化肥減量配施生物有機肥對辣椒產量及土壤微生物的影響

唐冰璇，程 偉，張 敏，李一璐，魏小武，王玉雙，單世平，伍善東

（湖南省微生物研究院，湖南 長沙 410009）

辣椒（Capsicum annuumL.）是一種茄科蔬菜植物，其果實富含可溶性糖、維生素C、辣椒素等，已經成為全國各地重要的經濟作物，在我國廣泛種植[1]。據統計，湖南省近年來辣椒種植面積穩定在12 萬hm2以上，辣椒總產量超過322 萬t[2]。然而，由于在辣椒種植過程中普遍存在過量施用化肥等現象，導致土壤酸化，土壤養分大量流失，土壤有機質存量下降和面源污染等問題[3-4]。因此，探究在辣椒的種植過程中，減少化肥的施用量并配施生物有機肥的施肥方式對辣椒產業的綠色可持續發展具有重要意義。

生物有機肥是指畜禽糞便和植物殘體（如農作物秸稈、木屑、谷殼等）經無害化處理、高溫腐熟后與某些特定功能微生物復合而成的一類兼具微生物肥料和有機肥效應的肥料[5]。文獻報道稱生物有機肥可以提高辣椒產量和品質，增加根際土壤酶活性，增加肥料利用率，配肥土壤，減少環境污染，越來越受到人們的重視并在生產上廣泛使用[6-9]。課題組在益陽市赫山區種植大戶承包的田地采用小區試驗的方法，探究化肥減量配施生物有機肥對辣椒生物學性狀、產量及土壤微生物的影響，以期為減少化肥使用量、增加辣椒產量、提高品質及改善土壤環境提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗地土壤為灰泥田，肥力中等。試驗前測定土壤有機質含量為43.8 g/kg，pH 值為5.58，全氮4.5g/kg，堿解氮139.8 mg/kg，全鉀31.8 g/kg，速效鉀187.7 mg/kg，全磷1.6 g/kg，有效磷51.2 mg/kg，前荏作物為水稻。

辣椒品種為博辣8 號。供試肥料由湖南省微生物研究院研制，生物有機肥由40%雞糞、25%菜籽餅、20%鋸木屑、15%解淀粉芽孢桿菌菌劑構成，解淀粉芽孢桿菌活菌數≥0.2 億CFU/g，其余技術指標均符合生物有機肥標準（NY 884—2012）。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計試驗設4 個處理，T1：空白對照（不施任何肥料）；T2：常規施肥（即白俄羅斯復合肥，施用量為750 kg/hm2）；T3：滅活生物有機肥+常規施肥減量10%（即滅活生物有機肥施用量為2 250 kg/hm2+白俄羅斯復合肥施用量為675 kg/hm2）；T4：生物有機肥+常規施肥減量10%（即生物有機肥施用量為2 250 kg/hm2+白俄羅斯復合肥施用量為675 kg/hm2）。辣椒移栽前各處理肥料一次性溝施，施肥深度為10～20 cm。試驗采用隨機排列，重復3 次，共12 個小區，覆蓋地膜，小區面積30 m2。試驗地開溝作畦，畦長7.5 m，畦寬4 m，溝深20 cm，溝寬50 cm，四周保護行寬為3 m。

1.2.2 試驗操作與管理供試辣椒于2020 年1 月12 日穴盤育苗，3 月12 日移栽，移栽密度為37 500株/hm2。移栽前于3 月9 日整地，按照試驗方案施肥，各處理的病蟲害防治、澆水、除草等管理措施均一致。

1.2.3 樣品的采集與測定土壤施用各處理肥料后立即取樣一次，以后每25 d 取一次，共取3 次，按五點取樣法采集0～20 cm 的土壤，陰涼處風干，粉碎過20 目篩，用于土壤微生物數量的測定。收獲時各處理單收、單曬、單獨稱重，計算各處理辣椒產量，同時按處理分別在每個小區取30 株有代表性的植株，分別記錄株高、果長、果寬、單果重。土壤樣品按照一系例倍比稀釋后再涂平板的方法測定細菌、放線菌、真菌數量，細菌采用LB 培養基，放線菌采用高氏一號培養基，真菌采用孟加拉紅培養基。

1.3 數據處理

采用Microsoft Excel 2007 軟件對試驗數據進行計算，采用SPSS 17.0 軟件對數據進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對辣椒生物學性狀的影響

從表1 可以得知，與T1、T2、T3 相比，T4 的辣椒株高分別增加19.1、5.7、6.5 cm，果長分別增加8.4、2.8、3.3 cm，果寬分別增加0.5、0.2、0.3 cm，單果重分別增加15.9、7.8、7.4 g，差異均達顯著水平。這說明T4 能顯著提高辣椒的株高、果長、果寬和單果重。

表1 不同施肥處理對辣椒生物學性狀的影響

2.2 不同施肥處理對辣椒產量及經濟效益的影響

與T1、T2、T3 相比，T4 的辣椒產量、收益、純收益均有所增加（表2）。T4 的產量為15 444.9 kg/hm2，顯著高于其他處理；T1 的產量最低，為6 862.8 kg/hm2；T2 與T3 產量差異不顯著。T4 分別比T1、T2、T3 增產125.1%、13.3%、16.1%。總收益最高的是T4，為46 334.7 元/hm2，顯著高于其他處理；最低的是T1，T2 與T3 差異不顯著。總收益除去肥料成本、育苗成本、人工成本，辣椒純收益最高的是T4，為30 104.7 元/hm2，顯著高于其他處理，其余為T2 ＞T3 ＞T1，差異均達顯著水平。T4 的純收益分別比T1、T2、T3 增加20 916.0、3 906.0、6 436.2元/hm2，增幅分別為227.6%、14.9%、27.2%。

表2 不同施肥處理對經濟效益的影響

2.3 不同施肥處理對土壤中細菌數量的影響

采用平皿菌落計數的方法是分析土壤微生物的一個重要手段，可以直接反映土壤中細菌、真菌、放線菌的數量狀況。經過3 次土壤取樣計數，T4 的土壤細菌數量顯著高于其他3 個處理，施肥50 d 后，T4 土壤中細菌數達最高值（見圖1）。T4 土壤中由于施用了生物有機肥，能顯著增加土壤中的細菌數量，同時生物有機肥有機質含量高，有利于改善土壤的理化性狀，使得土壤的通氣性和透水性能增強，可以緩解因化肥長期使用造成的土壤板結，并且生物有機肥還含有一定數量的微量元素，有利于促進細菌的生長繁殖。

圖1 不同施肥處理對土壤中細菌數量的影響

2.4 不同施肥處理對土壤中放線菌數量的影響

由圖2 可知，施肥25 d 后，T4 土壤中放線菌的數量達到最大值，顯著高于T2，與T1、T3 差異不顯著；施肥50 d 后4 個處理土壤中的放線菌含量均降低了，可能是追施復合肥影響了放線菌的繁殖，但是T4 土壤中放線菌的含量顯著高于T1、T2、T3。生物有機肥為土壤提供了大量的營養物質，改良了土壤環境，有利于微生物的生存及生長，提高了土壤中放線菌的含量。

圖2 不同施肥處理對土壤中放線菌數量的影響

2.5 不同施肥處理對土壤中真菌數量的影響

從圖3 可知，施肥25 和50 d 后，T4 土壤中真菌的數量均低于其他3 個處理，這種情況可能與生物有機肥中的功能菌有關，生物有機肥中的功能菌——解淀粉芽孢桿菌對部分真菌有拮抗作用，從而抑制了真菌的繁殖。

圖3 不同施肥處理對土壤中真菌數量的影響

3 結論與討論

試驗結果表明，T4 能顯著提高辣椒的株高、果長、果寬和單果重，T4 產量為15 444.9 kg/hm2，比T1、T2、T3 分別增產125.1%、13.3%、16.1%。4 個處理的純收益在9 188.7～30 104.7 元/hm2，其中以T4 純收益最多。T4 土壤細菌數量顯著高于其他3 個處理，施肥50 d 后，T4 土壤中細菌數達最大值。T4 土壤中放線菌的數量施肥25 d 后達到最大值，顯著高于T2，與T1、T3 差異不顯著，施肥50 d 后4 個處理土壤中的放線菌數量均降低。施肥25 和50 d 后，T4 土壤中真菌的數量均低于其他3 個處理。

化肥減量10%配施生物有機肥有利于促進辣椒的生長發育，能顯著提高辣椒的株高、果長、果寬和單果重，增加辣椒產量和純收益，有利于增加土壤中細菌和放線菌的數量，減少土壤中有害真菌的數量。減少化肥的使用量有利于減少農業生產中面源性污染，降低成本，增加農民收入，有利于農業的可持續發展。化黨領等[10]、張建國等[11]的研究結果表明，與施用化肥相比較，化肥減量配施生物有機肥能夠提高土壤養分活力，養分釋放緩慢持久，有利于滿足作物后期的營養需求，有利于提高作物產量。生物有機肥中的功能微生物在生長繁殖過程中產生大量的代謝產物，促使土壤中有機物分解轉化，能直接或間接為作物提供多種營養，刺激作物生長發育[12]。土壤中細菌、真菌、放線菌是土壤生態系統的重要組成部分，生物有機肥的施用有利于提高土壤中微生物的數量、整體代謝能力及物種的多樣性[13]，T4 與其他3 個處理比較，有利于增加土壤中細菌、放線菌的數量，減少土壤中有害真菌的數量，此結果與袁英英等[14]的研究報道一致。

目前，我國的生物有機肥種類豐富，在蔬菜、果樹、中草藥上廣泛使用，生物有機肥開辟了一條以“農業廢棄物－生物有機肥－作物”為循環模式的可持續發展道路，但也存在有效期短、功能微生物存活效果差、價格較貴、使用效果不穩定等缺點[4]。