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有机肥与玉米秸秆配施对拱棚连作辣椒生长、产量及品质的影响

2021-02-15吴雪梅徐宏英高晶霞

北方农业学报 2021年6期
关键词:羊粪可溶性辣椒

吴雪梅,徐宏英,高晶霞

(1.彭阳县蔬菜产业发展服务中心,宁夏 彭阳 756500;2.宁夏农林科学院 园艺研究所,宁夏 银川 750002)

辣椒(Capsicum annuum L.)别称辣子、辣茄、辣角、番椒、海椒、秦辣角等,属茄科辣椒属一年或有限多年生草本植物[1]。辣椒营养价值很高,VC 含量在蔬菜中占据首位,是番茄的10 倍左右,深受民众欢迎[2]。辣椒不仅是日常生活中必不可少的食品,也是农民收入的主要经济来源。宁夏南部山区年平均气温7.5 ℃,无霜期158 d,降水量442.7 mm,污染少,土质、气温非常适宜辣椒生长。该地区以塑料拱棚做春提前、秋延后栽培辣椒的技术种植模式,是目前宁夏辣椒主要栽培模式,宁夏南部山区也是辣椒连片规模种植最大的区域,种植面积达到1.33 万hm2以上。但是在生产中也存在一些问题,如长期重施化肥、过度依赖化肥、农药和连作现象普遍等,由此导致的辣椒病虫害加重、产量降低等问题,严重制约了宁夏辣椒生产的可持续发展,备受关注。生物有机肥是指特定功能微生物与主要以动植物残体(如畜禽粪便、农作物秸秆等)为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料[3]。作为一种新型肥料,其与传统肥料最大的区别是含有多种功能微生物,可以满足现代农业发展要求,给农民带来更大的收益[4]。有研究表明,生物有机肥在设施蔬菜生产中能够有效提高产量和品质[5]。许丽等[6]研究发现,生物菌肥能提高冬小麦的产量与品质;余高等[7]研究发现,化肥减施、有机肥配施能显著提高辣椒果实的VC、可溶性蛋白质、可溶性糖以及辣椒素的含量,同时显著降低辣椒果实硝酸盐含量。王赫等[8]研究发现,施用有机肥对连作辣椒的品质有显著提高作用。李海峰等[9]研究表明,化肥配施不同的有机肥,均能不同程度地提高辣椒对土壤养分的吸收和利用水平。陈芬等[10]研究发现,减磷20%配施有机肥可以显著提高辣椒株高、茎粗,叶片叶绿素含量、光合参数、荧光参数及产量和品质。罗元琼等[11]研究表明,在辣椒生产中,生物有机肥与无机肥配合施用的产量及经济效益能达到最好效果。本研究选取连续3年种植辣椒的塑料拱棚进行试验,研究鸡粪、羊粪、牛粪分别与玉米秸秆配施对连作辣椒生长、产量及品质的影响,以期为减少连作对辣椒产量和品质影响的解决措施提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验地点

试验地点位于宁夏彭阳县新集乡拱棚辣椒示范基地,为连作辣椒3年以上,土壤养分状况为全氮含量1.07 g/kg、全磷含量0.95 g/kg、全钾含量22.0 g/kg、有机质含量24.0 g/kg、碱解氮含量63.0 g/kg、速效磷含量29.4 g/kg、速效钾含量192 g/kg、全盐含量1.10 g/kg,pH 值7.50。

1.2 供试材料

羊粪、牛粪、鸡粪、玉米秸秆在使用前分别进行腐熟处理。

1.3 试验方法

试验设7 个处理:处理1,基肥施腐熟羊粪59970.0kg/hm2;处理2,基肥施腐熟牛粪74 962.5 kg/hm2;处理3,基肥施腐熟鸡粪22 488.8 kg/hm2;处理4,基肥施腐熟羊粪59 970.0 kg/hm2+玉米秸秆29 985.0 kg/hm2;处理5,基肥施腐熟牛粪74 962.5 kg/hm2+玉米秸秆29985.0kg/hm2;处理6,基肥施腐熟鸡粪22 488.8kg/hm2+玉米秸秆29 985.0 kg/hm2;对照,基肥不施有机肥。

本试验于2018年进行,苗期在宁夏嘉禾源种苗有限公司进行,嫁接苗三叶一心时定植到彭阳县新集乡拱棚辣椒示范基地(辣椒连作3年以上),单垄双行种植,株行距30 cm×35 cm,垄宽70 cm,垄高25 cm,小区面积为23.4 m2,3 次重复,21 个小区,小区随机区组排列,其他管理同常规生产,即辣椒坐果期至盛收期,15 d 交替追施费尔诺大量元素水溶肥(N-P2O5-K2O:11-40-11)、海元宝大量元素水溶肥(N-P2O5-K2O:13-4-35)和硝酸钾(N-P2O5-K2O:13.5-0-45),每次150 kg/hm2,共6 次。

1.4 调查项目

1.4.1 生长指标 每个处理随机选取10 株辣椒挂牌标记,分别于辣椒开花期、结果期、采收期调查株高、茎粗和开展度,取平均值。辣椒的株高和开展度采用卷尺进行测量,茎粗选用游标卡尺测量。

1.4.2 叶绿素相对含量和净光合速率 叶绿素相对含量采用叶绿素仪(CSPAD502)测定,并以SPAD 值表示,每片叶重复测定3 次,取平均值。净光合速率(Pn)采用Li-6400 型光合仪测定,每小区选有代表性的5 片叶于10:00—11:00 进行测定,每片叶重复测定3 次,取平均值。

1.4.3 产量 每个小区随机选取10 株辣椒调查单株结果数和单株产量,取平均值,用电子秤测量小区产量,并折合单位面积产量。

1.4.4 品质 用铝蓝比色法测定辣椒果实VC 含量,苯酚硫酸比色法测定可溶性糖含量,紫外分光光度法测定可溶性蛋白质含量。

2 结果与分析

2.1 不同有机肥与玉米秸秆配施对连作辣椒生长指标的影响

由图1~图3 可知,开花期,处理6 株高最高,为50.10 cm,较对照增加17.74%,二者差异显著(P<0.05);处理4 株高最矮,为41.55 cm,与对照相比差异不显著(P>0.05);处理6 的茎粗最粗,为11.16 mm,较对照增加18.47%,二者差异显著(P<0.05);各处理辣椒植株开展度与对照差异不显著(P>0.05)。结果期,处理4 株高最高,为125.20 cm,较对照增加6.46%,差异显著(P<0.05),处理2 株高最矮,为114.09 cm,与对照相比差异不显著(P>0.05);处理3、处理4、处理5 和处理6 茎粗差异不显著(P>0.05),分别为16.42、16.03、15.78、16.55 mm,较对照分别增加22.72%、19.80%、17.94%、23.69%,差异显著(P<0.05);处理1、处理2 和对照茎粗差异不显著(P>0.05),分别为14.04 、13.98、13.38 mm;各处理辣椒植株开展度差异不显著(P>0.05)。采收期,处理4 和处理6 株高均为138.35 cm,但显著高于对照(P<0.05),较对照增加4.20%,但与对照相比差异不显著(P>0.05);处理1 和处理2 株高较矮,分别为131.03、130.97 cm,与对照相比差异不显著(P>0.05);处理3 和处理6 茎粗差异不显著(P>0.05),分别为 17.44、17.34 mm, 较对照增加28.33% 和27.59%,与对照相比差异显著(P<0.05);对照茎粗最细,为13.59 mm;各处理辣椒植株开展度差异不显著(P>0.05)。

图1 不同处理对连作辣椒株高的影响

图3 不同处理对连作辣椒开展度的影响

2.2 不同有机肥与玉米秸秆配施对连作辣椒叶片叶绿素相对含量的影响

由图4 可知,不同处理连作辣椒叶片叶绿素相对含量差异不显著(P>0.05)。叶绿素相对含量表现为处理3>处理1>处理2>处理6>处理4>对照>处理5,SPAD 值分别为66.02、64.81、63.65、63.05、62.76、62.73、62.06。

图4 不同处理对连作辣椒叶片叶绿素相对含量的影响

2.3 不同有机肥与玉米秸秆配施对连作辣椒叶片净光合速率(Pn)的影响

由图5 可知,不同处理连作辣椒叶片净光合速率(Pn)差异显著(P<0.05)。处理1、处理3 净光合速率较高,分别为27.27 、26.76 μmol/(m2·s),二者差异不显著(P>0.05),但均显著高于其他处理(P<0.05)。处理4、处理6 连作辣椒叶片净光合速率分别为24.33、24.47 μmol/(m2·s),二者差异不显著(P>0.05),但显著高于处理2、处理5 和对照(P<0.05)。这表明增施羊粪、鸡粪以及羊粪+玉米秸秆、鸡粪+玉米秸秆处理均可以显著提高连作辣椒叶片净光合速率。

图5 不同处理对连作辣椒叶片净光合速率(Pn)的影响

2.4 不同有机肥与玉米秸秆配施对连作辣椒单株结果数的影响

由图6 可知,处理1 和处理5 单株结果数较多,分别为24、23 个,与处理2、处理3、处理6 差异不显著(P>0.05),但显著高于处理4 和对照(P<0.05),表明,施羊粪及牛粪+玉米秸秆处理可以显著提高连作辣椒单株结果数。

图6 不同处理对连作辣椒单株结果数的影响

2.5 不同有机肥与玉米秸秆配施对连作辣椒单果重的影响

由图7 可知,处理1、处理3 和处理6 的单果重较大,分别为115.89、115.80、115.60 g,三者差异不显著(P>0.05),但与其他处理相比差异显著(P<0.05);处理4、处理2、对照、处理5 单果重分别为114.81、114.18、113.21、110.58 g,表明除施牛粪+玉米秸秆处理外,其他处理均可显著增加连作辣椒果实单果重。

图7 不同处理对连作辣椒单果重的影响

2.6 不同有机肥与玉米秸秆配施对连作辣椒产量的影响

由表1 可知,6 个处理连作辣椒产量、产值均高于对照,处理6 连作辣椒产量和产值最高,分别为101 503.5 kg/hm2、111 654.0 元/hm2,产量分别比处理1、处理2、处理3、处理4、处理5、对照增加5.56%、19.00%、2.15%、4.35%、14.12%、26.75%,与处理3 相比差异不显著(P>0.05),但与处理4、处理5、处理2、处理1、对照相比差异极显著(P<0.01)。其次为处理3,连作辣椒产量和产值分别为99 366.0 kg/hm2、109 302.0 元/hm2,与处理4、处理1 相比差异不显著(P>0.05),但与处理5、处理2、对照相比差异极显著(P<0.01),产量较对照增加24.08%。处理4 和处理1连作辣椒产量分别为97 270.5、96 159.0 kg/hm2,产值分别为106 998.0、105 775.5 元/hm2,二者差异不显著(P>0.05),但与处理2、处理5、对照相比差异极显著(P<0.01),产量较对照分别增加21.46%、20.07%。处理2 和处理5 辣椒产量较低,分别为85 299.0、88 941.0 kg/hm2,产值分别为97 120.5、98 296.5 元/hm2,处理2 和处理5 差异不显著(P>0.05),但产量均极显著高于对照(P<0.01),较对照增加6.5%和7.3%。综上所述,基肥施用有机肥可减缓塑料拱棚连作辣椒的危害,其中基肥施用腐熟鸡粪22 488.8 kg/hm2+玉米秸秆29 985.0 kg/hm2可显著提高连作辣椒产量及产值。

表1 不同处理对连作辣椒产量的影响

2.7 不同有机肥与玉米秸秆配施对连作辣椒品质的影响

由图8~图10 可知,连作辣椒果实VC 含量处理1、处理6 和处理4 分别为105.00、101.00、62.30 mg/g,与对照相比分别增加77.36%、70.61%、5.24%,差异显著(P<0.05),且处理1 与处理6、处理4 差异显著(P<0.05),处理6 与处理4 差异显著(P<0.05);处理5、处理3、处理2 分别为53.33、42.27、21.80 mg/g,与对照相比分别降低9.92%、28.60%、63.18%,差异显著(P<0.05),且处理5 与处理3、处理2 差异显著(P<0.05),处理3 与处理2 差异显著(P<0.05)。连作辣椒果实可溶性糖含量处理1 最高,为11.20 mg/g,与处理2、处理4、处理6 相比差异不显著(P>0.05),但与处理3、处理5、对照相比差异显著(P<0.05);其次为处理2、处理4、处理6 和对照,辣椒果实可溶性糖含量分别为10.73、10.90、10.59、10.29 mg/g,处理差异不显著(P>0.05);处理3 和处理5 辣椒果实可溶性糖含量较低,分别为9.72、9.49 mg/g,处理3 与对照差异不显著(P>0.05),且处理5 显著低于对照(P<0.05),较对照降低7.78%。连作辣椒果实可溶性蛋白质含量处理5 最高,为1.49 mg/g,与处理3、对照相比差异不显著(P>0.05),但与其他处理相比显著增加(P<0.05);其次为处理3、处理6、对照、处理2,辣椒果实可溶性蛋白质含量分别为1.44、1.41、1.44、1.39 mg/g,处理差异不显著(P>0.05),处理3、处理6、对照与处理1 和处理4 相比差异显著(P<0.05);处理2 与处理1、处理4 相比差异不显著(P>0.05),三者分别较对照降低3.47%、6.94%、4.86%。以上结果表明,施用羊粪、羊粪+玉米秸秆、鸡粪+玉米秸秆可以显著提高连作辣椒果实VC 含量;施用羊粪、牛粪、羊粪+玉米秸秆、鸡粪+玉米秸秆可以显著提高连作辣椒果实可溶性糖含量;施用牛粪+玉米秸秆可以显著提高连作辣椒可溶性蛋白质含量。

图8 不同处理对连作辣椒VC 含量的影响

图9 不同处理对连作辣椒可溶性糖含量的影响

图10 不同处理对连作辣椒可溶性蛋白质含量的影响

3 结论与讨论

在农业生产中,施肥对作物产量和品质具有至关重要的作用[12]。而有机肥含有丰富的营养元素,可以改善土壤结构、增强土壤微生物活性和养分有效性[13-14]。由于有机肥施入土壤后可以缓慢释放养分,能够满足辣椒各个生长发育时期对养分的需求,增加辣椒产量,改善果实品质[15-16]。本试验结果表明,在辣椒生长的3 个时期,处理6 连作辣椒株高、茎粗均高于其他处理,植株开展度各处理差异不显著(P>0.05);各处理叶绿素相对含量表现为处理3>处理1>处理2>处理6>处理4>对照>处理5,各处理差异不显著(P>0.05);处理1、处理3 净光合速率较高,27.27、26.76 μmol/(m2·s),均显著高于其他处理(P<0.05)。处理1、处理5 单株结果数较多,分别为24、23 个,显著高于处理4 与对照(P<0.05);处理1、处理3、处理6 的单果重较大,分别为115.89、115.80、115.60 g,均显著高于其他处理(P<0.05)。处理6 产量、产值均最高,分别为101 503.5 kg/hm2、111 654.0 元/hm2,产量分别比处理1、处理2、处理3、处理4、处理5、对照增加5.56%、19.00%、2.15%、4.35%、14.12%、26.75%,与处理3 差异不显著(P>0.05),与其他处理差异极显著(P<0.01);处理1 连作辣椒VC 含量和可溶性糖含量最高,分别为105.00、11.20 mg/g,处理6 次之,分别为101.00、10.59 mg/g,处理5 可溶性蛋白质含量最高为1.49 mg/g。这可能是因为辣椒的生育期较长,对养分的需求供应时间增长,有机肥与玉米秸秆配施可以为植物生长持久供应营养[17],有利于辣椒生长发育、提高辣椒产量,改善果实品质。有研究表明,对茄子施用不同水平的鸡粪和猪粪,可以提高茄子单株果重和单株结果数[18];罗希榕等[19]研究表明,在适量复合肥的基础上,生物有机肥的施用增加了辣椒的株高、开展度、主茎直径和有效分枝等,辣椒的产量显著提高;陈俊阳[20]研究表明,化肥减量配施生物有机肥可以有效增加辣椒果实中辣椒素和VC 的含量。综上所述:处理6(基肥施用腐熟鸡粪22 488.8 kg/hm2+玉米秸秆29 985.0 kg/hm2)可以显著提高连作辣椒产量及品质,进一步明确基肥施用有机肥与秸秆对辣椒连作障碍缓解效果。

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