新型肥料对辣椒磷钾素积累分配及利用的影响

张萌，肖厚军，赵欢*，芶久兰，秦松，王正银，何佳芳，刘彦伶

(1.贵州省土壤肥料研究所，贵州贵阳550006;2.贵州省农业科学院肥料示范厂，贵州贵阳550006;3.农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站，贵州贵阳550006;4.西南大学资源环境学院，重庆400716)

新型肥料对辣椒磷钾素积累分配及利用的影响

张萌1，2，3，肖厚军1，2，3，赵欢1，2，3*，芶久兰1，2，3，秦松1，2，3，王正银4，何佳芳1，2，3，刘彦伶1，2，3

(1.贵州省土壤肥料研究所，贵州贵阳550006;2.贵州省农业科学院肥料示范厂，贵州贵阳550006;3.农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站，贵州贵阳550006;4.西南大学资源环境学院，重庆400716)

为探索贵州黄壤区辣椒养分吸收与分配特性对新型肥料的响应，采用盆栽方法，研究西洋复合肥(N∶P2O5∶K2O为15∶15∶15)、保水型缓释肥(N∶P2O5∶K2O为16∶10∶16)、稳定性缓释肥(N∶P2O5∶K2O为16∶10∶16)、包膜型缓释肥(N∶P2O5∶K2O为18∶8∶16)和长效氮肥(含氮量为46%)对辣椒磷、钾素积累、分配及肥料利用效率的影响。结果表明:与普通复合肥(西洋复合肥)相比，施用新型肥料可使辣椒磷素吸收提前，磷素积累快速增长开始时间和结束时间分别提前6～12和22～46 d，缩短磷素快速增长持续期10～33 d;新型肥料可使辣椒钾素积累明显滞后，以包膜型缓释肥的滞后时间最长，辣椒花后钾素积累效果最为明显;磷素和钾素的当季回收利用率分别为9.59%～13.42%和106.97%～176.51%，新型肥料施用对辣椒磷素的当季回收利用率影响不明显，但施用稳定性缓释肥和包膜型缓释肥会显著影响钾素的当季回收利用率。贵州黄壤区辣椒生产应适当调整施肥方式，建议采用减磷增钾的施肥策略，尤其应当注意稳定性和包膜型缓释肥与外源钾肥的配施。

新型肥料;辣椒;磷素;钾素;积累与分配

随着我国人口的持续增长和经济的快速发展，人们对农作物产量和品质的需求越来越高，这使得我国农业长期处于高产和优质的双重高压之下。施肥作为农业增产的重要手段，其对作物产量的贡献已超过50%，化肥在促进粮食和农业生产发展中起不可替代的作用［1－2］。但是，由于化肥过量施用、施肥方法不科学等造成的肥料利用率偏低却成为目前制约我国农业发展的重要因素［3－4］。为此，农业部发布了《到2020年化肥使用零增长行动方案》，将引导肥料产品优化升级、大力推广高效新型肥料作为肥料减施的技术路径［5］。新型肥料能够及时满足作物对养分的需求，提高作物对养分的利用效率，使作物增产9.0%～46.6%［6－7］，同时还可以减少肥料的环境流失风险。王崇力等［8］研究表明，施用缓释肥可减少氨挥发11.7%～24.5%，李长洲［9］研究发现，施用新型肥料可以明显降低土壤淋滤液N、P、K等养分淋失。目前，关于新型肥料在水稻、玉米和小麦等作物上均已取得了明显成效［10－12］。

辣椒是贵州重要的传统优势特色产业，种植面积已达22.7万hm2，鲜椒产量达到237.1万t，贵州已经成为我国重要的辣椒生产基地［13－14］。但是，新型肥料在贵州辣椒生产中的应用研究相对较少，尤其是关于辣椒对磷、钾素吸收规律及分配特性的研究更是少见。因此，笔者等研究不同类型新型肥料对辣椒磷、钾素积累与分配以及肥料利用效率的影响，比较辣椒不同生育期对磷、钾素的营养吸收特性，明确新型肥料对磷、钾素吸收分配规律的影响差异，以期为贵州辣椒养分高效利用、新型肥料品种筛选以及科学施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2015年5－10月在贵州省农业科学院温室大棚内进行，供试土壤为贵州黄泥土，pH6.08，有机质39.69 g/kg，碱解氮95.95 mg/kg，有效磷32.7 mg/kg，速效钾119 mg/kg。供试肥料分别为西洋复合肥(N∶P2O5∶K2O为15∶15∶15)、保水型缓释肥(N∶P2O5∶K2O为16∶10∶16)、稳定性缓释肥(N∶P2O5∶K2O为16∶10∶16)、包膜型缓释肥(N∶P2O5∶K2O为18∶8∶16)和长效氮肥(含氮量为46%)。供试辣椒品种为博辣5号。

1.2 试验设计

共设5个处理(表1)，每个处理设置6盆重复，每盆移栽辣椒幼苗4株，每个处理共计24棵。采用盆栽试验，塑料盆长57 cm，宽38 cm，高24 cm，每盆装过2 mm筛的风干黄壤土30 kg。所有处理的氮、磷、钾肥用量相同，肥料用量按照每千克土N 0.15 g、P2O50.15 g和K2O 0.15 g施用，复合肥或缓释肥用量依据氮肥用量而定，磷、钾肥不足的用单质肥料过磷酸钙(含P2O512%)和硫酸钾(含K2O 45%)补充，各肥料单位施肥量分别为N 22.5 kg/667m2、P2O522.5 kg/667m2、K2O 22.5 kg/667m2，即每盆N、P2O5和K2O用量均为4.5 g。辣椒种植前将肥料与土充分混匀后装盆，肥料均作为基肥一次性施入，具体施肥量见表1。

1.3 样品的采集与测定

分别于辣椒苗期(移栽后30 d)、营养生长期(移栽后60 d)、坐果期(移栽后90 d)和收获期(移栽后133 d)采集辣椒植株样品，将辣椒苗期和营养生长期植物样品叶片和茎秆分开，坐果期和收获期分为叶片、茎秆和辣椒果实，分别于105℃杀青30 min后，于60℃恒温烘干称重。将植物样品磨碎过筛后，采用H2SO4-H2O2联合消煮，钼锑抗比色法测定植物全磷含量，火焰光度法测定植物全钾含量［15］。

1.4 计算公式

Logistic方程为y=k/［1+e(a+bx)］，式中，k为最大累积量上限，a和b为常数，此函数方程采用DPS数据处理系统进行模拟。

磷肥偏生产力(PFPP)=辣椒产量/施磷量

磷肥回收利用率(REP)=辣椒吸磷总量/施磷量×100%

表1 不同施肥处理的肥料品种与施肥量Table 1 Types and application of different fertilizers in different treatments

钾肥偏生产力(PFPK)=辣椒产量/施钾量

钾肥回收利用率(REK)=辣椒吸磷总量/施钾量×100%

1.5 数据分析

试验数据均采用Excel 2003软件进行计算处理，利用SPSS 20.0和DPS软件进行统计分析和函数模拟，采用Origin 8.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 辣椒植株中的磷素积累及积累速率

从图1看出，辣椒磷素积累随着辣椒生育期的推进均表现为逐渐增加的趋势，在收获期磷素积累总量达最大。苗期(移栽后30 d)各处理的磷素积累总量在0.0045～0.0088 g/株，以BMX处理最高，BSX处理最低，且各处理间差异显著;营养生长期(移栽后60 d)磷素积累总量增至0.0131～0.0271 g/株，其中，WDX处理显著高于其他施肥处理，但BMX与CXDF处理间无差异;开花期(移栽后90 d，已核实)磷素积累总量增至0.0435～0.0664 g/株，以WDX处理最高，为0.0664 g/株，显著高于其他处理，BMX和CXDF处理次之，BSX处理略高于FHF处理，FHF处理最低;收获期(移栽后133 d)磷素积累总量为0.1079～0.1510 g/株，各处理间无明显差异。

不同施肥处理的磷素积累速率均呈递增趋势，最大磷素积累速率均出现在收获期。Logistic方程拟合结果(表3)，各施肥处理的辣椒磷素积累模型的相关系数R2均达到极显著水平。从时间看，BSX、WDM和BMX处理的磷素积累最大速率出现时间在105～107 d，较FHF处理提前16～18 d，而较CXDF处理则滞后11～13 d。施用各新型肥料(BSX、WDX、BMX和CXDF)处理的磷素积累快速增长的开始时间和结束时间分别较FHF处理提前6～12和22～46 d，但磷素快速积累持续期△t却较FHF处理缩短10～33 d。辣椒磷素最大积累速率Vm以BMX处理最高，为0.0024 g/(株·d)，其次为WDX和CXDF处理，分别为0.0020和0.0022 g/ (株·d)，FHF和BSX处理最低仅为0.0016 g/(株·d)。

图1 辣椒磷素积累与积累速率Fig.1 Phosphorus accumulation and accumulation rate of pepper

表2 辣椒磷素积累方程及相关参数Table 2 Logistic equations and parameters of pepper about phosphorus accumulation

图2 不同生育期辣椒植株各器官的磷素积累分配Fig.2 Distribution of phosphorus accumulation of pepper

2.2 辣椒各器官的磷素分配

图2显示，辣椒苗期和营养生长期各器官的磷素分配比例均表现为叶片＞茎秆，叶片磷素分配比例从73.96%升至76.13%，而茎秆则由26.04%降至23.87%;开花期辣椒各器官的磷素分配比例表现为果实＞叶片＞茎秆，叶片磷素分配比例由74.27%～78.17%降至27.52%～43.81%，茎秆由21.83%～25.73%降至7.62%～12.51%，以FHF处理的降幅最明显;果实磷素分配比例增至45.40%～59.97%;收获期辣椒各器官的磷素分配比例均表现为果实＞叶片＞茎秆，叶片和茎秆的磷素分配比例继续降低，而果实磷素分配比例则变为54.55%～71.19%，以WDX处理的果实磷素分配比例增加最明显，增加25.42百分点，且除BSX处理下降2.82百分点外，其他处理均有不同程度增加。

2.3 辣椒钾素积累及积累速率

从图3看出，CXDF处理的钾素积累总量(0.2479 g/株)显著高于其他处理，WDX和BMX处理间无明显差异，FHF处理最低;营养生长期钾素积累总量增至0.3996～0.7375 g/株，以WDX处理最高，BMX处理最低，且各处理间差异显著;开花期钾素积累总量增至0.7607～1.1144 g/株，仍以WDX处理最高，显著高于其他处理，其次为BMX和CXDF处理，分别为0.9290和0.8855 g/株，二者显著高于FHF和BSX处理，FHF处理的钾素积累总量最低;收获期WDX和BMX处理的钾素积累总量分别达1.9857和1.8942 g/株，显著高于FHF、BSX和CXDF处理，BSX和CXDF处理间无明显差异但却显著高于FHF处理。

图3 辣椒钾素积累与积累速率Fig.3 Potassium accumulation and accumulation rate of pepper

表4 辣椒钾素积累方程及相关参数Table 4 Logistic equations and parameters of pepper for potassium accumulation

辣椒钾素积累速率除FHF处理外，其他施肥处理均表现为“S”型趋势，且其处理间差异与钾素积累总量变化类似。经Logistic方程拟合(表4)，不同施肥处理的钾素积累模型的相关系数(R2)均达显著或极显著水平。与FHF处理相比，各新型肥料处理的t0、t1和t2分别滞后6～30、1～15和9～33 d，以BMX处理的滞后时间最长，其次为WDX和CXDF，BSX最少;BSX、WDX和BMX处理的△t均在77～78 d，与FHF和CXDF处理相比增加4～8 d。 BMX处理的Vm最高，为0.0236 g/(株·d)，明显高于其他处理，WDX处理次之，为0.0209 g/(株· d)，BSX和CXDF处理略高于FHF处理，为0.0144和0.0159 g/(株·d)。

2.4 辣椒各器官的钾素分配

从图4看出，辣椒苗期和营养生长期钾素分配比例均表现为叶片＞茎秆，且叶片钾素分配比例从苗期的61.73%降至营养生长期的53.91%，而茎秆则由38.27%增至46.09%;开花期辣椒各器官的钾素分配比例表现为叶片＞果实＞茎秆，与营养生长期相比，叶片钾素分配比例降低3.57～10.43百分点，茎秆降低25.06～32.17百分点，FHF和BSX处理的叶片钾素分配比例降幅最大，分别降低10.43百分点和10.07百分点，而CXDF的茎秆钾素分配比例降幅最大，为32.17个百分点;收获期辣椒各器官的钾素分配比例为果实＞叶片＞茎秆，叶片和茎秆的钾素分配比例在20.20%～35.23%和7.79%～11.74%，果实成为钾素的主要积累部位，以WDX处理的果实钾素分配增加最为明显，为40.15百分点，CXDF处理增幅最少，仅17.29百分点。

图4 辣椒钾素积累分配情况Fig.4 Distribution of potassium accumulation of pepper

表5 不同新型肥料处理的肥料利用率Table 5 Fertilizer use efficiency of different new type fertilizer treatments

2.5 磷、钾肥利用率

从表5看出，与FHF处理相比，施用新型肥料(BSX、WDX和BMX)PFPP和PFPK可明显提高，提高6.31～15.31 kg/kg，以WDX处理最高，显著高于FHF处理，但BSX和BMX处理与FHF处理相比差异不明显。此外，CXDF处理PFPP和PFPK较FHF处理有所下降，仅为45.44 kg/kg，显著低于BSX、WDX和BMX处理。各施肥处理的磷肥回收利用率REP在各处理间无明显差异，以WDX和BMX处理较高，分别为176.51%和168.37%，与其他处理间差异显著，BSX和CXDF处理的REK次之，分别为125.52%和129.37%，均显著高于FHF处理(106.97%)。

3 结论与讨论

施肥作为重要的栽培与技术手段，其在农业生产中起至关重要的作用［16］。对于作物来说，磷素和钾素是仅次于氮素的重要营养元素，两者对作物生长发育、新陈代谢、光合产物运输以及产量形成均起重要作用［17－18］。但是，磷素和钾素在作物体内的积累与分配却存在差异，而且不同的肥料品种以及不同的作物种类等也均会影响作物对磷素和钾素的吸收分配规律［19－20］。本研究结果表明，不同类型的新型肥料对辣椒磷素和钾素吸收规律以及分配特征存在明显不同。从磷素积累与分配看，与FHF处理相比，BSX、WDX、BMX和CXDF处理的磷素积累快速增长开始时间t1和结束时间t2分别提前6～12和22～46 d，而且其磷素快速增长持续期△t也比FHF处理短10～33 d，说明，施用新型肥料可使辣椒对磷的吸收明显前移，且具有相对较高的吸收速率(Vm);但是不同新型肥料处理间也存在明显差异，尤其是随着过磷酸钙补充量的增加，BMX和CXDF处理的t1和t2明显提前，且△t分别缩短至52和42 d，而BSX和WDX处理间则无明显差异，表明与保水型和稳定性缓释肥相比，包膜型缓释肥和长效氮肥尽管可以提高辣椒对磷素的吸收速率，但是其养分持续供应时间较短，不利于辣椒对磷素的长期稳定吸收，很容易造成后期脱肥现象［21］。新型肥料处理较FHF处理钾素吸收明显滞后，滞后时间(t0)依次为BMX＞WDX＞CXDF＞BSX，BSX、WDX和BMX处理的△t无明显差异，但却显著高于CXDF处理，这可能是由于保水型、稳定性和包膜型缓释肥对钾素有一定的缓释功能，而硫酸钾则不具备缓释作用。

花后养分积累是作物高产以及养分高效利用的重要保证［22］。本研究发现，辣椒花后磷素积累量占总磷积累量的比例为51.63%～59.36%，但是各施肥处理间无明显差异，说明施用新型肥料对辣椒磷素化后转移无明显影响;辣椒花后钾素积累量占总钾积累量的36.77%～50.96%，其中新型肥料处理(BSX、WDX、BMX和CXDF)平均比例为44.14 %，明显高于FHF处理的36.77%，且以BMX处理比例最高，为50.96%，显著高于BSX、WDX和CXDF处理，说明新型肥料有利于辣椒花后钾素积累，以包膜型缓释肥效果最好，这可能与包膜型缓释肥的包膜材料以及养分释放特性有关［23］。

肥料回收利用率是反映作物对肥料当季利用以及土壤养分收支平衡状况的重要指标［2］。一般来讲，我国农田磷肥的当季回收利用率在10%～20 %，而钾肥的当季回收利用率则往往超过100%，这与土壤类型、作物种类以及作物对不同养分的吸收特性密切相关［24］。在本试验中，磷素的当季回收利用率仅为9.59%～13.42%，这与大多数研究结果一致，主要是由于磷素在土壤中移动能力差，大多被土壤吸附固定［25］。各施肥处理的钾素当季回收利用率达106.97%～176.51%，其中，WDX和BMX处理的钾素回收利用率高达176.51%和168.37 %，显著高于其他处理，这说明当前的施钾量无法满足辣椒对钾素的需要，应适当增加钾肥的投入，尤其是在施用稳定性和包膜型缓释肥时，更应当注重外源钾肥的配施。

综上所述，不同类型的新型肥料对贵州黄壤区辣椒的磷、钾素积累与分配有明显影响，其中与包膜型缓释肥和长效氮肥相比，保水型和稳定性缓释肥相对有利于辣椒磷素的“后移”吸收，而包膜型缓释肥则对辣椒钾素吸收及花后钾素积累效果明显。此外，从养分收支平衡角度而言，贵州黄壤区辣椒生产中应适当推行“减磷增钾”的施肥策略，在适当减少磷肥投入的同时提高钾肥施用量，尤其应当注意稳定型和包膜型缓释肥与外源钾肥的配施。

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(责任编辑 聂克艳)

Effects of New-type Fertilizer Application on Phosphorus and Potassium Accumulation and Distribution and Fertilizer Utilization of Pepper

ZHANG Meng1，2，3，XIAO Hou-jun1，2，3，ZHAO Huan1，2，3*，GOU Jiu-lan1，2，3，QIN Song1，2，3，WANG Zheng-yin4，HE Jia-fang1，2，3，LIU Yan-ling1，2，3
(1.Guizhou Institute of Soil and Fertilizer，Guizhou Guiyang 550006，China;2.Fertilizer Demonstration Plantof Guizhou Provincial Academy of Agricultural Sciences，Guizhou Guiyang 550006，China;3.Guizhou Province Engineering Research Center for Agricultural Resources and Environment，Guizhou Guiyang 550006，China;4.College of Resources and Environmental Sciences，Southwest University，Chongqing 400716，China)

In order to explore the response of the nutrient absorption and distribution characteristics of pepper to new-type fertilizers in Guizhou yellow soil，a potexperimentwas conducted to study the effects of new-type fertilizer on phosphorus and potassium accumulation and distribution and fertilizer use efficiency.Results∶The phosphorus accumulation of fast-growing start time t1and the end time t2were6－12 d and 22－46 d ahead compared with FHF treatment respectively，and the rapid accumulation of phosphorus in the continuous phasewas10－ 33 d shorter than that of FHF treatment，and BSX and WDX were beneficial to‘late absorption’of phosphorus compared with BMX and CXDF.Compared with FHF treatment，the potassium accumulation were obviously lag.BMX was of the longest lag time，and it is best for post-anthesis potassium accumulation.In terms of recovery utilization，the REPand REKwere 9.59%－13.42%and 106.97%－176.51%，respectively.The effect of new-type fertilizer application on REPwas notobvious，but it could significantly affect the REKofWDX and BMX treatment.This indicated that we should be appropriately adjust the way of fertilization by‘reducing phosphorus and increasing potassium’，and should be paid attention to the stability application ofWDX，BMX and potassium fertilizer in particular.

New-type fertilizer;Pepper;Phosphorus;Potassium; Accumulation and distribution

S143.5

A

1001－4829(2017)2－0376－07

10.16213/j.cnki.scjas.2017.2.023

2016－04－12

贵州省科技成果转化引导基金计划项目“贵州辣椒专用肥配方转化及应用”［黔科合成转字(2014)5028］;贵州省科学技术基金项目“两种新型肥料N素养分释放特性与生物效应研究”［黔科合LH字(2014)7706］;贵州省农业科学院院自主创新项目“黄壤性中低产田土壤改良与生产力提升关键技术研究”［黔农科院自主创新科研专项字(2014)007］;贵州省农业攻关项目“稻菜轮作体系化肥减量增效技术研究与集成示范”［黔科合NY字(2012)3045］;贵州省农业科学院院专项“贵州特色农业废弃物生物质炭化及其生物效应研究与示范”(黔农科院院专项［2015］11号);贵州省农业科学院院专项“贵州辣椒专用炭基(缓释)肥研制及其施用技术研究与示范”(黔农科院院专项［2016］025号)

张萌(1989－)，男，助理研究员，从事植物营养与资源利用方面研究，E-mail:zhangmeng1105@163.com，*为通讯作者:赵欢(1983－)，男，助理研究员，从事植物营养与资源利用方面研究，E-mail:zhaohuancnm@163.com。