尹 娟，劉中良

(1.信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院，河南信陽(yáng) 464000；2.泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東泰安 271000)

近年來(lái)，由于設(shè)施蔬菜生產(chǎn)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，栽培面積逐年上升，2014年農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)蔬菜種植面積為 2 128.9萬(wàn)hm2，設(shè)施蔬菜面積為396.2萬(wàn)hm2，占總面積的18.61%，并呈現(xiàn)高度集約化、復(fù)種指數(shù)高和種類單一等特點(diǎn)[1-2]。隨著設(shè)施蔬菜常年種植，設(shè)施土壤理化性質(zhì)惡化、土傳病害加重、鹽漬化等連作障礙問(wèn)題日益顯著，嚴(yán)重制約著設(shè)施蔬菜的健康可持續(xù)發(fā)展[3]。以土壤改良技術(shù)為基礎(chǔ)的研究越來(lái)越受到科研人員的重視。

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢棄物(麥秸、菌渣、稻殼等)數(shù)量龐大，已成為農(nóng)業(yè)污染的重要源頭之一，如何進(jìn)行農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的相關(guān)研究成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍重視的熱點(diǎn)問(wèn)題[4]。相關(guān)研究表明，農(nóng)業(yè)廢棄物含有豐富的微量元素和有機(jī)質(zhì)[5]。亓延鳳等研究表明，秸稈、菌渣還田能夠明顯提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量[6-7]；龍攀等研究表明，秸稈還田促進(jìn)了團(tuán)聚體的形成和穩(wěn)定，增加土壤TOC與N濃度，提高了團(tuán)聚體對(duì)TOC與N的保護(hù)[8]，提升土壤蓄水保墑能力[9]；慕平等研究則表明，連續(xù)秸稈還田增加 0～40 cm 細(xì)菌、真菌、放線菌群體數(shù)量[10]；甄麗莎等研究認(rèn)為秸稈還田配合施用氮肥處理可增加土壤蔗糖酶活性和脲酶活性[11]；其他研究表明秸稈還田處理可以降低土壤容重，增大孔隙度[12]；提升作物根系肥水利用率，進(jìn)而改善作物品質(zhì)，提高產(chǎn)量。以往的還田技術(shù)研究主要在玉米、小麥、水稻等大宗作物上，在設(shè)施蔬菜上研究甚少。吳紅艷等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田能明顯提高辣椒的根系活力30%[13]；亓延鳳研究認(rèn)為，按土壤質(zhì)量的1.6%～2.0%施用麥秸效果表現(xiàn)最好，可提高黃瓜產(chǎn)量達(dá)19.39%[14]；而高青海等研究表明稻殼還田可提高黃瓜產(chǎn)量22.25%[15]。關(guān)于不同配比農(nóng)業(yè)廢棄物還田對(duì)設(shè)施青椒品質(zhì)及產(chǎn)量的影響尚未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)選取多年連作的地塊，采用不同配比農(nóng)業(yè)廢棄物還田方式，研究其對(duì)設(shè)施青椒品質(zhì)及產(chǎn)量的影響，旨在為連作設(shè)施種植蔬菜提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試青椒品種為青椒5號(hào)。試驗(yàn)所用農(nóng)業(yè)廢棄物分別為菌渣、稻殼和麥秸，均已腐熟。菌渣中速效氮、堿解磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量分別為：0.45%、0.29%、0.64%、86.7%；稻殼中速效氮、堿解磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量分別為：0.63%、0.21%、0.79%、79.1%；麥秸中速效氮、堿解磷、速效鉀及有機(jī)質(zhì)含量分別為：1.02%、0.23%、0.65%、80.9%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年9月至2016年3月在信陽(yáng)試驗(yàn)基地進(jìn)行。土壤為棕壤土，土壤速效氮、堿解磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量分別為：0.75%、0.33%、0.82%、20.7%，pH值7.4。設(shè)8個(gè)不同配比處理，菌渣、稻殼和麥秸(腐熟)的配比分別為：T1：2 ∶1 ∶0、T2：1 ∶2 ∶0、T3：1 ∶0 ∶2、T4：1 ∶1 ∶1、T5：2 ∶0 ∶1、T6：0 ∶2 ∶1、T7：0 ∶1 ∶2、CK：0 ∶0 ∶0，CK為對(duì)照，小區(qū)面積20 m2，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，于定植前按照 9 000 kg/hm2隨整地施入，外施氮磷鉀復(fù)合肥(N、P2O5、K2O含量分別為15%、15%、15%)450 kg/hm2作基肥。按照株行距30 cm×70 cm定植，常規(guī)管理。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

青椒果實(shí)內(nèi)色素含量、品質(zhì)指標(biāo)于2016年1月12日測(cè)定。葉綠素和類胡蘿卜素含量采用丙酮比色法測(cè)定；類黃酮和花青素含量采用分光光度法測(cè)定[24]；果實(shí)內(nèi)維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量和游離氨基酸含量分別采用紫外快速測(cè)定法、蒽酮比色法、考馬斯亮藍(lán)法和茚三酮法測(cè)定[23]。單果質(zhì)量采取隨機(jī)調(diào)查取平均，于2016年1月12日收獲隨機(jī)調(diào)查30個(gè)單果，計(jì)算平均單果質(zhì)量；果長(zhǎng)和果實(shí)橫徑分別采用直尺法和游標(biāo)卡尺測(cè)量，其中果實(shí)橫徑測(cè)定果肩的寬度。3月10日最后1次收獲，統(tǒng)計(jì)累計(jì)產(chǎn)量。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS 7.05軟件統(tǒng)計(jì)分析，采用Excel 2003分析作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)業(yè)廢棄物還田對(duì)設(shè)施青椒果實(shí)光合色素、類黃酮和花青素含量的影響

不同配比的菌渣、稻殼和麥秸均能有效提高青椒果實(shí)葉綠素含量(表1)。T6處理果實(shí)葉綠素a含量最高，達(dá) 0.062 5 mg/g FW，其次為T3和T7處理，各處理間差異顯著。處理間葉綠素b含量為0.005 7～0.025 1 mg/g FW，各處理均高于CK。葉綠素(a+b)含量以T6處理為最高，達(dá) 0.087 7 mg/g FW，其次為T3處理(0.046 9 mg/g FW)，分別較CK增加126.77%、84.65%，各處理間差異顯著，T5處理低于CK。類胡蘿卜素含量與葉綠素含量變化趨勢(shì)基本一致，CK與T5、T3與T7處理間差異不顯著。類黃酮和花青素含量高低嚴(yán)重影響青椒的外觀品質(zhì)。其中各處理類黃酮含量均低于CK，降低25.42%～61.36%?；ㄇ嗨睾恳訡K處理為最高，其次是T7處理，二者無(wú)顯著差異，其他處理均顯著低于CK。

表1 農(nóng)業(yè)廢棄物還田對(duì)設(shè)施青椒果實(shí)色素含量的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同大寫字母表示0.01水平上差異顯著，不同小寫字母表示0.05水平差異顯著。下表同。

2.2 農(nóng)業(yè)廢棄物還田對(duì)設(shè)施青椒果實(shí)品質(zhì)的影響

各處理對(duì)青椒果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)均有顯著影響(表2)。T6處理維生素C含量最高，為133.93 mg/kg FW，其次為T5處理，為132.51 mg/kg FW，且與CK間差異極顯著；T7處理的可溶性糖含量顯著高于其他處理，各處理可溶性糖含量在3.95%～4.82%之間；可溶性蛋白質(zhì)含量以T1為最高，3.61 mg/g FW，其次為CK，3.31 mg/g FW，而T2處理低于CK，CK與T7、T3與T4間差異不顯著；游離氨基酸含量一般和可溶性蛋白質(zhì)含量成反比，從表2可見(jiàn)，T2處理游離氨基酸含量為最高，其次是T4和T5處理，T3處理低于CK。

2.2 農(nóng)業(yè)廢棄物還田對(duì)設(shè)施青椒產(chǎn)量的影響

研究發(fā)現(xiàn)，單果質(zhì)量以T2處理最大，其次是T1和T6處理，分別達(dá)到86.67、67.78、65.93 g。各處理間果長(zhǎng)差異不顯著，變幅為18.30～22.60 cm，其中T4和T5處理果長(zhǎng)分別比CK短1.01、2.04 cm；果實(shí)橫徑最大為3.69 cm，各處理間差異不顯著。果形指數(shù)為5.57～6.28。此外，各處理較CK處理產(chǎn)量顯著，其中T3處理增產(chǎn)最高，達(dá)54 618.08 kg/hm2，其次是T5和T1處理，較CK分別增產(chǎn)84.65%、32.83%、32.56%(表3)。這可能與農(nóng)業(yè)廢棄物還田提高土壤透氣性、促進(jìn)有益微生物生長(zhǎng)，提高根系吸收養(yǎng)分的能力等有關(guān)。

表2 農(nóng)業(yè)廢棄物還田對(duì)設(shè)施青椒果實(shí)品質(zhì)的影響

表3 農(nóng)業(yè)廢棄物還田對(duì)設(shè)施青椒產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論

葉綠素含量不僅和光合作用有關(guān)，也影響著綠色蔬菜的外觀品質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，青椒果實(shí)中葉綠素a和葉綠素(a+b)含量各處理間均顯著高于CK(T5處理中葉綠素a含量除外)，葉綠素a和葉綠素(a+b)含量均以T6處理為最高，分別為0.062 5、0.057 6 mg/g FW，這可能與這個(gè)配方下更利于創(chuàng)造根系生長(zhǎng)環(huán)境，改善有益微生物菌群和土壤酶活性，釋放更多礦質(zhì)元素等有關(guān)。徐國(guó)偉等研究表明，秸稈還田后明顯降低土壤pH值，增加有機(jī)酸含量，且兩者間呈極顯著的負(fù)相關(guān)，土壤中脲酶、過(guò)氧化氫酶及堿性磷酸酶活性增強(qiáng)，全磷、可溶性鉀含量也顯著上升[16]；鄧歐平等研究表明，菌渣還田結(jié)合氮肥效果較好，中、高量菌渣還田處理(1、1.5、2倍氮肥)均能有效提高土壤速效養(yǎng)分含量，線椒成熟期菌渣還田處理的土壤堿解氮、速效鉀、有效磷含量分別比化肥處理高出3.55%～20.24%、2.84%～31.97%、2.10%～14.48%[17]。此外，菌渣還田后的土壤B/F值和A/F值均明顯高于對(duì)照[18]。

各處理間果實(shí)的品質(zhì)有顯著提升，其中維生素C含量以T6和T5處理為較高，分別為133.93、132.51 mg/kg FW，各處理間差異顯著；可溶性糖含量為3.95%～4.82%；T1處理可溶性蛋白質(zhì)含量最高，達(dá)3.61 mg/g FW，CK與T7、T3與T4間差異不顯著；游離氨基酸含量則以T2處理為最高，其次是T4和T5處理。農(nóng)業(yè)廢棄物還田能提高作物品質(zhì)的研究與前人研究結(jié)果基本一致。魏云輝等研究表明，單一菌渣還田可使辣椒增產(chǎn)達(dá)67.95%，但維生素C含量增幅不大[19]；稻殼、麥秸還田在青椒、黃瓜品質(zhì)提升上也表現(xiàn)明顯[20，14]；本研究顯示不同配比的農(nóng)業(yè)廢棄物更利于提升菜椒的品質(zhì)。產(chǎn)量以T3處理為最高，達(dá)54 618.08 kg/hm2，較CK增產(chǎn)84.65%，增產(chǎn)顯著。綜合比較品質(zhì)和產(chǎn)量指標(biāo)，T3處理效果較好。

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