有機生態型廢舊基質還田利用對辣椒生長及產量和經濟效益的影響

摘要：通過探索有機生態型廢舊基質的資源化、無害化利用新途徑，使河西灌區有機生態型廢舊基質得到資源化循環再利用。以辣椒品種美國紅為指示作物，在河西綠洲灌區灌漠土區研究了有機生態型廢舊基質還田對辣椒生長的影響。結果表明，施用廢舊基質30 t/ hm2+80%常規施肥（N 300.0 kg/hm2、P2O5 96.0 kg/hm2、K2O 72.0 kg/hm2）時，辣椒折合產量最高，為32 340 kg/hm2，較不施肥對照增產27.31%，較常規施肥處理（N 375.0 kg/hm2、P2O5 120.0 kg/hm2、K2O 90.0 kg/hm2）增產12.84%；產值、凈產值均最高，分別達到71 148.0、45 742.0元/hm2，較不施肥對照分別增加15 261.4、7 705.4元/hm2，較常規施肥處理分別增加8 096.0、4 360.0元/hm2。該有機生態型廢舊基質還田配施化肥模式能有效提高辣椒產量、產值，建議在河西灌區灌漠土區辣椒生產上加以推廣應用。

關鍵詞：辣椒；有機生態型廢舊基質；還田利用；產量；經濟效益；河西灌區

中圖分類號：S641.3；S147.2" " " " "文獻標志碼：A" " " " "文章編號：2097-2172（2025）01-0073-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2025.01.012

Effects of Waste Substrate Returning on Pepper Growth， Yield，

and Economic Benefit

WU Kesheng SUN Jianhao ZHAN Jianhua LI Weiqi YANG Xinqiang CHEN Liangzhi HE Xugang

（1. Institute of Soil and Fertilizer and Water-saving Agriculture， Gansu Academy of Agriculture Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China; 2. Gansu Scientific Observing and Experimental Station of Agri-environment and Arable Land Conservation，

Ministry of Agriculture， Wuwei Gansu 733017， China）

Abstract： To explore new pathways for the harmless utilization of waste substrates organic ecological waste substrates and to promote the recycling of such substrates in the Hexi Irrigation District， using American redpepper variety（Capsicum annuum L.） as the indicator crop， the effects of returning organic ecological waste substrates to the soil on pepper growth were studied in the desert irrigation areas of the Hexi Oasis. The results showed that applying 30 t/ha of waste substrate + 80% conventional fertilization （N 300.0 kg/ha， P2O5 96.0 kg/ha， K2O 72.0 kg/ha） resulted in the highest pepper yield， which was 32 340 kg/ha. It was an increase of 27.31% compared to the unfertilized control and 12.84% higher than the conventional fertilization treatment（N 375.0 kg/ha， P2O5 120.0 kg/ha， K2O 90.0 kg/ha）. The output value and net profit also reached their highest levels， reaching 71 148.0 and 45 742.0 Yuan/ha， respectively， an increase of 15 261.4 and 7 705.4 Yuan/ha compared to the unfertilized control， and 8 096.0 and 4 360.0 Yuan/ha compared to the conventional fertilization treatment. This organic ecological waste substrate return combined with chemical fertilization model can effectively increase pepper yield and output value. It is recommended for promotion in pepper production in the desert irrigation areas of the Hexi Irrigation District.

Key words： Pepper; Organic ecological waste substrate; Return to field for utilization; Yield; Economic benefit; Hexi Irrigation District

基質栽培是無土栽培的主要方式，在設施農業生產中應用面積較大。基質原料的選擇與配方研究是基質栽培的核心技術，配方的好壞反映了無土栽培的水平［1 - 3 ］。農業廢棄物基質原料主要包括種植業廢棄物、畜禽糞便和農村居民生活廢棄物以及基質配方原料（植物莖稈、炭化秸稈、花生殼等植物殘體）［4 - 6 ］。然而大面積的基質栽培產生了大量的廢棄舊基質，會造成資源浪費和環境污染等重大問題。因此，廢舊基質的無害化處置與利用在生產上亟待解決。目前，國外對廢舊基質無害化處理主要采用蒸汽蒸、干熱或摩擦熱、堆肥、輻照和日曬等方式。有研究發現，經過蒸汽處理的廢棄基質物理結構如孔隙度、導水率等變化明顯［7 ］。生長過煙苗的廢舊基質對油菜種子萌發、根長、芽長以及幼苗鮮干重具有抑制作用［8 ］。前人研究的廢舊基質以無機基質為主，通過物理化學消毒后再次利用［9 - 10 ］，但以農業廢棄物為主要原料的有機型廢舊基質循環利用技術鮮見報道。本研究針對玉米秸稈和牛糞為主要原料的有機生態型廢舊基質無害化利用技術，開展廢舊基質還田對辣椒生長及產量效益的研究，以期減少農業廢棄物堆置產生的面源污染，保護環境，使廢舊基質得到資源化循環再利用，旨在探索以農作物秸稈和牛糞為主要原料的有機生態型廢舊基質的資源化利用新途徑。

1" "材料與方法

1.1" "試驗區概況

試驗于2022年5 — 10月在甘肅省農業科學院武威綠洲農業試驗站進行。試驗地海拔1 504 m，年平均氣溫7.8 ℃，≥10 ℃的有效積溫3 016 ℃，日照時數2 200～3 030 h，無霜期150 d，平均年降水量170 mm，蒸發量2 021 mm，為溫帶大陸性干旱氣候，屬石羊河流域井水灌區。為典型的兩季不足，一季有余的自然生態區。區內降水量少蒸發量大，降水主要集中在6 — 9月，在農業生產中的可利用率較低。土壤為灌漠土，播前0～20 cm耕層土壤含有機質為16.90 g/kg、全氮1.06 g/kg、全磷1.50 g/kg、全鉀17.60 g/kg、堿解氮69.40 mg/kg、有效磷 13.00 mg/kg、速效鉀 179.30 mg/kg，土壤容重1.40 g/cm3。

1.2" "供試材料

指示辣椒品種為美國紅，種苗由武威東誠農業有限公司提供。供試有機生態型廢舊基質為基質栽培番茄3～5 a后的廢棄舊基質，基質原材料為腐熟玉米秸稈、腐熟牛糞、河沙、蛭石、珍珠巖、凹凸棒石粉。廢舊基質的理化性狀為有機質162.00 g/kg、全氮0.67 g/kg、全磷2.09 g/kg、全鉀21.60 g/kg、堿解氮 563.00 mg/kg、有效磷 120.00 mg/kg、速效鉀 327.00 mg/kg、全鹽24.60 g/kg，pH 7.18。廢舊基質經50%多菌靈可濕性粉劑按質量比為1∶1 200的比例進行滅菌消毒并進行充分晾曬5～7 d，無害化處理后作為還田試驗材料。供試肥料為尿素（N 46%），由甘肅劉化（集團）有限責任公司生產并提供；磷酸二銨（N≥18% 、P2O5≥46%），由美國特拉肥料有限公司生產并提供；硫酸鉀（K2O 60%），由國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司生產并提供。

1.3" "試驗方法

試驗共設6個處理，處理T1，為不施肥對照（CK）；處理T2為常規施肥，即施N 375.0 kg/hm2、P2O5 120.0 kg/hm2、K2O 90.0 kg/hm2；處理T3為施用廢舊基質30 t/hm2；處理T4為施用廢舊基質30 t/hm2+100%常規施肥（N 375.0 kg/hm2、P2O5 120.0 kg/hm2、K2O 90.0 kg/hm2）；處理T5為施用廢舊基質30 t/hm2+90%常規施肥（N 337.5 kg/hm2、P2O5 108.0 kg/hm2、K2O 81.0 kg/hm2）；處理T6為施用廢舊基質30 t/hm2+80%常規施肥（N 300.0 kg/hm2、P2O5 96.0 kg/hm2、K2O 72.0 kg/hm2）。試驗隨機區組排列，3次重復，小區面積20 m2（4 m×5 m），小區四周設50 cm走道。于2022年5月5日整地，結合整地將全部磷肥、鉀肥、40%氮肥及廢舊基質按照試驗設計要求用量一次性底施，其余60%氮肥分別在辣椒開花期和盛果期各追施30%。5月24日覆膜，5月26日移栽定植，采用一膜三行種植模式，株行距為26 cm×55 cm，每穴定植1株。9月26日收獲。除草、病蟲害防治等其他管理措施同當地大田正常進行。

1.4" "測定指標與方法

作物收獲前每個小區選取10株有代表性辣椒植株作為考種樣品，測定辣椒株高、分枝數、果長、果粗、單株結果數、單株產量等性狀。選擇每小區中間1幅地膜種植帶為測產帶，全帶收獲測定鮮辣椒重量，并折算辣椒經濟產量。

1.5" "數據處理

采用Excel 2016軟件進行數據整理，運用SAS 8.0分析軟件進行差異顯著性分析。

2" "結果與分析

2.1" "不同處理對辣椒農藝性狀的影響

從表1可以看出，各處理辣椒的農藝性狀表現規律不一致。株高以T5處理最高，為48.9 cm，較CK高5.3 cm，較其余處理高0.4～5.0 cm，除與CK差異顯著（P ＜ 0.05）外，與其余處理均差異不顯著（P gt; 0.05）。分枝數以T2處理最高，為8.2個，較CK多1.1個，較其余處理多0.5～1.2個，各處理間均差異不顯著（P gt; 0.05）。株展以CK最大，為34.2 cm，較其余處理大0.2～7.1 cm，各處理間均差異不顯著（P gt; 0.05）。結果高度以T2處理最高，為19.3 cm，較CK高1.8 cm，較其余處理高0.2～2.2 cm，各處理間均差異不顯著（P gt; 0.05）。果長以T4處理最長，為13.4 cm，較CK長1.1 cm，較其余處理長0.7～1.1 cm，除與CK、T2處理差異顯著（P ＜ 0.05）外，與其余處理均差異不顯著（P gt; 0.05）。果粗以T6處理最粗，為2.8 cm，較CK粗0.7 cm，較其余處理粗0.1～0.4 cm，與CK差異顯著（P ＜ 0.05），與其余處理差異不顯著（P gt; 0.05）。同時還可以看出，各廢舊基質還田處理與常規施肥（T2處理）相比較，株高增高了-1.4～3.6 cm，分枝數減少了0.5 ～1.2 個，株展增大了-0.9～6.0 cm，結果高度降低了0.2～2.2 cm，果長增長了0.1～1.1 cm，果粗增粗了0.1～0.4 cm。由此可見，在施用等量的廢舊基質下，隨著化肥施用量的減少，辣椒的株高呈先增大后減小趨勢，分枝數、結果高度、果粗呈先減后增趨勢，果長呈遞減趨勢。

2.2" "不同處理對辣椒產量性狀及產量的影響

從表2可以看出，單株結果數以T4處理最多，為28.2個，較CK多0.9個，較其余處理多0.2～5.8個，各處理間均差異不顯著（P gt; 0.05）。單株產量以T6處理最高，為367.8 g，較CK增加78.9 g，較其余處理增加20.4～41.9 g，與CK差異顯著（P ＜ 0.05），與其余處理差異不顯著（P gt; 0.05）。折合產量以T6處理最高，為32 340 kg/hm2，較CK增產27.31%，較其余處理增產5.86%～12.84%，與CK差異顯著（P ＜ 0.05），與其余處理均差異不顯著（P gt; 0.05）。同時還可以看出，各廢舊基質還田處理與常規施肥（T2處理）相比較，單株結果數增加了-5.6～0.2個，單株產量增加了1.5～41.9 g，折合產量增加了130～3 680 kg/hm2，產量增幅為0.45%～12.84%。可見，在施用等量的廢舊基質下，隨著化肥施用量的減少，單株結果數呈先降后升趨勢，單株產量、折合產量呈先升后降趨勢。總體來看，T6處理辣椒群體產量最高，表現最佳。

2.3" "不同處理對辣椒經濟效益的影響

從表3可以看出，在廢舊基質施用量相同下，隨著化肥施用量的減少，辣椒經濟效益呈先增后減趨勢，其中以T6處理的辣椒產值最高，達71 148.0元/hm2，較CK增加15 261.4元/hm2，較T2處理（常規施肥）增加8 096.0元/hm2，除與CK差異顯著（P ＜ 0.05）外，與其余處理均差異不顯著（P gt; 0.05）；T5處理次之，辣椒產值為67 207.8元/hm2，較CK增加11 321.2元/hm2，較T2處理（常規施肥）增加4 155.8元/hm2，除與CK差異顯著（P ＜ 0.05）外，與其余處理均差異不顯著（P gt; 0.05）。凈產值也以T6處理最高，為45 742.0元/hm2，較CK增加7 705.4元/hm2，較T2處理（常規施肥）增加4 360.0元/hm2，與其余處理均差異顯著（P ＜ 0.05）；T5處理次之，凈產值為41 419.8元/hm2，較CK增加3 383.2元/hm2，較T2處理（常規施肥）增加37.8元/hm2，與其余處理均差異不顯著（P gt; 0.05）。由此可見，在廢舊基質施用量相同條件下，在試驗設計范圍內減施化肥可提高辣椒的經濟效益，當化肥減施量到20%時，辣椒產值和凈產值均顯著高于常規施肥處理。

3" "討論與結論

現代設施農業生產中，效益更高的無土栽培面積在日益增大，其中基質栽培面積占無土栽培面積的90%左右［11 - 14 ］。常見無土栽培基質中富含草炭、椰糠、珍珠巖、蛭石、爐渣、巖棉、稻殼、鋸末、河沙等［15 ］，特別是爐渣、巖棉等一些無機組分的存在，很大程度限制了廢舊基質的再次利用。本研究以農作物秸稈、畜禽糞便等農業廢棄物為主要組分的有機生態型廢舊基質無害化處理利用為研究重點，使用多菌靈可濕性粉劑或露天晾曬等措施消毒處理后，將其作為有機物料直接還田種植辣椒。結果表明，施用廢舊基質30 t/hm2+80%常規施肥（N 300.0 kg/hm2、P2O5 96.0 kg/hm2、K2O 72.0 kg/hm2）時，辣椒的果長、果粗等農藝性狀較好，辣椒折合產量最高，為32 340 kg/hm2，較不施肥空白對照增產27.31%，較常規施肥處理（施N 375.0 kg/hm2、P2O5 120.0 kg/hm2、K2O 90.0 kg/hm2）增產12.84%，產值、凈產值也均最高，分別達到71 148.0元/hm2、45 742.0" " " 元/hm2，較不施肥空白對照分別增加15 261.4、 7 705.4元/ hm2，較常規施肥處理分別增加8 096.0、4 360.0元/hm2。由于以農作物秸稈、畜禽糞便等農業廢棄物為主要組分的有機生態型廢舊基質有機質含量、全氮、全磷、全鉀含量較高，其中氮磷鉀養分可被作物吸收利用，能替代一定量的化肥施用量。同時由于這類有機生態型廢舊基質含有較高有機質，施入土壤后可以補充提升河西灌區灌漠土有機質含量，降低土壤容重，改善土壤和微生物結構，進而促進辣椒生長發育，提高了辣椒產量和種植效益。由于當地制干辣椒種植經營方式是辣椒顏色轉紅采摘收獲后，直接銷售鮮辣椒，因此在試驗指標測定時，只測定了辣椒成熟收獲期的農藝性狀和鮮辣椒產量。對辣椒干物質含量、品質以及對土壤理化性質的影響，將在今后的研究中繼續深入開展。

綜上所述，以農作物秸稈、畜禽糞便等農業廢棄物為主要組分的有機生態型廢舊基質經過使用多菌靈可濕性粉劑滅菌和露天晾曬等消毒措施無害化處理后，可作為有機肥直接還田是其資源化利用的有效途徑之一。該技術可有效替代一定量的化肥施用量，還可以促進作物生長、提高作物產量產值，提升土壤肥力。建議河西灌區灌漠土區辣椒生產上以施用廢舊基質30 t/hm2+80%常規施肥（N 300.0 kg/hm2、P2O5 96.0 kg/hm2、K2O 72.0 kg/hm2）為有機生態型廢舊基質還田配施化肥最佳模式加以推廣應用。

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