摘要：通過(guò)探索有機(jī)生態(tài)型廢舊基質(zhì)的資源化、無(wú)害化利用新途徑，使河西灌區(qū)有機(jī)生態(tài)型廢舊基質(zhì)得到資源化循環(huán)再利用。以辣椒品種美國(guó)紅為指示作物，在河西綠洲灌區(qū)灌漠土區(qū)研究了有機(jī)生態(tài)型廢舊基質(zhì)還田對(duì)辣椒生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，施用廢舊基質(zhì)30 t/ hm2+80%常規(guī)施肥（N 300.0 kg/hm2、P2O5 96.0 kg/hm2、K2O 72.0 kg/hm2）時(shí)，辣椒折合產(chǎn)量最高，為32 340 kg/hm2，較不施肥對(duì)照增產(chǎn)27.31%，較常規(guī)施肥處理（N 375.0 kg/hm2、P2O5 120.0 kg/hm2、K2O 90.0 kg/hm2）增產(chǎn)12.84%；產(chǎn)值、凈產(chǎn)值均最高，分別達(dá)到71 148.0、45 742.0元/hm2，較不施肥對(duì)照分別增加15 261.4、7 705.4元/hm2，較常規(guī)施肥處理分別增加8 096.0、4 360.0元/hm2。該有機(jī)生態(tài)型廢舊基質(zhì)還田配施化肥模式能有效提高辣椒產(chǎn)量、產(chǎn)值，建議在河西灌區(qū)灌漠土區(qū)辣椒生產(chǎn)上加以推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：辣椒；有機(jī)生態(tài)型廢舊基質(zhì)；還田利用；產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益；河西灌區(qū)

中圖分類號(hào)：S641.3；S147.2" " " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " "文章編號(hào)：2097-2172（2025）01-0073-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2025.01.012

Effects of Waste Substrate Returning on Pepper Growth， Yield，

and Economic Benefit

WU Kesheng SUN Jianhao ZHAN Jianhua LI Weiqi YANG Xinqiang CHEN Liangzhi HE Xugang

（1. Institute of Soil and Fertilizer and Water-saving Agriculture， Gansu Academy of Agriculture Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China; 2. Gansu Scientific Observing and Experimental Station of Agri-environment and Arable Land Conservation，

Ministry of Agriculture， Wuwei Gansu 733017， China）

Abstract： To explore new pathways for the harmless utilization of waste substrates organic ecological waste substrates and to promote the recycling of such substrates in the Hexi Irrigation District， using American redpepper variety（Capsicum annuum L.） as the indicator crop， the effects of returning organic ecological waste substrates to the soil on pepper growth were studied in the desert irrigation areas of the Hexi Oasis. The results showed that applying 30 t/ha of waste substrate + 80% conventional fertilization （N 300.0 kg/ha， P2O5 96.0 kg/ha， K2O 72.0 kg/ha） resulted in the highest pepper yield， which was 32 340 kg/ha. It was an increase of 27.31% compared to the unfertilized control and 12.84% higher than the conventional fertilization treatment（N 375.0 kg/ha， P2O5 120.0 kg/ha， K2O 90.0 kg/ha）. The output value and net profit also reached their highest levels， reaching 71 148.0 and 45 742.0 Yuan/ha， respectively， an increase of 15 261.4 and 7 705.4 Yuan/ha compared to the unfertilized control， and 8 096.0 and 4 360.0 Yuan/ha compared to the conventional fertilization treatment. This organic ecological waste substrate return combined with chemical fertilization model can effectively increase pepper yield and output value. It is recommended for promotion in pepper production in the desert irrigation areas of the Hexi Irrigation District.

Key words： Pepper; Organic ecological waste substrate; Return to field for utilization; Yield; Economic benefit; Hexi Irrigation District

基質(zhì)栽培是無(wú)土栽培的主要方式，在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用面積較大?；|(zhì)原料的選擇與配方研究是基質(zhì)栽培的核心技術(shù)，配方的好壞反映了無(wú)土栽培的水平［1 - 3 ］。農(nóng)業(yè)廢棄物基質(zhì)原料主要包括種植業(yè)廢棄物、畜禽糞便和農(nóng)村居民生活廢棄物以及基質(zhì)配方原料（植物莖稈、炭化秸稈、花生殼等植物殘?bào)w）［4 - 6 ］。然而大面積的基質(zhì)栽培產(chǎn)生了大量的廢棄舊基質(zhì)，會(huì)造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等重大問(wèn)題。因此，廢舊基質(zhì)的無(wú)害化處置與利用在生產(chǎn)上亟待解決。目前，國(guó)外對(duì)廢舊基質(zhì)無(wú)害化處理主要采用蒸汽蒸、干熱或摩擦熱、堆肥、輻照和日曬等方式。有研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)蒸汽處理的廢棄基質(zhì)物理結(jié)構(gòu)如孔隙度、導(dǎo)水率等變化明顯［7 ］。生長(zhǎng)過(guò)煙苗的廢舊基質(zhì)對(duì)油菜種子萌發(fā)、根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)以及幼苗鮮干重具有抑制作用［8 ］。前人研究的廢舊基質(zhì)以無(wú)機(jī)基質(zhì)為主，通過(guò)物理化學(xué)消毒后再次利用［9 - 10 ］，但以農(nóng)業(yè)廢棄物為主要原料的有機(jī)型廢舊基質(zhì)循環(huán)利用技術(shù)鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究針對(duì)玉米秸稈和牛糞為主要原料的有機(jī)生態(tài)型廢舊基質(zhì)無(wú)害化利用技術(shù)，開展廢舊基質(zhì)還田對(duì)辣椒生長(zhǎng)及產(chǎn)量效益的研究，以期減少農(nóng)業(yè)廢棄物堆置產(chǎn)生的面源污染，保護(hù)環(huán)境，使廢舊基質(zhì)得到資源化循環(huán)再利用，旨在探索以農(nóng)作物秸稈和牛糞為主要原料的有機(jī)生態(tài)型廢舊基質(zhì)的資源化利用新途徑。

1" "材料與方法

1.1" "試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2022年5 — 10月在甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院武威綠洲農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站進(jìn)行。試驗(yàn)地海拔1 504 m，年平均氣溫7.8 ℃，≥10 ℃的有效積溫3 016 ℃，日照時(shí)數(shù)2 200～3 030 h，無(wú)霜期150 d，平均年降水量170 mm，蒸發(fā)量2 021 mm，為溫帶大陸性干旱氣候，屬石羊河流域井水灌區(qū)。為典型的兩季不足，一季有余的自然生態(tài)區(qū)。區(qū)內(nèi)降水量少蒸發(fā)量大，降水主要集中在6 — 9月，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的可利用率較低。土壤為灌漠土，播前0～20 cm耕層土壤含有機(jī)質(zhì)為16.90 g/kg、全氮1.06 g/kg、全磷1.50 g/kg、全鉀17.60 g/kg、堿解氮69.40 mg/kg、有效磷 13.00 mg/kg、速效鉀 179.30 mg/kg，土壤容重1.40 g/cm3。

1.2" "供試材料

指示辣椒品種為美國(guó)紅，種苗由武威東誠(chéng)農(nóng)業(yè)有限公司提供。供試有機(jī)生態(tài)型廢舊基質(zhì)為基質(zhì)栽培番茄3～5 a后的廢棄舊基質(zhì)，基質(zhì)原材料為腐熟玉米秸稈、腐熟牛糞、河沙、蛭石、珍珠巖、凹凸棒石粉。廢舊基質(zhì)的理化性狀為有機(jī)質(zhì)162.00 g/kg、全氮0.67 g/kg、全磷2.09 g/kg、全鉀21.60 g/kg、堿解氮 563.00 mg/kg、有效磷 120.00 mg/kg、速效鉀 327.00 mg/kg、全鹽24.60 g/kg，pH 7.18。廢舊基質(zhì)經(jīng)50%多菌靈可濕性粉劑按質(zhì)量比為1∶1 200的比例進(jìn)行滅菌消毒并進(jìn)行充分晾曬5～7 d，無(wú)害化處理后作為還田試驗(yàn)材料。供試肥料為尿素（N 46%），由甘肅劉化（集團(tuán)）有限責(zé)任公司生產(chǎn)并提供；磷酸二銨（N≥18% 、P2O5≥46%），由美國(guó)特拉肥料有限公司生產(chǎn)并提供；硫酸鉀（K2O 60%），由國(guó)投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司生產(chǎn)并提供。

1.3" "試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理，處理T1，為不施肥對(duì)照（CK）；處理T2為常規(guī)施肥，即施N 375.0 kg/hm2、P2O5 120.0 kg/hm2、K2O 90.0 kg/hm2；處理T3為施用廢舊基質(zhì)30 t/hm2；處理T4為施用廢舊基質(zhì)30 t/hm2+100%常規(guī)施肥（N 375.0 kg/hm2、P2O5 120.0 kg/hm2、K2O 90.0 kg/hm2）；處理T5為施用廢舊基質(zhì)30 t/hm2+90%常規(guī)施肥（N 337.5 kg/hm2、P2O5 108.0 kg/hm2、K2O 81.0 kg/hm2）；處理T6為施用廢舊基質(zhì)30 t/hm2+80%常規(guī)施肥（N 300.0 kg/hm2、P2O5 96.0 kg/hm2、K2O 72.0 kg/hm2）。試驗(yàn)隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2（4 m×5 m），小區(qū)四周設(shè)50 cm走道。于2022年5月5日整地，結(jié)合整地將全部磷肥、鉀肥、40%氮肥及廢舊基質(zhì)按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求用量一次性底施，其余60%氮肥分別在辣椒開花期和盛果期各追施30%。5月24日覆膜，5月26日移栽定植，采用一膜三行種植模式，株行距為26 cm×55 cm，每穴定植1株。9月26日收獲。除草、病蟲害防治等其他管理措施同當(dāng)?shù)卮筇镎＿M(jìn)行。

1.4" "測(cè)定指標(biāo)與方法

作物收獲前每個(gè)小區(qū)選取10株有代表性辣椒植株作為考種樣品，測(cè)定辣椒株高、分枝數(shù)、果長(zhǎng)、果粗、單株結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量等性狀。選擇每小區(qū)中間1幅地膜種植帶為測(cè)產(chǎn)帶，全帶收獲測(cè)定鮮辣椒重量，并折算辣椒經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

1.5" "數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，運(yùn)用SAS 8.0分析軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2" "結(jié)果與分析

2.1" "不同處理對(duì)辣椒農(nóng)藝性狀的影響

從表1可以看出，各處理辣椒的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)規(guī)律不一致。株高以T5處理最高，為48.9 cm，較CK高5.3 cm，較其余處理高0.4～5.0 cm，除與CK差異顯著（P ＜ 0.05）外，與其余處理均差異不顯著（P gt; 0.05）。分枝數(shù)以T2處理最高，為8.2個(gè)，較CK多1.1個(gè)，較其余處理多0.5～1.2個(gè)，各處理間均差異不顯著（P gt; 0.05）。株展以CK最大，為34.2 cm，較其余處理大0.2～7.1 cm，各處理間均差異不顯著（P gt; 0.05）。結(jié)果高度以T2處理最高，為19.3 cm，較CK高1.8 cm，較其余處理高0.2～2.2 cm，各處理間均差異不顯著（P gt; 0.05）。果長(zhǎng)以T4處理最長(zhǎng)，為13.4 cm，較CK長(zhǎng)1.1 cm，較其余處理長(zhǎng)0.7～1.1 cm，除與CK、T2處理差異顯著（P ＜ 0.05）外，與其余處理均差異不顯著（P gt; 0.05）。果粗以T6處理最粗，為2.8 cm，較CK粗0.7 cm，較其余處理粗0.1～0.4 cm，與CK差異顯著（P ＜ 0.05），與其余處理差異不顯著（P gt; 0.05）。同時(shí)還可以看出，各廢舊基質(zhì)還田處理與常規(guī)施肥（T2處理）相比較，株高增高了-1.4～3.6 cm，分枝數(shù)減少了0.5 ～1.2 個(gè)，株展增大了-0.9～6.0 cm，結(jié)果高度降低了0.2～2.2 cm，果長(zhǎng)增長(zhǎng)了0.1～1.1 cm，果粗增粗了0.1～0.4 cm。由此可見(jiàn)，在施用等量的廢舊基質(zhì)下，隨著化肥施用量的減少，辣椒的株高呈先增大后減小趨勢(shì)，分枝數(shù)、結(jié)果高度、果粗呈先減后增趨勢(shì)，果長(zhǎng)呈遞減趨勢(shì)。

2.2" "不同處理對(duì)辣椒產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，單株結(jié)果數(shù)以T4處理最多，為28.2個(gè)，較CK多0.9個(gè)，較其余處理多0.2～5.8個(gè)，各處理間均差異不顯著（P gt; 0.05）。單株產(chǎn)量以T6處理最高，為367.8 g，較CK增加78.9 g，較其余處理增加20.4～41.9 g，與CK差異顯著（P ＜ 0.05），與其余處理差異不顯著（P gt; 0.05）。折合產(chǎn)量以T6處理最高，為32 340 kg/hm2，較CK增產(chǎn)27.31%，較其余處理增產(chǎn)5.86%～12.84%，與CK差異顯著（P ＜ 0.05），與其余處理均差異不顯著（P gt; 0.05）。同時(shí)還可以看出，各廢舊基質(zhì)還田處理與常規(guī)施肥（T2處理）相比較，單株結(jié)果數(shù)增加了-5.6～0.2個(gè)，單株產(chǎn)量增加了1.5～41.9 g，折合產(chǎn)量增加了130～3 680 kg/hm2，產(chǎn)量增幅為0.45%～12.84%?？梢?jiàn)，在施用等量的廢舊基質(zhì)下，隨著化肥施用量的減少，單株結(jié)果數(shù)呈先降后升趨勢(shì)，單株產(chǎn)量、折合產(chǎn)量呈先升后降趨勢(shì)?？傮w來(lái)看，T6處理辣椒群體產(chǎn)量最高，表現(xiàn)最佳。

2.3" "不同處理對(duì)辣椒經(jīng)濟(jì)效益的影響

從表3可以看出，在廢舊基質(zhì)施用量相同下，隨著化肥施用量的減少，辣椒經(jīng)濟(jì)效益呈先增后減趨勢(shì)，其中以T6處理的辣椒產(chǎn)值最高，達(dá)71 148.0元/hm2，較CK增加15 261.4元/hm2，較T2處理（常規(guī)施肥）增加8 096.0元/hm2，除與CK差異顯著（P ＜ 0.05）外，與其余處理均差異不顯著（P gt; 0.05）；T5處理次之，辣椒產(chǎn)值為67 207.8元/hm2，較CK增加11 321.2元/hm2，較T2處理（常規(guī)施肥）增加4 155.8元/hm2，除與CK差異顯著（P ＜ 0.05）外，與其余處理均差異不顯著（P gt; 0.05）。凈產(chǎn)值也以T6處理最高，為45 742.0元/hm2，較CK增加7 705.4元/hm2，較T2處理（常規(guī)施肥）增加4 360.0元/hm2，與其余處理均差異顯著（P ＜ 0.05）；T5處理次之，凈產(chǎn)值為41 419.8元/hm2，較CK增加3 383.2元/hm2，較T2處理（常規(guī)施肥）增加37.8元/hm2，與其余處理均差異不顯著（P gt; 0.05）。由此可見(jiàn)，在廢舊基質(zhì)施用量相同條件下，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)減施化肥可提高辣椒的經(jīng)濟(jì)效益，當(dāng)化肥減施量到20%時(shí)，辣椒產(chǎn)值和凈產(chǎn)值均顯著高于常規(guī)施肥處理。

3" "討論與結(jié)論

現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，效益更高的無(wú)土栽培面積在日益增大，其中基質(zhì)栽培面積占無(wú)土栽培面積的90%左右［11 - 14 ］。常見(jiàn)無(wú)土栽培基質(zhì)中富含草炭、椰糠、珍珠巖、蛭石、爐渣、巖棉、稻殼、鋸末、河沙等［15 ］，特別是爐渣、巖棉等一些無(wú)機(jī)組分的存在，很大程度限制了廢舊基質(zhì)的再次利用。本研究以農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便等農(nóng)業(yè)廢棄物為主要組分的有機(jī)生態(tài)型廢舊基質(zhì)無(wú)害化處理利用為研究重點(diǎn)，使用多菌靈可濕性粉劑或露天晾曬等措施消毒處理后，將其作為有機(jī)物料直接還田種植辣椒。結(jié)果表明，施用廢舊基質(zhì)30 t/hm2+80%常規(guī)施肥（N 300.0 kg/hm2、P2O5 96.0 kg/hm2、K2O 72.0 kg/hm2）時(shí)，辣椒的果長(zhǎng)、果粗等農(nóng)藝性狀較好，辣椒折合產(chǎn)量最高，為32 340 kg/hm2，較不施肥空白對(duì)照增產(chǎn)27.31%，較常規(guī)施肥處理（施N 375.0 kg/hm2、P2O5 120.0 kg/hm2、K2O 90.0 kg/hm2）增產(chǎn)12.84%，產(chǎn)值、凈產(chǎn)值也均最高，分別達(dá)到71 148.0元/hm2、45 742.0" " " 元/hm2，較不施肥空白對(duì)照分別增加15 261.4、 7 705.4元/ hm2，較常規(guī)施肥處理分別增加8 096.0、4 360.0元/hm2。由于以農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便等農(nóng)業(yè)廢棄物為主要組分的有機(jī)生態(tài)型廢舊基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量、全氮、全磷、全鉀含量較高，其中氮磷鉀養(yǎng)分可被作物吸收利用，能替代一定量的化肥施用量。同時(shí)由于這類有機(jī)生態(tài)型廢舊基質(zhì)含有較高有機(jī)質(zhì)，施入土壤后可以補(bǔ)充提升河西灌區(qū)灌漠土有機(jī)質(zhì)含量，降低土壤容重，改善土壤和微生物結(jié)構(gòu)，進(jìn)而促進(jìn)辣椒生長(zhǎng)發(fā)育，提高了辣椒產(chǎn)量和種植效益。由于當(dāng)?shù)刂聘衫苯贩N植經(jīng)營(yíng)方式是辣椒顏色轉(zhuǎn)紅采摘收獲后，直接銷售鮮辣椒，因此在試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定時(shí)，只測(cè)定了辣椒成熟收獲期的農(nóng)藝性狀和鮮辣椒產(chǎn)量。對(duì)辣椒干物質(zhì)含量、品質(zhì)以及對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響，將在今后的研究中繼續(xù)深入開展。

綜上所述，以農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便等農(nóng)業(yè)廢棄物為主要組分的有機(jī)生態(tài)型廢舊基質(zhì)經(jīng)過(guò)使用多菌靈可濕性粉劑滅菌和露天晾曬等消毒措施無(wú)害化處理后，可作為有機(jī)肥直接還田是其資源化利用的有效途徑之一。該技術(shù)可有效替代一定量的化肥施用量，還可以促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高作物產(chǎn)量產(chǎn)值，提升土壤肥力。建議河西灌區(qū)灌漠土區(qū)辣椒生產(chǎn)上以施用廢舊基質(zhì)30 t/hm2+80%常規(guī)施肥（N 300.0 kg/hm2、P2O5 96.0 kg/hm2、K2O 72.0 kg/hm2）為有機(jī)生態(tài)型廢舊基質(zhì)還田配施化肥最佳模式加以推廣應(yīng)用。

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