不同有机物料对胡椒园土壤肥力性状及胡椒生长的影响.pdf

28科研进展ResearchProgress覃姜薇1 王永鹏1 陈明思2（1海南省农垦科学院集团有限公司 海南三亚 5720002海南农垦南繁文昌基地有限公司 海南文昌 571743）摘 要：有机肥是来源于植物或动物经发酵腐熟的含碳有机物料，因此不同有机肥养分含量存在差异，对胡椒园来说施用何种有机肥更有利于胡椒园的土壤肥力提升及胡椒生长是值得研究的一项课题。以4种有机物料为材料添加到胡椒园土壤中，研究不同有机物料对胡椒园土壤肥力性状及胡椒生长的影响。结果显示，各处理土壤pH值高低顺序为100g猪粪+4kg土（T2）100g生物炭+4kg土（T4）100g牛粪+4kg土（T3）0g肥料+4kg土（T1）100g商品有机肥+4kg土（T5），与T1相比，T2处理达显著水平；其他处理土壤有机质含量均显著高于T1；T2、T3处理对土壤碱解氮含量具有显著的提高作用；T2处理的土壤速效磷、有效钾含量极显著高于其他处理。不同处理有机肥施用对胡椒生物量、茎围、株高增加值的差异不显著，100g牛粪+4kg土（T8）处理新梢增加的数量显著高于0g肥料+4kg土（T6）处理。此项研究结果在胡椒农业生产中具有一定的指导意义。关键词：有机物料；土壤肥力性状；胡椒Effects of Different Organic Fertilizers on Soil Fertility and Pepper Growth in Pepper Plantation不同有机物料对胡椒园土壤肥力性状及胡椒生长的影响基金项目：海南省自然科学基金高层次人才项目（320RC750）。作者简介：覃姜薇（1984），女，硕士，高级农艺师，主要研究方向为热带作物土壤肥料及土壤地力提升。E-mail：QIN Jiangwei1,WANG Yongpeng1,CHEN Mingsi2(1HainanStateFarmsAcademyofSciencesGroupCo.,Ltd.,Sanya572000,Hainan;2HainanStateFarmsNanfanWenchangBaseCo.,Ltd.,Wenchang571743,Hainan)Abstract:Organic fertilizers are organic materials containing carbon that have been fermented and decomposed from plants or animals.Therefore,the nutrient content of different organic fertilizers is different,and it is worth 29科研进展ResearchProgress2024.1总第116期胡椒（PipernigrumL.)是胡椒科（Piperaceae）胡椒属（Piper）多年生常绿藤本植物。我国作为世界第五大胡椒生产国，目前其种植面积约为2.5万hm2，是我国重要的热作产业1。我国胡椒产量不能满足国内需求，每年需进口约3万t2。日益增长的消费需求导致农户为提高产量而盲目施肥，导致土壤板结、土壤养分失调、土壤酸化等诸多问题。据相关报道，我国农田年化肥施用量从1978年的884万t增加到如今5191万t，每公顷施肥量从58.80kg上升到307.65kg，远超250.05kg/hm2的国际标准3。与无机肥相比，有机肥具有肥效长、补充土壤肥力等优点4，因此，有机肥替代化肥成为了“化肥减量增效”的重要途径。卢钰升等认为，施用有机肥后，植株在株高、最大叶长、最大叶宽、有效叶片数、茎围5个指标上均优于对照处理施用化肥15%N的植株，施用有机肥处理对促进烤烟产质量以及土壤肥力的效果最好5。洪旭宏等的研究表明，施用花生麸有机肥、生物菌肥、生物有机肥、羊粪有机肥、生物菌肥配施化肥对芥蓝的经济性状指标提升有明显作用；对芥蓝增产增收的效果差异较大的5种有机肥中，以施用生物菌肥和花生麸有机肥种植的芥蓝产量水平表现最突出，以施用花生麸有机肥种植的芥蓝口感风味表现最佳6。有机肥是来源于植物或动物经发酵腐熟的含碳有机物料7。因此不同有机肥养分含量存在差异。目前有关不同有机肥对胡椒园土壤以及胡椒生长的影响鲜见报道，因此，研究施用不同有机肥对土壤培肥作用及对胡椒生长的影响，在指导胡椒农业生产中有机肥的合理施用方面具有重要意义。1 材料与方法1.1 材料供试4种有机物料：猪粪、牛粪、生物炭和商品有机肥。猪粪、牛粪来源于当地农户常用的类型；生物炭来源于绿之原活性炭有限公司生产的秸秆生物炭；生物有机肥来源于德沃多肥料有限公司生产的商品有机肥。经测试各有机物料含量如下：猪粪含N1.35%，P2O52.71%，K2O1.69%，有机质37.74%，pH值5.61；牛粪含N0.77%，P2O50.46%，K2O0.39%，有机质65.10%，pH值6.83；生物炭含N0.24%，P2O50.47%，K2O0.95%，有机质16.37%，pH值8.02；生物有机肥含N1.92%，P2O50.48%，K2O0.61%，有机质30.57%，pH值5.69。土培试验供试土壤：采自海南省农垦橡胶研究所（海南省文昌市）胡椒地。土壤类型为砖红壤，随机选取15个点，每个点取020cm土层10kg，将其混合并挑出肉眼可见的杂质。土样理化性状为：有机质含量1.98%，碱解氮含量194.23mg/kg，速效磷含量7.17mg/kg，速效钾含量67.64mg/kg，pH值4.51。1.2 方法1.2.1 土壤培养实验 共设5个处理，T1：0gstudying which organic fertilizer is more conducive to the improvement of soil fertility of pepper plantation and growth.Four kinds of organic materials were added to the soil of pepper plantation,and the effects of different organic materials on plantation soil fertility and pepper growth were studied.The results showed that the order of soil pH values in each treatment was 100 g pig manure+4 kg soil(T2)100 g biochar+4 kg soil(T4)100 g cow manure+4 kg soil(T3)0 g fertilizer+4 kg soil(T1)100 g commercial organic fertilizer+4 kg soil(T5),while the T2 treatment reached a significant level compared with T1.And the soil organic matter content of different treatments was significantly higher than that of T1;T2 and T3 treatments had a significant effect on soil alkaline nitrogen content.The content of available phosphorus and available potassium of soil in T2 was significantly higher than other treatments.There was no significant difference in the added value of pepper biomass,stem circumference and plant height of different treatments of organic fertilizers.The difference in the number of new shoots increased between the treatment with 100 g cow manure+4 kg soil(T8)and the treatment with 0 g fertilizer+4 kg soil(T6)reached a significant level.The results of study had a certain guiding significance in the pepper agricultural production.Keywords:organic fertilizers;soil fertility property;pepper30科研进展ResearchProgress肥料+4kg土，T2：100g猪粪+4kg土，T3：100g牛粪+4kg土，T4：100g生物炭+4kg土；T5：100g商品有机肥+4kg土；每个处理设置3个重复。每天浇水保持田间持水量的70%。于样品培养的第0天、第30天、第80天、第180天采集土壤样品，测试土壤pH值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等理化指标。1.2.2 胡椒盆栽实验 试验供试土壤采用与1.2.1一致的土壤，试验用胡椒苗大小均匀，共设5个盆栽处理，T6：0g肥料+4kg土，T7：100g猪粪+4kg土，T8：100g牛粪+4kg土，T9：100g生物炭+4kg土，T10：100g商品有机肥+4kg土；每盆移栽1株胡椒苗，设置4个重复。每天浇水，土壤含水量保持田间持水量的75%，平衡20d后移栽胡椒幼苗，每盆移栽1株，于第180天时测定其生物量、株高、茎围和新稍数量。1.3数据分析土壤酸碱度采用LY-T1239-1999森林土壤pH值的测定电位法；有机质采用LY-T1237-1999土壤有机质的测定重铬酸钾氧化外加热法；碱解氮采用LY-T1229-1999森林土壤水解性氮（碱解氮）的测定碱解扩散法；有效磷采用LY-T1233-1999森林土壤有效磷的测定钼锑抗比色法；速效钾采用LY/T12361999土壤速效钾的测定火焰光度计法。2结果与分析2.1胡椒土壤肥力性状及理化性质的变化2.1.1施用不同有机物料对土壤pH值的影响 施用不同有机物料约30d、80d、180d后土壤pH值如图1所示。从图中可以看出，总体上各处理土壤pH值均呈上升的趋势。180d不同处理土壤pH值高低顺序为T2T4T3T1T5，各处理pH值在4.966.22之间，与T1相比，除生物有机肥T5处理pH值略有降低外，其他有机肥使胡椒土pH值提高0.480.77，以T2猪粪处理提高幅度最大，相比T1达显著水平，改良效果最好，相较于T1组土壤pH值提高了0.77。有研究表明，有机物料可以通过分解产生有机酸和CO2等过程产生质子，降低土壤pH值，也可通过分解产生有机还原物质等过程消耗质子，提高土壤pH值，最终影响结果取决于各过程的相对强度8。本研究中，除生物有机肥外，其他参与试验的有机物料使土壤pH值提高，说明有机物料分解过程中质子消耗过程强于质子产生过程。天数/d图1 不同有机肥对土壤pH值的影响T1T2T3T4T57531642001020 304050 60 708090 100 110 120 130 140 150 160 170 180pH值31科研进展ResearchProgress2024.1总第116期2.1.2 土壤肥力性状及理化性质的变化土壤有机质及氮、磷、钾含量的变化情况直接影响着土壤肥力状况。从图2可以看出，经过180d的培养，各不同有机物料处理土壤有机质含量均显著高于T1，180d有机质含量顺序为：T3T2T5T4T1。对照处理T1的有机质含量在30d、80d、180d呈现的是下降趋势；T3处理的有机质含量呈现上升趋势；T2和T5处理在30d先上升，3080d下降，80180d时变化不明显；T4处理呈下降趋势，180d时略有上升。经过进一步方差分析，180d不同有机图2 不同有机肥对土壤有机质含量的影响天数/d图3 不同有机肥对土壤碱解氮含量的影响天数/d有机质含量/%T1T2T3T4T543213.52.51.50.5001020 304050 60 708090 100 110 120 130 140 150 160 170 180碱解氮含量/(mg/kg)T1T2T3T4T540030020010035025015050001020 304050 60 708090 100 110 120 130 140 150 160 170 18032科研进展ResearchProgress图4 不同有机肥对土壤速效磷含量的影响天数/dT201020 304050 60 708090 100 110 120 130 140 150 160 170 180160120804014010060200速效磷含量(mg/kg)天数/d速效磷含量(mg/kg)T1T3T4T530201025155001020 304050 60 708090 100 110 120 130 140 150 160 170 180肥处理土壤有机质含量均显著高于对照组T1，其中T3牛粪处理对土壤有机质的增加最明显。由图3可知，经过180d的培养，土壤碱解氮含量顺序为：T3T2T5T4T1。各处理土壤碱解氮含量均高于T1。对照处理T1一直呈下降的趋势；T2处理呈先上升后下降最后再上升的趋势；T3处理一直呈上升的趋势；T4处理呈先下降，80d后呈上升趋势，T5呈先上升，30d后呈下降趋势；根据方差分析结果，180d时除了T4与对照T1差异不显著，其他处理的土壤碱解氮含量均显著高于对照T1，其中T2和T3也均显著高于T4，T5与T4差异不显著。因此可以得出，T2、T3处理对土壤碱解氮含33科研进展ResearchProgress2024.1总第116期图5 不同有机肥对土壤有效钾含量的影响表1 有机肥施用对胡椒植株指标的影响处理生物量/g新梢数量/张茎围增加值/cm株高增加值/cmT657.6328.4a10.74.0a0.380.4a17.008.2aT755.909.3a21.01.0ab0.700.7a14.503.1aT867.0738.1a26.310.1b0.600.3a7.836.8aT953.4333.7a13.714.2ab0.550.5a7.505.5aT1062.6317.9a13.04.0ab0.050.1a17.232.6a注：同列数据后标不同小写字母表示在0.05水平上差异显著天数/d量具有显著的提高作用。由图4可知，处理T1、T4、T5土壤速效磷含量均呈030d略有下降，3080d上升，80180d下降趋势；T2处理处于80d前上升趋势，到80180d时下降；T3处理呈030d先上升、之后下降在上升趋势。经过方差分析，T2猪粪处理的土壤速效磷含量极显著高于其他处理，其他处理之间差异不显著。由图5可得，处理T1和T5土壤有效钾含量呈上升趋势；T2处理呈上升、80180d时下降的趋势；T3、T4处理呈30d先上升、3080d下降、80180d再上升的趋势。经过方差分析，T2猪粪处理的土壤有效钾含量极显著高于其他处理，其他处理之间差异不显著。2.2不同施肥处理对胡椒植株指标的影响从表1中可以看出，有机肥施用对胡椒生物量、茎围增加值、株高增加值的影响较小，不同处理之间差异不显著。施用有机肥对胡椒小苗新梢数量都有增加的作用，比T6增加新的叶片数范围在0.315.6张，其中T8施用牛粪处理增加的叶片数最多，与T6对照的差异达到显著水平，其他有机肥处理差异不显著，因此可以得出施用牛粪可以显著增加植株的新梢数量。有效钾含量/(mg/kg)T1T2T3T4T535025015030020010050001020 304050 60 708090 100 110 120 130 140 150 160 170 18034科研进展ResearchProgress3讨论土壤是具有生物活性的有机体，土地生产力的高低很大程度上由土壤肥力决定，利用有机肥培肥地力是我国农业的特色之一9。土壤有机质是土壤养分的重要来源，研究表明，经过腐熟的有机肥含有大量相对稳定的有机质，在土壤中不易被分解而积累下来，可显著增加土壤有机质含量10。郑维全等11对胡椒连作问题的研究表明有机肥的施用能够有效平衡土壤pH值，同时还能够增加土壤中有机质的含量。经过对多地胡椒栽培情况的研究可以发现，即使种植地本身的有机质含量是高于平均水平的，但如果连续23年不施用有机肥，土壤有机质含量也会降低，从而导致胡椒产量低下。因此要重视有机肥的使用，增加土壤的有机质，才能促进胡椒的生长11。本试验中，施用猪粪、牛粪、生物炭、生物有机肥对比不施用有机肥的处理都能显著提高土壤有机质含量，且有机肥中有机质含量越高对提高土壤中有机质含量作用越明显，因此优质有机肥的施用对土壤有机质提高有较大的影响。N、P、K作为作物三大必需元素，也常用来衡量土壤肥力。研究表明，施用有机肥能提高土壤肥力，改良土壤理化性状12-14，长期施用有机肥能显著提高土壤氮含量15,16，增加土壤中磷的有效性17及速效钾含量18。本试验中，4种处理下土壤碱解氮含量都高于T1，土壤有效磷和速效钾含量施用猪粪的处理最为突出，均极显著高于其他处理，其原因可能与有机肥本身性质有关，试验用猪粪中有机质丰富，含大量作物必需的N、P、K及微量元素，因此对提高土壤肥力的作用最显著。试验用4种有机物料中，生物炭pH值最高，猪粪和生物有机肥pH值最低且呈弱酸性。畜禽粪肥养分含量受到养殖过程及收集方式的影响19。施用180d后土壤pH值与T1相比，猪粪本身的pH值最低，但对土壤pH值提高的作用最明显，由此可以看出，本试验中土壤pH值的提高与肥料本身pH值之间关系不明显，也可能是由于本试验用猪粪有机质、N、P、K含量都较高，在这些元素的影响下对土壤pH值提高也有一定的相互作用，这需要进一步的试验验证。施用4种有机物料后，跟踪胡椒植株生长的情况发现，有机肥施用对胡椒生物量、茎围增加值、株高增加值的影响较小，植株的新梢数量在施用牛粪后180d显著增加。其原因可能是植株的茎围、株高、生物量在短时间内对土壤肥力的需求程度不大，但是新梢数量对土壤的供肥能力有较大的需求，供肥能力较强的土壤新梢数量明显增多。但是由于本次田间试验时间较短，不能完全体现有机肥对土壤肥力性状和胡椒生长的影响，还需进行长期的定位试验。4结论优质的有机肥对土壤有机质提高有显著的作用。提高土壤碱解氮、有效磷、速效钾的含量以及提高土壤pH值与有机物料本身养分含量相关。植株的茎围、株高、生物量短时间内差异不明显，供肥能力较强的土壤新梢数量明显增多。参考文献1 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