松樹針葉有機肥與減量化肥配施對辣椒生長及土壤肥力的影響

朱文超，王 巖，韓 超，鄭 派，胡明文*

（1.貴州省農業科學院辣椒研究所，貴州 貴陽 550006；2.貴州農業職業學院，貴州 貴陽 550006；3.貴州威恒農業科技有限公司，貴州 黔南 558000)

辣椒（Capsicum annuumL.）作為我國第一大蔬菜作物[1]，是國家實施農業供給側結構改革中可利用的主要特色經濟作物之一。貴州辣椒種植面積（常年種植面積33.3萬hm2，占全國辣椒總種植面積的17%）、加工規模與市場集散規模均居全國首位，是中國辣椒優質產區[2]；然而，由于種植水平低，辣椒種植過程中存在過量施用化肥、不合理施肥等現象，導致了肥料利用率低、農業生產成本增加、農業面源污染嚴重等問題，這威脅到貴州辣椒產業的可持續發展；因此，迫切需要一種在保產和增益基礎上，促進農業可持續發展的合理施肥措施。

增施有機肥是保持土壤生產力和減少化肥施用的一種傳統而有效的方法，可以達到節約成本和增加養分有效性的雙重作用[3]。在玉米[4]、小麥[5]、水稻[6]、蔬菜[7-10]等作物上的研究表明，有機肥替代部分化肥或與化肥配施可以促進作物生長、提高產量、增加肥料利用率、培肥土壤、減少環境污染；然而，有機肥替代部分化肥或與化肥配施對作物和土壤的影響程度，因作物系統、栽培管理、氣候條件、試驗年限等的不同存在顯著差異。長期定位試驗表明，在配施有機肥處理下，小麥和玉米的產量相對于單施化肥均沒有顯著增加[11]。劉紅江等[12]對不同有機肥替代比例對水稻產量影響的研究顯示，各有機肥替代比例下水稻的產量并沒有顯著提高，甚至低于單施化肥處理；因此，明確不同地區、不同作物系統中有機肥與減量化肥配施的最適比例，對實現特定地域、作物的肥料高效利用具有重要意義。

松樹針葉是一種可再生的自然資源，我國松針資源豐富，松針蘊含量在1億t以上，且松樹分布區域密集，有利于松針的收集利用，每年可獲得松針200萬～300萬t，具有相當廣闊的開發前景[13]；同時，松針富含的蛋白質、氨基酸、微量元素和活性物質等對作物的生長有重要意義，是一種不可多得的有機肥原材料[14]。但目前，對松針有機肥的開發、應用研究報道較少。綜上，本試驗通過研究不同松樹針葉有機肥與減量化肥配施對貴州辣椒生長及土壤肥力的影響，以期為實現松樹針葉有機肥在貴州辣椒生產中的應用和減肥增效提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于貴州省辣椒研究所遵義官莊基地（27°44' N，107°12' E）。該地屬亞熱帶季風氣候，終年溫涼濕潤，冬無嚴寒，夏無酷暑，雨量充沛，日照充足。試驗田土壤類型為黃棕壤，土壤基本理化性狀為：含有機質11.36 g/kg，全氮2.32 g/kg，有效磷24.56 mg/kg，速效鉀109.59 mg/kg，pH值6.58。前茬連續3年辣椒連作，肥力均勻，排灌方便。

1.2 試驗材料

供試辣椒品種為“辣研102”，由貴州省辣椒研究所選育。

供試有機肥由貴州威恒農業科技有限公司提供，為褐色液體有機肥，以松樹針葉有機溶劑提取物作為有效成分，按照工藝以及配方不同分為Ⅰ號和Ⅱ號[15]。其養分含量見表1。供試化肥為貴州科泰金福肥業有限公司提供的復合肥料（15-15-15）。

表1 有機肥養分含量

1.3 試驗方法

試驗設置5個處理：（1）不施肥處理（CK）；（2）常規施肥處理（FP），施入復合肥750 kg/hm2，無追肥；（3）化肥減量20%配施有機肥處理（OP1），復合肥施入量為600 kg/hm2，有機肥施用量為570 L/hm2；（4）化肥減量50%配施有機肥處理（OP2），復合肥施入量為375 kg/hm2，有機肥施用量為570 L/hm2；（5）化肥減量80%配施有機肥處理（OP3），化肥施入量為150 kg/hm2，有機肥施用量為570 L/hm2。化肥均作為底肥移栽前一次性施入。

松樹針葉有機肥施用方法以及用量：分別于辣椒苗期（4月30日）、花期（5月30日）、盛果期（7月15日）施用Ⅰ號營養液150 L/hm2，共計450 L/hm2，稀釋25倍，灌根施肥；于辣椒初果期（6月20日）施用Ⅱ號營養液120 L/hm2，稀釋25倍，灌根施肥。不施用有機肥處理小區用等量清水進行灌根。

試驗采用全覆膜起壟種植。辣椒于2020年4月26日定植，定植行株距130 cm×40 cm，小區面積為20 m2，四周設置保護行，隨機排列，并設3次重復。各小區除施肥處理不同外，其他田間管理措施保持一致。

1.4 指標測定

2020年9月10日，對各小區隨機選取10株辣椒進行采收，按照DB52/T 976—2014[16]的測產方法和校準系數統計與計算各個小區辣椒產量和構成因素。并調查統計辣椒炭疽病的感病株數、病級，計算病情指數[17]。

辣椒收獲期結束后采集土樣。每個小區采用“之”形采樣，隨機選5個點，每個點用開口土鉆采集0～20 cm的土壤，將5個點土樣混合均勻后作為該小區的代表性樣品。土壤堿解氮測定采用堿解擴散法，土壤速效磷測定采用鉬銻抗比色法，土壤速效鉀測定用火焰光度法，土壤有機質測定用重鉻酸鉀-外加熱法，土壤pH值測定采用電位計法（水土比2.5∶1）[18]。

成熟期隨機選取10株辣椒，于收獲前用刻度尺、游標卡尺測定株高、莖粗。同時將地上部、根部分別收獲，植株地上部和根系樣品洗凈后用濾紙吸干水分，然后放入烘箱中，先105 ℃殺青30 min后70 ℃烘干至樣品恒質量，用于測定干質量和植株氮、磷、鉀含量。植株、果實樣品經H2SO4-H2O2消煮后，全氮測定采用奈氏比色法，全磷測定采用鉬銻抗比色法，全鉀測定采用火焰光度計法[18]。

1.5 數據處理

試驗數據采用SPSS 24.0軟件處理和分析，不同處理進行差異性檢驗（P＜0.05）。采用Microsoft Excel 2010制作圖表。

2 結果與分析

2.1 有機肥替代對辣椒生長及抗性的影響

從表2可以看出，化肥減量及配施有機肥同樣可以達到常規施肥對辣椒生長的促進效果。辣椒株高在OP1處理時達到最大，較CK處理顯著提高了28.64%，且OP1與FP處理之間無顯著差異。辣椒莖粗在FP處理時達到最大，OP1、OP2與FP處理之間均無顯著差異，但施肥處理FP、OP1、OP2較CK處理分別顯著增加了50.32%、49.81%、37.29%。根部與地上部生物量方面，OP1處理與FP處理之間均無顯著差異，OP2、OP3處理均較FP處理顯著降低，但較CK處理根部生物量分別顯著提高了52.91%、24.80%，地上部提高了10.32%、5.49%。施肥能顯著降低辣椒炭疽病的發病率與病情指數。OP1處理較FP處理辣椒發病率與病情指數分別顯著降低了17.93%、22.28%，且在處理間達到最小，隨著化肥施入量的減少，辣椒發病率與病情指數有增加趨勢。

表2 不同處理對辣椒生長及發病情況的影響

2.2 有機肥替代對辣椒產量與構成因素的影響

由表3可知，施肥處理較CK顯著改善了辣椒產量構成，且施肥處理之間差異也達到了顯著水平。較FP處理，OP1處理的單株掛果數、單株果質量、單果質量、果長、果肉厚度、總產量分別增加了11.01%、10.11%、7.6%、1.26%、1.05%、10.16%。施肥處理FP、OP1、OP2、OP3較CK處理顯著增加了辣椒產量，分別增加了69.54%、86.76%、42.62%、23.85%。有機肥替代OP1處理條件下，辣椒總產量達到最大，較FP處理提高了10.16%，但差異不顯著。不同處理總產量大小順序為OP1＞FP＞OP2＞OP3＞CK。

表3 不同處理對辣椒產量構成因素的影響

2.3 有機肥替代對辣椒養分含量的影響

由表4可知，有機肥替代減量化肥的處理有利于辣椒植株養分的積累，同時能夠有效地協調營養生長和生殖生長對養分吸收的關系。有機肥替代減量化肥處理OP1、OP2與FP處理辣椒植株氮含量無顯著差異，三者較CK處理分別顯著提高了28.79%、26.86%、29.68%（根部），20.53%、17.21%、17.62%（地上部），25.08%、20.55%、13.92%（果實）。施肥顯著增加辣椒植株磷含量，辣椒植株各組分中磷含量均在OP1處理時達到最大，隨著化肥施入量的減少，磷含量呈現顯著降低的趨勢；FP、OP1、OP2、OP3處理辣椒果實磷含量較CK顯著提高了58.63%、59.44%、25.70%、9.24%。施肥顯著增加辣椒植株鉀含量，FP與OP1處理辣椒根部、地上部鉀含量無顯著差異，辣椒植株鉀含量分別較CK顯著提高了48.58%、48.98%（根部），35.92%、37.47%（地上部）；FP、OP1、OP2、OP3處理辣椒果實鉀含量較CK顯著提高了63.75%、82.72%、39.28%、20.93%。

表4 不同處理對辣椒養分含量的影響 g/kg

2.4 有機肥替代對土壤養分含量的影響

由表5可知，化肥減量配施有機肥處理（OP1、OP2）下的土壤堿解氮含量均高于常規處理（FP），其中，OP1處理下土壤堿解氮含量最高（102.33 mg/kg），較FP處理顯著提高了9.16%。FP處理條件下土壤有效磷含量達到最大，較CK顯著提高了112.89%。隨著化肥施入量的減少，土壤有效磷含量雖有下降趨勢，但差異不顯著，化肥減量并配施有機肥各處理均達到常規處理下土壤有效磷含量水平。土壤速效鉀含量變化趨勢與有效磷相似。值得注意的是，FP處理使得土壤有機質含量較CK略有減少，但差異不顯著。化肥減量配施有機肥處理較常規施肥顯著提高了土壤pH值，但處理間差異不顯著。

表5 不同處理對土壤養分含量的影響

3 討論

3.1 有機肥替代化肥減量對辣椒生長、產量的影響

化肥減量配施有機肥能有效協調養分的供應，及時滿足作物生長對養分的需求，促進作物生長并增加產量。本研究發現，在化肥減量20%配施松樹針葉有機肥的條件下，辣椒的各項生長指標與常規施肥處理無顯著差異；且沒有出現減產的現象，甚至可以達到穩產以及略有增產的效果。其原因可能是，有機肥不僅帶來大量的氮、磷、鉀等營養物質，還為土壤微生物提供了碳源，提高了微生物活性，加速了養分的循環與轉化[19-20]；另外，有研究表明，有機肥中的有機碳可提高根系分泌物含量，進而提高土壤微生物生物量碳氮及土壤養分含量[21-22]。有機肥替代減量化肥處理較常規施肥處理顯著降低了辣椒的發病率、病情指數。研究表明，有機肥可降低植物致病的微生物數量，增加植物抗性及對有害病菌的拮抗和殺滅作用，從而不同程度地降低了植物病情指數和病株率，提高了植物的抗病性[23-24]。這與本研究的結果是一致的。

3.2 有機肥替代化肥減量對辣椒、土壤養分含量的影響

有機肥替代減量化肥的處理有利于辣椒植株養分的積累，同時能夠有效地協調營養生長和生殖生長對養分吸收的關系。本試驗發現，辣椒各組分磷、鉀含量均在OP1處理時達到最大，隨著化肥施入量的減少，磷、鉀含量呈現顯著降低的趨勢。這說明，有機肥的保水、保肥性可降低化肥養分的流失，保證了作物對養分的運輸和吸收[25]。值得注意的是，有機肥替代減量化肥處理OP1、OP2較FP處理辣椒植株、果實氮含量無顯著差異，這可能是因為試驗地點高溫、多雨的氣候條件在加速有機肥分解的同時，增加了養分的流失。有研究表明，在干旱年份有機肥的增產作用更加明顯，且對氮肥利用率的提升效果顯著[26]；因此，低溫、少雨的地區有機肥可以更好地發揮其保溫保水性，更利于激發土壤中微生物的活性，促進作物對養分的吸收[27]。

氮素是植物在生長過程中需求量最大的元素之一，其含量高低是衡量土壤肥力的重要依據[28]。在一些長期定點試驗中發現，施有機肥料區的土壤含氮量均高于化肥和無肥區[29]。本研究發現，化肥減量配施有機肥處理下土壤堿解氮含量普遍達到甚至超過常規處理。這是因為有機肥的含氮量高，在分解的過程中可以釋放更多氮素，并且有機肥的保肥、保水特性能可使更多的氮素保存在土壤中，減少氮素流失，提高土壤氮素滯留時長[30]，從而達到降低施肥成本、提高土壤氮素含量的要求。土壤中有效磷、有效鉀含量均在常規施肥處理條件下達到最大，配施有機肥后，隨著化肥施入量的減少，磷、鉀含量雖有下降趨勢，但差異并不顯著。這說明化肥減量配施有機肥可促進養分向有效態轉化，提高土壤磷、鉀養分含量，協調土壤養分平衡供應，對提高土壤養分資源有顯著作用[31]。

4 結論

綜上，化肥減量配施有機肥在促進辣椒生長與產量的形成、增強吸收養分能力、改善椒園土壤肥力等方面具有積極作用。綜合以上因素，本試驗條件下，化肥減量20%配施松樹針葉有機肥的施肥方式最優。