有机无机肥料配施对大棚辣椒与番茄产量及品质的影响

宋雅欣，马茂亭，安志装，赵同科

(1.河北农业大学 资源环境学院，河北 保定 071001；2.北京市农林科学院 植物营养与资源研究所，北京 100097)

有机无机肥料配施对大棚辣椒与番茄产量及品质的影响

宋雅欣1，2，马茂亭2，安志装2，赵同科2

(1.河北农业大学 资源环境学院，河北 保定 071001；2.北京市农林科学院 植物营养与资源研究所，北京 100097)

为了研究有机无机肥减量及其配施等措施对辣椒和番茄产量及品质的影响；在大棚种植条件下，以辣椒和番茄为试验材料，采用田间小区试验方法研究了有机无机肥减量及其配施等措施(不施肥、100%有机肥、75%有机肥、50%有机肥、50%有机肥+50%化肥、75%化肥、50%化肥)对辣椒和番茄产量及品质的影响。就辣椒而言，肥料减量及其配施对辣椒产量无明显影响，对辣椒中可溶性固形物含量、可溶性糖含量与可溶性蛋白质含量的影响相对较小，以有机无机肥料配施处理的辣椒中硝酸盐含量最低，维生素C含量最高，即处理50%有机肥+50%化肥效果最好。相对于番茄，有机肥减量会使产量呈不同程度降低，以处理50%有机肥+50%化肥产量最高，且品质最优，与其他处理相比，此处理番茄中硝酸盐含量最低，维生素C含量和氨基酸含量最高，可溶性固形物含量与糖酸比差异相对较小。

辣椒；番茄；肥料减量；产量；品质

目前，全国设施园艺栽培面积已愈386万hm2。随着设施蔬菜种植面积的逐渐增加，它已经发展成为我国农业中极具活力的朝阳产业之一，对我国菜篮子工程的建设做出了巨大的贡献[1-3]。随着人民生活水平的逐渐提升与科学技术的不断深入，蔬菜品质越发得到人们的重视。施肥对于提高蔬菜品质及产量具有十分关键的作用，但由于与露地栽培不同，设施栽培长期处于半封闭半敞开、无雨水淋洗、土壤环境高温、高湿、蒸发量过大等十分特殊环境条件下，同时，在连年施肥量过高、大水灌溉的情况下，很容易使蔬菜中硝酸盐含量过高、地下水中硝酸盐含量增加、并加重土壤酸化与次生盐渍化等问题[4-8]。目前我国普遍存在将露地施肥习惯直接转移到设施栽培中的现象，究其根本原因是菜农不了解施肥和增产的关系、施肥与蔬菜品质的关系，缺乏科学合理的施肥指导[9]。北京市农业技术推广站经过对京郊12个区县144个基地调查发现生产有机蔬菜地块的土壤养分含量均较高，与常规生产地块相比，生产有机蔬菜的土壤中有机质、全氮、速效磷、有效钾含量分别高出32.57%，40.86%，167.06%，50.95%[10]。这不仅浪费肥料，还破坏土壤环境，进一步影响到蔬菜持续良好的发展。因此，该试验选在长期施用有机肥的大棚，以辣椒与番茄为试材，旨在探究有机无机肥料配施对辣椒及番茄产量与品质的影响，对改善辣椒与番茄的品质，保证产量，提高经济效益具有重要的意义。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验地基本概况 本试验于2015年10月-2016年7月在北京市延庆区王木营蔬菜合作社大棚进行。试验地所在区域为大陆性季风气候，平均海拔500 m以上，气候独特，冬天寒冷夏天凉爽，素来被称为北京“夏都”。试验基础土壤耕层主要理化性状如下：pH值7.4，有机质含量为28.20 g/kg，全氮含量为2.00 g/kg，全磷含量为1.90 g/kg，铵态氮含量为20.11 mg/kg，硝态氮含量为114 mg/kg，速效磷含量为260 mg/kg，速效钾含量为490 mg/kg。

1.1.2 供试蔬菜作物 供试蔬菜为辣椒和番茄，品种分别为迪康与千禧由山东寿光仁禾种业有限公司选育。均于2015年10月5日定植，2016年7月收获。

1.1.3 供试肥料 有机肥(有机质32.3%，N 1.58%，P 6.80%，K 3.84%)、缓控尿素(N 40.24%)、过磷酸钙(P2O512%)、硫酸钾(K2O 50%)。用CF表示化肥(Chemical fertilizer)，OM表示有机肥(Organic manure)。试验中各肥料用量均以纯氮量进行计算。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验共7个施肥处理，每个处理3次重复，共21个小区，每个小区长5 m，宽3 m，面积15 m2，试验区组设计采用随机区组法。施肥为有机肥与化肥减量施用，试验共7个处理：对照，不施肥，记为CK；100%有机肥(当地习惯施肥量)，记为100% OM；75%有机肥，记为75%OM；50%有机肥，记为50%OM；50%有机肥+50%化肥，记为50%OM+50%CF；75%化肥，记为75%CF；50%化肥，记为50%CF；

1.2.2 试验各处理施肥方法及用量 各处理施肥量见表1，沟施且所有肥料作为基肥一次性施入。

表1 各处理施肥量

1.2.3 样品采集及指标测定方法 按当地采收习惯采收成熟的辣椒与番茄。产量指标：按小区记产，每小区总产量为每次收获果实总和，求平均值。

品质指标：可溶性糖含量采用费林试剂滴定法测定；可溶性酸含量采用碱式滴定法测定；可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250法测定；还原型维生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定；硝酸盐含量采用紫外分光光度计法测定；辣椒素与水溶性氨基酸含量采用高效液相色谱法测定。

1.2.4 数据处理与分析 试验数据采用SPSS 17.0 软件进行单因素方差分析，置信度为95%，Excel 2003 进行相关数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对辣椒与番茄产量的影响

由表2可得，对辣椒而言，随有机肥与化肥施入量的减少，辣椒产量呈降低趋势，同时，肥料减量及有机肥化肥配施对辣椒的果长、果宽、单果重均无显著影响；等养分水平下，与处理100%OM、75%OM与50%OM相比，处理50%OM+50%CF、75%CF与50%CF的产量分别降低16.62%，11.15%，7.98%；处理50%OM+50%CF的产量仅稍低于处理100%OM。由此可得，有机养分可能更易被植株吸收利用，但等养分水平下的各处理差异均未达显著水平。对番茄而言，肥料减量及有机肥化肥配施对番茄的果长与果宽无显著影响，处理50%OM+50%CF番茄的单果重与产量均最高，与处理100%OM相比，处理50%OM+50%CF单果重与产量分别增加30.71%，12.99%，由此可见就植株生物量较大的番茄植株而言，施用一定量的缓释尿素可以持续高效的供给植株所需的养分，进而提高产量。

表2 不同施肥处理对辣椒和番茄产量的影响

注:同列不同小写字母表示处理间差异达5%显著水平(P<0.05)。

Note：Different lowercase letters in the same column indicate a significant difference of 5%(P<0.05).

2.2 不同施肥处理对辣椒和番茄品质的影响

同组不同小写字母表示处理间差异达5%显著水平(P<0.05)。图2-8同。

2.2.2 不同施肥处理对可溶性固形物含量的影响 可溶性固形物通常是指果蔬中可溶性糖类、淀粉、纤维素和果胶等，决定果蔬品质的重要因子之一即是可溶性固形物含量，通常也可反映果蔬的成熟度并确定其采摘期。由图2可得，就辣椒而论，不同施肥处理对辣椒可溶性固形物含量无显著影响，即说明养分投入量的差异，对辣椒可溶性固形物含量、成熟期及成熟度无显著影响。对番茄而言，与处理100%OM相比，处理75%OM投入有机养分减少番茄中可溶性固形物含量降低，其生育期可能更长，相对较晚成熟。随化肥施用量减少，番茄中可溶性固形物并没有显著性变化。有机无机配施处理番茄中可溶性固形物含量处于中等水平。

图2 不同施肥处理对辣椒与番茄可溶性固形物含量的影响

2.2.3 不同施肥处理对还原型维生素C含量的影响 辣椒被称为“维生素C之王”，由图3可得，辣椒中还原型维生素C含量均高于番茄，相对于辣椒，各处理辣椒中还原型维生素C含量均高于CK处理，其中处理50%OM+50%CF辣椒中还原型维生素C含量最高，高于CK处理约21.18%，同时，除处理75%OM外，处理50%OM+50%CF辣椒中还原型维生素C含量均与其他处理呈显著差异；等养分水平下，与处理100%OM相比，处理50%OM+50%CF使其含量增加11.84%；相反，与处理75%OM相比，处理75%CF使其含量降低20.26%，差异显著；而处理50%OM与处理50%CF间无显著差异。就番茄而言，随无机养分投入量减少，番茄中还原型维生素C含量逐渐降低；与对照相比，仅处理100%OM与处理50%OM+50%CF中还原型维生素C含量与之差异显著，同时，处理50%OM+50%CF番茄中还原型维生素C含量最高。

2.2.4 不同施肥处理对辣椒可溶性糖含量及番茄糖酸比的影响 可溶性糖和有机酸的组分含量是影响果蔬风味的重要因素。尤其是生食果蔬的风味不单取决于糖酸含量的绝对值，而且还取决于糖酸比。由图4可得，不同处理辣椒中可溶性糖含量差异不大，与对照相比，随投入养分量增加，各处理辣椒中可溶性糖含量会增加0.92%～15.40%；处理75%OM与处理50%CF辣椒中可溶性糖含量最高，均与其他处理呈显著差异。由图5可见，糖酸比最高的为处理75%OM。此外，除处理75%OM外，其他各处理番茄糖酸比均不同程度低于对照处理。

2.2.5 不同施肥处理对辣椒可溶性蛋白质含量的影响 与蛋白质含量高的农作物相比，蔬菜中蛋白质含量相对较低。由图6所知，不同的施肥处理对辣椒可溶性蛋白质含量影响较明显。等养分水平下，与处理100%OM相比，处理50% OM + 50% CF使辣椒可溶性蛋白质含量降低4.76%，且差异显著；与处理50%OM相比，处理50%CF使其降低0.69%，但差异不显著；相反，与处理75%OM相比，处理75%CF使其含量增加1.44%。另外，仅处理100%OM较对照的可溶性蛋白质含量高1.38%，无显著差异。

图4 不同施肥处理对辣椒可溶性糖含量的影响

图5 不同施肥处理对番茄糖酸比的影响

图6 不同施肥处理对辣椒可溶性蛋白质含量的影响

2.2.6 不同施肥处理对辣椒辣椒素和番茄氨基酸含量的影响 辣椒因其独特的风味而备受大众青睐，评定辣椒品质的重要指标之一是辣椒中辣椒素含量的多少。而受不同因素的影响辣椒中辣椒素含量也会产生差异。由图7所知，不同的施肥处理对辣椒中辣椒素含量影响差距较大。处理50%CF辣椒的辣椒素含量最高，同时，仅此一个处理的辣椒素含量高于对照；若含量过高，仅有少数人可食用，若含量过低，同样也会影响辣椒的风味，因此，辣椒中辣椒素含量应以适中为宜，满足需求的为处理75%CF、处理50%OM+50%OM与处理75%CF。

氨基酸在人体和植物中均具有极其重要的作用，在人体中可以消化吸收蛋白质、维持氮平衡等；在植物体中，它为植物蛋白质、核酸、叶绿素等含氮化合物的前体，对植物生长起重要作用[11]。目前，大部分人体摄取的蛋白质主要由植物性食品提供，蔬菜作为人每天必需的食物，同时也是人体氨基酸来源之一，因此，蔬菜中氨基酸含量的多少，某种意义上也会影响人体的营养状况[12]。氨基酸是土壤中主要的有机氮化合物并可以直接被植物吸收，且土壤表土层中90%以上的氮素是以有机态形式存在的[11]，所以施肥量不同对番茄中氨基酸含量影响较显著。如图8所示，不同处理番茄中氨基酸含量与对照相比，各处理番茄氨基酸含量均有不同程度增加，等养分水平下，与处理100%OM、处理75%OM和处理50%OM相比，处理50%OM+50%CF、处理75%CF和处理50%CF分别使番茄中氨基酸含量有不同程度增加，但未达显著性差异。其中处理50%OM+50%CF番茄氨基酸含量最高，除处理100%OM外，均与其他处理呈显著差异。

图7 不同施肥处理对辣椒辣椒素含量的影响

图8 不同施肥处理对番茄氨基酸含量的影响

3 结论与讨论

化肥是关键的农业生产资料且在促进粮食和农业发展中起着不可替代的作用，但当前肥料极低的利用率已经成为中国农业发展面临的最严峻的问题，不仅容易导致肥料的过量施用，加重土壤物理性质的恶化，造成农作物产量降低和品质变坏，还会使资源浪费，农民负担加重，并对环境起到负面作用[13]。肥料在农作物种植生产过程中起到十分关键的作用，适量施用肥料能够使产量增加，过量施肥不但不会使农作物产量增加，相反会使其减产[13-14]。姚春霞等[15]对小青菜、杭白菜和苋菜进行化肥减量试验，发现适当减少施肥量既能降低蔬菜中硝酸盐的含量且能稳定产量，保证营养。本试验研究发现，化肥或有机肥减量可稳定产量，并改善辣椒和番茄品质，对保障食品安全有指导意义。

大量研究发现，单一的肥料减量并不能满足蔬菜对肥料的长期需求，有机与无机肥料配施可以很好地稳定蔬菜产量并提高蔬菜的品质[16]。王文锋等[17]研究表明，有机无机肥料配施，同时配施适量的秸秆能够有效提高设施菜田中土壤酶活性，使菜田维持较高的土壤肥力，有益于设施蔬菜的可持续生产；刘玉英等[18]研究发现，与对照相比，适量施入有机无机肥可以不同程度增加结球甘蓝的生物产量、平均单球重、小区产量。赵明等[19]研究表明，在施氮量相同条件下，有机肥与无机肥配施可以提高番茄产量，以6∶4配施比例产量较高，施用化肥处理的番茄果实中可溶性糖与可溶性酸含量均较高，施用有机肥处理的维生素C含量最高，同时此处理的番茄果实营养品质最好、口感最佳，并且有机无机配施能够降低番茄硝酸盐的含量；通过常晓轲[20]的研究发现影响辣椒中辣椒素和辣椒红色素含量的因素有品种、杂交、生育时期、田间管理方法等。

本试验通过对辣椒的研究表明，有机肥减量与化肥减量，辣椒产量呈降低趋势；等养分水平下，与处理75%CF与50%CF相比，处理75%OM与50%OM产量均增加；处理100%OM比处理50%OM+50%CF产量高。同时，可表明等养分水平下，适量施入有机肥可能使产量增加。由试验条件可得，由于试验基础土壤肥力比较高，与番茄相比，辣椒整体的生物量相对较小，所以施肥不会对导致各处理产量呈显著性差异。有机肥减量的同时，辣椒还原型维生素C含量、可溶性糖含量和硝酸盐含量呈先增加后降低的趋势，其中处理50%OM+50%CF各指标含量最佳。等养分水平下，施用有机肥的各处理还原型维生素C含量高于施用化肥各处理，同时，硝酸盐含量低于施用化肥的各处理，这与赵明等[19]的研究结果一致。之所以本试验中测得各处理辣椒的辣椒素含量相差较为悬殊，是由于辣椒果实中辣椒素累积不仅受施肥量影响，还受管理方式、生育期、辣椒不同部位等因素的影响，这些因素都会对测得的数据产生影响。通过对番茄的研究发现，有机肥与化肥配施的处理50%OM+50%CF，产量最高，与其他处理相比，其可溶性固形物、糖酸比相对较小，但相差不大，且番茄还原型维生素C含量、氨基酸含量、硝酸盐含量均较为理想。

在供试土壤基础地力水平下，有机肥化肥配施可以有效降低辣椒和番茄中硝酸盐含量、保证产量又改善其品质。其中有机肥无机肥配施的处理效果最理想，既使营养价值最高，又使产量最理想。

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Effect of Combined Application of Organic and Inorganic Fertilizers on the Yield and Quality of Pepper and Tomato in Greenhouse

SONG Yaxin1，2,MA Maoting2,AN Zhizhuang2，ZHAO Tongke2

(1.College of Resource and Environment，Agriculture University of Hebei，Baoding 071001，China；2.Institute of Plant Nutrition and Resource，Beijing Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Beijing 100097，China)

To investigate the effects of organic and inorganic fertilizers on the yield and quality of pepper and tomato.Under the greenhouse cultivation condition，the pepper and tomato of field experiments were conducted to study the effect of yield and quality when reduced organic and inorganic fertilizers and combined the both application.The treatments were set up as no fertilizer，100% organic fertilizer，75% organic fertilizer，50% organic fertilizer，50% chemical fertilizer + 50% organic manure fertilizer，75% chemical fertilizer，50% chemical fertilizer.The results showed that reduction and combined application of chemical and organic fertilizer had no significant effect on the yield of pepper， the effect of soluble solids content, soluble sugar content and soluble protein content was relatively small.The treatment that combined application of chemical and organic fertilizer and the quality of pepper which the content of nitrate was the lowest and the content of vitamin C was highest .While reduced the fertilizer application would lead to a different degree of yield increase for tomato, and compared with other treatments,treatment of 50% chemical fertilizer + 50% organic manure fertilizer reached the highest yield and the best quality which the nitrate content of tomato was the lowest, and the content of vitamin C and amino acid were the highest, and the difference of soluble solids content and sugar acid ratio was relatively small.

Pepper；Tomato；Fertilizer reduction；Yield；Quality

2016-12-12

北京市科技计划课题(D161100005516003);国家重点研发计划课题(2016YFD0801001)

宋雅欣(1990-)，女，河北石家庄人，硕士，主要从事植物营养与环境研究。

赵同科(1959-)，男，河北邢台人，研究员，博士，主要从事植物营养、施肥与环境关系等研究。

S158

A

1000-7091(2017)02-0211-06

10.7668/hbnxb.2017.02.031