松树针叶有机肥与减量化肥配施对辣椒生长及土壤肥力的影响

朱文超，王 岩，韩 超，郑 派，胡明文*

（1.贵州省农业科学院辣椒研究所，贵州 贵阳 550006；2.贵州农业职业学院，贵州 贵阳 550006；3.贵州威恒农业科技有限公司，贵州 黔南 558000)

辣椒（Capsicum annuumL.）作为我国第一大蔬菜作物[1]，是国家实施农业供给侧结构改革中可利用的主要特色经济作物之一。贵州辣椒种植面积（常年种植面积33.3万hm2，占全国辣椒总种植面积的17%）、加工规模与市场集散规模均居全国首位，是中国辣椒优质产区[2]；然而，由于种植水平低，辣椒种植过程中存在过量施用化肥、不合理施肥等现象，导致了肥料利用率低、农业生产成本增加、农业面源污染严重等问题，这威胁到贵州辣椒产业的可持续发展；因此，迫切需要一种在保产和增益基础上，促进农业可持续发展的合理施肥措施。

增施有机肥是保持土壤生产力和减少化肥施用的一种传统而有效的方法，可以达到节约成本和增加养分有效性的双重作用[3]。在玉米[4]、小麦[5]、水稻[6]、蔬菜[7-10]等作物上的研究表明，有机肥替代部分化肥或与化肥配施可以促进作物生长、提高产量、增加肥料利用率、培肥土壤、减少环境污染；然而，有机肥替代部分化肥或与化肥配施对作物和土壤的影响程度，因作物系统、栽培管理、气候条件、试验年限等的不同存在显著差异。长期定位试验表明，在配施有机肥处理下，小麦和玉米的产量相对于单施化肥均没有显著增加[11]。刘红江等[12]对不同有机肥替代比例对水稻产量影响的研究显示，各有机肥替代比例下水稻的产量并没有显著提高，甚至低于单施化肥处理；因此，明确不同地区、不同作物系统中有机肥与减量化肥配施的最适比例，对实现特定地域、作物的肥料高效利用具有重要意义。

松树针叶是一种可再生的自然资源，我国松针资源丰富，松针蕴含量在1亿t以上，且松树分布区域密集，有利于松针的收集利用，每年可获得松针200万～300万t，具有相当广阔的开发前景[13]；同时，松针富含的蛋白质、氨基酸、微量元素和活性物质等对作物的生长有重要意义，是一种不可多得的有机肥原材料[14]。但目前，对松针有机肥的开发、应用研究报道较少。综上，本试验通过研究不同松树针叶有机肥与减量化肥配施对贵州辣椒生长及土壤肥力的影响，以期为实现松树针叶有机肥在贵州辣椒生产中的应用和减肥增效提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地位于贵州省辣椒研究所遵义官庄基地（27°44' N，107°12' E）。该地属亚热带季风气候，终年温凉湿润，冬无严寒，夏无酷暑，雨量充沛，日照充足。试验田土壤类型为黄棕壤，土壤基本理化性状为：含有机质11.36 g/kg，全氮2.32 g/kg，有效磷24.56 mg/kg，速效钾109.59 mg/kg，pH值6.58。前茬连续3年辣椒连作，肥力均匀，排灌方便。

1.2 试验材料

供试辣椒品种为“辣研102”，由贵州省辣椒研究所选育。

供试有机肥由贵州威恒农业科技有限公司提供，为褐色液体有机肥，以松树针叶有机溶剂提取物作为有效成分，按照工艺以及配方不同分为Ⅰ号和Ⅱ号[15]。其养分含量见表1。供试化肥为贵州科泰金福肥业有限公司提供的复合肥料（15-15-15）。

表1 有机肥养分含量

1.3 试验方法

试验设置5个处理：（1）不施肥处理（CK）；（2）常规施肥处理（FP），施入复合肥750 kg/hm2，无追肥；（3）化肥减量20%配施有机肥处理（OP1），复合肥施入量为600 kg/hm2，有机肥施用量为570 L/hm2；（4）化肥减量50%配施有机肥处理（OP2），复合肥施入量为375 kg/hm2，有机肥施用量为570 L/hm2；（5）化肥减量80%配施有机肥处理（OP3），化肥施入量为150 kg/hm2，有机肥施用量为570 L/hm2。化肥均作为底肥移栽前一次性施入。

松树针叶有机肥施用方法以及用量：分别于辣椒苗期（4月30日）、花期（5月30日）、盛果期（7月15日）施用Ⅰ号营养液150 L/hm2，共计450 L/hm2，稀释25倍，灌根施肥；于辣椒初果期（6月20日）施用Ⅱ号营养液120 L/hm2，稀释25倍，灌根施肥。不施用有机肥处理小区用等量清水进行灌根。

试验采用全覆膜起垄种植。辣椒于2020年4月26日定植，定植行株距130 cm×40 cm，小区面积为20 m2，四周设置保护行，随机排列，并设3次重复。各小区除施肥处理不同外，其他田间管理措施保持一致。

1.4 指标测定

2020年9月10日，对各小区随机选取10株辣椒进行采收，按照DB52/T 976—2014[16]的测产方法和校准系数统计与计算各个小区辣椒产量和构成因素。并调查统计辣椒炭疽病的感病株数、病级，计算病情指数[17]。

辣椒收获期结束后采集土样。每个小区采用“之”形采样，随机选5个点，每个点用开口土钻采集0～20 cm的土壤，将5个点土样混合均匀后作为该小区的代表性样品。土壤碱解氮测定采用碱解扩散法，土壤速效磷测定采用钼锑抗比色法，土壤速效钾测定用火焰光度法，土壤有机质测定用重铬酸钾-外加热法，土壤pH值测定采用电位计法（水土比2.5∶1）[18]。

成熟期随机选取10株辣椒，于收获前用刻度尺、游标卡尺测定株高、茎粗。同时将地上部、根部分别收获，植株地上部和根系样品洗净后用滤纸吸干水分，然后放入烘箱中，先105 ℃杀青30 min后70 ℃烘干至样品恒质量，用于测定干质量和植株氮、磷、钾含量。植株、果实样品经H2SO4-H2O2消煮后，全氮测定采用奈氏比色法，全磷测定采用钼锑抗比色法，全钾测定采用火焰光度计法[18]。

1.5 数据处理

试验数据采用SPSS 24.0软件处理和分析，不同处理进行差异性检验（P＜0.05）。采用Microsoft Excel 2010制作图表。

2 结果与分析

2.1 有机肥替代对辣椒生长及抗性的影响

从表2可以看出，化肥减量及配施有机肥同样可以达到常规施肥对辣椒生长的促进效果。辣椒株高在OP1处理时达到最大，较CK处理显著提高了28.64%，且OP1与FP处理之间无显著差异。辣椒茎粗在FP处理时达到最大，OP1、OP2与FP处理之间均无显著差异，但施肥处理FP、OP1、OP2较CK处理分别显著增加了50.32%、49.81%、37.29%。根部与地上部生物量方面，OP1处理与FP处理之间均无显著差异，OP2、OP3处理均较FP处理显著降低，但较CK处理根部生物量分别显著提高了52.91%、24.80%，地上部提高了10.32%、5.49%。施肥能显著降低辣椒炭疽病的发病率与病情指数。OP1处理较FP处理辣椒发病率与病情指数分别显著降低了17.93%、22.28%，且在处理间达到最小，随着化肥施入量的减少，辣椒发病率与病情指数有增加趋势。

表2 不同处理对辣椒生长及发病情况的影响

2.2 有机肥替代对辣椒产量与构成因素的影响

由表3可知，施肥处理较CK显著改善了辣椒产量构成，且施肥处理之间差异也达到了显著水平。较FP处理，OP1处理的单株挂果数、单株果质量、单果质量、果长、果肉厚度、总产量分别增加了11.01%、10.11%、7.6%、1.26%、1.05%、10.16%。施肥处理FP、OP1、OP2、OP3较CK处理显著增加了辣椒产量，分别增加了69.54%、86.76%、42.62%、23.85%。有机肥替代OP1处理条件下，辣椒总产量达到最大，较FP处理提高了10.16%，但差异不显著。不同处理总产量大小顺序为OP1＞FP＞OP2＞OP3＞CK。

表3 不同处理对辣椒产量构成因素的影响

2.3 有机肥替代对辣椒养分含量的影响

由表4可知，有机肥替代减量化肥的处理有利于辣椒植株养分的积累，同时能够有效地协调营养生长和生殖生长对养分吸收的关系。有机肥替代减量化肥处理OP1、OP2与FP处理辣椒植株氮含量无显著差异，三者较CK处理分别显著提高了28.79%、26.86%、29.68%（根部），20.53%、17.21%、17.62%（地上部），25.08%、20.55%、13.92%（果实）。施肥显著增加辣椒植株磷含量，辣椒植株各组分中磷含量均在OP1处理时达到最大，随着化肥施入量的减少，磷含量呈现显著降低的趋势；FP、OP1、OP2、OP3处理辣椒果实磷含量较CK显著提高了58.63%、59.44%、25.70%、9.24%。施肥显著增加辣椒植株钾含量，FP与OP1处理辣椒根部、地上部钾含量无显著差异，辣椒植株钾含量分别较CK显著提高了48.58%、48.98%（根部），35.92%、37.47%（地上部）；FP、OP1、OP2、OP3处理辣椒果实钾含量较CK显著提高了63.75%、82.72%、39.28%、20.93%。

表4 不同处理对辣椒养分含量的影响 g/kg

2.4 有机肥替代对土壤养分含量的影响

由表5可知，化肥减量配施有机肥处理（OP1、OP2）下的土壤碱解氮含量均高于常规处理（FP），其中，OP1处理下土壤碱解氮含量最高（102.33 mg/kg），较FP处理显著提高了9.16%。FP处理条件下土壤有效磷含量达到最大，较CK显著提高了112.89%。随着化肥施入量的减少，土壤有效磷含量虽有下降趋势，但差异不显著，化肥减量并配施有机肥各处理均达到常规处理下土壤有效磷含量水平。土壤速效钾含量变化趋势与有效磷相似。值得注意的是，FP处理使得土壤有机质含量较CK略有减少，但差异不显著。化肥减量配施有机肥处理较常规施肥显著提高了土壤pH值，但处理间差异不显著。

表5 不同处理对土壤养分含量的影响

3 讨论

3.1 有机肥替代化肥减量对辣椒生长、产量的影响

化肥减量配施有机肥能有效协调养分的供应，及时满足作物生长对养分的需求，促进作物生长并增加产量。本研究发现，在化肥减量20%配施松树针叶有机肥的条件下，辣椒的各项生长指标与常规施肥处理无显著差异；且没有出现减产的现象，甚至可以达到稳产以及略有增产的效果。其原因可能是，有机肥不仅带来大量的氮、磷、钾等营养物质，还为土壤微生物提供了碳源，提高了微生物活性，加速了养分的循环与转化[19-20]；另外，有研究表明，有机肥中的有机碳可提高根系分泌物含量，进而提高土壤微生物生物量碳氮及土壤养分含量[21-22]。有机肥替代减量化肥处理较常规施肥处理显著降低了辣椒的发病率、病情指数。研究表明，有机肥可降低植物致病的微生物数量，增加植物抗性及对有害病菌的拮抗和杀灭作用，从而不同程度地降低了植物病情指数和病株率，提高了植物的抗病性[23-24]。这与本研究的结果是一致的。

3.2 有机肥替代化肥减量对辣椒、土壤养分含量的影响

有机肥替代减量化肥的处理有利于辣椒植株养分的积累，同时能够有效地协调营养生长和生殖生长对养分吸收的关系。本试验发现，辣椒各组分磷、钾含量均在OP1处理时达到最大，随着化肥施入量的减少，磷、钾含量呈现显著降低的趋势。这说明，有机肥的保水、保肥性可降低化肥养分的流失，保证了作物对养分的运输和吸收[25]。值得注意的是，有机肥替代减量化肥处理OP1、OP2较FP处理辣椒植株、果实氮含量无显著差异，这可能是因为试验地点高温、多雨的气候条件在加速有机肥分解的同时，增加了养分的流失。有研究表明，在干旱年份有机肥的增产作用更加明显，且对氮肥利用率的提升效果显著[26]；因此，低温、少雨的地区有机肥可以更好地发挥其保温保水性，更利于激发土壤中微生物的活性，促进作物对养分的吸收[27]。

氮素是植物在生长过程中需求量最大的元素之一，其含量高低是衡量土壤肥力的重要依据[28]。在一些长期定点试验中发现，施有机肥料区的土壤含氮量均高于化肥和无肥区[29]。本研究发现，化肥减量配施有机肥处理下土壤碱解氮含量普遍达到甚至超过常规处理。这是因为有机肥的含氮量高，在分解的过程中可以释放更多氮素，并且有机肥的保肥、保水特性能可使更多的氮素保存在土壤中，减少氮素流失，提高土壤氮素滞留时长[30]，从而达到降低施肥成本、提高土壤氮素含量的要求。土壤中有效磷、有效钾含量均在常规施肥处理条件下达到最大，配施有机肥后，随着化肥施入量的减少，磷、钾含量虽有下降趋势，但差异并不显著。这说明化肥减量配施有机肥可促进养分向有效态转化，提高土壤磷、钾养分含量，协调土壤养分平衡供应，对提高土壤养分资源有显著作用[31]。

4 结论

综上，化肥减量配施有机肥在促进辣椒生长与产量的形成、增强吸收养分能力、改善椒园土壤肥力等方面具有积极作用。综合以上因素，本试验条件下，化肥减量20%配施松树针叶有机肥的施肥方式最优。