不同配比腐植酸復(fù)合肥對(duì)種植辣椒的土壤酶活性和養(yǎng)分含量的影響

范仲卿 郭新送 張 晶，2 洪丕征 丁秀紅 李 超 馬學(xué)文

1 山東農(nóng)大肥業(yè)科技有限公司 泰安 271600

2 山東合泰檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司 泰安 271600

3 即墨區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 青島 266200

辣椒是我國(guó)人民不可或缺的重要風(fēng)味蔬菜。我國(guó)是辣椒主產(chǎn)國(guó)之一，種植面積近2×106hm2，居世界首位，但依然無(wú)法滿足廣大人民日益增長(zhǎng)的需求[1]。近年來(lái)，我國(guó)辣椒產(chǎn)量穩(wěn)步上升，但仍存在部分區(qū)域栽培技術(shù)落后，投入結(jié)構(gòu)不合理等原因，辣椒品質(zhì)差，不能滿足消費(fèi)需求[2]。作物高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)是健康的土壤環(huán)境，土壤酶是土壤生態(tài)系統(tǒng)新陳代謝的重要?jiǎng)恿?，可反映土壤肥力變化，土壤中各類土壤酶活性和養(yǎng)分含量已成為衡量土壤質(zhì)量的常規(guī)指標(biāo)。腐植酸可提高土壤陽(yáng)離子交換能力，改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、提高肥料利用率、維持土壤酸堿平衡[3～8]。為充分探明腐植酸復(fù)合肥對(duì)辣椒種植過(guò)程中土壤酶活性和土壤養(yǎng)分含量的影響，本研究以辣椒為供試材料，采用不同腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的復(fù)合肥，連續(xù)4 年開展土壤酶活性和養(yǎng)分含量的測(cè)定，探究土壤相關(guān)特性變化規(guī)律，以期為腐植酸類肥料在我國(guó)辣椒種植中的使用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間地點(diǎn)

本研究于2014—2017 年在山東省泰安市肥城市山東農(nóng)大肥業(yè)科技有限公司試驗(yàn)基地（N 35°04′，E 116°18′）開展。

1.2 供試材料

供試土壤：紅壤土，土壤養(yǎng)分含量為全氮1.5 g/kg、堿解氮110.2 mg/kg、有機(jī)質(zhì)14.2 g/kg、速效鉀79.3 mg/kg、有效磷31.1 mg/kg，pH 值7.12。

供試作物：辣椒，品種為“干椒3 號(hào)”。常規(guī)露地栽培，除肥料處理不同外，其他田間管理措施與常規(guī)狀況一致。

供試肥料：均由山東農(nóng)大肥業(yè)科技有限公司提供，使用尿素、一銨、硫酸鉀、硫酸銨、氯化鉀等原料混合入特定比例腐植酸，經(jīng)滾筒造粒制得N-P2O5-K2O 為15-15-15 的硫基復(fù)合肥。其中，腐植酸以風(fēng)化煤為原料提取，并經(jīng)堿活化處理制得，總腐植酸含量為40%。普通復(fù)合肥為15-15-15 的硫基復(fù)合肥。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)置T0、T1、T2、T3 和T4 共5 個(gè)處理，每個(gè)處理3 次重復(fù)。其中，T0 處理施用普通復(fù)合肥，不添加腐植酸；T1、T2、T3、T4 處理分別為腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%、4%、6%、8%的復(fù)合肥。小區(qū)面積20 m2（寬2.5 m，長(zhǎng)8 m），辣椒于4 月上旬定植，株距25 cm，行距采用大小行種植，大行70 cm，小行50 cm。2014—2017 年連續(xù)4 年同一試驗(yàn)小區(qū)采用同一種施肥處理。其中，2014 年為最佳處理篩選年度，2015—2017 年僅記錄T0、T3 數(shù)據(jù)，其余處理作保護(hù)區(qū)使用。所有小區(qū)施肥量按750 kg/hm2計(jì)，施肥方法為底肥一次性投入，定植前2 ～3 天施用。土壤養(yǎng)分含量指標(biāo)為辣椒收獲后采用5 點(diǎn)取樣法取樣檢測(cè)，試驗(yàn)區(qū)除辣椒種植外不作輪作處理。

1.4 土壤酶活性和土壤養(yǎng)分元素含量測(cè)定

（1）土壤酶活性測(cè)定方法。

土壤脲酶采用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定，土壤堿性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定，土壤蔗糖酶采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定，過(guò)氧化氫酶采用0.1 mol/L KMnO4滴定法測(cè)定[9，10]。

（2）土壤養(yǎng)分元素含量測(cè)定方法。

土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱法測(cè)定，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，有效磷采用鉬銻抗比色法測(cè)定，速效鉀采用火焰光度計(jì)法測(cè)定[11]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2013進(jìn)行處理，使用DPS7.05 開展數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和差異顯著性比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 腐植酸含量對(duì)辣椒土壤酶活性和土壤養(yǎng)分元素含量的影響

2014 年度對(duì)不同腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的復(fù)合肥施用下的土壤酶活性進(jìn)行分析（表1），T1 處理土壤脲酶、蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶和堿性磷酸酶活性均高于T0 處理，但差異均不顯著。T2 處理土壤蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶較T0 處理顯著增加，脲酶、堿性磷酸酶較T0 處理差異不顯著。T3、T4 處理脲酶、蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶和堿性磷酸酶活性均顯著高于T0處理。相較于T3 處理，T4 處理脲酶、堿性磷酸酶活性略有增高，但不顯著；而蔗糖酶有所降低，但不顯著；過(guò)氧化氫酶維持穩(wěn)定。這表明，在此試驗(yàn)條件下，施用腐植酸復(fù)合肥中腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到4%，可對(duì)土壤酶活性有明顯增加效果，綜合投入性價(jià)比，腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的處理效果最佳。

對(duì)不同處理下的土壤養(yǎng)分含量進(jìn)行分析（表1），相較于T0 處理，T1 處理的土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量均有增高，其中有效磷含量差異達(dá)顯著水平，其余指標(biāo)差異不顯著；T2處理與T0 處理相比，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷含量顯著增加，速效鉀含量差異不顯著。相較于T1、T2 處理的堿解氮含量顯著增加，其余指標(biāo)差異不顯著。T3、T4 處理土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量均較T0 處理顯著增加。T3、T4處理間土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量差異不顯著。這表明，在此試驗(yàn)條件下，施用腐植酸復(fù)合肥可增加土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量，腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到6%以上時(shí)土壤各養(yǎng)分元素含量均顯著增加，腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的處理和腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的處理間無(wú)顯著差異，綜合投入性價(jià)比，腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的處理對(duì)土壤養(yǎng)分元素含量的增加達(dá)最佳效果。

表1 2014 年不同配比腐植酸復(fù)合肥對(duì)種植辣椒的土壤酶活性和養(yǎng)分含量的影響Tab.1 Effects of different proportions of humic acid compound fertilizer on enzyme activity and nutrient content in soil for growing pepper in 2014

2.2 6%腐植酸復(fù)合肥對(duì)種植辣椒的土壤酶活性和養(yǎng)分隨時(shí)間的變化

為探究所篩選的最佳腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)復(fù)合肥處理對(duì)辣椒土壤酶活性和養(yǎng)分指標(biāo)隨種植年限的變化，在2014 年基礎(chǔ)上，2015—2017 年選擇T0、T3 2 種處理方式，繼續(xù)連續(xù)種植，監(jiān)測(cè)腐植酸復(fù)合肥對(duì)土壤酶活性和養(yǎng)分含量的影響。由表2 可以看出，在2014—2017 年4 個(gè)年度中，施用腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的復(fù)合肥土壤酶活性均顯著高于T0 處理，辣椒種植時(shí)間越長(zhǎng)，脲酶、堿性磷酸酶含量增加幅度越大，蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶無(wú)此變化規(guī)律，各年度間2 種不同施肥處理各土壤酶活性雖均無(wú)明顯變化趨勢(shì)，但T0 處理第4 年各土壤酶活性均小于第1 年，T3 處理第4 年各土壤酶活性均大于第1 年，表明連續(xù)施用腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的復(fù)合肥與普通復(fù)合肥相比，可明顯增加土壤酶活性，脲酶、堿性磷酸酶隨腐植酸復(fù)合肥施用時(shí)間越長(zhǎng)，增加幅度越大。

表2 2014—2017 年T0、T3 處理對(duì)種植辣椒土壤酶活性和養(yǎng)分含量的影響Tab.2 Effects of T0 and T3 treatments on enzyme activity and nutrient content in soil for growing pepper from 2014 to 2017

對(duì)于土壤養(yǎng)分指標(biāo)來(lái)說(shuō)，在2014—2017 年4 個(gè)年度中，T3 處理各養(yǎng)分指標(biāo)均顯著高于T0 處理，且整體上隨著辣椒種植年限的增加，增加幅度越大。隨著辣椒種植年限的增加，T0 處理和T3 處理土壤養(yǎng)分指標(biāo)均呈逐年降低的趨勢(shì)，這可能與一次底肥使用并不能滿足辣椒養(yǎng)分需求有關(guān)。T0 處理，第4 年土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量較第1 年分別降低3.7%、13.0%、6.6%、11.5%，T3 處理上述指標(biāo)則降低3.5%、8.8%、1.8%、7.2%，降低幅度小于T0 處理，表明使用腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的復(fù)合肥，較普通復(fù)合肥可減少土壤養(yǎng)分流失，且隨著辣椒種植年限的增加，效果更加明顯，這可能與腐植酸能降低土壤養(yǎng)分流失有關(guān)。

3 討論與結(jié)論

健康的土壤環(huán)境是保證辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)的基礎(chǔ)。前人研究結(jié)果表明，腐植酸類物質(zhì)可通過(guò)調(diào)節(jié)土壤酶活性和營(yíng)養(yǎng)元素含量，調(diào)控植物的營(yíng)養(yǎng)作用，進(jìn)而提升農(nóng)作物產(chǎn)量并改善農(nóng)作物品質(zhì)[12～18]。

因此，探究不同配比的腐植酸復(fù)合肥對(duì)辣椒土壤酶活性和養(yǎng)分含量的影響，對(duì)于推動(dòng)腐植酸類肥料在辣椒栽培中的研究和應(yīng)用具有重要意義。

本研究中，通過(guò)設(shè)置普通復(fù)合肥和不同腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的復(fù)合肥的方式來(lái)探究腐植酸復(fù)合肥對(duì)種植辣椒的土壤酶活性和養(yǎng)分含量的影響。相較于普通復(fù)合肥，腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%、6%和8%的復(fù)合肥，可顯著提升各類土壤酶活性和土壤養(yǎng)分指標(biāo)。相較于腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的復(fù)合肥，腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的復(fù)合肥土壤酶活性和土壤養(yǎng)分含量并無(wú)明顯提升，表明在該試驗(yàn)條件下，綜合投入性價(jià)比，腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的復(fù)合肥為最佳處理。

2014年度篩選最佳腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)復(fù)合肥后，2015—2017 年度繼續(xù)開展腐植酸復(fù)合肥對(duì)辣椒土壤酶活性和土壤養(yǎng)分含量隨時(shí)間變化的試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)連續(xù)4 年種植條件下，腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的復(fù)合肥和常規(guī)復(fù)合肥處理的土壤酶活性均無(wú)明顯變化規(guī)律，而土壤養(yǎng)分指標(biāo)隨種植年限的增加呈逐年降低趨勢(shì)，可能與連續(xù)種植條件下，一次底肥施用并不能滿足辣椒養(yǎng)分需求有關(guān)。

各年度均表現(xiàn)為施用腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%復(fù)合肥處理的土壤酶活性、土壤各養(yǎng)分指標(biāo)顯著高于普通復(fù)合肥處理，且腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的復(fù)合肥較普通復(fù)合肥土壤脲酶活性、堿性磷酸酶活性、有機(jī)質(zhì)含量、有效磷含量、速效鉀含量、堿解氮含量的增加幅度均隨種植年限的增加而增大，普通復(fù)合肥土壤酶活性各指標(biāo)第4 年均小于第1 年，腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的復(fù)合肥第4 年則均高于第1 年，表明連續(xù)使用腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的復(fù)合肥可明顯改善土壤酶活性，且土壤培肥效果優(yōu)于普通復(fù)合肥，這可能與腐植酸可提升肥料利用率和土壤肥力有關(guān)，與前人研究結(jié)果基本一致[17～20]。

綜上所述，與普通復(fù)合肥相比，施用腐植酸復(fù)合肥可以有效提升種植辣椒的土壤酶活性和土壤養(yǎng)分含量，以腐植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的復(fù)合肥效果最佳。在連續(xù)4 年施用腐植酸復(fù)合肥的條件下，種植辣椒可長(zhǎng)期保持較高土壤酶活性和土壤養(yǎng)分含量。