不同配比腐植酸復合肥對種植辣椒的土壤酶活性和養分含量的影響

范仲卿 郭新送 張 晶，2 洪丕征 丁秀紅 李 超 馬學文

1 山東農大肥業科技有限公司 泰安 271600

2 山東合泰檢測技術服務有限公司 泰安 271600

3 即墨區農業農村局 青島 266200

辣椒是我國人民不可或缺的重要風味蔬菜。我國是辣椒主產國之一，種植面積近2×106hm2，居世界首位，但依然無法滿足廣大人民日益增長的需求[1]。近年來，我國辣椒產量穩步上升，但仍存在部分區域栽培技術落后，投入結構不合理等原因，辣椒品質差，不能滿足消費需求[2]。作物高產和優質的基礎是健康的土壤環境，土壤酶是土壤生態系統新陳代謝的重要動力，可反映土壤肥力變化，土壤中各類土壤酶活性和養分含量已成為衡量土壤質量的常規指標。腐植酸可提高土壤陽離子交換能力，改良土壤團粒結構、提高肥料利用率、維持土壤酸堿平衡[3～8]。為充分探明腐植酸復合肥對辣椒種植過程中土壤酶活性和土壤養分含量的影響，本研究以辣椒為供試材料，采用不同腐植酸質量分數的復合肥，連續4 年開展土壤酶活性和養分含量的測定，探究土壤相關特性變化規律，以期為腐植酸類肥料在我國辣椒種植中的使用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗時間地點

本研究于2014—2017 年在山東省泰安市肥城市山東農大肥業科技有限公司試驗基地（N 35°04′，E 116°18′）開展。

1.2 供試材料

供試土壤：紅壤土，土壤養分含量為全氮1.5 g/kg、堿解氮110.2 mg/kg、有機質14.2 g/kg、速效鉀79.3 mg/kg、有效磷31.1 mg/kg，pH 值7.12。

供試作物：辣椒，品種為“干椒3 號”。常規露地栽培，除肥料處理不同外，其他田間管理措施與常規狀況一致。

供試肥料：均由山東農大肥業科技有限公司提供，使用尿素、一銨、硫酸鉀、硫酸銨、氯化鉀等原料混合入特定比例腐植酸，經滾筒造粒制得N-P2O5-K2O 為15-15-15 的硫基復合肥。其中，腐植酸以風化煤為原料提取，并經堿活化處理制得，總腐植酸含量為40%。普通復合肥為15-15-15 的硫基復合肥。

1.3 試驗設計

本試驗設置T0、T1、T2、T3 和T4 共5 個處理，每個處理3 次重復。其中，T0 處理施用普通復合肥，不添加腐植酸；T1、T2、T3、T4 處理分別為腐植酸質量分數為2%、4%、6%、8%的復合肥。小區面積20 m2（寬2.5 m，長8 m），辣椒于4 月上旬定植，株距25 cm，行距采用大小行種植，大行70 cm，小行50 cm。2014—2017 年連續4 年同一試驗小區采用同一種施肥處理。其中，2014 年為最佳處理篩選年度，2015—2017 年僅記錄T0、T3 數據，其余處理作保護區使用。所有小區施肥量按750 kg/hm2計，施肥方法為底肥一次性投入，定植前2 ～3 天施用。土壤養分含量指標為辣椒收獲后采用5 點取樣法取樣檢測，試驗區除辣椒種植外不作輪作處理。

1.4 土壤酶活性和土壤養分元素含量測定

（1）土壤酶活性測定方法。

土壤脲酶采用靛酚藍比色法測定，土壤堿性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法測定，土壤蔗糖酶采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定，過氧化氫酶采用0.1 mol/L KMnO4滴定法測定[9，10]。

（2）土壤養分元素含量測定方法。

土壤有機質采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱法測定，堿解氮采用堿解擴散法測定，有效磷采用鉬銻抗比色法測定，速效鉀采用火焰光度計法測定[11]。

1.5 數據處理

試驗數據采用Microsoft Excel 2013進行處理，使用DPS7.05 開展數據統計分析和差異顯著性比較分析。

2 結果與分析

2.1 腐植酸含量對辣椒土壤酶活性和土壤養分元素含量的影響

2014 年度對不同腐植酸質量分數的復合肥施用下的土壤酶活性進行分析（表1），T1 處理土壤脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶和堿性磷酸酶活性均高于T0 處理，但差異均不顯著。T2 處理土壤蔗糖酶、過氧化氫酶較T0 處理顯著增加，脲酶、堿性磷酸酶較T0 處理差異不顯著。T3、T4 處理脲酶、蔗糖酶、過氧化氫酶和堿性磷酸酶活性均顯著高于T0處理。相較于T3 處理，T4 處理脲酶、堿性磷酸酶活性略有增高，但不顯著；而蔗糖酶有所降低，但不顯著；過氧化氫酶維持穩定。這表明，在此試驗條件下，施用腐植酸復合肥中腐植酸質量分數達到4%，可對土壤酶活性有明顯增加效果，綜合投入性價比，腐植酸質量分數為6%的處理效果最佳。

對不同處理下的土壤養分含量進行分析（表1），相較于T0 處理，T1 處理的土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量均有增高，其中有效磷含量差異達顯著水平，其余指標差異不顯著；T2處理與T0 處理相比，土壤有機質、堿解氮、有效磷含量顯著增加，速效鉀含量差異不顯著。相較于T1、T2 處理的堿解氮含量顯著增加，其余指標差異不顯著。T3、T4 處理土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量均較T0 處理顯著增加。T3、T4處理間土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量差異不顯著。這表明，在此試驗條件下，施用腐植酸復合肥可增加土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量，腐植酸質量分數達到6%以上時土壤各養分元素含量均顯著增加，腐植酸質量分數為8%的處理和腐植酸質量分數為6%的處理間無顯著差異，綜合投入性價比，腐植酸質量分數為6%的處理對土壤養分元素含量的增加達最佳效果。

表1 2014 年不同配比腐植酸復合肥對種植辣椒的土壤酶活性和養分含量的影響Tab.1 Effects of different proportions of humic acid compound fertilizer on enzyme activity and nutrient content in soil for growing pepper in 2014

2.2 6%腐植酸復合肥對種植辣椒的土壤酶活性和養分隨時間的變化

為探究所篩選的最佳腐植酸質量分數復合肥處理對辣椒土壤酶活性和養分指標隨種植年限的變化，在2014 年基礎上，2015—2017 年選擇T0、T3 2 種處理方式，繼續連續種植，監測腐植酸復合肥對土壤酶活性和養分含量的影響。由表2 可以看出，在2014—2017 年4 個年度中，施用腐植酸質量分數為6%的復合肥土壤酶活性均顯著高于T0 處理，辣椒種植時間越長，脲酶、堿性磷酸酶含量增加幅度越大，蔗糖酶、過氧化氫酶無此變化規律，各年度間2 種不同施肥處理各土壤酶活性雖均無明顯變化趨勢，但T0 處理第4 年各土壤酶活性均小于第1 年，T3 處理第4 年各土壤酶活性均大于第1 年，表明連續施用腐植酸質量分數為6%的復合肥與普通復合肥相比，可明顯增加土壤酶活性，脲酶、堿性磷酸酶隨腐植酸復合肥施用時間越長，增加幅度越大。

表2 2014—2017 年T0、T3 處理對種植辣椒土壤酶活性和養分含量的影響Tab.2 Effects of T0 and T3 treatments on enzyme activity and nutrient content in soil for growing pepper from 2014 to 2017

對于土壤養分指標來說，在2014—2017 年4 個年度中，T3 處理各養分指標均顯著高于T0 處理，且整體上隨著辣椒種植年限的增加，增加幅度越大。隨著辣椒種植年限的增加，T0 處理和T3 處理土壤養分指標均呈逐年降低的趨勢，這可能與一次底肥使用并不能滿足辣椒養分需求有關。T0 處理，第4 年土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量較第1 年分別降低3.7%、13.0%、6.6%、11.5%，T3 處理上述指標則降低3.5%、8.8%、1.8%、7.2%，降低幅度小于T0 處理，表明使用腐植酸質量分數為6%的復合肥，較普通復合肥可減少土壤養分流失，且隨著辣椒種植年限的增加，效果更加明顯，這可能與腐植酸能降低土壤養分流失有關。

3 討論與結論

健康的土壤環境是保證辣椒產量和品質的基礎。前人研究結果表明，腐植酸類物質可通過調節土壤酶活性和營養元素含量，調控植物的營養作用，進而提升農作物產量并改善農作物品質[12～18]。

因此，探究不同配比的腐植酸復合肥對辣椒土壤酶活性和養分含量的影響，對于推動腐植酸類肥料在辣椒栽培中的研究和應用具有重要意義。

本研究中，通過設置普通復合肥和不同腐植酸質量分數的復合肥的方式來探究腐植酸復合肥對種植辣椒的土壤酶活性和養分含量的影響。相較于普通復合肥，腐植酸質量分數為4%、6%和8%的復合肥，可顯著提升各類土壤酶活性和土壤養分指標。相較于腐植酸質量分數為6%的復合肥，腐植酸質量分數為8%的復合肥土壤酶活性和土壤養分含量并無明顯提升，表明在該試驗條件下，綜合投入性價比，腐植酸質量分數為6%的復合肥為最佳處理。

2014年度篩選最佳腐植酸質量分數復合肥后，2015—2017 年度繼續開展腐植酸復合肥對辣椒土壤酶活性和土壤養分含量隨時間變化的試驗。發現連續4 年種植條件下，腐植酸質量分數為6%的復合肥和常規復合肥處理的土壤酶活性均無明顯變化規律，而土壤養分指標隨種植年限的增加呈逐年降低趨勢，可能與連續種植條件下，一次底肥施用并不能滿足辣椒養分需求有關。

各年度均表現為施用腐植酸質量分數為6%復合肥處理的土壤酶活性、土壤各養分指標顯著高于普通復合肥處理，且腐植酸質量分數為6%的復合肥較普通復合肥土壤脲酶活性、堿性磷酸酶活性、有機質含量、有效磷含量、速效鉀含量、堿解氮含量的增加幅度均隨種植年限的增加而增大，普通復合肥土壤酶活性各指標第4 年均小于第1 年，腐植酸質量分數為6%的復合肥第4 年則均高于第1 年，表明連續使用腐植酸質量分數為6%的復合肥可明顯改善土壤酶活性，且土壤培肥效果優于普通復合肥，這可能與腐植酸可提升肥料利用率和土壤肥力有關，與前人研究結果基本一致[17～20]。

綜上所述，與普通復合肥相比，施用腐植酸復合肥可以有效提升種植辣椒的土壤酶活性和土壤養分含量，以腐植酸質量分數為6%的復合肥效果最佳。在連續4 年施用腐植酸復合肥的條件下，種植辣椒可長期保持較高土壤酶活性和土壤養分含量。