(hù)地由于夏季溫度高，缺乏雨水淋溶，鹽漬化現(xiàn)象更為嚴(yán)重。鹽漬化土壤其溶液濃度增加，滲透勢變大，影響辣椒根系吸水、吸肥，辣椒生長遲緩。周曉芬等［10］通過多施雞糞有機(jī)肥或有機(jī)物料（如菌渣），可大幅降低土壤EC值。本試驗(yàn)采用與之類似的方法，大量補(bǔ)充雞糞和菌渣，并通過大水漫灌，使得鹽類隨水下沉到土壤深層，通過覆膜減少土壤水分流失，最終降低淺層土壤電解質(zhì)濃度。

連作后土壤營養(yǎng)失衡，主要是土壤中的營養(yǎng)元素（尤其是中微量元素）由于常年種植被辣椒吸收，隨辣椒采摘收獲而逐步流失，而補(bǔ)充的大多為N、P、K等大量元素，Ca、Mg、B、Fe、Zn、Cu、Mo、Mn等中微量元素常常補(bǔ)充不足，或根本不補(bǔ)充，導(dǎo)致我國近一半耕地的中微量元素含量低于臨界值，且氮過量、鉀缺乏較為普遍［11］。本試驗(yàn)在測定土壤營養(yǎng)狀況的基礎(chǔ)上，減少化肥施用量，并根據(jù)辣椒不同生長時期的營養(yǎng)需求特點(diǎn)，適時補(bǔ)充，在辣椒花期前、后補(bǔ)B，坐果后補(bǔ)充中量元素Ca、Mg和微量元素，辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)都有了提升。

土壤微生物主要由細(xì)菌、真菌、放線菌組成，土壤微生物對維持土壤系統(tǒng)穩(wěn)定性非常關(guān)鍵［12］。它們與作物產(chǎn)生的土壤酶，可參與降解植物殘體以及土壤養(yǎng)分的合成固定與分解釋放過程，在土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化與循環(huán)中都起著十分重要的作用；土壤微生物還可分泌促進(jìn)辣椒生長的物質(zhì)；此外，土壤有益菌可通過占位、寄生、分泌抑菌物質(zhì)、分泌誘導(dǎo)因子誘導(dǎo)辣椒產(chǎn)生系統(tǒng)獲得性抗性（SAR）等方式防御病原菌［13］。隨著連作年限延長，土壤微生物區(qū)系由合成代謝為主的細(xì)菌型向以腐敗分解為主的病原真菌型轉(zhuǎn)變。連作土壤有益微生物數(shù)量減少，土壤抑制病原菌能力降低，病原菌增加，病害加重；病害增多，導(dǎo)致化學(xué)農(nóng)藥過度使用，土壤中有益微生物被農(nóng)藥殺滅，而有些病原菌因?yàn)檗r(nóng)藥壓力篩選作用獲得耐藥性，成為優(yōu)勢種群，進(jìn)一步加劇病害的發(fā)生，陷入惡性循環(huán)。本試驗(yàn)用EM菌發(fā)酵雞糞和菌渣，并定期補(bǔ)充生防菌，改善了土壤微生物區(qū)系，降低了青枯病、根腐病等辣椒主要病害的發(fā)病率。

4 結(jié)論

雞糞和菌渣等有機(jī)質(zhì)用EM菌混土發(fā)酵，結(jié)合草木灰和生石灰糾正土壤酸化、適時補(bǔ)充中微量營養(yǎng)元素和定期補(bǔ)充生防菌，可取得較好的修復(fù)辣椒連作障礙的效果，并可減少化肥施用量。

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（責(zé)任編輯：鐘海豐）

收稿日期：2024-09-01

基金項(xiàng)目：三明市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2022-N-9）

作者簡介：*為通訊作者，吳立東（1981-），男，副研究員，碩士，主要從事蔬菜育種研究，E-mail：smnkswld@163.com。

第一作者廖承樹（1966 -），男，農(nóng)藝師，主要從事蔬菜育種與栽培技術(shù)研究，E-mail：laoliao868@163.com；

共同第一作者蘭新榮（1980-），男，高級講師，主要從事農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究，E-mail：lxr800416@163.com