有机肥与磷钾肥配施对辣椒产量及土壤肥力的影响

张世标 韦寿莲 刘永 周开

摘要：【目的】研究有机肥与磷钾肥配施对辣椒产量及土壤肥力的影响，为氨基酸发酵废液、畜禽粪便综合利用及辣椒的绿色生产提供参考。【方法】以浓缩的氨基酸发酵废液和鸡粪为原料制备有机肥，分别设置D区（空白，不施肥）、A区（有机肥+磷钾肥）、B区（有机肥+磷钾肥+氨基酸发酵废液）、C区（氨基酸发酵废液+磷钾肥）4个处理区，进行辣椒种植试验，其中N、P2O5和K2O肥施用量分别为18、11和21 g/m2。【结果】在氮磷钾总养分量相同的情况下，A区与C区相比，辣椒的株高、冠幅、产量分别增长13.7%、32.2%和79.7%；与不施肥处理的D区相比，A、B、C区的土壤最大有效氮含量分别增加94.9%、78.7%和38.2%。【结论】有机肥和磷钾肥的最佳配施方案为有机肥0.87 kg/m2、磷肥18.4 g/m2和钾肥20.8 g/m2，能够稳定土壤pH，显著提高土壤有效氮含量， 改善土壤供氮能力，促进辣椒生长，提高辣椒产量，值得推广应用。

关键词： 有机肥；氨基酸发酵废液；磷钾肥；配施；辣椒；土壤肥力

中图分类号： S143.665.1 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）07-1105-05

0 引言

【研究意义】以畜禽粪便为原料，经过发酵腐熟制成的有机肥所含氮素主要以有机氮形态存在，有机氮需经过土壤微生物的矿化才能转化为无机氮形态供作物吸收利用，因而其氮素养分释放缓慢，不能及时提供作物生长所需的氮素营养。氨基酸发酵废液属高浓度无机氨氮，易被作物吸收利用，但肥效短，氮素流失严重，长期施用易造成土壤酸化、板结，抑制植物生长。由此可见，氨基酸发酵废液与有机肥配施可取长补短，缓急相济，充分保证供给作物整个生长发育期间所需的氮素养分，提高作物产量。在规模化畜禽养殖中，鸡存栏量最大，且鸡粪的利用率较高（约80%）。因此，以鸡粪为原料，结合氨基酸发酵废液制备有机肥并应用于农业生產，对提高氮素的利用率和作物品质、保护生态环境具有重要意义。【前人研究进展】为提高氨基酸发酵废液的综合利用率，许多学者提出各种方案并进行了示范应用，如将其制成液态氮肥喷施花卉、蔬菜等园艺作物（Cao et al.，2012），或将其浓缩、提取硫酸铵生产有机无机肥（沈根清，2006），采用喷浆造粒法或元盘造粒法制备有机无机复合肥（束松坡和王冰，2004；徐国华等，2008）和生物發酵肥（谷丰和刘云燕，2011）等。液态氮肥制备和使用方法简便，但氮肥易流失；喷浆造粒法或元盘造粒法工艺复杂、能耗较高、需要大型工业化设备，不利于推广应用；浓缩母液生产有机无机肥，制备工艺简单，能配制不同作物需要的专用肥，适于推广应用。辣椒是一种需氮磷钾肥量均较多的蔬菜品种，特别是氮肥（王彦飞和曹国璠，2010；Campiglia et al.，2011）。氨基酸叶面肥已被证实能够促进辣椒等多种作物的生长和肥沃土壤（Abdel-Mawgoud et al.，2011；Ghoname et al.，2012）。大量实践也证明，有机肥与无机肥合理配合施用，养分全面，肥效持久，能有效提高辣椒产量和品质（Sileshi et al.，2011；Yang et al.，2013）。【本研究切入点】创新性地以浓缩的氨基酸发酵废液和鸡粪、谷糠、氯化镁为原料制备有机肥，开展有机无机复混肥对辣椒生长、产量和肥沃土壤等方面的研究，以解决生产实践中氨基酸发酵废液氮素易流失的难题，提高有机肥中无机氮形态。【拟解决的关键问题】选择需肥量较大的辣椒为研究对象，通过田间试验，在氮磷钾总养分量相同的情况下，研究有机肥、氨基酸发酵废液分别与不同量磷钾肥配施对辣椒生长状况、产量及土壤性状、肥力的影响，确定最佳配施方案，为氨基酸发酵废液、畜禽粪便的综合利用及辣椒的绿色生产提供参考。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试土壤取自广东省肇庆市良种示范中心3区6号田，其基本理化性状如下：全氮1.22 g/kg，全磷2.00 g/kg，速效磷14.3 mg/kg，速效钾131.1 mg/kg，土壤有机质21.5 g/kg，pH 6.5。供试肥料：有机肥（N 2.03%，P2O5 1.01%，K2O 0.98%）、氨基酸发酵废液（N 1.53%， P2O5 0.05%，K2O 0.04%）、过磷酸钙（P2O5 12%）、氯化钾（K2O 60%）。供试辣椒品种为江山一椒（广州华叶种苗有限公司）。

1. 2 试验方法

试验于2013年在广东省肇庆市良种示范中心进行。以浓缩的氨基酸发酵废液和鸡粪、谷糠、氯化镁为原料，并加入各种发酵菌制备有机肥（图1）。

试验设4个处理区：D区，不施肥；A区，有机肥+磷钾肥；B区，有机肥+磷钾肥+氨基酸废液；C区，氨基酸废液+磷钾肥。每处理重复3次，采用随机区组排列。如表1所示设计配方施肥试验，各试验区的水施用量相等；除D区外，其他各试验区的N、P2O5和K2O肥施用量均为18、11和21 g/m2。每试验小区面积1 m×4 m，株距为40 cm，行距45 cm（垄上）～50 cm（垄沟），种植密度为5株/m2。辣椒苗于2013年8月31日移栽，田间管理按常规进行。氮肥总量的50%作基肥，25%作第1次追肥，25%作第2次追肥；磷肥全部作基肥；钾肥总量的60%作基肥，剩余40%作第2次追肥；注意夏季要避开高温，早晚追肥。第1期采收完成时（10月19日）进行第1次追肥；辣椒的第3期采收完成时（11月21日）且雨季结束进入复壮期后，进行第2期追肥，可浇水，以水调肥。

1. 3 测定项目及方法

1. 3. 1 土壤及有机肥养分含量测定 分别于移栽后30（9月27日）、50（10月18日）、80（11月20日）和110 d（12月20日）采集0～20 cm的土壤，自然风干。有机质含量采用K2Cr2O7外加热法测定，土壤有效氮含量采用碱解扩散法测定，土壤全氮、全磷、有效氮、速效磷和速效钾含量等均采用常规方法测定（鲍士旦，2000）。

1. 3. 2 辣椒生长性状和产量测定 辣椒移栽后每试验区定点定株，每10～15 d观测记录1次，每个试验区观测20株。观测内容包括株高、冠幅、果长、果重等指标。每次采摘辣椒时均按试验区计产，每试验区总产量为各次收获辣椒之总和，以辣椒的鲜重计算，同时测定平均棵重、平均果重及平均果长。

1. 4 统计分析

采用Excel 2007、SAS 9.3和Origin 6.0进行统计分析。

2 结果与分析

2. 1 不同试验区辣椒产量分析

2. 1. 1 不同试验区辣椒生长性状 由表2可以看出，各施肥试验区辣椒在整个生长期内的株高、冠幅、单株挂果明显高于不施肥的D区，其中以A区最高。与C区相比，A区的株高、冠幅、单株挂果数、果长和果粗分别提高13.7%、32.2%、80.0%、1.5%和16.0%。经统计检验，A区和C区间的株高、冠幅、果长和果粗差异不显著（P>0.05，下同），但其单株挂果数差异显著（P<0.05，下同），说明在氮磷钾总养分量相同的条件下，有机肥、氨基酸废液分别与不同配比的磷钾肥配合施用对辣椒的株高、冠幅、果长和果粗等生长指标无明显影响，但对辣椒的单株挂果数有显著影响。

2. 1. 2 不同试验区辣椒产量 产量是衡量辣椒生长的重要指标。如图2所示，A、B、C、D各试验区在整个生长期内所得辣椒总产量分别为16616、14516、9247和8156 g。经统计检验，C区与D区间产量差异不显著（C区比D区增产13.4%），说明氨基酸废液与磷钾肥配施不能有效提高辣椒产量。而A区、B区与C区间产量差异显著，分别增产79.7%和57.0%，说明在氮磷钾总养分量相同的条件下，用有机肥与磷钾肥配合施用能有效提高辣椒产量。

2. 2 施用不同配方肥对土壤肥力的影响分析

2. 2. 1 對耕层土壤表观性状和pH的影响 土壤表观性状和pH反映土壤的物理和化学性质，与土壤养分密切相关（吕贻忠和李保国，2006）。在辣椒生长期内，各试验区土壤的湿润度、疏松程度顺序为A>

B>D>C。由表3可知，A区土壤的pH在辣椒生长期内变化不明显；B区土壤的pH前3个月变化很小，第4个月下降较明显，然后趋于稳定；C区土壤的pH第2个月急剧下降，然后趋于稳定。B区和C区的配方肥均含氨基酸废液，可能是氨基酸废液NH4+浓度高，偏酸性，导致其土壤酸化。

2. 2. 2 对土壤全氮量的影响 土壤全氮反映土壤累积氮含量的多少，是衡量土壤肥力高低的指標之一，也是影响辣椒产量的主要因素。由图3可知，A、B、C试验区土壤的全氮量均高于D区土壤的全氮量。D区土壤全氮量在整个辣椒生长期不断减少且一直处于低水平。这是因为D区没有施肥，氮主要来源于土壤本身，而土壤本身的氮含量有限，因此，随着植物生长、吸收导致土壤全氮量不断减少且始终维持在较低水平。A、B、C试验区土壤全氮量的变化趋势一致：在施用配方肥后30 d时达最高值，然后不断减少，在50 d时降至最低值；追肥后，土壤全氮量又开始增加，80 d时达到一个极值，此后不断减少。当土壤的全氮量达极值时，A、B、C试验区土壤的全氮量比不施肥的D区分别增加113.0%、71.7%和28.4%。

2. 2. 3 对土壤有效氮含量的影响 土壤有效氮含量的高低反映当季作物可利用氮含量的多少，是衡量土壤供氮能力的指标。由图4可知，与不施肥的D区相比，配方施肥均可增加土壤有效氮含量。除D区外，A、B、C试验区土壤有效氮含量的变化趋势一致：施肥后，随着辣椒植株的生长，A、B、C试验区土壤有效氮含量不断减少，30 d后又逐渐增加，50 d时达最大值，随后逐渐降低，至80 d后又缓慢上升。当各试验区土壤有效氮量达最大值时，A、B、C试验区土壤有效氮量比D区分别增加94.9%、78.7%和38.2%。

2. 3 经济效益核算

A区配方施肥所需的有机肥、磷肥、钾肥的量分别为（以4 m2计算）：有机肥3.48 kg，磷肥73.6 g，钾肥83.2 g。由此可对其成本投入和经济效益进行估算：磷肥2.0元/kg，钾肥6.0元/kg，折合A区的投入成本为0.6元，其他材料及人工折合费用为21.6元。A区的产量为16616 g，当前辣椒的价格为6.0～8.0元/kg，即辣椒产值为99.6～132.8元，除去成本投入，即辣椒净产值为77.4～ 110.6元。换算为公顷（ha），即辣椒净产值为193797.5～ 279939.0元/ha。以相同的换算方式可分别得出：B区辣椒的净产值为161325.0～233865.0元/ha；C区辣椒的净产值为81067.5～127305.0元/ha；D区辣椒的净产值为68287.5～109057.5元/ha。可见，A区配方施肥的经济效益最高。

3 讨论

本研究结果表明，与氨基酸发酵废液和磷钾肥配施相比，有机肥和磷钾肥配施所得辣椒产量增产79.7%。有机肥和磷钾肥配合施用能更好地促进辣椒生长，提高其产量。这与有机肥、氨基酸发酵废液的特性紧密相关。虽然氨基酸发酵废液中氨氮浓度高，但其氮素属速效氮，氮容易流失，土壤有效氮量低，加上溶液偏酸性易使土壤酸化、板结，不利于辣椒的生长发育；而有机肥中氮素属缓效氮，土壤有效氮含量高，能够给辣椒提供充足的养分，加上有机肥中含大量的有机质，施入土壤后改善了土壤的结构，使土壤疏松、湿润，能有效增强辣椒根系的呼吸作用，促进辣椒对有机质、氮素等养分的吸收，从而促进辣椒的生长，提高辣椒产量（要晓玮等，2011）。

本研究结果还表明，有机肥与磷钾肥配施能够湿润、疏松土壤，对土壤pH具有较强的缓冲作用，能有效稳定土壤pH，与Azeez等（2010）的研究结果一致。因此，在实际生产中对于土壤的酸化可通过增施有机肥予以抑制。此外，有机肥和磷钾肥配合施用能显著提高土壤全氮量和有效氮量，但氨基酸发酵废液与磷钾肥配合施用对提高土壤全氮量和有效氮含量不明显。在氮磷钾养分量一致的情况下，施入的有机肥越多，土壤全氮量和有效氮含量累积越多，土壤供氮能力越强，土壤肥力越高。这可能是氨基酸发酵废液中的氮素属速效形态，施入土壤后短时间内快速释放，而辣椒在生长初期需氮量少，土壤微生物固氮的能力又低，加上氨基酸废液是液体，过多的氮素易随氨挥发和雨水淋失造成浪费。而有机肥中的氮是缓效氮，在辣椒生长中后期经矿化才变成有效氮释放出以供辣椒吸收利用，故在土壤中积累相对较多（许仙菊等，2009）。因此，有机肥与磷钾肥配施更能促进土壤肥力的保持和提升。

氨基酸發酵废液氨氮浓度高，溶液偏酸性，直接用于园艺植物施肥，易造成土壤酸化、板结，氮素易流失，造成浪费。以浓缩的氨基酸发酵废液、畜禽粪便等为原料制备有机肥料能回收有机资源，减小环境污染，实现发酵废液和畜禽粪便的生态效益，值得推广应用。

4 结论

有机肥和磷钾肥的最佳配施方案为有机肥0.87 kg/m2、磷肥18.4 g/m2和钾肥20.8 g/m2，能够稳定土壤pH，显著提高土壤有效氮含量，改善土壤供氮能力，促进辣椒生长，提高辣椒产量，值得推广应用。

参考文献：

鲍士旦. 2000. 土壤农化分析[M]. 第3版. 北京：中国农业出版社.

Bao S D. 2000. Soil and Agricultural Chemistry Analysis[M]. The 3rd Edition. Beijing： China Agriculture Press.

谷丰，刘云燕. 2011. 谷氨酸母液提取硫酸铵并制备复合肥技术研究[J]. 发酵科技通迅， 40（2）：16-18.

Gu F， Liu Y Y. 2011. Extraction of ammonium sulfate from glutamic acid mother liquor， and preparation technology of its compound fertilizer[J]. Bulletin of Fermentation Science and Technology， 40（2）：16-18.

吕贻忠， 李保国. 2006. 土壤学[M]. 北京：中国农业出版社.

Lü Y Z， Li B G. 2006. Soil Science[M]. Beijing： China Agriculture Press.

沈根清. 2006. 利用味精废水浓缩提取硫酸铵母液生产有机无机肥[J]. 发酵科技通讯， 35（4）： 30-31.

Shen G Q. 2006. Extracting ammonium sulfate liquor from concentrated monosodium glutamate wastewater to producing organic and inorganic fertilizers[J]. Bulletin of Fermentation Science and Technology， 35（4）： 30-31.

束松坡， 王冰. 2004. 发酵废液的“滚膜干燥、元盘造粒”工艺[J]. 发酵科技通讯， 33（1）：42-46.

Shu S P， Wang B. 2004. Drying by rolling film and pan granulation process of fermented waste liquor[J]. Bulletin of Fermentation Science and Technology， 33（1）： 42-46.

王彦飞， 曹国璠. 2010. 不同施肥方式对辣椒产量和经济效益的影响研究[J]. 中国农学通报， 26（20）：234-237.

Wang Y F， Cao G F. 2010. Study on the effect of different fertilizer application style on yield and economic benefit of hot pepper[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin， 26（20）： 234-237.

徐国华， 臧立华， 苏丽嫒， 李海燕. 2008. 谷氨酸发酵废液治理技术研究进展[J]. 发酵科技通迅，37（1）：33-35.

Xu G H， Zang L H， Su L A， Li H Y. 2008. Research progress in treatment technology of glutamate fermented waste liquor[J]. Bulletin of Fermentation Science and Technology， 37（1）：33-35.

許仙菊， 张永春， 汪吉东， 宁运旺， 胡永红. 2009. 几种不同类型肥料对辣椒产量和品质的影响[J]. 江苏农业学报， 25（6）： 1297-1300.

Xu X J， Zhang Y C， Wang J D， Ning Y W， Hu Y H. 2009. Effects of different fertilizers on the yield and quality of green pepper[J]. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences， 25（6）： 1297-1300.

要晓玮， 梁银丽， 曾睿， 吴兴. 2011. 不同有机肥对辣椒品质和产量的影响[J]. 西北农林科技大学学报（自然科学版）， 39（10）： 157-162.

Yao X W， Liang Y L， Zeng R， Wu X. 2011. Effects of different organic fertilizers on the yield and quality of pepper[J]. Jour-

nal of Northwest A & F University（Natural Science Edition）， 39（10）： 157-162.

Abdel-Mawgoud A M R， El-bassiouny A M， Ghoname A， Abou-Hussein S D. 2011. Foliar application of amino acids and micronutrients enhance performance of green bean crop under newly re-claimed land conditions[J]. Australian Journal of Basic and Applied Sciences， 5（6）： 51-55.

Azeez J O， Averbeke W V， Okorogbona A O M. 2010. Differential responses in yield of pumpkin（Cucurbita maxima L.） and nightshade（Solanum retroflexum Dun.） to the application of three animal manures[J]. Bioresource Technology， 101（7）： 2499-2505.

Campiglia E， Mancinelli R， Radicetti E， Marinari S. 2011. Legume cover crops and mulches： effects on nitrate leaching and nitrogen input in a pepper crop（Capsicum annuum L.）[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems， 89（3）： 399-412.

Cao Z J， Lu D， Luo L S， Deng Y X， Bian Y G， Zhang X Q， Zhou M H. 2012. Composition analysis and application of degradation products of whole feathers through a large scale of fermentation[J]. Environmental Science and Pollution Research， 19（7）： 2690-2696.

Ghoname A A， El-Bassiouny A M， Abdel-Mawgoud A M R， El-Tohamy W A， Gruda N. 2012. Growth， yield and blossom-end rot incidence in bell pepper as affected by phosphorus level and amino acid applications[J]. Gesunde Pflan-

zen， 64（1）： 29-37.

Sileshi G W， Akinnifesi F K， Gondwe F M， Ajayi O C， Mngomba S， Mwafongo K. 2011. Effect of organic fertilizer on the growth and fruit yield of six paprika（Capsicum annum L.） cultivars in Malawi[J]. Agroforestry Systems， 83（3）： 361-372.

Yang W， Li Z X， Cai C F， Guo Z L， Chen J Z， Wang J G. 2013. Mechanical properties and soil stability affected by fertilizer treatments for an Ultisol in subtropical China[J]. Plant and Soil， 363（1）： 157-174.

（責任編辑 邓慧灵）