不同水分条件下菌肥施用对陇椒产量与品质的影响_张芮.pdf

2023，45（2）DOI：10.13836/j.jjau.2023033江西农业大学学报 Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensishttp:/不同水分条件下菌肥施用对陇椒产量与品质的影响张芮1，温文1，董博2，高彦婷1，张海粟1，陈志丕3（1.甘肃农业大学 水利水电工程学院，甘肃 兰州 730070；2.甘肃省农业科学院 旱地农业研究所，甘肃 兰州 730070；3.定西市水利科学研究所，甘肃 定西 744300）摘要：【目的】探索高原半干旱地区陇椒在不同土壤水分和菌肥施用条件下的高产优质栽培模式。【方法】采取双因素随机区组试验，设置3个全生育期水分梯度：45%55%f（W1）（f为田间持水率）、55%65%f（W2）、65%75%f（W3）；在此基础之上分设3个菌肥管理，F0：不施菌肥，F1：6 g/m2（基施3 g/m2，开花坐果期追施等量菌肥），F1：12 g/m2（基施6 g/m2，开花坐果期追施等量菌肥），共9个水分和菌肥组合处理，用于研究不同水菌组合对陇椒的光合特性、SPAD值、产量和果实品质的影响。【结果】施加菌肥对陇椒光合作用、产量、果实品质均有正向作用，菌肥施用量存在阈值，6 g/m2菌肥施用量总体表现最佳。土壤水分为45%55%f的处理有助于陇椒品质提升，总体上土壤水分为65%75%f的条件下陇椒的光合特性、SPAD值、总产量及果实品质表现最好。【结论】土壤含水率为65%75%f，施6 g/m2菌肥的组合为最佳水菌调控模式。关键词：水分调控；微生物菌肥；高原陇椒；光合作用；果实品质；产量中图分类号：S641.3 文献标志码：A 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：文章编号：1000-2286（2023）02-0337-12Effects of Bacterial Fertilizer Application on Yield and Quality of Plateau Long Pepper under Different Water ConditionsZHANG Rui1，WEN Wen1，DONG Bo2，GAO Yanting1，ZHANG Haisu1，CHEN Zhipi3（1.College of water conservancy and Hydropower Engineering，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China；2.Institute of dryland agriculture，Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou 730070，China；3.Dingxi water conservancy Research Institute，Dingxi，Gansu 744300，China）Abstract：Objective This study aims to investigate the high yield and high quality cultivation mode of Long pepper under different soil moisture and bacterial fertilizer application conditions in semi-arid area of plateau.Method A double-factor randomized block experiment was conducted，three water gradients were set in the whole growth period：W1：45%-55%field capacity，W2：55%-65%field capacity，W3：65%-75%field 收稿日期：20220920 修回日期：20221127基金项目：甘肃省重点研发计划项目（20YF8NA107）Project supported by the Key R&D Program of Gansu Province（20YF8NA107）作者简介：张芮，教授，博士，博士生导师，主要从事节水灌溉与水资源利用研究，orcid.org/0000-0003-3292-899，zhr_；共同第一作者。张芮，温文，董博，等.不同水分条件下菌肥施用对陇椒产量与品质的影响 J.江西农业大学学报，2023，45（2）：337-348.ZHANG R,WEN W,DONG B,et al.Effects of bacterial fertilizer application on yield and quality of plateau long pepper under different water conditionsJ.Acta agriculturae universitatis Jiangxiensis,2023,45(2):337-348.江 西 农 业 大 学 学 报第 45 卷capacity，and bacterial fertilizer was applied with 0 g/m2，（F0），6 g/m2（F1）and 12 g/m2（F2）respectively.The amount of bacterial fertilizer was divided into two equal doses，and half of the bacterial fertilizer was applied before transplanting Long pepper，the other half was applied at the flowering and fruit setting stage.The photosynthetic characteristics（net photosynthetic rate，transpiration rate，stomatal conductance），SPAD value，yield and quality（VC mass ratio，soluble sugar，total capsaicin）of Long pepper were analyzed under different water and bacteria treatment conditions，in order to select the best dosage of bacterial fertilizer and appropriate soil moisture value for production.ResultApplication of bacterial fertilizer had positive effects on photosynthesis，yield and fruit quality of Long pepper.The application rate of bacterial fertilizer had a threshold value，and the application rate of 6 g/m2 had the best overall performance.The treatment with soil moisture of 45%-55%field capacity was helpful to improve the quality of Long pepper.In general，the photosynthetic characteristics，SPAD value，total yield and fruit quality of Long pepper showed the best performance under the condition of soil moisture of 65%-75%field capacity.Conclusion Soil moisture content ranged from 65%to 75%field capacity，and 6 g/m2 of bacterial fertilizer was the best water-bacteria regulation method.Keywords：water regulation；bacterial fertilizer；plateau long pepper；photosynthesis；fruit quality；yield【研究意义】甘肃省定西市位于甘肃中部，是典型的高原半干旱地区，该地区经济发展较为落后，农民对于摆脱贫困十分渴望。陇椒，因其产量高、营养丰富、市场需求大及适宜于北方地区露地栽培等1，现已成为定西农民脱贫致富的首选作物。土壤水分对植物生长及土壤微生物环境有着显著影响2-3，适宜的土壤水分是保证辣椒生长发育的基础。解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）是广泛使用的生物肥料，不仅可直接促进植物生长4，增加叶片叶绿素含量，提高叶片的净光合速率5，而且作为根际促生菌肥可以有效提升土壤肥力6，促进植物健康生长7。因此，探索适宜的水分菌肥管理模式，对节约水资源、降低环境污染及提高陇椒产量品质具有重要意义。【前人研究进展】大量学者在确定辣椒适宜的土壤水分条件方面做出了很多研究。彭强等8对辣椒叶片叶绿素含量、光合特性、保护酶活性和水分利用效率等方面研究的基础上，提出坐果期70%85%田间持水率是辣椒理想的灌溉指标；陈芳等9在对辣椒的干旱胁迫研究结果表明，60%70%田间持水量可以满足辣椒基本生长要求；刘佳等10研究发现，干旱气候条件下60%田间持水量的土壤水分可以满足陇椒2号的正常生长。合理施用生物菌肥是优质高产的重要保障。张莉等11研究发现，施用解淀粉芽孢杆菌QST713可以有效增强黄瓜幼苗的光合能力。王鲁等12研究发现，施用解淀粉芽孢杆菌HM618可以显著增加小麦幼苗的叶绿素含量。保善存等13研究发现，适量的解淀粉芽孢杆菌生物剂可以改善枸杞的生长状况，增加枸杞产量，改善果实品质。【本研究切入点】由此可见，适宜的土壤水分和菌肥施用均是优质高产的重要因素，然而国内对陇椒的研究集中于新品种选育14、水分调控15-16和对不同肥料的响应17等方面，未见水分和菌肥组合施用的大田试验研究。【拟解决的关键问题】定西等陇中半干旱区水资源极为紧缺，土壤贫瘠。因此，研究该区域不同水分条件下菌肥施用对陇椒产量品质的影响，筛选适宜的水菌组合调控模式，可为高原半干旱地区陇椒高产优质高效栽培提供重要理论依据。1 材料与方法1.1试验材料供试陇椒品种为 陇椒11号，由甘肃省农业科学院提供。试供菌肥为甘肃尚农生物科技有限公司生产的“菌益多天然微生物菌肥”，有效成分为解淀粉芽孢杆菌EZ99，实际活菌数为5 亿CFU/g。1.2试验区概况试验于2021年4月至2021年10月在甘肃省定西市灌溉试验基地（3752N，10250E，海拔1 958 m）338第 2 期张芮等:不同水分条件下菌肥施用对陇椒产量与品质的影响进行，该试验基地位于黄土高原西部丘陵区，属半干旱区，光能较多，年日照时间为2 409 h，年均气温6.3。试验地土壤以黄棉土为主，pH 8.3，田间持水率为 24%，土壤基本理化性质如表1所示。1.3试验设计设置3个田间持水量条件W1、W2和W3，分别为田间持水量的45%55%、55%65%和65%75%；3个菌肥施用量F0、F1和F2，施用量分别为0，6，12 g/m2，组成9个水分菌肥处理条件，各处理随机区组排列，试验重复3次。5月上旬进行大田布置，试验采用起垄沟灌，湿润层40 cm，按作物种植走向开沟起垄，将菌肥称重均匀施于土壤中，起垄覆膜。垄宽80 cm，高20 cm，垄长9 m，沟深20 cm，沟