趙堂甫,趙 歡,肖厚軍,秦 松*,王小華
(1.貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,貴州 貴陽 550025;2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料研究所,貴州 貴陽 550006;3.金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司,山東 臨沭 276700)
【研究意義】辣椒是貴州的特色產(chǎn)業(yè),全省95 %以上的縣都可大面積種植辣椒。近年來,貴州省的一系列辣椒產(chǎn)業(yè)鏈均得到了較快的發(fā)展,且迅速擴(kuò)大,省內(nèi)辣椒種植面積占全國的16 %,加上云貴高原的特殊地理,氣候以及生態(tài)環(huán)境,貴州已培育出諸多獨(dú)具省內(nèi)地方特色的辣椒品種[1-2]。然而,由于貴州辣椒種植上存在化肥施用過量,施用不合理、肥料利用率低等問題,造成了辣椒的產(chǎn)量、品質(zhì)下降和環(huán)境污染[3]。研究辣椒的合理施肥及選擇合適的肥料對(duì)提高產(chǎn)量和提升辣椒品質(zhì)具有實(shí)際意義。【前人研究進(jìn)展】周瑞榮等[4]對(duì)馬鈴薯施用緩釋肥研究表明,緩釋肥施用減量20 %依然對(duì)馬鈴薯有5.6 %的增產(chǎn)效果;安江勇等[5]研究表明,對(duì)種植在貴州黃壤地區(qū)的不同品種玉米施用緩釋肥均有良好的響應(yīng);同時(shí)有研究表明,施用緩釋肥與施用普通復(fù)合肥的土壤對(duì)比,土壤中氮磷鉀以及有機(jī)質(zhì)的含量在作物前期生長時(shí)差異并不顯著,但在20~40 d后各養(yǎng)分含量均顯著提高,且隨著時(shí)間的延長養(yǎng)分能夠保持一個(gè)較為穩(wěn)定的含量[6-7]?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】黃壤是熱帶和亞熱帶氣候條件下形成的土壤類型,主要分布于我國西南山區(qū),黃壤亦是貴州省最主要的土壤類型,面積為738萬hm2[8],占省內(nèi)土壤面積的50 %,占全國黃壤面積的30.27 %[9]。且貴州屬于喀斯特山區(qū)地貌,雨量分布不均,地質(zhì)性、工程性和氣候性缺水問題嚴(yán)重,土壤淋溶強(qiáng),土層薄且肥力差,施用普通肥料養(yǎng)分易淋失、肥效短進(jìn)而促使農(nóng)民過量施肥造成土壤酸化問題更加嚴(yán)重,形成惡性循環(huán)[8,10],嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。緩釋肥是一種施肥方便,能大幅度提高肥料利用率,在緩解普通化肥施用問題的同時(shí)減輕勞動(dòng)力投入,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高效輕簡化[11-13],代表了今后肥料的研究和發(fā)展方向[14]。目前,有關(guān)貴州黃壤地辣椒施用緩釋肥的報(bào)道較少?!緮M解決的關(guān)鍵問題】在貴州典型黃壤區(qū)選用3種緩釋肥在辣椒上進(jìn)行施用試驗(yàn),對(duì)比觀測施用普通復(fù)合肥與緩釋肥對(duì)辣椒產(chǎn)量、養(yǎng)分含量、肥料利用率及品質(zhì)的影響,為貴州酸性黃壤地區(qū)辣椒專用配方肥的推廣提供理論基礎(chǔ)。
試驗(yàn)于2016年4-9月在貴州省遵義市播州區(qū)石板鎮(zhèn)進(jìn)行,播州區(qū)位于東經(jīng)106°17′22″~107°25′25″,北緯27°13′15″~28°04′09″,年平均氣溫14.9 ℃,無霜期291 d,降雨量1035.7 mm左右。供試土壤為酸性黃泥土,pH值6.03,有機(jī)質(zhì)26.8 g/kg,全氮0.217 g/kg,有效磷48.6 mg/kg,速效鉀175 mg/kg。
供試?yán)苯菲贩N為卓辣8號(hào)(黔審椒2016004號(hào)),由貴州卓豪農(nóng)業(yè)科技有限公司提供。
供試肥料為普通復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O為15∶15∶15)、穩(wěn)定性肥料(貴州天寶豐原生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn),N∶P2O5∶K2O為20∶10∶18)、硝基雙效肥(金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn),N∶P2O5∶K2O為20∶10∶18)、控釋肥料(金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn), N∶P2O5∶K2O為20∶10∶18)。
試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),共5個(gè)處理。處理1,不施肥;處理2,習(xí)慣施肥(基肥用量為普通肥料1500 kg/hm2,追施2次尿素共600 kg/hm2);處理3,基施穩(wěn)定性肥料1500 kg/hm2;處理4,基施硝基雙效肥料1500 kg/hm2;處理5,基施控釋肥料1500 kg/hm2。每個(gè)處理3次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列,試驗(yàn)小區(qū)面積為30 m2(5 m×6 m)。種植方式起壟覆膜,株行距25 cm×110 cm,密度3518株/667m2。其他田間生產(chǎn)管理均采用當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門的推薦技術(shù),及時(shí)除草以及防治病蟲害發(fā)生。
1.4.1 土壤基本理化性質(zhì)測定 辣椒播種前,在整個(gè)試驗(yàn)田均勻布5個(gè)點(diǎn)S形采集0~20 cm耕層土壤,實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干磨細(xì)過篩后按常規(guī)法測定土壤基本理化性質(zhì)。pH按水土比2.5∶1 pH計(jì)測定;有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀容量法測定;全氮用半微量開氏法-標(biāo)準(zhǔn)酸滴定;速效磷用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定;速效鉀用1 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法測定。
1.4.2 辣椒產(chǎn)量以及養(yǎng)分的測定 在辣椒收獲期,選取有代表性植株6株,分別稱重,依次折算地上部生物量,分別取葉片、莖稈、果實(shí)于105 ℃下殺青30 min,60 ℃烘箱烘至恒重,記錄干重,并磨碎混勻,分別測定N、P和K。收獲時(shí)各個(gè)小區(qū)辣椒分次采收,各次采收量相加即為小區(qū)的辣椒實(shí)際產(chǎn)量,同時(shí)采辣椒鮮樣測定硝酸鹽、粗蛋白、還原糖、Vc和氨基酸等品質(zhì)指標(biāo)。
氮肥農(nóng)學(xué)效率(AEN,kg/kg)=(施氮后作物產(chǎn)量-不施氮作物產(chǎn)量)/施氮量
氮肥偏生產(chǎn)力(PFPN,kg/kg)=施氮后作物產(chǎn)量/施氮量
氮肥表觀利用率(REN, %)=(施氮后作物吸氮總量-不施氮作物吸氮總量)/施氮量×100
試驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析采用Microsoft Excel 2003軟件及SPSS 17.0軟件進(jìn)行,采用DPS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果采用LSD法在P<0.05水平上進(jìn)行顯著性分析。
由表1可知,施肥能顯著提高辣椒產(chǎn)量。與不施肥相比,施肥增產(chǎn)6944~10 309 kg/hm2,增產(chǎn)率為67.0 %~99.5 %,差異顯著。與習(xí)慣施肥相比,施穩(wěn)定性肥料、硝基雙效肥料和控釋肥料的產(chǎn)量提高2476~3365 kg/hm2,增產(chǎn)率為14.3 %~19.4 %。各施肥處理中,以施硝基雙效肥料的處理辣椒產(chǎn)量最高,達(dá)20 674 kg/hm2;其次為施用穩(wěn)定性肥料,產(chǎn)量為20 189 kg/hm2。施穩(wěn)定性肥料、硝基雙效肥料和控釋肥料的辣椒產(chǎn)量間差異不顯著,與習(xí)慣施肥和不施肥間差異達(dá)顯著水平;習(xí)慣施肥和不施肥間差異也達(dá)顯著水平。
表1 不同施肥處理辣椒的產(chǎn)量
注:同列不同小寫字母表示差異達(dá)5 %的顯著水平,下同。
Note: Different lowercase letters in the same column indicate a significant level of difference of 5 %. The same as below.
表2 不同施肥處理辣椒的主要品質(zhì)指標(biāo)含量
由表2可知,施用硝基雙效肥料、控釋肥料和穩(wěn)定性肥料的辣椒硝酸鹽含量均高于不施肥和習(xí)慣施肥,其中以施用硝基雙效肥料的辣椒硝酸鹽含量最高,達(dá)89.95 mg/kg;習(xí)慣施肥最低,為51.28 mg/kg。各施肥處理的辣椒粗蛋白和氨基酸含量均高于不施肥處理,其中,辣椒粗蛋白含量最高的是施用硝基雙效肥料,為139.65 g/kg,其次是施用控釋肥料和穩(wěn)定性肥料;各施肥處理的氨基酸含量相差不大,以施穩(wěn)定性肥料的最高,達(dá)1.24 g/kg。還原糖和Vc含量各處理間差異不顯著,還原糖、Vc含量分別以施控釋肥料和穩(wěn)定性肥料最高,分別為28.75 mg/g和191.36 mg/100g。
從表3看出,施肥能提高辣椒葉片、莖稈和果實(shí)的各養(yǎng)分含量。葉片氮含量以習(xí)慣施肥最高,為3.66 %,顯著高于不施肥處理,但與其他施肥處理間差異不顯著;莖稈氮含量施用硝基雙效肥料和控釋肥料處理均為1.40 %,顯著高于不施肥處理,但與其他處理差異不顯著;果實(shí)氮含量以施用硝基雙效肥料的最高,達(dá)2.23 %,與其他處理間差異顯著。習(xí)慣施肥葉片、莖稈磷含量分別為0.23 %和0.12 %,均為最大值,其中葉片磷含量顯著高于不施肥處理,與其他處理差異不顯著;果實(shí)磷含量以習(xí)慣施肥和施用控釋肥料的最高,均為0.26 %,顯著高于不施肥處理,與其他處理間差異不顯著。葉片、莖稈和果實(shí)鉀含量均以施用控釋肥料的最高,分別為4.33%、2.39 %和2.44 %,其中,葉片鉀含量除與習(xí)慣施肥間差異不顯著外,均顯著高于其他處理,莖稈鉀含量顯著高于其他處理,果實(shí)鉀含量除與硝基雙效肥料間差異不顯著外,均顯著高于其他處理。
表3 不同施肥處理辣椒的養(yǎng)分含量
表4 不同施肥處理辣椒的肥料利用率
由表4可知,與習(xí)慣施肥相比,各施肥處理均能提高辣椒氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥表觀利用率,均以施用硝基雙效肥料的最高,分別為34.36 kg/kg、68.91 kg/kg和28.39 %,分別比習(xí)慣施肥高4.48 %、8.87 %和2.57 %;其次是施用穩(wěn)定性肥料處理。
辣椒產(chǎn)量是體現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的重要指標(biāo),研究結(jié)果表明,施用緩釋肥能顯著提高辣椒產(chǎn)量,比不施肥增產(chǎn)67.0 %~99.5 %,比習(xí)慣施肥增產(chǎn)14.3 %~19.4 %。施用緩釋肥能夠有效提高辣椒莖、葉以及果實(shí)中N、P、K等養(yǎng)分的含量,但差異不顯著。這與曹兵等[15-17]施用緩釋肥對(duì)提高辣椒產(chǎn)量、養(yǎng)分含量以及品質(zhì)改善的效果最顯著,但不同緩釋肥間的效果又各有差異結(jié)論基本一致。
曹兵等[15]對(duì)小青菜、大白菜以及番茄氮素利用率研究表明,3種蔬菜的氮素利用率分別為39.6 %、25.9 %和14.6 %。在貴州黃壤地區(qū)施用緩釋肥的氮肥表觀利用率為24 %~28.39 %,比習(xí)慣施肥高2.57 %~8.87 %,原因可能是緩釋肥通過緩釋,長效等特點(diǎn),使辣椒充分、高效地吸收利用肥中養(yǎng)分。這與唐栓虎等[16]施用聚合物包膜控釋肥能夠提高辣椒的氮素利用率研究結(jié)果類似。
粗蛋白、Vc、還原糖含量是反映蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo),對(duì)辣椒的口味和營養(yǎng)有促進(jìn)作用[17],對(duì)蔬菜采摘后的貯藏和運(yùn)輸有著重要的影響,其含量高低與食用蔬菜的口感有著密切聯(lián)系,進(jìn)而影響蔬菜的商品價(jià)值[18]。研究結(jié)果顯示,收獲期辣椒,施用緩釋肥能夠提高其粗蛋白和氨基酸含量,以施用硝基雙效肥料能顯著提高辣椒粗蛋白含量,施用穩(wěn)定性肥料能顯著提高氨基酸含量;施用緩釋肥對(duì)辣椒中還原糖和VC含量的影響與習(xí)慣施肥的影響差異不顯著。
研究結(jié)果表明,在貴州黃壤辣椒種植區(qū)施緩釋肥能有效提高辣椒莖、葉以及果實(shí)中N、P、K含量,但差異不顯著。施用相同量的緩釋肥辣椒產(chǎn)量顯著高于施用普通化肥和不施肥。3種緩釋肥中,硝基雙效肥對(duì)辣椒養(yǎng)分吸收率,產(chǎn)量及品質(zhì)的改善效果顯著比施用控釋肥料與穩(wěn)定性肥料好。緩釋肥對(duì)貴州黃壤區(qū)辣椒產(chǎn)量有較顯著的提高作用,在一定程度上提高氮肥利用率,加上緩釋肥緩釋,長效的特點(diǎn),可以進(jìn)行一次性施肥,在一定程度上節(jié)省了勞動(dòng)力的投入成本,值得在生產(chǎn)中積極推廣應(yīng)用。