有机无机肥配施对温室辣椒生理特性与产量品质的影响

陈修斌，杨彬，许耀照，李翊华，祖廷勋

(河西学院 农业与生物技术学院，甘肃 张掖 734000)

张掖市地处河西走廊中部，属温带大陆性气候，境内地势平坦，土地肥沃，日照充足，年均日较差14 ℃，年均气温7.7 ℃，≥10 ℃的活动积温2 980 ℃，是典型的绿洲农业和大型灌溉农业区[1]，发展日光温室为主的设施农业有着得天独厚的自然条件。随着农业种植结构调整，日光温室蔬菜种植已成为农业增效和农民增收的支柱产业。辣椒(Capsicumannuum)是当地日光温室生产中的主栽作物。近年来，在辣椒的种植过程中，普遍存在重氮磷肥、轻有机肥的现象[2]。大量有机肥因得不到有效利用和妥善处理，而从养分资源变为污染源[3-4]。同时，不合理施肥导致农业生产中氮磷钾施用比例极不平衡，蔬菜作物营养失调、硝酸盐和亚硝酸盐严重超标[5-6]、品质下降，制约温室辣椒的高效可持续发展。

研究表明：施用有机肥能够降低土壤硝酸盐的积累[7-8]，并可提高蔬菜产量和改善蔬菜品质[9]。有机肥与化肥配合施用，可协调化肥供肥过程，有效提高氮、磷肥的利用率[10-11]。张靖等[12]研究了有机无机肥配施对蚕豆产量、养分吸收量及肥料利用率的影响，认为在N 180 kg·hm-2、P2O5120 kg·hm-2的投入水平下，有机无机配施及单施有机肥的肥效均高于无机肥配施及单施无机肥；高伟等[13]研究了有机无机肥料配合施用对设施条件下芹菜产量、品质及硝酸盐淋溶的影响，并提出了有机无机肥料配合施用的理想模式；付利波等[14]研究了氮磷减施对滇池周边香石竹产量、地下水氮磷含量的影响，提出环境友好型养分最佳用量。国内学者大多从植物的形态指标、土壤养分变化等角度研究有机无机肥料配施对作物生长的影响；而在氮磷减量配施有机肥条件下，从植物叶片生理活性变化角度探讨不同施肥模式对辣椒产量品质影响尚缺少系统报道。本研究立足河西走廊绿洲温室辣椒生产，探讨不同氮磷减量配施有机肥处理对温室辣椒叶片生长潜在活性及产量、品质的影响，以期为设施蔬菜高产、优质、高效发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 土壤状况

试验于2017年1—9月在张掖市甘州区党寨镇日光温室蔬菜生产基地内进行。供试土壤为灌漠土，有机质含量11.02 g·kg-1，碱解氮58.32 mg·kg-1，速效磷7.63 mg·kg-1，速效钾167.42 mg·kg-1，pH值7.02，全盐0.98 g·kg-1，容重1.13 g·cm-3，总孔隙度51.73%，质地砂壤。

1.2 处理设计

参考廖义善等[15]方法，设6个处理：A1，空白对照，不施化肥，单施有机肥45.0 t·hm-2；A2，经验施肥，依据张掖市甘州、高台、临泽等县(区)的8个温室辣椒生产基地的肥料用量确定，施用尿素600.0 kg·hm-2、过磷酸钙675.0 kg·hm-2、硫酸钾525.0 kg·hm-2、有机肥45.0 t·hm-2；A3，尿素和过磷酸钙的施用量在A2基础上减10%，有机肥在A2基础上增施10%，即施用尿素540.0 kg·hm-2、过磷酸钙607.5 kg·hm-2、硫酸钾525.0 kg·hm-2、有机肥49.5 t·hm-2；A4：尿素和过磷酸钙在A2基础上减施20%，有机肥在A2基础上增施施20%，即施用尿素480.0 kg·hm-2、过磷酸钙540.0 kg·hm-2、硫酸钾525.0 kg·hm-2、有机肥54.0 t·hm-2；A5，尿素和过磷酸钙在A2基础上减施30%，有机肥在A2基础上增施30%，即施用尿素420.0 kg·hm-2、过磷酸钙472.5 kg·hm-2、硫酸钾525.0 kg·hm-2、有机肥58.5 t·hm-2； A6：尿素和过磷酸钙在A2基础上减施40%，有机肥在A2基础上增施40%，即施用尿素360.0 kg·hm-2、过磷酸钙405.0 kg·hm-2、硫酸钾525.0 kg·hm-2、有机肥63.0 t·hm-2。

各处理种植一畦，采用随机区组排列设计，每处理重复3次，处理之间用塑料薄膜隔离，埋深40 cm。作畦的规格为畦长9 m、宽1.1 m。

试验用尿素含N 46%、过磷酸钙含P2O514.5%、硫酸钾含K2O 33%，有机肥为商品有机肥(主要成分为猪粪)，养分含量(N、P2O5、K2O)为1.8%、1.2%、1.4%，有机质含量26.7%，水分20.6%。

于2017年1月5日采用72孔穴盘在日光温室进行育苗。供试辣椒品种为陇椒3号，3月25日定植，株距40 cm，667 m2保苗数2 964株。有机肥、磷肥、40%的氮肥和60%的钾肥作基肥施入，撒施深翻30 cm，剩余60%的氮肥和40%的钾肥分别在辣椒开花坐果的初期与盛期，分二次等量随灌水冲施。其他管理同日光温室常规管理。

1.3 指标测定

1.3.1 叶片最大量子产额和潜在活性

分别于辣椒开花结果初期(6月15日)、中期(7月15日)、末期(8月15日)上午10:00—12:00，选取辣椒自上而下第4片功能叶夹入叶室，用Handy PEA植物效率分析仪自带光源照光，光量子通量密度为(924±5)μmol·m-2·s-1，在充分暗适应20 min后测定叶片暗适应下PSⅡ(光合系统Ⅱ)的最大量子产额和叶片PSⅡ潜在活性，每个处理随机测定6株，取平均值。

1.3.2 植株生物学性状及产量测定

在辣椒结果后期(8月20日)，每个处理选择标定的6株，用卷尺测定株高、株幅。每次收获时统计植株的结果数和单株产量，按不同处理分别计产。

1.3.3 果实品质测定

每个处理随机选取18个果实，测定其可溶性糖、可溶性固形物、Vc、可溶性蛋白质和游离氨基酸含量。其中，Vc含量测定采用钼蓝比色法，可溶性蛋白质含量测定采用紫外分光光度法，游离氨基酸含量测定采用茚三酮法，可溶性糖含量测定采用苯酚法，用手持折光仪测定可溶性固形物含量[16-19]。每项指标测定均重复3次，取平均值。

1.4 数据分析

采用DPS 9.50和Microsoft Excel 2003软件进行数据整理与分析，对有显著差异的处理采用Duncan法进行多重比较，显著性水平设置为α=0.05。

2 结果与分析

2.1 不同处理对辣椒叶片最大量子产额和潜在活性的影响

从图1可以看出，辣椒叶片在开花结果初期、中期、末期的最大量子产额(Fv/Fm)均以A5处理最高，显著高于其他处理。整体来看，不同处理间辣椒叶片最大量子产额表现为A5>A3>A4>A6>A2>A1，同一处理间表现为开花结果中期>初期>末期。

从图2可以看出，不同处理辣椒叶片开花结果初期、中期、末期的潜在活性(Fv/Fo)变化与最大量子产额相似，同样以A5处理最高，且显著高于其他处理。

2.2 不同处理对辣椒生物学性状及产量的影响

从表1可以看出，辣椒株高、株幅、单株结果数、单株产量和667 m2产量均以A5处理下最高，较A1处理分别增加19.59 cm、14.42 cm、5.76个、0.24 kg和710.69 kg，较A2处理分别增加14.72 cm、11.60 cm、4.44个、0.16 kg和472.43 kg。说明在本试验条件下，随着氮磷施用量减少、有机肥用量增加，辣椒植株表现更强的生长势与结果能力，但在A5处理的施用水平之上继续减氮磷增有机，辣椒生产力降低、产量下降。这一结果说明在本试验条件下，A5处理的供肥模式效果较理想。

不同柱上无相同小写字母的表示处理间差异显著。图2同。图1 不同处理对辣椒叶片最大量子产额的影响

图2 不同处理对辣椒叶片潜在活性的影响

表1 不同处理对辣椒生物学性状及产量的影响

注：同列数据后无相同字母的表示差异显著。表2同。

2.3 不同处理对辣椒品质的影响

从表2可以看出，辣椒可溶性糖、可溶性固形物和Vc含量均以A5处理最高。这说明，在本试验条件下，随着氮磷施用量减少、有机肥用量增加，辣椒可溶性糖、可溶性固形物和Vc含量也表现出先增加而后降低的趋势。从可溶性蛋白质和游离氨基酸含量来看，以A2处理最高，随着无机氮磷肥用量降低和有机肥用量增加，辣椒中的可溶性蛋白质和游离氨基酸含量呈现下降趋势。这可能是因为，氮是构成氨基酸的基本物质，而氨基酸通过合成转化为蛋白质，随着无机氮肥使用量减少，可溶性蛋白质和游离氨基酸含量也表现出下降的趋势，这与左文博等[20]的研究结果一致。

表2 不同处理对辣椒品质的影响

3 讨论

本试验中，采用经验施肥的处理A2与不施化肥的处理A1相比，其辣椒叶片的最大量子产额和潜在活性要高，处理A3～A6随着氮磷用量减少、有机肥用量增加，辣椒叶片的最大量子产额和潜在活性呈现结果中期>初期>末期的规律，不同处理下均表现为A5>A3>A4>A6>A2>A1的趋势，说明适度的化肥减量及配施有机肥，可协调平衡养分供应，满足作物整个生育期对养分的需求。随着植株生长，至结果后期，植株生长减弱，对养分的吸收能力降低，因此表现出叶片的最大量子产额和潜在活性降低。这与黄东风等[18]的研究结果一致。

合理的有机无机肥料配合施用可以提高作物产量，并促进植株对氮素的吸收[19]。从本试验结果看，A5处理的辣椒株高、株幅、单株结果数、单株产量、667 m2产量等性状均表现最优，说明A5处理的营养配比最适宜于辣椒生长，因此辣椒表现出较强的代谢水平与结果能力。

可溶性糖是植物光合作用的重要产物，是碳水化合物短暂储存和代谢的主要方式，在植物体物质代谢中具有重要作用[20]。研究表明，可溶性固形物含量与可溶性糖具有相关性[21]，增加氮肥用量会导致蔬菜中Vc含量下降[22]，有机无机肥配施可以增加蔬菜Vc含量[23]。氮是构成氨基酸的基本物质，蛋白质含量随氮肥用量的增加而增加，但当达到阈值后氮肥用量再增加则可能会导致蛋白质含量下降[24]。本试验结果与此类似：A5处理的辣椒中可溶性糖、可溶性固形物和Vc含量最高，随着氮磷肥用量进一步减少，其值均又有所降低。从可溶性蛋白质和游离氨基酸含量看，A2处理高于A1，但A2～A6处理随着氮磷肥用量减少，其数值呈现降低趋势。

本试验结果表明，在本试验条件下，采用尿素420.0 kg·hm-2、过磷酸钙472.5 kg·hm-2、硫酸钾525.0 kg·hm-2、有机肥58.5 t·hm-2的施肥量，辣椒叶片的最大量子产额和潜在活性最高，辣椒株高、株幅、单株结果数、单株产量和667 m2产量等农艺性状表现最好，辣椒可溶性糖、可溶性固形物、Vc含量最高，适于当地温室辣椒栽培，可为当地温室辣椒高产优质生产及科学使用肥料提供参考。