應(yīng)利平， 魏雪梅， 逯明輝， 張明科

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院，陜西 楊陵 712100)

辣椒起源于拉丁美洲熱帶地區(qū)，原產(chǎn)于墨西哥，為木蘭綱茄科辣椒屬一年或多年生草本植物[1]。辣椒以豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和獨(dú)特的風(fēng)味口感成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡氖卟思罢{(diào)味品，并因其高經(jīng)濟(jì)價(jià)值和低種植風(fēng)險(xiǎn)而受到廣大種植者的青睞，已成為我國(guó)第一大蔬菜作物[2]。21世紀(jì)我國(guó)設(shè)施栽培技術(shù)快速發(fā)展，如春提早、秋延后的辣椒栽培技術(shù)解決了有效積溫對(duì)辣椒生產(chǎn)的影響[3]，為辣椒的周年供應(yīng)提供了保障，但由于設(shè)施栽培的局限性，以及多年連作及化肥的超量使用等問(wèn)題，導(dǎo)致辣椒產(chǎn)量及品質(zhì)的下降，使土壤理化特性惡化，連作障礙嚴(yán)重[4]。

微生物菌肥作為一種新型肥料，含有許多重要的有益微生物。菌肥以微生物生命活動(dòng)的產(chǎn)物及其所含的酶類(lèi)來(lái)改善植物根際營(yíng)養(yǎng)條件，提供作物必需的礦質(zhì)養(yǎng)分，刺激作物的生長(zhǎng)；同時(shí)抑制根際病原菌，改善和促進(jìn)土壤生物活性，促進(jìn)植物根系健康生長(zhǎng)，從而提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[5]。施利康復(fù)合菌劑是由硅酸鹽細(xì)菌和枯草芽孢桿菌經(jīng)過(guò)最新工藝發(fā)酵而成的硅酸鹽復(fù)合型微生物菌劑，具有分解土壤中含鉀礦物，活化硅、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用[6]。海藻菌肥是直接利用海藻或海藻中活性物質(zhì)提取后的殘?jiān)?，通過(guò)微生物發(fā)酵、酸堿工藝或肥料混配工藝生產(chǎn)出來(lái)的一種生物有機(jī)肥。海藻活性物質(zhì)中的海藻低聚糖、甘露醇、甜菜堿、酚類(lèi)、氨基酸、礦物質(zhì)、維生素等，能促進(jìn)作物蛋白質(zhì)和糖類(lèi)合成，增強(qiáng)作物的光合作用和新陳代謝，促進(jìn)根系的生長(zhǎng)發(fā)育，提高作物抗逆性[7]。熒光假單胞菌是一種重要的植物病害生防菌和根際促生菌，具有繁殖速度快、適應(yīng)能力強(qiáng)、易于人工培養(yǎng)、制劑穩(wěn)定、施用方便、綠色環(huán)保、防治多種植物病害等優(yōu)點(diǎn)[8]。研究表明，熒光假單胞菌通過(guò)誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性、合成植物激素、產(chǎn)生抗生性次級(jí)代謝產(chǎn)物來(lái)抑制病原菌的發(fā)生，進(jìn)而改變根際土壤環(huán)境，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，在生物防治和生防菌劑的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用中擁有巨大的潛力[9-10]?，F(xiàn)有研究已證實(shí)，施利康復(fù)合型菌劑、海藻菌肥和熒光假單胞菌均有抑制病原菌發(fā)生、改善根際土壤環(huán)境、促進(jìn)作物生長(zhǎng)、改善作物品質(zhì)、緩解土壤連作障礙的作用。

為實(shí)現(xiàn)綠色農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，減少過(guò)量施用化肥造成的各種危害，本試驗(yàn)通過(guò)測(cè)定雙因子處理下辣椒的植株長(zhǎng)勢(shì)、早期果實(shí)產(chǎn)量、光合速率及土壤理化性質(zhì)等各項(xiàng)指標(biāo)，了解施利康與海藻菌肥、熒光假單胞菌肥配施對(duì)辣椒生長(zhǎng)指標(biāo)和土壤理化性質(zhì)的影響，篩選出最適菌肥組合，改善土壤連作障礙，為菌肥在辣椒促生作用及土壤連作修復(fù)方面提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2018年1—7月在西北農(nóng)林科技大學(xué)涇陽(yáng)蔬菜試驗(yàn)示范站溫室內(nèi)進(jìn)行，前茬作物為番茄，供試?yán)苯菲贩N為國(guó)華7號(hào)。整地前667 m2基施完全腐熟的雞糞+牛糞共10 m3，起壟時(shí)基施不同用量生防型復(fù)合菌肥施利康，初花時(shí)分別用滴灌型海藻菌肥和熒光假單胞菌(秦皇島領(lǐng)先生物農(nóng)業(yè)股份有限公司)灌根。試驗(yàn)棚初始土壤理化性質(zhì)為pH 7.25，有機(jī)質(zhì)含量36.7 g·kg-1，堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為124.3、111.7、261.5 mg·kg-1，電導(dǎo)率為683.8 μS·cm-1。

1.2 處理設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)置基施施利康菌肥和根灌菌肥兩個(gè)因素，采用雙因素裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)。以667 m2為施肥單位，基施施利康設(shè)3個(gè)水平，M1～M3分別為20、30、40 kg；灌根菌肥設(shè)4個(gè)水平，N1為施用海藻菌肥1 L，N2、N3分別為施用熒光假單胞菌肥2和4 L，N4為清水對(duì)照。將M1、M2、M3與根灌菌肥不同水平的組合分別設(shè)為T(mén)1～T4、T5～T8、T9～T12處理，均重復(fù)3次。此外，分別設(shè)置N1～N4單因素處理。

辣椒定植前將試驗(yàn)棚分為三大區(qū)，按M1、M2、M3 3水平基施施利康。定植50 d后，開(kāi)始對(duì)每個(gè)大區(qū)進(jìn)行N1～N4灌根處理，根據(jù)菌肥用量配成水溶液，每10 d灌施1次，每株200 mL，共3次，每處理2行，小區(qū)面積為22 m2。N1～N4單因素處理灌施方法同上。在作物生長(zhǎng)發(fā)育期間，采用水肥一體化技術(shù)進(jìn)行膜下澆水及追肥，按照辣椒常規(guī)栽培技術(shù)規(guī)程進(jìn)行病蟲(chóng)害預(yù)防與管理。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

選取5株連續(xù)且長(zhǎng)勢(shì)一致的辣椒進(jìn)行標(biāo)記，每處理重復(fù)3組，共15株，處理結(jié)束后進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定。

1.3.1 生物學(xué)性狀及產(chǎn)量的測(cè)定

灌根10 d后，分別對(duì)各處理標(biāo)記好的辣椒植株進(jìn)行株高、莖粗、早期單株掛果數(shù)及產(chǎn)量的測(cè)定。株高和莖粗采用卷尺和游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)定。早期果實(shí)成熟后，每隔14 d采摘成熟度基本一致的果實(shí)，共采摘3次，記錄每株果數(shù)及產(chǎn)量，3次累加后為單株早期產(chǎn)量。

1.3.2 光合特性的測(cè)定

通過(guò)SPAD502葉綠素含量測(cè)定儀測(cè)定葉綠素相對(duì)含量(SPAD值)，LI-6800便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)測(cè)定光合速率。

1.3.3 土壤理化性質(zhì)的測(cè)定

待辣椒生育期結(jié)束后，用五點(diǎn)取樣法采集各處理植株0～20 cm根際土壤為辣椒土壤樣本，經(jīng)自然風(fēng)干后研磨過(guò)篩，進(jìn)行土壤鹽分及理化性質(zhì)的分析測(cè)定，主要測(cè)定項(xiàng)目有pH、電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷和速效鉀的含量，每處理重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS16.0軟件進(jìn)行系統(tǒng)整理、方差分析和顯著性檢驗(yàn)；采用Duncan’s法(P<0.05和P<0.01為顯著水平)進(jìn)行多重比較；使用Origin2020軟件進(jìn)行圖形繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)辣椒植株生長(zhǎng)的影響

由表1可見(jiàn)，施利康用量(M)與不同灌根菌肥(N)的交互作用(M×N)對(duì)株高并無(wú)顯著影響，而不同灌施菌肥(N)單因素處理下對(duì)株高有極顯著影響。其中，海藻菌肥1 L(N1)處理下辣椒株高最高，較N2、N3和N4分別提高5.36%、6.65%和4.24%。說(shuō)明海藻菌肥較熒光假單胞菌肥有更好的促生作用。施利康用量和不同灌根菌肥及兩者交互作用對(duì)辣椒植株莖粗均無(wú)顯著影響。

表1 施利康用量和不同灌根菌肥對(duì)辣椒株高和莖粗的影響及方差分析

2.2 不同處理對(duì)辣椒葉綠素含量及光合速率的影響

由表2可知，不同處理對(duì)辣椒葉片葉綠素含量均無(wú)顯著影響。其中，T9處理的葉綠素含量最高，說(shuō)明該處理可更快地促進(jìn)辣椒葉片葉綠素的積累。不同處理對(duì)光合速率均有極顯著影響。其中，施利康單因素處理時(shí)，三大區(qū)光合速率呈先上升后下降的趨勢(shì)，其中T8處理數(shù)值最高，T12處理數(shù)值最低；在灌施同種菌肥時(shí)，植株光合速率均隨著施利康用量的增加而增加?？梢?jiàn)，667 m2基施施利康40 kg并合理配施菌肥能促進(jìn)辣椒的光合速率。

2.3 不同處理對(duì)辣椒早期掛果及早期產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，施利康的施用顯著影響辣椒單株早期掛果數(shù)，但不同灌根菌肥及與施利康的交互作用對(duì)辣椒單株早期掛果則無(wú)顯著影響。不同用量的施利康和灌根菌肥均對(duì)辣椒早期產(chǎn)量無(wú)顯著影響，但兩者交互作用產(chǎn)生了顯著影響。隨著施利康用量的增加，在灌施海藻菌肥和低量熒光假單胞桿菌時(shí)，三大區(qū)辣椒早期產(chǎn)量呈現(xiàn)M3>M1>M2的趨勢(shì)，而灌施高量熒光假單胞桿菌的處理則表現(xiàn)為M1>M3>M2；N4處理則隨著施利康用量的增加而呈逐漸遞減趨勢(shì)。各區(qū)灌施海藻菌肥的T1、T5、T9處理分別比熒光假單孢桿菌的T2、T6、T10的早期單株產(chǎn)量提高0.9%、2.9%和5.3%。可見(jiàn)，施利康與海藻菌肥的配施較與熒光假單胞桿菌配施能更好地促進(jìn)辣椒產(chǎn)量的提升。

表2 不同用量施利康和灌根菌肥對(duì)辣椒光合性能和產(chǎn)量的影響及方差分析

2.4 不同處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

由表3可知，除土壤有機(jī)質(zhì)外，施利康用量、不同灌根菌肥及兩者交互作用對(duì)土壤速效氮、速效磷、速效鉀、電導(dǎo)率和pH值均具有極顯著影響?？梢?jiàn)，基施不同用量施利康和灌施不同菌肥處理及兩者的交互作用對(duì)辣椒連作土壤均具有良好的改善效果。

表3 不同因素對(duì)根系土壤養(yǎng)分含量的方差分析(F值)

不同用量施利康和不同灌根菌肥單因素處理時(shí)對(duì)辣椒根系土壤理化性質(zhì)的影響如表4所示。M1土壤中的速效氮含量較栽培前顯著下降，而隨著施利康用量的增加，土壤速效氮含量顯著增加。其中，M2和M3處理與M1存在極顯著差異，分別較栽培前增加13.6%和19.2%。在不同菌肥灌根處理下，土壤速效氮含量存在極顯著差異。其中，667 m2灌施海藻菌肥1 L(N1)時(shí)含量最高。施利康和不同菌肥單因素處理后，均增加了土壤中速效磷和速效鉀含量，其中667 m2基施施利康30 kg(M2)和熒光假單胞菌肥2 L(N2)速效磷和速效鉀的含量最高。對(duì)土壤鹽分來(lái)說(shuō)，不同用量施利康和不同菌肥灌根均具有降低土壤電導(dǎo)率的作用，其中M1處理電導(dǎo)率與M2、M3處理差異極顯著，N3處理電導(dǎo)率與N1、N2和N4處理差異極顯著，表明667 m2基施施利康20 kg(M1)和熒光假單胞菌肥4 L(N3)對(duì)降低土壤鹽分效果最好。土壤有機(jī)質(zhì)含量隨施利康用量的增加而增加，667 m2基施施利康40 kg(M3)時(shí)有機(jī)質(zhì)含量最高；不同菌肥灌施均有改善土壤肥力狀況的能力但差異不顯著。土壤pH隨施利康用量的增加呈下降趨勢(shì)；不同菌肥灌施處理時(shí)，667 m2灌施熒光假單胞菌肥2 L(N2)時(shí)土壤pH值最高，顯著高于其他三個(gè)菌肥處理。

表4 不同用量施利康和灌根菌肥對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

從圖1可以看出，雙因子互作下各處理速效氮、速效磷、速效鉀含量差異顯著，T9顯著提高了土壤中速效氮和速效鉀的含量，其效果優(yōu)于其他組合處理。T6和T10的土壤速效磷含量最高，分別較本區(qū)對(duì)照T8和T10提高19.34%和72.36%?？梢?jiàn)，667 m2基施施利康30～40 kg，配合灌施熒光假單胞菌肥2 L，能有效提高土壤中速效磷的含量。

柱上無(wú)相同小寫(xiě)字母表示組間差異顯著(P<0.05)。

雙因子互作下土壤有機(jī)質(zhì)含量差異不顯著，其中T9的有機(jī)質(zhì)含量最高，較栽培前增加15.8%。兩者交互效應(yīng)均能降低土壤中的電導(dǎo)率，其中，T2的土壤鹽分下降最多，土壤鹽漬化改良效果最為顯著；N3對(duì)土壤鹽分的降低效果最為穩(wěn)定。三大區(qū)間無(wú)顯著性差異，表明熒光假單胞桿菌在改善土壤次生鹽漬化方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。相比栽培前測(cè)定結(jié)果，土壤pH呈上升趨勢(shì)，其中，T9的土壤pH為7.69，最接近辣椒種植的最適值。

3 小結(jié)與討論

大量研究表明，土傳病害、土壤次生鹽漬化及土壤連作障礙的防控措施除輪作倒茬[11]、土壤改良[12]、應(yīng)用嫁接[13]等技術(shù)外，應(yīng)用微生物菌肥有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[8,14]，合理利用有益微生物可有效改善土壤環(huán)境，高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[15-16]。銀永安等[17]發(fā)現(xiàn)，膜下滴灌施利康復(fù)合菌劑可正負(fù)調(diào)節(jié)水稻株高，促進(jìn)弱苗發(fā)育，限制旺苗旺長(zhǎng)，并提高葉片葉綠素含量及凈光合速率，防止葉片早衰，增強(qiáng)光合作用。

本試驗(yàn)中，667 m2基施施利康30 kg時(shí)，辣椒的株高、莖粗、葉綠素含量、光合速率等均表現(xiàn)最優(yōu)，加快了辣椒葉片葉綠素含量的積累，提高植物光合速率，促進(jìn)辣椒地上部的生長(zhǎng)。在土壤理化性質(zhì)改良方面，667 m2基施施利康40 kg更有優(yōu)勢(shì)，其原因可能與施利康中富含硅酸鹽細(xì)菌有關(guān)，該細(xì)菌可有效分解土壤中的硅酸鹽類(lèi)物質(zhì)，并釋放可溶性鉀供植物吸收利用[18]。不同菌肥單因素處理時(shí)，667 m2施海藻菌肥1 L的辣椒長(zhǎng)勢(shì)更強(qiáng)，葉綠素含量最高。有研究發(fā)現(xiàn)，海藻菌肥中除含有豐富的氮、磷、鉀、鈣、鎂、鐵等元素外，其保留的細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素、甜菜堿等天然活性物質(zhì)和抗生物質(zhì)對(duì)辣椒的生長(zhǎng)起著重要調(diào)節(jié)作用[19-20]。有研究證實(shí)，施用海藻天然活性物質(zhì)能緩解干旱脅迫對(duì)小麥生長(zhǎng)的影響，其原因與施用海藻菌肥降低了植株抗逆調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸和可溶性糖的含量有關(guān)[21]。劉超等[22]研究表明，棉隆熏蒸和海藻菌肥聯(lián)用，可有效減少土壤中的病原微生物，提高根系保護(hù)酶的活性，從而減輕了土壤連作對(duì)蘋(píng)果幼苗根系產(chǎn)生的脅迫作用。

在施利康與微生物菌肥聯(lián)用處理下，辣椒的生物學(xué)性狀、葉綠素含量、光合速率和土壤理化特性等因其用量不同而存在一定差異。李六林等[23]認(rèn)為，作物因生長(zhǎng)發(fā)育不良而導(dǎo)致產(chǎn)量、品質(zhì)下降等現(xiàn)象可能與土壤中有效礦物質(zhì)的不足有關(guān)，而施利康復(fù)合菌劑可有效降解土壤中的含鉀礦物，并利用硅酸鹽細(xì)菌代謝產(chǎn)物促進(jìn)植物對(duì)各礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收[6,24]。海藻菌肥中含有的天然營(yíng)養(yǎng)素和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可顯著提高辣椒的產(chǎn)量。Niunden等[25]以海藻提取物為葉面噴劑，顯著提高了馬鈴薯的產(chǎn)量。從不同處理的效果可以看出，667 m2基施施利康40 kg+海藻菌肥1 L時(shí)，土壤中的堿解氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量的提升效果最為明顯，且可有效降低土壤中的鹽分濃度和pH，利于辣椒植株的生長(zhǎng)發(fā)育，同時(shí)提高了葉片葉綠素含量和植株光合能力，促進(jìn)辣椒對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，從而提高辣椒產(chǎn)量。值得注意的是，隨著熒光假單胞菌肥施用量的增加，辣椒的株高與莖粗反而受到了抑制。本研究結(jié)果表明，在667 m2基施施利康30 kg，熒光假單胞菌肥施用量不宜過(guò)多。由此可見(jiàn)，生物有益菌肥的合理配施是保證植物正常生長(zhǎng)的前提，是保障農(nóng)作物產(chǎn)量的重要措施[26]。

綜上，667 m2基施施利康40 kg+海藻菌肥1 L處理為辣椒栽培最適組合，正確選用微生物菌肥及科學(xué)合理的管理措施，是解決辣椒連作障礙的有效手段。