辣椒秸稈生物質炭基小香蔥有機肥研制及應用

摘 要：將辣椒秸稈生物質炭與豬糞、雞糞按照不同配比制備辣椒秸稈生物質炭基有機肥，通過盆栽實驗研究其對小香蔥生長的影響。結果表明：盆栽 28 天后，不同處理小香蔥的植株總長范圍為 22.73 ± 3.84 cm 至 33.78 ± 1.36 cm，植株鮮重范圍為 0.49± 0.10 g 至 1.26 ± 0.37 g，根鮮重范圍為 0.06 ± 0.02 g 至 0.18 ± 0.07 g。施用生物質炭與豬糞配比 7：3、生物質炭與雞糞配比 9：1、7：3 的三種生物質炭基有機肥，小香蔥植株總長、植株鮮重、根鮮重三項指標均達到施用商業復合肥的效果。研究結果可為科學開發生物質炭基小香蔥有機肥提供參考。

關鍵詞：辣椒秸稈；生物質炭；小香蔥；有機肥；盆栽實驗

中圖分類號： S641.3" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A文章編號：1009-3583（2024）-0094-04

Development and Application of Organic Fertilizer forScallion Based on Pepper Straw Biomass Carbon

SHI Xian-xin， ZHANG Qian-nan， XIONG Bai-lian*

（School of Resources and Environment， Zunyi Normal University， Zunyi 563006， China）

Abstract：Pepper straw is used as a raw material to prepare biochar， which is mixed with pig manure and chicken manure in varying pro portions to produce pepper straw biochar-based organic fertilizers by heap fermentation. The effect of pepper straw biochar based or ganic fertilizer on the growth of chives was studied by pot experiment. The results show that： After 28 days of potted plants， total plantlength of different treatments of chives ranged from 22.73±3.84 cm to 33.78±1.36 cm， fresh plant weight ranged from 0.49±0.10 g to1.26±0.37 g， and fresh root weight ranged from 0.06±0.02 g to 0.18±0.07 g. Applying three kinds of biochar based organic fertilizer with the mixed ratio of pepper straw and pig manure at 7：3， and the mixed ratio of pepper straw and chicken manure at 9：1 and 7：3， all three indexes of plant length， plant fresh weight and root fresh weight of small chives could achieve the effect of applying compound fertilizer. The results can serve as a reference for the scientific development of biochar-based organic fertilizers for small chives and for improving the efficient and comprehensive utilization of pepper straw.

Keywords： pepper straw; iomass charcoal; Allium schoenoprasum; organic fertilizer; pot experiment

小香蔥（Allium schoenoprasum L.）是百合科蔥屬多年生草本植物[1]，含有大量的維生素和礦物質，是中國主要辛香蔬菜出口品種之一。小香蔥生長速度快、茬口多、產量高、需肥大，根系分布淺且幾乎沒有根毛，吸肥能力差[2]，適合在土層厚，澆灌方便，土質疏松的土壤種植。近年來，湄潭縣大力發展小香蔥種植業，已成為西南地區重要的小香蔥種植基地。湄潭縣農業用地以發育于三疊紀灰巖的黃壤為主，屬氧化鋁綱，富鋁化作用和水化作用并存，質地黏重，理化性質差，易板結，全剖面呈酸性至強酸性。隨著種植年限的延長，小香蔥種植基地多年連作會出現土壤肥力下降[3]、土壤酸化[4]、土壤板結[5]等問題。在土壤質量本就不高的湄潭黃壤地區長期種植小香蔥不可避免會大量施用化肥，這將使得黃壤加速退化[6-11]，嚴重影響小香蔥的產量和品質。因此，如何根據土壤肥力狀況和小香蔥的養分需求特性科學施肥以提高肥料利用率、防止土壤退化，是小香蔥產業可持續發展必須解決的一大難題[7]。

研究表明，生物質炭可增加土壤中有機質的積累，增加磷、鉀等養分的生物有效性，改良土壤結構，防止土壤退化[12-14]，是黃壤地區可廣泛使用的優質土壤改良材料[15]。小香蔥生長周期短，短時養分需求量大，生物質炭養分釋放速率較慢[8]，單施生物質炭不能滿足小香蔥在較短時間內對養分的大量需求。生物質炭基有機肥以生物質炭作為有機肥的載體，集生物質炭、有機肥優點于一體，能顯著改良土壤結構、增加土壤保水保肥能力，提高農作物對肥料的利用率[16，17]。本研究以辣椒秸稈和豬糞、雞糞為原材料，制作辣椒秸稈生物質炭基有機肥，通過盆栽實驗研究不同配比的生物質炭基有機肥對小香蔥產量的影響，以期為開發小香蔥生物質炭基有機肥提供科學依據。

1 材料與方法

1.1" 材料

1.1.1" 實驗土壤和小香蔥

采集湄潭縣官堰村小香蔥種植基地內的黃壤土作為供試土壤[18]，風干，剔除石礫和植物殘體等雜物，過5mm篩備用。供試小香蔥由湄潭縣滬湄農業有限公司提供，品種為意大利小香蔥。供試土壤的基本理化性質如表1。

1.1.2" 供試辣椒秸稈和有機肥

選擇遵義朝天椒秸稈，去除葉和根，自然風干后測定其養分含量（見表2）。供試有機肥取自湄潭縣農戶喂養的家禽產生的豬糞和雞糞，風干，過5mm篩密封保存，其養分含量見表3。

1.2" "生物質炭基有機肥的制備

將辣椒秸稈剪成2cm左右的小段，錫箔密封放入坩堝，在馬弗爐內以20℃/min的速度加熱升溫至550℃并保持45min[19]，冷卻，過2mm篩，密封備用。

將制備好的辣椒秸稈生物質炭與有機肥（豬糞、雞糞）按9：1、7：3、5：5比例配料，裝入發酵桶，加入適量水，密封，30℃堆積發酵7天[20]。

1.3" 盆栽實驗

采用單因素隨機區組試驗設計，設置如表4所示的9個處理，每個處理設置3次重復。每個盆中稱取風干過篩的土壤1.0kg，施肥方式為一次性基施，施肥量為土壤量的1%。

每盆種植6顆小香蔥，室外培植，每隔3天澆水一次（如圖1），種植28天后采集小香蔥全株，用蒸餾水洗凈，吸水紙吸干水分，測量小香蔥總長、全株鮮重和根重。

1.4" 分析方法

土壤、有機肥和生物質炭養分含量按照鮑士旦《土壤農化分析（第三版）》中的方法進行測定。

1.5" 數據統計與分析

采用SPSS 25.0對實驗數據進行單因素方差分析，Origin 2019b繪圖。

2" "結果與分析

2.1 辣椒秸稈生物質炭基有機肥對小香蔥植株總長的影響

圖 2 展示的是種植 28 天后各處理小香蔥植株總長。從圖 2 可知，CK₁ 至 T₆ 處理的植株總長分別為：22.73±3.84 cm、27.22±4.69 cm、32.83±2.78 cm、28.62±3.81 cm、33.78±1.36 cm、27.92±2.97 cm、30.73± 3.97 cm、31.01±3.26 cm、29.82±1.70 cm。單因素方差分析表明，原土（CK₁）和小香蔥土（CK₂）處理小香蔥植株總長顯著低于施用復合肥（CK₃）的處理（ lt;0.05）。T₁ 和 T₃ 處理顯著大于 CK₁ 處理，顯著小于 CK₃ 處理，與 CK₂處理沒有顯著性差異。這表明，辣椒生物質炭與豬糞配比為 9：1 和 5：5 時對小香蔥植株總長生長的促進效應顯著小于復合肥，與不施肥的小香蔥土相當。T₂ 處理小香蔥植株總長顯著大于 CK₁ 和 CK₂ 處理，與 CK₃ 處理沒有顯著性差異。這表明，施加辣椒秸稈與豬糞配比為 7：3 的生物質炭基有機肥可顯著提高小香蔥植株總長，與復合肥肥效相當。T₄、T₅、T₆處理小香蔥植株總長與 CK₃ 無顯著性差異，施加辣椒秸稈炭基雞糞有機肥的小香蔥植株總長均能達到施加復合肥的效果。進一步分析表明，辣椒秸稈與雞糞的配比為 5：5 處理（T₆）小香蔥植株總長要顯著小于辣椒秸稈與豬糞配比為 7：3 的處理（ lt; 0.05）。總的來看，辣椒秸稈與豬糞配比為 7：3（T₂）和辣椒秸稈與雞糞配比為 9：1（T₄）、7：3（T₅）、5：5（T₆）時，小香蔥植株總長與施加商業復合肥的處理相當。

2.2 辣椒秸稈生物質炭基有機肥對小香蔥全株鮮重（產量）的影響

圖 3 展示的是各處理小香蔥全株鮮重（產量）。從中可知，CK₁至T₆處理的植株鮮重（產量）分別為：0.49±0.10 g、0.85±0.21 g、1.23±0.39 g、0.72±0.19 g、1.20±0.41 g、1.05±0.25 g、1.10±0.24 g、1.26±0.37 g、0.75±0.22 g。單因素方差分析表明，原土（CK₁）和小香蔥土（CK₂）處理小香蔥全株鮮重顯著低于施用商業復合肥（CK₃）的處理（ lt;0.05）。T₂ 和 T₃ 處理全株鮮重與 CK₃ 處理無顯著性差異。這表明，辣椒秸稈炭與豬糞配比為 7：3 和 5：5 的處理對小香蔥全株鮮重的影響與復合肥處理相當。T₁ 處理小香蔥全株鮮重與原土和小香蔥土比較并沒有明顯的提升，顯著低于CK₃ 處理（ lt; 0.05），表明辣椒秸稈與豬糞配比為 9：1 的處理對小香蔥全株鮮重提升達不到商業復合肥處理的效果。T₂ 和 T₃ 處理較 T₁ 處理能夠顯著提高小香蔥的鮮重重量，較不施肥的原土處理（CK₁）和小香蔥耕種土處理（CK₂）小香蔥全株鮮重也有顯著增加（ lt; 0.05）。T₄、T₅ 處理小香蔥全株鮮重與CK₃處理無顯著性差異，即T₄、T₅處理對小香蔥全株鮮重的影響與商業復合肥相當。T6 處理小香蔥全株鮮重顯著小于 CK₃ 處理（ lt; 0.05），與 CK1 和 CK₂處理無顯著性差異，說明T6 處理不能提高小香蔥產量。總的來看，辣椒秸稈炭與豬糞的配比為 7：3（T₂）、5：5（T₃）以及辣椒秸稈炭與雞糞配比為 9：1（T₄）、7：3（T₅）的處理能夠顯著提高小香蔥產量，達到了商業復合肥的效果。

2.3" "辣椒秸稈生物質炭基有機肥對小香蔥根重的影響

圖 4 展示的是各處理小香蔥根重（鮮重）。從中可知，CK₁ 至 T₆ 小香蔥根重分別為 0.06±0.02 g、0.10±0.04 g、0.17±0.04 g、0.12±0.04 g、0.17±0.05 g、0.14±0.04 g、0.18±0.07 g、0.15±0.04 g、0.11±0.02 g。單因素方差分析表明，原土（CK₁）和小香蔥土（CK₂）處理小香蔥根重顯著低于復合肥處理（CK₃）（ lt;0.05）。T₂、T₃與CK₃之間無顯著性差異，表明辣椒秸稈炭與豬糞配比為 7：3 和 5：5 時對小香蔥根重的影響與商圖 4 展示的是各處理小香蔥根重（鮮重）。從中可知，CK₁ 至 T₆ 小香蔥根重分別為 0.06±0.02 g、0.10±0.04 g、0.17±0.04 g、0.12±0.04 g、0.17±0.05 g、0.14±0.04 g、0.18±0.07 g、0.15±0.04 g、0.11±0.02 g。單因素方差分析表明，原土（CK1）和小香蔥土（CK₂）處理小香蔥根重顯著低于復合肥處理（CK₃）（ lt;0.05）。T₂、T₃與CK3之間無顯著性差異，表明辣椒秸稈炭與豬糞配比為 7：3 和 5：5 時對小香蔥根重的影響與商

3" 討論

生物質炭多孔和大比表面積結構可改良土壤物理性狀，使得土壤更加蓬松[21] ，增加土壤的通氣性能[22]。此外，生物質炭還能吸附和固定養分，延緩養分的釋放速率，使其可持續地供應給植物，增加養分有效性[23]。眾多的研究表明，施用生物質炭基有機肥可顯著促進植物根系的生長發育，進而提高作物產量[22，24-26]。本研究中，辣椒秸稈炭與豬糞的配比為7：3、5：5和與雞糞的配比為9：1、7：3時，小香蔥全株鮮重（產量）和根鮮重與施用商業復合肥的效果相當，表明這4種配比的辣椒秸稈炭基有機肥可較好地提高小香蔥產量。本研究中有兩組實驗結果值得關注：第一，辣椒秸稈炭與豬糞的配比為9：1時，無論是小香蔥植株總長、全株鮮重和根鮮重都與不施肥時沒有差異。與此相反，辣椒秸稈炭與雞糞的配比為9：1時，小香蔥植株總長、全株鮮重和根鮮重均顯著高于不施肥處理，達到了施用商業復合肥的效果。第二，辣椒秸稈炭與豬糞的配比為5：5時，小香蔥植株總長、全株鮮重和根鮮重均顯著高于不施肥處理，達到了施用復合肥的效果。與此相反，辣椒秸稈炭與雞糞的配比為5：5時，小香蔥全株鮮重和根鮮重均與不施肥處理沒有顯著差異。從這兩組實驗結果可知：制作小香蔥專用炭基有機肥時，辣椒秸稈炭與豬糞的配比應小于9：1，辣椒秸稈炭與雞糞的配比應大于5：5。

4" "結論

施用生物質炭與豬糞配比7：3、生物質炭與雞糞配比9：1、7：3的三種生物質炭基有機肥，小香蔥植株總長、植株鮮重、根鮮重三項指標均能夠達到施加商業復合肥相同的效果。制作小香蔥專用炭基有機肥時，辣椒秸稈炭與豬糞的配比應小于9：1，辣椒秸稈炭與雞糞的配比應大于5：5。配比科學合理的辣椒秸稈生物質炭有機肥可促進黃壤地區小香蔥的生長。

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（責任編輯：羅東升）