不同类型控释肥对辣椒生长及土壤养分和微生物的影响

黄翔毕小进+陈钢洪娟+杜雷+王素萍+张利红+练志成+叶莉霞

摘要：采用盆栽试验，研究不同类型控释肥对辣椒生长及土壤养分和微生物的影响。结果表明，在等养分量下，控释肥处理可以显著提高辣椒花期和结果期叶片叶绿素含量（SPAD）和干物质积累量，但对植株光合和呼吸速率影响不明显。同时，不同施肥处理下，土壤硝态氮释放动态差异明显，而铵态氮、速效磷和速效钾释放动态比较接近，且速效钾释放高峰期明显滞后于铵态氮和速效磷。在微生物方面，不同处理细菌和真菌数量变化趋势一致，基本上都是随着种植时间的延长而下降，而放线菌却呈现逐渐升高趋势，且脲甲醛处理对真菌表现出明显的抑制作用。

关键词：控释肥；辣椒；土壤养分；土壤微生物

中图分类号：S154.37；S641.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）02-0237-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.02.009

辣椒是一种茄科辣椒属植物，为一年生草本植物[1]。中国各地均有生产，其中以四川、湖南、湖北种植面积最广，四季均有供应。辣椒喜肥喜水，每公顷产量可高达75 000 kg，因此，在种植过程中，为了确保高产，种植者会投入大量的肥料，盲目施肥的现象较为普遍[2，3]。有调查显示，种植辣椒施肥量多在 1 500 kg/hm2以上，更有个别高达3 000 kg/hm2。这不仅会使种植生产成本增高，同时也使肥料的利用率降低，甚至还会引起肥害和地下水的污染[4，5]。当前，研制、生产高效、无污染的环境友好型肥料已成为农业科学研究的重点[6-9]。

控释肥料是近年来国内外肥料研究的热点之一，其具有显著减少养分挥发和淋失，大幅度提高肥料利用率的优点，被誉为“21世纪发展化学肥料生产的最佳途径”[7，10，11]。以往研究表明，在作物上施用缓控释肥可以提高氮素利用率[10，12-14]，改善根系活力[15]，还可以提高产量、改善品质[16，17]，但在研究过程中，所选用的缓/控释肥品种较为单一，且对种植过程中土壤养分和土壤微生物数量变化情况报道甚少。因此，于2014年研究了施用不同类型控释肥的辣椒生长状况以及种植土壤养分和微生物数量变化，为控释肥在辣椒上的生产应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

于2014年在武漢市农业科学院作物科学研究所进行盆栽试验，供试土壤采自黄陂区武湖街，母质为灰潮土，基本化学性质为pH 7.10、有机质1.14%、硝态氮75.70 mg/L、铵态氮50.03 mg/L、速效磷5.73 mg/L、速效钾70.80 mg/L。试验前将供试土壤破碎至粒径均在10 mm以下，并充分混匀。试验用塑料盆内径为40 cm，每盆装土20 kg，底部钻有小孔，供积水排出。供试辣椒品种为湘早秀。试验于2014年2月18日进行播种育苗，5 月7日移栽，2014年8月19日结束。所有试验每盆移栽2株苗。

1.2 试验设计

试验设4个处理：CK，不施氮肥对照（-N）；T1，普通尿素处理（UB）；T2，脲甲醛处理（UF）；T3，控释尿素处理（CRU）。所有处理氮肥、磷肥和钾肥一次性基施，肥料用量按照0.15 g N/kg土、0.11 g P2O5/kg土、0.11 g K2O/kg土施用。供试肥料养分分别为脲甲醛（含N 38%）、控释尿素（含N 35%）、普通尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含P2O5 12%）、硫酸钾（含K2O 50%）。各处理3次重复，随机区组排列。

1.3 测定的项目与方法

分别于辣椒幼苗期（5月23日）、开花期（6月20日）、结果期（7月25日）取样调查，测定植株地上部鲜重、地下部鲜重、株高、茎粗和植株干重；于辣椒不同生育期选择晴天9：00～11：00，采用北京雅欣理仪科技有限公司生产的CB-1102型便携式光合蒸腾仪测定植株上数第3片展开功能叶的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（E），每次测定时每重复均取3株；采用便携式叶绿素仪（SPAD502）测定叶绿素含量（SPAD）。

土壤微生物数量采用固体平板进行分离。细菌、真菌、放线菌分别用牛肉膏蛋白胨培养基、马丁氏培养基和改良1号培养基[18]。

土壤养分含量于幼苗移栽成活后，每隔15 d取一次土样进行测试，矿质氮采用1 mol/L KCl浸提，NH4+-N和NO3--N分别用比色法和紫外分光光度法测定；土壤速效磷、钾用0.25 mol/L NaHCO3-0.01 mol/L EDTA-0.01 mol/LNH4F浸提，溶液中的磷和钾肥分别采用比色法和原子吸收法测定；土壤pH采用水土比2.5∶1，pH电极法测定[19]。

1.4 数据处理

数据处理采用SPSS和Excel软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对辣椒生理特性的影响

2.1.1 不同施肥处理对辣椒叶绿素含量的影响 叶片叶绿素含量的高低影响着辣椒产量和品质的形成，是反映辣椒叶绿素含量的重要指标[12]。由图1可以看出，不同施氮处理均可显著提高辣椒叶绿素含量，且花期和结果期的差异性大于苗期。在苗期，处理T1、T2和T3叶片叶绿素含量差异不显著；在花期，除对照（CK）略有下降外，各处理叶片叶绿素含量迅速上升，且处理T1与处理T3间差异显著，处理T3辣椒叶绿素含量高于处理T1和T2；在结果期，处理T1、T2和T3叶片叶绿素含量较花期继续上升，处理T2和T3显著高于处理T1，对照（CK）最低。

2.1.2 不同施肥处理对辣椒净光合速率和蒸腾速率的影响 辣椒的光合、呼吸速率是影响辣椒产量形成的重要因子[16，20]。由表1可知，全生育期内，各处理辣椒叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（E）具有相同的变化趋势。从苗期到花期，各处理的叶片Pn和E都表现出上升趋势，处理间差异不显著。进入结果期后，各处理叶片Pn和E均表现出下降趋势，但普通掺混肥处理（T1）、控释肥料（T2和T3）下降趋势较缓，显著高于CK。

2.2 不同施肥处理对辣椒干物质积累量的影响

由表2可知，在苗期，各处理间单株干物质积累量较为接近，差异不显著；從花期开始，处理T2和T3单株干物质积累量快速上升，且显著高于处理T1和对照（CK）；尤其到结果期，控释肥料处理（T2和T3）干物质积累量比普通掺混肥处理（T1）增加40%以上，并且与处理T1差异显著。

2.3 不同施肥处理的盆栽土壤养分和微生物含量变化

2.3.1 不同施肥处理的盆栽土壤养分变化 不同肥料施入土壤后养分变化如图2所示。

图2a为不同的施肥处理下，盆栽土壤铵态氮含量的动态变化。结果表明，与对照（CK）相比，各处理铵态氮含量变化不明显。在施肥后的60 d前，处理T1、T2和T3土壤铵态氮含量均略高于对照（CK），而在60 d后，各处理铵态氮含量都表现出先升后降的趋势。

图2b为不同的施肥处理下，土壤硝态氮含量的动态变化。结果表明，对照（CK），土壤硝态氮含量一直处在较低水平，随着时间延长，土壤硝态氮含量逐渐下降，90 d后，土壤硝态氮含量降到最低水平；15 d时，处理T1、T2和T3土壤硝态氮含量相差不大，之后表现出不同的动态变化：处理T1，土壤硝态氮含量动态变化没有表现出峰态，随着施肥天数的增加，硝态氮含量逐步下降，15～45 d下降趋势较为平缓，45～75 d下降趋势变快，75～90 d出现略升趋势；处理T2，15～30 d土壤硝态氮含量呈现出下降趋势，45 d时，出现最高峰值，45～75 d硝态氮含量出现较大幅度下降，75～90 d略微升高；处理T3，在45 d之前，土壤硝态氮含量一直处于上升状态，45～75 d硝态氮含量急剧下降，75～90 d变化较稳定。

图2c为不同施肥处理下，盆栽土壤速效磷含量的动态变化。结果表明，与对照（CK）单峰态相比，各处理土壤速效磷的含量变化呈多峰态。对照（CK），高峰期出现在施肥后的30 d。高峰期过后，对照（CK）处理土壤速效磷的含量不断下降；而处理T2和T3，施肥后的0～45 d，土壤速效磷的含量缓慢上升，45～60 d磷的含量急剧下降，60～90 d变化较平稳。处理T1全生育期速效磷的含量基本上维持在10.62～14.08 mg/L范围内。

图2d为不同施肥处理下，盆栽土壤速效钾含量的动态变化。结果表明，各处理施肥0～60 d内，土壤速效钾均呈现缓慢下降趋势，而在施肥后的75 d，CK和处理T1出现最高峰，而处理T3只是略微表现出上升态势。75～90 d期间，CK和处理T1急剧下降，处理T3逐渐下降。处理T2土壤速效钾含量变化没有表现出峰值态势，而是缓慢降低。各施肥处理90 d时，盆栽土壤速效钾含量趋于接近状态。

2.3.2 不同施肥处理对盆栽土壤微生物数量的影响 土壤微生物在土壤中参与有机质和各种养分的分解和转化与土壤质量或肥力高低密切相关，而土壤细菌是土壤微生物的主要组成部分[21]。由图3a可以看出，在苗期，各处理土壤中的细菌数量差异明显，对照（CK）显著高于其他处理，处理T2和T3细菌数量接近，处理T1数量最低；在花期，对照（CK）和处理T1细菌数量接近，与处理T2和T3相比，差异显著；在结果期，各处理间细菌数量趋于一致，差异不显著。

土壤中真菌的数量不及细菌多，但真菌的生物量较大，在土壤中的作用不容忽视。由图3b可以看出，在苗期，各处理间真菌的数量差异不显著，但处理T2略低于其他处理；在花期，除对照（CK）与处理T3间差异不显著外，各处理间真菌数量差异显著，与苗期相比，除处理T1略有升高外，对照（CK）、处理T2和T3均表现出下降趋势，且处理T2下降趋势最大；在结果期，除对照（CK）与处理T3间差异不显著外，各处理间差异显著，处理T1真菌数量最高，对照（CK）和处理T3接近，处理T2最低。

土壤放线菌数量介于细菌和真菌之间。由图3c可以看出，与细菌和真菌相反，随着作物生长周期的延长，土壤放线菌数量呈现逐渐升高的趋势。在苗期，各处理间放线菌数量比较接近；在花期，对照（CK）和处理T1土壤放线菌数量显著低于处理T2和T3；在结果期，对照（CK）和处理T1土壤放线菌数量却显著高于处理T2和T3。

3 小结与讨论

随着市场经济和农业的不断发展，中国的种植业结构发展了根本性的变化，蔬菜的种植呈现出明显的区域化和专业化态势。农业种植除了面临肥料和农药价格上涨以外，不断上涨的人工成本也在影响着产业的发展。因此，广大种植户在现实生产中急切需要一些新型高效的肥料，既可以减少用量和施肥环节，还具有提高肥效的作用。缓/控释肥的研制和开发恰恰满足这种需求，因此，具有巨大的应用和生产前景。本研究表明，在等养分用量的情况下所有一次性施肥处理的辣椒在开花期和结果期叶绿素含量、干物质积累量均显著高于普通肥料，说明缓/控释肥料比普通肥料能更显著地提高作物对养分的利用，这与唐拴虎等[12]的研究结果类似。而缓/控释肥对于辣椒的光合和呼吸速率影响不明显，这可能是由于各处理间总体养分差别不显著造成的。

对盆栽土壤养分进行研究表明，各处理土壤铵态氮、速效磷和速效钾变化趋势较为一致，而在硝态氮方面，缓/控释肥表现出明显的升降起伏趋势，而普通肥料却没有此表现。在30～45 d期间内，硝态氮含量逐渐上升，此时间段处于辣椒的花期，对作物生长指标的提高起到了促进作用，这与陈建生等[9]的研究结果一致；土壤速效钾的高峰释放期明显滞后于速效氮和速效磷，有可能是温度的升高造成了养分的释放。

不同施肥处理土壤中细菌和真菌数量变化趋势一致，基本上都是随着种植时间的延长而下降，而放线菌数量却呈现逐渐升高趋势，这于孟庆英等[22]在大豆上施用控释肥的研究结论有一定的差异。此外，此研究过程中发现脲甲醛处理（T2）对土壤真菌数量表现出明显的抑制作用，具体原因还有待于进一步探讨。

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