摘要
[目的]探究碳化石墨烯对朝天椒产量、品质及其根区土壤养分、酶活性、重金属含量和微生物群落结构的影响,为石墨烯碳肥在辣椒高产高效优质栽培上的应用提供科学依据.[方法]以鲜用型朝天椒为研究对象,在基础施肥(CK)的基础上分别在定植后的朝天椒根区淋施0.07％石墨烯水溶液(A8处理)、0.35％石墨烯水溶液(B8处理)和1.75％石墨烯水溶液(C8处理),测定不同浓度石墨烯处理的朝天椒果实产量、营养指标和不同器官中重金属含量,以及朝天椒根区土壤养分、酶活性和重金属含量,分析不同浓度石墨烯处理的土壤微生物群落结构.[结果]不同浓度石墨烯处理对朝天椒的产量和品质存在一定影响,其中B8处理的产量、维生素C和辣椒素含量分别较CK显著增加6.40％、25.27％和20.45％(P<0.05,下同);蛋白质含量无显著变化(P>0.05,下同),可溶性糖含量显著减少,而硝酸盐含量显著增加.各处理的朝天椒根区土壤全磷、全氮、全钾和土壤水解性氮含量无显著差异,但CK的速效磷和速效钾含量高于或显著高于各石墨烯处理;B8处理的有机质含量略高于CK,A8处理的略低于CK.石墨烯处理可显著增加土壤酸性蛋白酶活性,降低过氧化氢酶活性,并对蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和硝酸还原酶活性产生一定影响.在朝天椒生长中期,3个石墨烯处理的根区土壤铅和铬含量均低于CK,镉和砷含量高于CK,不同处理间的汞含量差异不大.在朝天椒果实中,3个石墨烯处理的镉和铬含量均比CK低,其中A8、B8和C8处理的镉含量分别较CK低18.52％、22.22％和19.75％,铬含量分别较CK低14.02％、39.25％和42.99％.对不同浓度石墨烯处理下的朝天椒根区土壤微生物测序结果显示,CK、A8、B8和C8处理的土壤微生物OTU总数分别为2016、2074、2182和2063,其中共有的OTU数为1106,特有的OTU数分别为218、224、445和221.对各处理的土壤微生物组成分析结果显示,土壤中的优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidota)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteriota),均为农田土壤常见类群.[结论]在朝天椒定植后淋施0.35％石墨烯水溶液可在一定程度上提高朝天椒根区土壤肥力和酶活性,改善土壤理化性质和微生物群落结构,提高朝天椒的产量和品质.石墨烯具有作为碳肥在辣椒高产高效优质栽培上应用的潜力.
基金项目
广西壮族自治区科技计划(桂科AD19245173)
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