復混肥配施土壤調理劑對龍椒農藝性狀與土壤養分的影響

李國榮，楊建偉，和蘭香，熊天銳，朱啟俊，黃照可

(云南云天化農業科技股份有限公司，云南 昆明 650600)

土壤是農業發展的物質基礎，也是作物營養的主要來源[1]。土壤中有機質的含量，影響土壤微生物群體活動和土壤保水保肥的能力，是衡量土壤肥力的關鍵指標[2-3]，而施用有機肥是培肥改土的主要舉措[4]。長期以來，農業生產者為追求作物高產，過量投入無機肥料，忽視有機肥及中微量元素的補充。這不僅使土壤地力退減，農產品品質和產量下降，同時還引起嚴重的水體環境污染和溫室氣體排放量增長等問題。為此，國務院相繼出臺了化肥使用量零增長、負增長的法規，并踐行秸稈還田、種養循環、測土配方等“減肥增效、綠色增產”技術。研究表明，有機肥與大、中量元素肥配合施用，不僅能持續提升土壤內穩性地力，還能提高礦質營養元素對作物的有效性，改善作物品質[5]，但由于有機肥養分含量低，釋放速度慢，且發酵腐熟周期長，無法滿足作物全生育期的營養需求。化肥成分單一，雖養分含量高，肥效快，但通常不含有機質，無法起到培肥改土的作用。因此，亟需研發一種“有機質+化學元素”相結合的肥料，即有機-無機復混肥。其主要成分是利用糞便、植物殘體等有機物料，通過微生物發酵進行無害化處理，并添加適量化肥、腐殖酸、氨基酸或有益微生物菌，經過造粒或直接摻混而制得的一種商品肥料。劉洋、李健銘等人發現，施用有機無機復混肥能提高土壤氮素轉化和微生物活性，促進植株生根速率以及根系碳積累，延長肥效期[6-8]。土壤調理劑由磷酸鹽礦物為原料制成，主要成分為磷酸十鈣，包括羥基磷灰石、石英、氯磷灰石[9]，是固定土壤重金屬、降低土壤Cd含量，且高效低廉的鈍化材料[10-11]。孫國峰等人實驗表明，土壤調理劑與有機肥配施，可顯著提高土壤過氧化氫酶和脲酶的活性，促進腐殖質的形成，提高土壤pH值，降低土壤容重，使作物更好的適應土壤環境[12-13]。目前，有機無機復混肥配施土壤調理劑，在農業生產中的應用較少。為此，本文通過盆栽實驗，并基于前人辣椒最佳施肥用量，依照辣椒需肥規律，以有機無機復混肥配施不同類型的土壤調理劑，對辣椒形態器官建成和品質效益的影響進行研究，以期探索云南酸性土壤培肥改良，優化辣椒全程營養解決方案，為指導辣椒生產科學施肥[14]，提供數據化理論支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

實驗在云天化GAP科創中心玻璃溫室內進行(E102°34′15″；N24°39′15″)，供試辣椒品種為龍辣秋美隆1號(購自晉寧區)，適宜南方露地或大棚栽培。盆栽供試土壤理化性質，詳見表1。供試肥料有：鈣鎂磷型[w(P2O5)≥5%、w(SO2)≥6%、w(CaO)≥30%、w(MgO)≥10%)、微生物菌劑型(有效活菌數≥2億/g、w(P2O5)≥5%、w(CaO)≥30%、w(MgO)≥13%)、聚谷氨酸型土壤調理劑[含y-PGA 10000 mg/kg、w(有機質)≥40%、w(腐植酸)≥10%、w(P2O5)≥4%、w(CaO)≥10%、w(MgO)≥6%、有效活菌數≥1億/g]、有機無機復混肥III型(N 15%、P2O55%、K2O 18%、Mg 2%、Zn 1%、B 0.1%、Mo 200 mg/kg、有機質≥10%)，均由云南云天化農業科技股份有限公司提供。其他市售肥料為尿素(N 46.4%)、磷酸二氫鉀(P2O552%、K2O34%)、15-15-15硫基型復合肥。

表1 盆栽供試土壤理化性狀

1.2 實驗設計

實驗于2023年5月9日開始，辣秧選取生長勢一致，6～8葉1芯，株高8～10 cm，莖粗 0.3 mm，移栽深度 15 cm。(每次采摘的時間)分別設5組處理，4次重復，實驗方案如表2所示。

表2 施肥實施方案

追基比為4∶6，幼苗期占10%，生長期15%，開花結果期占25%，分別于5月20日、6月14日、7月10日追肥。采用沖施，病蟲害防治、灌水周期、不同處理施肥時期均相同。

1.3 測定指標與樣品采集

1)龍椒農藝性狀測定。龍辣定植 3 d 后，每個處理選4株掛牌，從幼苗期至開花坐果期，間隔7～10 d 定點觀測植株株高(莖基部至植株最高生長點)、莖粗(子葉展開平行節間處向下 0.5 cm)，盛果期在每個處理內隨機選擇8枚成熟果實，測量其果長、單果重。

2)葉片SPAD值的測定。葉綠素相對含量，采用托普云農科技有限公司SPAD-502Plus儀測量。每盆處理于龍椒緩苗期至盛果期，每株從上、中、下位葉測定，每片葉測量不少于3個點(避開葉脈)，并取其平均值。

3)土壤理化性質處理。龍椒盛果期采摘結束后，每組處理各選4盆，按照0～20 cm 與20～40 cm 不同耕層深度，采集土壤樣品均勻混合，再用四分法將多余土壤棄除，保留 1 kg。放置陰涼處晾干水分，并人工研磨至60目，測定每份土壤相關指標。機械組成(比重計法)、pH(電位法)、有機質(重鉻酸鉀容量法)、水解性氮(堿解擴散法)、有效磷(紫外可見光分光光度計法)、速效鉀(火焰光度計法)，詳細土壤基礎數據見表1。

1.4 數據處理

龍數據統計采用Microsoft Excel 2020軟件，方差分析采用SPSS Statistics 27軟件。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理下龍椒農藝性狀分析

龍椒移栽 36 d 生長期、50 d 開花坐果期、66 d 門椒采收期，分別對不同施肥處理的株高、莖粗、單果重，用SPSS進行顯著性差異分析，并用Excel制作各生育期株高和莖粗生長趨勢圖。設定CK(不施肥)、T1、T2、T3、T4等五種不同施肥處理方式的差異為組間差異，每組重復四次處理的差異又為組內亞組差異，詳見圖1、圖2。分析結果顯示，T3、T4、CK之間在生長期株高無顯著差異，但與T2、T1相比有極顯著差異，在T1處理時獲得平均最大株高 31.2 cm，比對照組增加40.08%，表現為T1>T2>T3>T4>CK。在開花坐果期T3處理獲得平均最大株高 69.33 cm，比對照組增加57.92%，且在相同生長期內株高明顯優于其他四種施肥處理，表現為T3>T2>T4>T1>CK。

圖1 不同施肥處理的龍椒株高變化曲線

圖2 不同施肥處理的龍椒莖粗變化曲線

莖粗方面，移栽期至生長期(5-3—6-15)施土壤調理劑組處理莖粗均比T1和CK高，以處理T3效果最好，在T3處理時獲得最大莖粗 4.46 cm，較CK增長70.88%。6-23—7-6初花期至門椒膨大期組間具顯著差異，在T3處理中獲得最大數據 9.35 cm，比同期對照增加63.46%，表現為T3>T1>T2>T4>CK。單果重方面，在添加不同類型土壤調理劑后，龍辣單果重在CK基礎上均有所提升，其中T3聚谷氨酸型獲得最大平均數 12.13 g，與CK、T1、T2、T4處理相比，平均單果重量分別增加4.79、3.02、3.01、2.83 g，表現為T3>T4>T2>T1>CK。表3數據表明，在龍椒緩苗期(5-23)結束進入生長期后，對N、P、K的需求量開始向上遞增，且與CK相比T3、T2、T4的株高增長速率都比其更大，并以T3為最優處理。其原因為土壤調理劑中的有效磷、有效鈣、聚谷氨酸能改良土壤團粒結構，改善土壤水分狀況，更有利于龍椒根系對營養元素的溶解、儲存、吸收，而有機無機復混肥中的緩釋氮，經土壤礦化后分解為有效氮，即能滿足植株縱向生長和根系生長對肥力的需求，又能協調葉、花、果的長勢，故而起到促進作用[15-18]。綜合以上分析，龍椒采用土壤調理劑配施有機無機復混肥能延長肥效期，促進龍椒開花結果期的健壯生長，同時果實質量也高于傳統施肥處理，CK、T1、T2、T3、T4五種施肥處理龍椒生長農藝性狀特性優劣綜合排列為T3>T4>T2>T1>CK，即有機無機復混肥配施土壤調理劑最優，施用復合肥次之，不施肥最后。

表3 不同處理對龍椒主要生育生長的影響

2.2 不同施肥處理對龍椒主要生育期SPAD值的影響

葉綠素的合成與凈光合速率密切相關，是衡量龍椒生長狀態的重要指標。通過測定SPAD值能反應植株葉綠素濃度[19]。本次實驗，以龍椒主要生育期分析不同施肥處理，對葉片SPAD值的影響。

由圖3、表4可知，龍椒在所有處理進入生長期時葉片SPAD值開始逐漸遞增，而進入開花結果期又呈現下降趨勢，從幼苗期至開花結果期組間內SPAD值略有增加，但未達顯著性水平(P<0.05)。而在采收初期T3處理與CK、T1、T2經方差齊性檢驗后具有顯著性差異，并獲得SPAD平均最大值62.03，比同期對照組(CK)，T1、T2、T3、T4，分別增高5.28、4.35、3.98、2.98 cm，表現為T3>T4>T2>T1>CK。通過實驗，SPAD值與不同施肥處理在龍椒幼苗期、開花結果期呈現負相關性，在生長期和采收初期呈正相關性。

圖3 不同施肥處理的龍椒SPAD值變化曲線

表4 不同施肥處理對龍椒各生育期SPAD值的影響

2.3 不同施肥處理對土壤化學性質的影響

不同施肥處理對土壤化學性質的影響見表5。

表5 不同施肥處理對龍椒土壤酸度及NPK養分指標變化

根據土測結果，所有處理中配施土壤調理劑的處理更有助于改善龍椒土壤礦質元素的性狀。由表5可知，所有處理較原供試土壤，養分含量產生變化，配施土壤調理劑組與其余處理比對后具有顯著性差異，土壤pH均得到提升，總體呈現中性，但在T4處理中獲得最大pH值7.15，同比對照增加10%；有機質增加以T3處理為最大數據35.23，表現為T3>T4>T2>T1>CK；水解性氮含量不同程度增加，與CK相比，T2、T3、T4處理，分別提升 95.4 mg/kg～133.5 mg/kg；有效磷隨土壤pH的升高呈增長趨勢，各處理較施用前分別增幅52%、82.12%、90%、67.4%；處理T1-T4速效鉀含量分別提高 202.3 mg/kg、173.98 mg/kg、129.43 mg/kg、154.88 mg/kg。可見T1處理施P總量最高，但隨著施肥量的增加有效磷卻遞減，這可能是常年施用化肥，導致土壤磷酸根離子與Fe、Al氧化物形成難溶性磷酸鹽，減少了土壤磷元素的可利用性[20]。研究證明，施用土壤調理劑有助于活化土壤酶活性，增加微生物含量，提高養分轉化效率，使有機質含量增加，有效緩解土壤肥力下降問題[21-23]。同時，保證土壤有機碳和速效養分的持穩性，進而提高龍椒果實品質，達到土壤局部改良的效果。

3 結論與討論

從植株性狀、SPAD值、土壤養分等方面分析，施肥處理的排序為：T3>T4>T2>T1>CK。從龍椒產量和品質方面分析，T3、T4兩種處理各有優勢，T3單果重優于T4，且果面更為光滑、畸形果較少，但T4在單株結果數方面優于T3。因此，如果需要考慮龍椒單果品質，可犧牲一部分產量，宜采用T3處理。單一施用化學肥料雖讓龍椒在營養生長期間表現較好，但在轉入生殖生長后的農藝性狀不及有機無機復混肥配施土壤調理劑的，且隨施肥量的增加對于改善土壤養分性狀有一定抑制作用，也不經濟。作物吸收利用土壤養分的多少反映不同生育期生長的好壞，更反映肥料養分釋放與供應特征。有研究表明，微生物菌劑與聚谷氨酸對辣椒葉片SPAD值及凈光合速率均有顯著提升，T3處理中明顯高于T4、T2處理。分析認為，磷礦粉制成的土壤調理劑有很大的比表面積，易于吸附于土壤膠體。微生物菌劑又能為土壤微生物代謝提供多元化的碳源，而Y-PGA中的羧酸負離子能螯合土壤中的正電荷離子，加強了對銨態氮的吸附能力。對比NPK養分化肥，有機無機復混肥中添加的氨活化腐殖酸，減少了土壤無機磷的固定，又促進溶解，可提高磷的有效性。兩者結合用于底肥施用后，可顯著改善作物根區微生態群落，提高酸性土壤pH值、土壤酶活性含量和團聚體穩定性，達到保水節肥的目的。這種配施方法不僅使土壤速效養分有明顯增加，還能調控作物生長發育、養分吸收、生理代謝，這也與前人的研究結果類似。有可能是種植時出現高溫障礙、病蟲害、追肥不及時等問題，無法及時將各營養元素供應于土壤和植株地下部，導致T4、T2處理實驗數據受影響，從而綜合表現弱于T3處理，所以部分結果還有待進一步研究。雖然，實驗對龍椒各生育期葉片SPAD值均產生變化，但在不同施肥處理與龍椒主要生育期下的SPAD值沒有一定相關性。因此，為研究SPAD值與龍椒的關系，今后實驗中還要對不同肥料的施肥數量及龍椒的追肥節點進一步調整。另外，本次實驗僅用于室內種植，田間露地種植受不同地區光照、溫度、土壤肥力等影響，還需對上述3種配施處理開展實驗示范工作，盡快在實際生產中推廣使用。