施利康与菌肥组合对辣椒生长及土壤理化性质的影响

应利平， 魏雪梅， 逯明辉， 张明科

(西北农林科技大学 园艺学院，陕西 杨陵 712100)

辣椒起源于拉丁美洲热带地区，原产于墨西哥，为木兰纲茄科辣椒属一年或多年生草本植物[1]。辣椒以丰富的营养物质和独特的风味口感成为人们日常生活中不可或缺的蔬菜及调味品，并因其高经济价值和低种植风险而受到广大种植者的青睐，已成为我国第一大蔬菜作物[2]。21世纪我国设施栽培技术快速发展，如春提早、秋延后的辣椒栽培技术解决了有效积温对辣椒生产的影响[3]，为辣椒的周年供应提供了保障，但由于设施栽培的局限性，以及多年连作及化肥的超量使用等问题，导致辣椒产量及品质的下降，使土壤理化特性恶化，连作障碍严重[4]。

微生物菌肥作为一种新型肥料，含有许多重要的有益微生物。菌肥以微生物生命活动的产物及其所含的酶类来改善植物根际营养条件，提供作物必需的矿质养分，刺激作物的生长；同时抑制根际病原菌，改善和促进土壤生物活性，促进植物根系健康生长，从而提高作物的产量和品质[5]。施利康复合菌剂是由硅酸盐细菌和枯草芽孢杆菌经过最新工艺发酵而成的硅酸盐复合型微生物菌剂，具有分解土壤中含钾矿物，活化硅、磷等营养物质的作用[6]。海藻菌肥是直接利用海藻或海藻中活性物质提取后的残渣，通过微生物发酵、酸碱工艺或肥料混配工艺生产出来的一种生物有机肥。海藻活性物质中的海藻低聚糖、甘露醇、甜菜碱、酚类、氨基酸、矿物质、维生素等，能促进作物蛋白质和糖类合成，增强作物的光合作用和新陈代谢，促进根系的生长发育，提高作物抗逆性[7]。荧光假单胞菌是一种重要的植物病害生防菌和根际促生菌，具有繁殖速度快、适应能力强、易于人工培养、制剂稳定、施用方便、绿色环保、防治多种植物病害等优点[8]。研究表明，荧光假单胞菌通过诱导系统抗性、合成植物激素、产生抗生性次级代谢产物来抑制病原菌的发生，进而改变根际土壤环境，促进作物生长，在生物防治和生防菌剂的开发与应用中拥有巨大的潜力[9-10]。现有研究已证实，施利康复合型菌剂、海藻菌肥和荧光假单胞菌均有抑制病原菌发生、改善根际土壤环境、促进作物生长、改善作物品质、缓解土壤连作障碍的作用。

为实现绿色农业的可持续发展，减少过量施用化肥造成的各种危害，本试验通过测定双因子处理下辣椒的植株长势、早期果实产量、光合速率及土壤理化性质等各项指标，了解施利康与海藻菌肥、荧光假单胞菌肥配施对辣椒生长指标和土壤理化性质的影响，筛选出最适菌肥组合，改善土壤连作障碍，为菌肥在辣椒促生作用及土壤连作修复方面提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2018年1—7月在西北农林科技大学泾阳蔬菜试验示范站温室内进行，前茬作物为番茄，供试辣椒品种为国华7号。整地前667 m2基施完全腐熟的鸡粪+牛粪共10 m3，起垄时基施不同用量生防型复合菌肥施利康，初花时分别用滴灌型海藻菌肥和荧光假单胞菌(秦皇岛领先生物农业股份有限公司)灌根。试验棚初始土壤理化性质为pH 7.25，有机质含量36.7 g·kg-1，碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为124.3、111.7、261.5 mg·kg-1，电导率为683.8 μS·cm-1。

1.2 处理设计

本试验设置基施施利康菌肥和根灌菌肥两个因素，采用双因素裂区试验设计。以667 m2为施肥单位，基施施利康设3个水平，M1～M3分别为20、30、40 kg；灌根菌肥设4个水平，N1为施用海藻菌肥1 L，N2、N3分别为施用荧光假单胞菌肥2和4 L，N4为清水对照。将M1、M2、M3与根灌菌肥不同水平的组合分别设为T1～T4、T5～T8、T9～T12处理，均重复3次。此外，分别设置N1～N4单因素处理。

辣椒定植前将试验棚分为三大区，按M1、M2、M3 3水平基施施利康。定植50 d后，开始对每个大区进行N1～N4灌根处理，根据菌肥用量配成水溶液，每10 d灌施1次，每株200 mL，共3次，每处理2行，小区面积为22 m2。N1～N4单因素处理灌施方法同上。在作物生长发育期间，采用水肥一体化技术进行膜下浇水及追肥，按照辣椒常规栽培技术规程进行病虫害预防与管理。

1.3 测定项目

选取5株连续且长势一致的辣椒进行标记，每处理重复3组，共15株，处理结束后进行相关指标的测定。

1.3.1 生物学性状及产量的测定

灌根10 d后，分别对各处理标记好的辣椒植株进行株高、茎粗、早期单株挂果数及产量的测定。株高和茎粗采用卷尺和游标卡尺进行测定。早期果实成熟后，每隔14 d采摘成熟度基本一致的果实，共采摘3次，记录每株果数及产量，3次累加后为单株早期产量。

1.3.2 光合特性的测定

通过SPAD502叶绿素含量测定仪测定叶绿素相对含量(SPAD值)，LI-6800便携式光合作用测定系统测定光合速率。

1.3.3 土壤理化性质的测定

待辣椒生育期结束后，用五点取样法采集各处理植株0～20 cm根际土壤为辣椒土壤样本，经自然风干后研磨过筛，进行土壤盐分及理化性质的分析测定，主要测定项目有pH、电导率、有机质、速效氮、速效磷和速效钾的含量，每处理重复3次。

1.4 数据分析

试验数据采用Excel 2007和SPSS16.0软件进行系统整理、方差分析和显著性检验；采用Duncan’s法(P<0.05和P<0.01为显著水平)进行多重比较；使用Origin2020软件进行图形绘制。

2 结果与分析

2.1 不同处理对辣椒植株生长的影响

由表1可见，施利康用量(M)与不同灌根菌肥(N)的交互作用(M×N)对株高并无显著影响，而不同灌施菌肥(N)单因素处理下对株高有极显著影响。其中，海藻菌肥1 L(N1)处理下辣椒株高最高，较N2、N3和N4分别提高5.36%、6.65%和4.24%。说明海藻菌肥较荧光假单胞菌肥有更好的促生作用。施利康用量和不同灌根菌肥及两者交互作用对辣椒植株茎粗均无显著影响。

表1 施利康用量和不同灌根菌肥对辣椒株高和茎粗的影响及方差分析

2.2 不同处理对辣椒叶绿素含量及光合速率的影响

由表2可知，不同处理对辣椒叶片叶绿素含量均无显著影响。其中，T9处理的叶绿素含量最高，说明该处理可更快地促进辣椒叶片叶绿素的积累。不同处理对光合速率均有极显著影响。其中，施利康单因素处理时，三大区光合速率呈先上升后下降的趋势，其中T8处理数值最高，T12处理数值最低；在灌施同种菌肥时，植株光合速率均随着施利康用量的增加而增加。可见，667 m2基施施利康40 kg并合理配施菌肥能促进辣椒的光合速率。

2.3 不同处理对辣椒早期挂果及早期产量的影响

从表2可以看出，施利康的施用显著影响辣椒单株早期挂果数，但不同灌根菌肥及与施利康的交互作用对辣椒单株早期挂果则无显著影响。不同用量的施利康和灌根菌肥均对辣椒早期产量无显著影响，但两者交互作用产生了显著影响。随着施利康用量的增加，在灌施海藻菌肥和低量荧光假单胞杆菌时，三大区辣椒早期产量呈现M3>M1>M2的趋势，而灌施高量荧光假单胞杆菌的处理则表现为M1>M3>M2；N4处理则随着施利康用量的增加而呈逐渐递减趋势。各区灌施海藻菌肥的T1、T5、T9处理分别比荧光假单孢杆菌的T2、T6、T10的早期单株产量提高0.9%、2.9%和5.3%。可见，施利康与海藻菌肥的配施较与荧光假单胞杆菌配施能更好地促进辣椒产量的提升。

表2 不同用量施利康和灌根菌肥对辣椒光合性能和产量的影响及方差分析

2.4 不同处理对土壤理化性质的影响

由表3可知，除土壤有机质外，施利康用量、不同灌根菌肥及两者交互作用对土壤速效氮、速效磷、速效钾、电导率和pH值均具有极显著影响。可见，基施不同用量施利康和灌施不同菌肥处理及两者的交互作用对辣椒连作土壤均具有良好的改善效果。

表3 不同因素对根系土壤养分含量的方差分析(F值)

不同用量施利康和不同灌根菌肥单因素处理时对辣椒根系土壤理化性质的影响如表4所示。M1土壤中的速效氮含量较栽培前显著下降，而随着施利康用量的增加，土壤速效氮含量显著增加。其中，M2和M3处理与M1存在极显著差异，分别较栽培前增加13.6%和19.2%。在不同菌肥灌根处理下，土壤速效氮含量存在极显著差异。其中，667 m2灌施海藻菌肥1 L(N1)时含量最高。施利康和不同菌肥单因素处理后，均增加了土壤中速效磷和速效钾含量，其中667 m2基施施利康30 kg(M2)和荧光假单胞菌肥2 L(N2)速效磷和速效钾的含量最高。对土壤盐分来说，不同用量施利康和不同菌肥灌根均具有降低土壤电导率的作用，其中M1处理电导率与M2、M3处理差异极显著，N3处理电导率与N1、N2和N4处理差异极显著，表明667 m2基施施利康20 kg(M1)和荧光假单胞菌肥4 L(N3)对降低土壤盐分效果最好。土壤有机质含量随施利康用量的增加而增加，667 m2基施施利康40 kg(M3)时有机质含量最高；不同菌肥灌施均有改善土壤肥力状况的能力但差异不显著。土壤pH随施利康用量的增加呈下降趋势；不同菌肥灌施处理时，667 m2灌施荧光假单胞菌肥2 L(N2)时土壤pH值最高，显著高于其他三个菌肥处理。

表4 不同用量施利康和灌根菌肥对土壤理化性质的影响

从图1可以看出，双因子互作下各处理速效氮、速效磷、速效钾含量差异显著，T9显著提高了土壤中速效氮和速效钾的含量，其效果优于其他组合处理。T6和T10的土壤速效磷含量最高，分别较本区对照T8和T10提高19.34%和72.36%。可见，667 m2基施施利康30～40 kg，配合灌施荧光假单胞菌肥2 L，能有效提高土壤中速效磷的含量。

柱上无相同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。

双因子互作下土壤有机质含量差异不显著，其中T9的有机质含量最高，较栽培前增加15.8%。两者交互效应均能降低土壤中的电导率，其中，T2的土壤盐分下降最多，土壤盐渍化改良效果最为显著；N3对土壤盐分的降低效果最为稳定。三大区间无显著性差异，表明荧光假单胞杆菌在改善土壤次生盐渍化方面有其独特的优势。相比栽培前测定结果，土壤pH呈上升趋势，其中，T9的土壤pH为7.69，最接近辣椒种植的最适值。

3 小结与讨论

大量研究表明，土传病害、土壤次生盐渍化及土壤连作障碍的防控措施除轮作倒茬[11]、土壤改良[12]、应用嫁接[13]等技术外，应用微生物菌肥有其独特的优势[8,14]，合理利用有益微生物可有效改善土壤环境，高作物的产量和品质[15-16]。银永安等[17]发现，膜下滴灌施利康复合菌剂可正负调节水稻株高，促进弱苗发育，限制旺苗旺长，并提高叶片叶绿素含量及净光合速率，防止叶片早衰，增强光合作用。

本试验中，667 m2基施施利康30 kg时，辣椒的株高、茎粗、叶绿素含量、光合速率等均表现最优，加快了辣椒叶片叶绿素含量的积累，提高植物光合速率，促进辣椒地上部的生长。在土壤理化性质改良方面，667 m2基施施利康40 kg更有优势，其原因可能与施利康中富含硅酸盐细菌有关，该细菌可有效分解土壤中的硅酸盐类物质，并释放可溶性钾供植物吸收利用[18]。不同菌肥单因素处理时，667 m2施海藻菌肥1 L的辣椒长势更强，叶绿素含量最高。有研究发现，海藻菌肥中除含有丰富的氮、磷、钾、钙、镁、铁等元素外，其保留的细胞分裂素、生长素、甜菜碱等天然活性物质和抗生物质对辣椒的生长起着重要调节作用[19-20]。有研究证实，施用海藻天然活性物质能缓解干旱胁迫对小麦生长的影响，其原因与施用海藻菌肥降低了植株抗逆调节物质脯氨酸和可溶性糖的含量有关[21]。刘超等[22]研究表明，棉隆熏蒸和海藻菌肥联用，可有效减少土壤中的病原微生物，提高根系保护酶的活性，从而减轻了土壤连作对苹果幼苗根系产生的胁迫作用。

在施利康与微生物菌肥联用处理下，辣椒的生物学性状、叶绿素含量、光合速率和土壤理化特性等因其用量不同而存在一定差异。李六林等[23]认为，作物因生长发育不良而导致产量、品质下降等现象可能与土壤中有效矿物质的不足有关，而施利康复合菌剂可有效降解土壤中的含钾矿物，并利用硅酸盐细菌代谢产物促进植物对各矿质营养的吸收[6,24]。海藻菌肥中含有的天然营养素和植物生长调节剂可显著提高辣椒的产量。Niunden等[25]以海藻提取物为叶面喷剂，显著提高了马铃薯的产量。从不同处理的效果可以看出，667 m2基施施利康40 kg+海藻菌肥1 L时，土壤中的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量的提升效果最为明显，且可有效降低土壤中的盐分浓度和pH，利于辣椒植株的生长发育，同时提高了叶片叶绿素含量和植株光合能力，促进辣椒对营养元素的吸收，从而提高辣椒产量。值得注意的是，随着荧光假单胞菌肥施用量的增加，辣椒的株高与茎粗反而受到了抑制。本研究结果表明，在667 m2基施施利康30 kg，荧光假单胞菌肥施用量不宜过多。由此可见，生物有益菌肥的合理配施是保证植物正常生长的前提，是保障农作物产量的重要措施[26]。

综上，667 m2基施施利康40 kg+海藻菌肥1 L处理为辣椒栽培最适组合，正确选用微生物菌肥及科学合理的管理措施，是解决辣椒连作障碍的有效手段。