酒糟沼渣對辣椒產(chǎn)質(zhì)量及土壤養(yǎng)分的影響

崔宏浩，朱 青，陳正剛，張 欽，張愛華，秦 松，于恩江,3，吳興洪,3，楊俐蘋,楊秀海

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料研究所，貴州 貴陽 550006；2.農(nóng)業(yè)部 貴州耕地保育與農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測試驗站，貴州 貴陽 550006；3.貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，貴州 貴陽 550025；4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081；5.貴州省石阡縣聚鳳鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，貴州 石阡 555106)

【研究意義】辣椒(CapsicumfruteecensL.)又名海椒、辣子、番椒、牛角椒等，為茄科辣椒屬1年或多年生草本植物，原產(chǎn)于中拉丁美洲熱帶地區(qū)。辣椒富含維生素C、辣椒素、辣椒堿等營養(yǎng)成分，是人們不可或缺的鮮食蔬菜和最重要的調(diào)味品之一，同時還是重要的工業(yè)原料，其深加工產(chǎn)品辣椒素、辣椒紅素在特種用漆、醫(yī)藥等方面都有特殊用途[1]。貴州是辣椒種植大省，種植面積在23萬hm2以上，也是辣椒加工大省，油辣椒在國內(nèi)市場占有率達(dá)70 %[1]，國際知名辣椒品牌“老干媽”在貴州省遵義市擁有多個生產(chǎn)基地，辣椒已成為助推貴州經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)農(nóng)民脫貧致富的重要經(jīng)濟(jì)作物之一。探究辣椒生產(chǎn)中的資源高效利用，對辣椒的綠色循環(huán)清潔化生產(chǎn)具有重要意義。隨著生活水平的提高和飲食結(jié)構(gòu)的變化，人們越來越重視辣椒的產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】在辣椒種植中開展了肥料施用量、合理配比[2-3]、施用有機肥[4]和生物質(zhì)炭[5]等相關(guān)研究，達(dá)到提高辣椒產(chǎn)量和改善品質(zhì)的目的。有機肥通常含有豐富有機物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、纖維素、半纖維素及氮、磷、鉀和微量元素，養(yǎng)分全面，肥效持久，不僅可提供作物生長所需養(yǎng)分，提高作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)[6-8]，而且在增強土壤肥力[4]、改善土壤結(jié)構(gòu)、增加生物多樣性[9]、降低作物發(fā)病率、增加有益生物同時抑制病原菌數(shù)量[10]、保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境[9]等方面都有著特殊作用。沼渣是優(yōu)質(zhì)的有機肥[11]，有利于作物產(chǎn)量的增加和品質(zhì)的改善[12-15]。因為沼渣含有大量的營養(yǎng)成分，包括有機質(zhì)、氮、磷、鉀和微量元素[11]，并含有未分解的纖維素類物質(zhì)、新產(chǎn)生的微生物菌體[22]，抑制植食性線蟲[16]，增加土壤速效養(yǎng)分含量及補充各種微量元素[18]等，在一定程度上增加土壤有機質(zhì)[15]、改善土壤微生態(tài)結(jié)構(gòu)、提高酶活性等[17，23]，最終促進(jìn)作物生長。【本研究切入點】施用沼渣對辣椒產(chǎn)質(zhì)量及土壤養(yǎng)分影響的研究很少，對于施用不同量貴州酒糟沼渣(醬香白酒酒糟發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的副產(chǎn)物)開展類似試驗的研究鮮見報道。貴州醬香白酒酒糟發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的副產(chǎn)物沼渣，含有豐富有機質(zhì)和一定的N、P、K等養(yǎng)分，其源頭為糧食，不存在畜禽糞便等發(fā)酵產(chǎn)物中四環(huán)素類抗生素、重金屬及其復(fù)合污染等對生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成潛在威脅[19]，可作為清潔優(yōu)質(zhì)有機肥料進(jìn)行田間應(yīng)用。【擬解決的關(guān)鍵問題】因此，結(jié)合貴州兩大產(chǎn)業(yè) ，“老干媽”產(chǎn)品的源頭鮮辣椒種植和醬香白酒產(chǎn)業(yè)的末端副產(chǎn)物沼渣高效利用，研究貴州酒糟沼渣對辣椒產(chǎn)質(zhì)量及土壤養(yǎng)分的影響，以期為辣椒生產(chǎn)中合理施用酒糟沼渣及貴州循環(huán)農(nóng)業(yè)清潔化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試?yán)苯?品種為黔椒8號，辣椒苗由貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院辣椒所遵義市育苗基地培育，于2016年5月24日運到試驗地，25日移栽。

1.1.2 供試肥料 尿素(N 46 %)、過磷酸鈣(P2O512 %)、硫酸鉀(K2O 50 %)；沼渣為中節(jié)能遵義公司利用醬香型白酒酒糟生產(chǎn)沼氣的副產(chǎn)物，主要養(yǎng)分：總氮(N)3.95 %、磷(P2O5)2.16 %、鉀(K2O)1.37 %、有機質(zhì)88.6 %、鈣1.2 %、鎂0.758 %，重金屬含量：總砷(As)1.48 mg/kg、總汞(Hg)0.025 mg/kg、總鉛(Pb)13.4 mg/kg、總鎘(Cd)0.05 mg/kg、鉻(Cr)32.6 mg/kg，pH 7.5，全部指標(biāo)符合有機肥料國家標(biāo)準(zhǔn)NY 525-2012[20]要求。

1.1.3 試驗地概況 試驗于2016年5-10月在貴州省銅仁市石阡縣聚鳳鄉(xiāng)指甲平村進(jìn)行，地處北緯27°23′52″、東經(jīng)107°57′40″，海拔982 m，屬亞熱帶溫暖濕潤季風(fēng)氣候，耕地于2015年種植烤煙冬閑，土壤類型為黃壤，耕層土壤pH 7.47，有機質(zhì)34.8 g/kg、全氮0.23 %、全磷0.09 %、全鉀1.56 %、堿解氮140.53 %、有效磷22.6 mg/kg和速效鉀168 mg/kg。

1.2 試驗設(shè)計

設(shè)6個處理，3次重復(fù)，共18個小區(qū)，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積15 m2(3 m×5 m)。移栽前起壟，壟高20 cm左右，壟面寬50 cm并用塑料膜覆蓋，兩壟邊緣之間寬50 cm，每壟種辣椒2行，株行距45 cm × 55 cm。各處理化肥施用量統(tǒng)一為 N 225 kg/hm2、P2O5180 kg/hm2和K2O 210 kg/hm2。沼渣施用量，T1(CK)，不施沼渣；T2，7500 kg/hm2；T3，11 250 kg/hm2；T4，15 000 kg/hm2；T5，22 500 kg/hm2；T6，30 000 kg/hm2。各處理中沼渣、磷肥、鉀肥的全部及氮肥的60 %作為基肥，氮肥的 40 %作為追肥用水溶解于辣椒株距中間施用，其他管理措施一致。

1.3 樣品采集與分析

1.3.1 土壤樣品 采樣方法：按照農(nóng)業(yè)部《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行，取土深度為0～20 cm，采用多點取樣法，將各采樣點土樣混合均勻，用四分法取混合土樣1.00 kg。自然風(fēng)干，去雜、磨碎，過20目尼龍篩。土壤指標(biāo)測定：pH采用電位法，水土比1︰1；土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法；全氮采用半微量凱氏定氮法；全磷采用氫氧化鈉熔融，鉬銻抗比色法；全鉀采用碳酸鈉熔融，火焰光度法；堿解氮采用堿解擴散法；速效磷采用NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法；速效鉀采用醋酸銨浸提，火焰光度法[21]。

1.3.2 植株樣品 2016年8月25日對辣椒盛花期進(jìn)行田間調(diào)查，每小區(qū)隨機選3株用直尺測量株高；莖粗用游標(biāo)卡尺(精度0.01 mm)于辣椒根頸處從2個垂直方向測量基徑，取均值；葉長、葉寬為頂端起第3～4片葉主脈長度和最寬寬度，每株取3片葉，分別取均值。9月26日辣椒成熟期每小區(qū)取3株植株稱鮮重，殺青烘干后稱重(用于試驗的果實部分通過含水率換算為干重)。取一部分新鮮果實放入105 ℃干燥箱中殺青30 min，再在60 ℃烘干至恒重稱重，粉碎后測定辣椒果實養(yǎng)分含量。全氮采用H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮，蒸餾法測定；全磷采用H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮，鉬銻抗比色法測定；全鉀采用H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮，火焰光度法測定。同時，另取一部分新鮮果實用于測定辣椒品質(zhì)，VC含量采用2，6-二氯靛酚滴定法；還原糖含量采用蒽酮硫酸比色法；游離氨基酸采用茚三酮比色法；硝酸鹽含量采用紫外分光光度法[21]。辣椒產(chǎn)量為收獲期幾次田間實測產(chǎn)量之和。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用軟件Microsoft Excel 2007進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計及作圖；利用軟件SPSS 20.0進(jìn)行顯著性檢驗，分析辣椒植株性狀、生物量、品質(zhì)、養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分因子間的線性關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理辣椒植株的性狀

從表1看出，不同處理辣椒植株的性狀存在明顯差異，施用沼渣不同程度增加辣椒的株高、莖粗、葉長和葉寬，與CK相比，施用沼渣的株高增加7.63 %～17.13 %，莖粗增加8.47 %～16.95 %，葉長增加6.31 %～17.61 %，葉寬增加2.45 %～12.01 %；T3～T6處理的株高和莖粗顯著增加，T4～T6處理的葉片葉長顯著增加，T6處理的葉寬顯著增加。

2.2 不同處理辣椒地上部的生物量

從表2看出，不同處理辣椒地上部生物量存在明顯差異，其中，T2處理的生物量最小，辣椒單株鮮重和干重分別比CK顯著降低30.27 %和23.97 %；T6處理的生物量最大，辣椒單株鮮重和干重分別比CK顯著增加13.99 %和20.25 %。T3處理與CK間辣椒單株鮮重差異不顯著，干重差異顯著；T5處理與CK間辣椒單株鮮重差異顯著，干重差異不顯著。

表1 不同處理辣椒植株的性狀

注：同列不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同。

Note: Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP<0.05 level. The same as below.

表2 不同處理辣椒地上部的生物量

2.3 不同處理辣椒的產(chǎn)量

從圖1看出，不同處理辣椒的小區(qū)產(chǎn)量存在一定差異。與CK相比，施用沼渣的辣椒產(chǎn)量增加8.43 %～34.37 %。T6處理的辣椒產(chǎn)量最高，與T3處理、T5處理間差異不顯著，與其余處理間差異顯著；T1～T5處理間差異不顯著。

2.4 不同處理辣椒的品質(zhì)

從表3看出，辣椒果實Vc含量除T2處理外，其余處理均有所增加，其中，T5處理比CK顯著增加14.03 %，T5處理與T4處理間差異不顯著，但T5處理顯著高于其余處理；辣椒還原糖含量T4處理最低，比CK顯著減少23.82 %，T2處理、T3處理、T6處理分別比CK顯著增加22.53 %、18.03 %和20.92 %；辣椒游離氨基酸含量T2處理、T3處理分別比CK顯著增加34.96 %和25.66 %，T4處理、T5處理分別比CK降低37.39 %和11.95 %，且T4處理與CK間差異顯著；辣椒硝酸鹽含量T2處理、T5處理分別比CK顯著增加28.5 %和31.17 %，T4處理、T6處理分別比CK顯著降低68.45 %和53.43 %。

圖1 不同處理辣椒的小區(qū)產(chǎn)量Fig.1 Pepper yield per plot of different treatments

2.5 不同處理辣椒對養(yǎng)分的吸收量

從表4看出，辣椒N含量T2處理最大，與CK間差異不顯著，顯著高于其余處理；T6處理最小，與T3處理間差異不顯著，顯著低于其余處理。辣椒P含量T5處理低于CK，其余均高于CK，但處理間差異不顯著。辣椒K含量T2處理最低，且顯著低于其余處理；T5處理辣椒K含量最高，與T2處理、T4處理間差異顯著。

2.6 不同處理辣椒土壤的養(yǎng)分含量

從表5看出，土壤pH隨著沼渣施用量增加而先增加后降低，T6處理最小且與其余處理間差異顯著。土壤有機質(zhì)施沼渣處理比CK增加3.99 %～16.94 %，CK與T4處理間差異不顯著，其余處理均顯著高于CK。土壤全氮含量T5處理高于CK，其余處理均低于CK。土壤全磷含量T3處理最高， 顯著高于CK 13.56 %；T4處理最低，比CK顯著降低5.93 %。土壤全鉀含量各處理間差異不顯著。有效磷含量除T4處理低于CK外，其余處理均高于CK，其中T2處理、T3處理分別顯著增加23.21 %和37.39 %。速效鉀各處理間差異顯著，其中T5處理最高，比CK顯著增加46.85 %；T4處理最低，比CK顯著降低26.05 %。堿解氮施沼渣處理均顯著高于CK，增加量為31.82 %～52.1 %。

表3 不同處理辣椒的品質(zhì)

表4 辣椒果實的養(yǎng)分吸收量

表5 不同處理土壤的養(yǎng)分含量

表6 辣椒植株性狀與土壤養(yǎng)分各指標(biāo)間的線性關(guān)系

注：* 、**分別表示相關(guān)性顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)。

Note: * and ** indicate significance of correlation atP<0.05 andP<0.01 level, respectively.

2.7 各因子間的線性關(guān)系

從表6可知，辣椒株高與葉長、葉寬呈顯著正相關(guān)，與莖粗呈極顯著正相關(guān)。辣椒產(chǎn)量與株高、莖粗呈顯著正相關(guān)，與辣椒N含量呈顯著負(fù)相關(guān)。Vc與辣椒K、土壤全鉀含量呈顯著正相關(guān)。氨基酸與還原糖、有效磷含量呈顯著正相關(guān)。硝酸鹽與土壤全氮、速效鉀含量呈顯著正相關(guān)。辣椒N含量與單株鮮重、單株干重呈顯著負(fù)相關(guān)。有機質(zhì)與有效磷、堿解氮呈顯著正相關(guān)。

3 討 論

3.1 沼渣對辣椒植株性狀及產(chǎn)量的影響

研究結(jié)果表明，化肥配施沼渣能提升辣椒植株性狀，與姜成等[22-23]的研究結(jié)果，即有機肥能夠促進(jìn)作物生長發(fā)育及其根莖增粗的結(jié)果一致。有機肥輸入對土壤微生物活力的影響遠(yuǎn)高于化肥，長期施用有機肥能調(diào)節(jié)土壤碳氮比[24]、提高土壤有機質(zhì)、促進(jìn)微生物代謝和繁育、增加土壤微生物數(shù)量[9，25]。同時土壤微生物通過分泌各種酶調(diào)節(jié)土壤元素的轉(zhuǎn)化過程，控制土壤有機質(zhì)合成、分解[26]和有機殘渣的降解[9]。土壤酶活力是土壤微生物群落對于代謝需求和營養(yǎng)有效性的直觀表達(dá)[27]，同時環(huán)境因素對酶促反應(yīng)速度的影響可以由土壤酶促動力學(xué)闡明[28-29]。長期配施有機肥能顯著調(diào)節(jié)土壤營養(yǎng)環(huán)境，為作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)創(chuàng)造良好的土壤生態(tài)環(huán)境[9]?；逝涫┱釉茉黾永苯樊a(chǎn)量，當(dāng)沼渣用量達(dá)30 000 kg/hm2時辣椒產(chǎn)量顯著高于對照，與陳琨等[8]的研究結(jié)果一致。

3.2 沼渣對辣椒品質(zhì)及土壤養(yǎng)分因子的影響

有研究表明，施用有機肥可以提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[30-31]，并改善作物的微生態(tài)結(jié)構(gòu)[32]；施用有機肥能增加辣椒[7]、大蔥[33]、芹菜[34]的維生素C含量；但也有研究顯示，施用有機肥不能提高辣椒維生素C的含量[8]。本試驗中，隨著沼渣施用量的增加辣椒維生素C含量呈增加趨勢，但其余營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)變化規(guī)律不明顯，辣椒N含量呈下降趨勢，辣椒P含量無顯著變化，辣椒K含量變化規(guī)律不明顯。有研究表明，NPK與有機肥長期配施能明顯提高土壤各養(yǎng)分含量[25]，沼渣長期施用會使土壤的硝化作用減緩，增加土壤pH防止土壤酸化，緩慢提高土壤中有機質(zhì)含量，在一定程度上提高土壤全量養(yǎng)分和速效養(yǎng)分的含量[15]。研究結(jié)果表明，施用沼渣能顯著增加土壤有機質(zhì)含量，但隨著沼渣施用量增加其變化規(guī)律不明顯，其余土壤養(yǎng)分因子的變化無明顯規(guī)律，可能是由于1年的試驗時間未能使沼渣中養(yǎng)分完全釋放，或者沼渣養(yǎng)分釋放速度不穩(wěn)定導(dǎo)致。

4 結(jié) 論

綜上所述，辣椒種植過程中施用酒糟沼渣能提高植株性狀，增加辣椒產(chǎn)量和Vc含量、降低辣椒N含量，增加土壤有機質(zhì)，且當(dāng)沼渣施用量達(dá)到一定量時能達(dá)到顯著水平。辣椒產(chǎn)量與株高、莖粗呈顯著正相關(guān)，與辣椒N含量呈顯著負(fù)相關(guān)；Vc與辣椒K、土壤全鉀含量呈顯著正相關(guān)；硝酸鹽與土壤全氮、速效鉀呈顯著正相關(guān)；有機質(zhì)與土壤有效磷、堿解氮呈顯著正相關(guān)。在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上增施酒糟沼渣，對辣椒生長發(fā)育有一定的促進(jìn)作用。綜合結(jié)果表明，酒糟沼渣適量施用能增加辣椒產(chǎn)量，改善辣椒品質(zhì)，生產(chǎn)中在氮磷鉀肥常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上，以酒糟沼渣施用量30 000 kg/hm2的效果最好。

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