化肥减量及配施有机肥对辣椒产量及土壤肥力的影响
作者: 翟影
摘 要:我国是世界上最大的辣椒生产国。在辣椒种植过程中,施肥技术是保证辣椒植株健康生长、提高产量和品质的关键技术。合理施肥不仅能满足辣椒生长发育对养分的需求,还能确保土壤肥力的保持和提升。通过试验,分析不同施肥水平及配施有机肥对辣椒生长、产量与品质及对土壤肥力的影响,在保证辣椒产量和品质的前提下,探索满足辣椒生长所需的最佳施肥量。试验发现,当化肥施用量减少10%(施用1 800 kg/hm2复合肥)时,辣椒的产量和品质均有所提升,但继续减少施肥量时,辣椒的产量和品质会有所下降。此外,在减量施肥的基础上配施有机肥,能显著提高辣椒的产量、品质和经济效益,还能提高土壤中有机质质量分数和土壤肥力。当有机肥替代20%化肥(即复合肥施用量为1 600 kg/hm2、有机肥施用量为400 kg/hm2)时,辣椒的产量为36 621.31 kg/hm2、收益为75 229.01元/hm2,且相较于常规施肥能增收34.49%,同时土壤中有机质和氮磷钾的质量分数也能显著增加。
关键词:辣椒;化肥;减量;产量;土壤肥力
中图分类号:S14-33;S-3 文献标志码:B 文章编号:1674-7909(2024)10-74-4
DOI:10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.10.015
0 引言
辣椒含有丰富的维生素C、维生素A和膳食纤维等营养成分,具有抗氧化、促进消化、提高免疫力等功能,是一种广泛种植的蔬菜和调味品[1]。据统计,我国辣椒种植面积超过200万hm2。随着农业科技的不断进步和种植技术的不断提高,通过引进优质辣椒品种和推广精准灌溉、智能施肥、生物防治等现代农业技术,我国辣椒产量和品质得到显著提高[2]。
在辣椒种植过程中,施肥技术是确保辣椒健康生长、提高辣椒产量和品质的关键技术之一。合理施肥不仅能满足辣椒生长发育对养分的需求,还能促进土壤肥力的保持和提升[3]。对辣椒施肥时,常用沟施、穴施或叶面喷施等方式,确保辣椒能充分吸收利用养分[4];或采用水肥一体化技术,实现辣椒对肥料与水的有效利用,提高施肥效果[5]。同时,要注意肥料的合理配比。长期大量施用化肥会导致土壤中的微生物活性降低、土壤板结、土壤肥力下降等问题,破坏土壤微生物与动物的生态平衡,降低土壤生物多样性,影响土壤生态系统的正常运转[6]。孙子隽等[7]通过研究化肥减量配施有机肥对植烟土壤理化性质和微生物群落结构的影响,发现化肥减施虽会导致微生物群落的丰富度降低,但配施有机肥能增加细菌和真菌群落的多样性指数,且化肥减量配施有机肥能显著改善土壤养分、物理特性、土壤酶活性及微生物群结构。朱培蕾等[8]通过田间试验发现,氮磷钾总养分量减施30%、配施小麦秸秆生物质炭,能明显改善土壤理化性质,提高大棚辣椒的产量与品质,与不施生物质炭相比,辣椒产量能提高16.28%、土壤有机质质量分数能提高15.57%。
随着人们对可持续发展和环境保护的认识逐渐加强,农业生产也在向更环保、可持续方向发展。在辣椒种植领域,减少化肥的使用量已成为一种趋势[9]。研究发现,化肥减量配施有机肥能提高土壤中有机质质量分数,改善土壤通透性、保水保肥性能,提高土壤肥力,为辣椒提供更均衡的营养,促进辣椒根系的发育和植株生长,为辣椒提供更适宜生长的环境[10]。同时,减量施肥能有效降低生产成本,提高农民经济效益,减轻对土地生态系统的损害,有利于维护土地生态平衡,推动农业向绿色、生态、循环方向发展,从而实现农业的可持续发展[11]。
笔者通过试验来分析不同化肥施用水平及配施有机肥对辣椒生长、品质、产量及土壤肥力的影响,在保证辣椒产量和品质的前提下,探索辣椒生长所需的最佳施肥量,从而减少过量施肥对土壤和水体造成的污染,降低生产成本,促进农业可持续发展。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
于河南省驻马店市西平县开展试验。该地位于河南省中部偏南,属暖温带大陆性季风气候区,年平均气温为14.6 ℃,年降水量为800~1 000 mm。试验地土壤pH值为6.9,有机质质量分数为21.6 g/kg,全氮质量分数为2.11 g/kg,速效钾质量分数为158.37 mg/kg,有效磷质量分数为21.06 mg/kg,且排水良好,光照充足。
1.2 试验材料
供试品种为河南省农科院提供的“驻椒20号”;试验用复合肥[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=17∶17∶17]购自河南佳禾肥业有限公司;有机肥由鸡粪、腐熟大豆、锯木屑、解淀粉芽孢杆菌菌剂发酵而成(有机碳质量分数为389.10 g/kg,全氮质量分数为4.25 g/kg,全磷质量分数为0.62 g/kg,全钾质量分数为25.37 g/kg),符合生物有机肥标准。
1.3 试验设计
试验共设7个处理。处理1为对照组,正常施用复合肥,施肥量为2 000 kg/hm2;处理2为减施10%复合肥施肥,施肥量为1 800 kg/hm2;处理3为减施20%复合肥施肥,施肥量为1 600 kg/hm2;处理4为减施30%复合肥施肥,施肥量为1 400 kg/hm2;处理5为有机肥替代10%复合肥,即复合肥施用量为1 800 kg/hm2、有机肥施肥量为200 kg/hm2;处理6为有机肥替代20%化肥,即复合肥施肥量为1 600 kg/hm2,有机肥施肥量为400 kg/hm2;处理7为有机肥替代30%化肥,即复合肥施肥量为1 400 kg/hm2、有机肥施肥量为600 kg/hm2。每个处理的试验区域面积为200 m2(20 m×10 m),每个处理重复3次,共21个区域。种植辣椒时,行距为50 cm,株距为30 cm。在辣椒生长期内定期浇水、除草等,且各处理除施肥量不同外,其余管理措施完全相同。
1.4 测定方法
采用五点取样法进行取样,即每个区域随机选取5点,每点选取10株辣椒进行测试。在辣椒结果后期,用卷尺测量辣椒株高,用游标卡尺测量辣椒茎直径、果实横径和纵径,用天平称量辣椒单果质量,用高效液相色谱法测量辣椒中维生素C和辣椒素的质量分数,用蒽酮比色法测量辣椒可溶性糖的质量分数,用凯氏定氮法测量可溶性蛋白质的质量分数,并计算每个小区的辣椒产量及经济效益。采收完辣椒后,测试取样点土壤pH值,用重铬酸钾-油浴锅加热法测量土壤有机质质量分数,并用碱解扩散法、钼锑抗比色法和火焰光度法分别测量土壤中氮、磷、钾的质量分数。
1.5 数据分析
用Excel软件对数据进行汇总,并用SPSS 19.0软件对数据进行差异性显著分析。
2 结果与分析
2.1 化肥减量及配施有机肥对辣椒生长的影响
不同施肥处理对辣椒生长的影响见表1。由表1可知,处理2~4的辣椒株高均显著高于处理1,但处理1~4的辣椒茎直径无显著差异;处理2的辣椒纵径、横径和单果质量要显著高于处理1、处理3和处理4;处理5、处理6、处理7的辣椒株高、茎直径、纵径、横径和单果质量均显著高于处理1~4,这说明使用有机肥部分替代化肥有助于辣椒生长。对比处理5、处理6、处理7后发现,处理6的辣椒株高、茎直径、纵径、横径和单果质量要高于处理5和处理7,这说明有机肥替代20%化肥最有利于辣椒生长。
2.2 化肥减量及配施有机肥对辣椒品质的影响
不同施肥处理对辣椒品质的影响见表2。由表2可知,相较于正常施肥,施肥量减少10%时,辣椒的维生素C、可溶性糖及可溶性蛋白质的质量分数均显著增加,但当施肥量继续减少后,维生素C、可溶性糖及可溶性蛋白质的质量分数会显著减少。在减少复合肥施肥量的同时配施有机肥,辣椒维生素C、辣椒素、可溶性糖及可溶性蛋白质的质量分数均显著高于正常施肥及减量施肥处理,且处理5、处理6和处理7的维生素C质量分数无显著差异,处理6和处理7的辣椒素质量分数显著高于处理5,处理6的可溶性糖质量分数和可溶性蛋白质的质量分数最高。
2.3 化肥减量及配施有机肥对辣椒产量及经济效益的影响
不同施肥处理对辣椒产量及经济效益的影响见表3。由表3可知,处理1的折合产量最低(28 667.35 kg/hm2),处理6的折合产量最高(36 621.31 kg/hm2),且处理2的折合产量(31 996.25 kg/hm2)显著高于处理1,这说明施肥量减少10%有利于提高辣椒产量,但当施肥量减少30%时,辣椒产量仅为26 956.86 kg/hm2,显著低于处理1的产量。去除肥料成本后,处理6和处理7的收益较高(分别为75 229.01元/hm2和73 839.61元/hm2),处理4的收益最低(55 000.78元/hm2),相较于对照组,处理6的增收最高(34.49%)。因此,有机肥替代20%化肥,能显著增加辣椒的产量、产值及收益。
2.4 化肥减量及配施有机肥对土壤肥力的影响
不同施肥处理对土壤肥力的影响见表4。由表4可知,不同施肥处理对土壤pH值无显著影响,配施有机肥能显著提高土壤中有机质质量分数。对比不同处理下的土壤中全氮、碱解氮、有效磷、速效钾的质量分数,发现减少复合肥施用量后,土壤中氮、磷、钾的质量分数有所下降,但配施有机肥后,土壤中氮、磷、钾的质量分数较常规施肥显著增加。这是因为有机肥中含有丰富的有机物质,与土壤结合后,会促进土壤微生物活动,从而使土壤中有机质的质量分数增加,提高土壤肥力和保水保肥能力,改善土壤结构,有助于培养土壤微生物群落。有机肥含有丰富的氮、磷、钾营等营养元素,氮素通过微生物的分解作用被释放出来,能有效补充土壤中氮素的缺乏;磷、钾等元素也可与土壤结合,形成有效态养分,增加土壤中这些营养元素的质量分数,提高土壤养分供应能力。同时,有机肥还含有钙、镁、硫等中微量营养元素,能促进植株对营养物质的吸收,进而促进其生长。因此,在减量施肥的前提下配施有机肥,能提高土壤中氮、磷、钾等营养元素的质量分数,从而促进植物生长发育,提高作物产量和品质。
3 结束语
减量施肥是现代农业实现可持续发展的重要措施之一,能减少过量施肥造成的土壤污染和养分流失,降低种植成本,提高农业经济效益,改善土壤品质和减少对地下水的污染,有利于对农田的可持续利用。笔者通过试验对比分析不同施肥处理对辣椒生长、品质、产量及对土壤肥力的影响,在保证辣椒产量和品质的前提下,探索辣椒生长所需的最佳施肥量。由试验结果可知,当化肥减量10%施用时,辣椒的产量和品质均有所提升,但继续减少施肥量时,辣椒的产量和品质开始下降;在化肥减量施肥的基础上配施有机肥,能显著提高辣椒的产量、品质和经济效益,还能提高土壤有机质质量分数和肥力。当有机肥替代20%化肥时,辣椒的产量为36 621.31 kg/hm2、收益为75 229.01元/hm2,较常规施肥增产34.49%,且土壤中有机质和氮磷钾的质量分数显著增加。减量施肥并配施有机肥能有效改善土壤结构、促进土壤微生物活动,有助于植物对养分的吸收,提高辣椒产量和品质,同时降低生产成本,减少农药、化肥的残留,减轻环境压力,有利于生态环境保护,从而实现农业可持续发展。
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