我国畜禽养殖业发展迅猛，暴增的畜禽粪便排泄及其对生态环境的污染已成为普遍关注的热点。但是我国粪便利用率普遍低，面对如此巨大的资源，如能变废为宝，将畜禽粪便资源利用，将对发展我国农业经济和环境保护具有重要意义。朝天椒是豫东地区著名的地标性辣椒品种，常年种植面积7万hm2左右，被命名为“中国三樱椒之乡”，为该区农业经济的持续提升发挥了重要作用[1-2]。近年来，朝天椒种植过量施用化学肥料，忽视有机肥施用，导致土壤生态环境破坏，出现土壤板结，肥力下降，耕性降低等问题，严重影响产量和品质[3]。松土促根剂可改善土壤结构，降低土壤容重，增加孔隙度，增强土壤微生物数量及酶活性，提高作物产量及品质[4-12]。畜禽粪便有机质含量高，养分丰富，肥效持久，施入土壤不仅可改善土壤理化性质，促进有益微生物的活动与繁殖，还能解决长期施用化肥对土壤的危害，提高养分的利用率[13-14]。但是，未经无害化处理的动物粪便含有激素及抗生素等有毒物质，施用后造成土壤盐渍化和板结，并易将病虫带入土壤，影响作物生长发育。
羊粪是一种常见的热性肥料，有机质含量高，具有肥效快、肥力足的优点。有关羊粪有机肥在作物上应用研究较少。冯焕德等[15]研究表明，羊粪有机肥能有效降低芒果园土壤容重，增加土壤总孔隙度与含量，提高芒果产量与品质。许兰梅等[16]研究发现，施用羊粪有机肥有利于改善土壤物理性状，提高玉米千粒质量和产量；李娟等[17]研究表明，羊粪有机肥施用可以促进甘蓝生长，提高产量，改善土壤环境，提髙土壤肥力。但是，经无害化处理的发酵羊粪与松土促根剂配施在辣椒上的应用研究未见报道。为此，以纯羊板粪经过180 d以上高温杀菌腐熟后添加EM菌加工成生物发酵羊粪和松土促根剂为材料，研究二者配施对土壤理化性状及朝天椒品质和产量的影响，以期为农业资源化有序有效利用、为辣椒无害化生产提供技术支持。
1 材料和方法
1.1 试验地概况
试验于2018年在河南省柘城县张桥乡种植基地进行，土壤类型为黄潮土，土质为黏壤土，前茬作物为玉米，土壤肥力均匀，耕层主要养分状况：pH值7.14，有机质含量18.6 g/kg、碱解氮(N)含量86.4 mg/kg、有效磷(P2O5)含量21.6 mg/kg、速效钾(K2O)含量109.8 mg/kg。
1.2 试验材料
供试朝天椒为当地推广品种散生子弹头。化肥为尿素(N 46%)、过磷酸钙(P2O5 18%)、硫酸钾(K2O 50%)；发酵羊粪由庆科生物肥料有限公司提供：含有机质36.15%，氮(N)2.31%、磷(P2O5)2.14%、钾(K2O)1. 51%、水分26.15%，pH值8.41；松土促根剂由河南省火车头农业技术有限公司提供，获得国家发明专利产品(专利号：ZL201310067402.9)。
1.3 试验设计
试验设4个处理，分别为CK：化肥，T1: 化肥+松土促根剂，T2:化肥+发酵羊粪，T3:化肥+发酵羊粪+松土促根剂。化肥于整地前施入尿素225 kg/hm2，过磷酸钙420 kg/hm2，硫酸钾300 kg/hm2；发酵羊粪(22 500 kg/hm2)与松土促根剂(30 kg/hm2)作基肥，朝天椒盛果期一次追施化肥尿素150 kg/hm2。随机区组排列，重复3次，小区面积30 m2(3 m×10 m)，区组间距0.6 m，共计12个小区。每小区定植10行，行距0.30 m，株距0.28 m，留苗密度为119 107株/hm2。3月5日播种，采用小拱棚双膜覆盖育苗，移栽时间为5月5日，各处理除施肥不同，其他管理同一般大田。
1.4 项目测定
1.4.1 土壤理化性质 土壤容重、孔隙度采用饱和浸提法测定，土壤机械组成、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量参照《土壤农业化学分析方法》测定[18]，pH值采用酸度计测定。
1.4.2 农艺性状 朝天椒收获之前，每小区随机抽取10株测定茎粗、株高、分枝数。株高采用卷尺测量，茎粗采用游标卡尺测量，分枝数按条记载。
1.4.3 产量 朝天椒果实生理成熟后分批多次采摘，称量鲜果质量，晒干后统计各小区产量，测定椒果含水量，按标准含水量(%)折算干果质量。
1.4.4 品质 朝天椒果实硝酸盐含量采用酚二磺酸分光光度法测定[19]，游离氨基酸含量采用茚三酮显色法测定[19],Vc含量采用荧光法测定[20]，还原糖含量采用蒽酮比色法测定[20]。
1.5 数据分析
试验数据采用Microsoft Excel 2010及SPSS 17.0软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同处理对土壤养分含量的影响
由表1可知，施用松土促根剂、发酵羊粪可以有效提高土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量，均以T3处理最高，分别比常规施化肥CK处理显著提高24.08%,18.08%,14.80%,15.56%。有机质含量，T2、T3处理均显著高于常规施化肥CK处理，T3处理显著高于其他处理(P<0.05)，T1处理与常规施化肥CK处理无显著差异(P>0.05)；碱解氮、速效钾含量，两者表现趋势相同，T2、T3处理间差异不显著，均显著高于T1、常规施化肥CK处理，T1处理与常规施化肥CK处理差异显著(P<0.05)；对于有效磷含量，T1、T2、T3处理间差异不显著，均与常规施化肥CK处理达到显著差异(P<0.05)，具体表现为T3>T2>T1>CK。
2.2 不同处理对土壤理化性质的影响
土壤容重和孔隙度是反映土壤疏松状况的重要指标。由表2可知，施用松土促根剂、发酵羊粪可以有效降低土壤容重，提高土壤孔隙度，以T3处理土壤容重最低、土壤孔隙度最大，且不同施肥处理间均达到显著差异。施用松土促根剂、发酵羊粪后，土壤黏粒各处理降低差异不显著，土壤砂粒，T1处理比常规施化肥CK处理降低不显著，T2、T3处理显著降低，二者之间差异不显著；土壤粉粒呈现增加趋势，以T3处理最高，T1～T3处理土壤粉粒比常规施化肥CK处理显著提高2.61%～9.05%。说明在常规施化肥基础上增施发酵羊粪、松土促根剂可以疏松土壤，改良板结，二者配合施用效果最佳。
表1 不同处理对土壤养分含量的影响
Tab.1 Effects of different treatments on soil nutrient content
处理Treatment有机质含量/(g/kg)Organic matter content碱解氮含量/(mg/kg)Alkaline nitrogen content有效磷含量/(mg/kg)Available phosphorus content速效钾含量/(mg/kg)Available potassium contentCK15.41±0.31c113.43±2.89c23.65±0.23b224.85±3.31cT115.93±0.25c120.58±3.45b25.96±0.31a239.23±2.98bT217.59±0.19b130.89±3.66a26.64±0.19a254.91±4.12aT319.12±0.38a133.94±2.78a27.15±0.26a259.84±3.94a
注：同列数据后不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。表2-5同。
Note: Different lowercase letters within a column indicate significant difference (P<0.05) among different treatments.The same as Tab.2-5.
表2 不同处理对土壤理化性质的影响
Tab.2 Effects of different treatments on soil physical and chemical properties
处理Treatment容重/(g/cm3)Volume weight空隙度/%Porosity机械组成(g/kg) Mechanical composition黏粒Cosmid粉粒Powder砂粒SandCK1.596±0.02a45.24±2.21d244±4.89a420±3.77d336±2.73aT11.483±0.01b50.28±1.89c238±3.75a431±4.13c331±3.11aT21.336±0.03c54.37±1.92b242±3.68a443±2.98b315±2.79bT31.154±0.01d59.49±3.17a235±3.94a458±3.54a307±3.01b
2.3 不同处理对朝天椒农艺性状的影响
由表3可知，施用松土促根剂、发酵羊粪处理朝天椒株高、茎粗、有效分枝数均高于常规施化肥CK处理,均以T3处理最高，具体表现为T3>T2>T1>CK。T1～T3处理朝天椒株高比常规施化肥CK处理显著提高9.24%～25.71%，且各处理间差异显著(P<0.05)；茎粗显著提高5.63%～20.69%，有效分枝数显著提高14.21%～28.81%，其中T1处理与T2处理差异不显著，其他处理间差异均达到显著水平(P<0.05)。综上可见，施用松土促根剂、发酵羊粪能够显著增加朝天椒株高、茎粗、有效分枝数，以两者配施处理效果最佳。
表3 不同处理对朝天椒农艺性状的影响
Tab.3 Effects of different treatments on agronomic
characteristics of red cluster pepper
处理Treatment株高/cmPlant height茎粗/mmStem diameter有效分枝数Effective branch numberCK55.31±2.21d9.23±0.98c7.81±0.35cT160.42±2.28c9.75±0.76b8.92±0.21bT264.46±1.89b10.07±0.83b9.04±0.33bT369.53±1.97a11.14±0.49a10.06±0.29a
2.4 不同处理对朝天椒产量性状的影响
在本试验条件下，施用松土促根剂、发酵羊粪能有效提高朝天椒单株结果数和单果鲜质量及干质量(表4)。T3处理单株结果数达69.12个，比常规施化肥CK处理增加29.05%，比T2处理和T1处理增加8.78%～15.08%，且与其他处理均达到显著差异(P<0.05)；各处理朝天椒单果鲜质量及干质量表现趋势一致，均以T3处理最高，T1～T3处理单果鲜质量、单果干质量比常规施化肥CK处理显著提高11.21%～17.04%，12.63%～18.94%，且各处理间差异不显著(P>0.05)。
由表4可知，不同施肥处理鲜椒产量均高于常规施化肥CK处理，且差异均达到显著水平，产量依次为T3>T2>T1>CK。T1～T3处理鲜椒产量比常规施化肥CK处理增产1 915.58～6 744.16 kg/hm2，增幅达到10.72%～37.75%，T3处理增产效果最佳，达到24 607.21 kg/hm2。干椒产量表现趋势与鲜椒产量一致，T1～T3处理干椒产量比常规施化肥CK处理增产387.06～1 656.91 kg/hm2，增幅达到9.21%～39.43%，T3处理增产效果最佳，达到5 858.86 kg/hm2。说明松土促根剂和发酵羊粪单施或配施均能提高朝天椒产量，以二者配施效果较佳。
表4 不同处理对朝天椒果实性状及产量的影响
Tab.4 Effects of different treatments on the fruit characters and yield of red cluster pepper
处理Treatment单果鲜质量/gFresh quality per fruit单果干质量/gDry quality per fruit单株结果数Fruit number per plant鲜椒产量/(kg/hm2)Yield of fresh pepper干椒产量/(kg/hm2)Yield of dry pepperCK2.23±0.09b0.95±0.01b53.56±3.24c17 863.05±78.82d4 201.95±45.34dT12.48±0.06a1.07±0.04a60.06±2.87b19 778.63±90.67c4 589.01±49.56cT22.54±0.04a1.09±0.02a63.54±3.35b22 101.08±77.43b5 300.02±39.47bT32.61±0.07a1.13±0.05a69.12±1.29a24 607.21±89.76a5 858.86±50.21a
2.5 不同处理对朝天椒果实品质的影响
由表5可知，施用松土促根剂、发酵羊粪对朝天椒果实Vc和还原糖含量的影响显著，但对硝酸盐和游离氨基酸含量影响不显著。从Vc和还原糖含量来看，与常规施化肥CK处理相比，T1～T3处理果实Vc含量显著提高6.75%～19.91%，还原糖含量显著提高6.12%～20.77%，Vc和还原糖含量均以T3处理最高，分别达到1.026 8 mg/g，24.65 g/kg，且各处理间均达显著差异水平。不同处理朝天椒果实品质指标均表现T3>T2>T1>CK，以T3处理品质最佳。
表5 不同处理对朝天椒果实品质的影响
Tab.5 Effects of different treatments on the fruit quality of red cluster pepper
处理Treatment硝酸盐含量/(mg/kg)Nitrate contentVc含量/(mg/g)Vc content还原糖含量/(g/kg)Reducing sugar content游离氨基酸含量/(g/kg)Free amino acid contentCK99.36±8.76a0.856 3±0.04d20.41±0.82d6.47±0.13aT197.24±6.43a0.914 1±0.07c21.66±0.54c6.69±0.26aT295.87±9.21a0.965 7±0.03b23.09±0.91b6.54±0.19aT392.96±6.12a1.026 8±0.05a24.65±0.45a6.78±0.38a
3 结论与讨论
羊粪养分浓度高，水分含量少，有机质含量多，营养全面，是优质农家有机肥,关于施用羊粪有机肥对土壤的改良已有相关报道[21-23]。丁阔等[22]研究表明,施用黑炭和羊粪能有效改变果园土壤颗粒组成，改善土壤物理性质，提高土壤有机质及速效养分含量;吴红等[23]利用羊粪作为葡萄园基肥施用，可显著提高土壤有机质含量，且全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量随着羊粪施用量增加而提高。本研究结果表明，种植朝天椒在常规施用化肥基础上，增施松土促根剂、发酵羊粪可以有效提高土壤肥力，显著降低土壤容重，增加土壤孔隙度，这与前人研究结果相似[22-23]。所有处理中，以松土促根剂与发酵羊粪配施的T3处理效果最好，该处理土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量较常规施用化肥(CK)分别显著提高24.08%，18.08%，14.80%，15.56%，土壤粉粒显著提高9.05%。
良好的土壤条件有利于作物生长发育，是获得高产优质的基础。相关研究结果表明，施用松土促根剂、发酵羊粪可促进作物生长发育，增加作物产量和改善农产品品质。谢迎新等[24]研究表明，施用松土促根剂能够增加冬小麦成穗数和穗粒数,提高小麦产量和改善小麦籽粒淀粉品质；张兆扬等[25]通过烟草试验研究表明，施用松土促根剂可促进烤烟根系生长发育,增加烟叶经济效益,改善烟叶化学成分的协调性,提高烟叶品质；杜中平等[26]研究表明，羊粪作为基肥施用可以提高番茄的生长势，显著增加番茄果实的可溶性蛋白质、Vc、可溶性总糖含量和产量，同时也能显著降低番茄果实亚硝酸盐含量。杨正涛等[27]研究表明，菌渣与土壤改良剂配合施用能明显增加马铃薯株高、茎粗、主茎数，提高产量，提升淀粉、还原糖、Vc及粗蛋白含量。本研究结果表明，施用松土促根剂、发酵羊粪可促进朝天椒生长发育，提高朝天椒产量，改善朝天椒品质，这与前人研究结果相似[24-26]。所有处理中，以松土促根剂与发酵羊粪配施的T3处理效果最好，与常规施用化肥(CK)相比，朝天椒株高、茎粗、有效分枝数分别显著提高25.71%，20.69%，28.81%，单株结果数、单果鲜质量及干质量分别提高29.05%，17.04%，18.94%，鲜椒显著增产37.75%，干椒显著增产39.43%，朝天椒果实Vc、还原糖含量分别显著提高19.91%，20.77%，但对硝酸盐和游离氨基酸含量无显著影响。
在本试验条件下，综合考虑松土促根剂、发酵羊粪配施对朝天椒生长发育、产量与品质的影响及改良土壤效果，T3处理(化肥+发酵羊粪+松土促根剂)效果最佳，在朝天椒生产中增施松土促根剂与发酵羊粪是一项值得推广的技术。
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