基于不同水溶肥的水肥一体化技术对设施辣椒产量及品质的影响

李丹，王京文，王忠，楼玲

(1.杭州市植保土肥总站，浙江 杭州 310019；2.杭州市余杭区农业生态与植物保护管理总站，浙江 杭州 311100)

辣椒(CapsicumannuumL.)营养丰富，其维生素C(VC)含量居蔬菜首位，亦含有丰富的维生素B(VB)、胡萝卜素，及钙、铁等矿物质[1]，深受消费者喜爱。早春辣椒设施栽培是杭州市设施蔬菜栽培的主要类型之一，具有产量高、适应范围广、栽培省工等优点[2-3]。然而，由于棚室菜地集约栽培、复种指数高，菜农为了追求高产和高收益常常采用大水大肥的水肥管理方式，既造成水、肥资源的巨大浪费，也增大了环境风险，成为影响农业可持续生产、农产品安全及人畜健康的重大问题[4]。

水肥一体化技术利用管道灌溉系统，根据作物水、肥需求规律，以肥调水、以水促肥，使水和肥料在土壤中以优化组合状态供应给作物吸收利用，实现水、肥的同步管理，极大限度地提高了水、肥利用率和生产效率[5-7]。20世纪中期，以色列开始开发、利用水肥滴灌集成技术。至20世纪后期，我国开始引进水肥一体化技术，组织专业培训，开展技术研讨。目前，水肥一体化技术已由过去的局部试验、示范发展成为现在的大规模推广应用，涵盖了设施栽培、无土栽培，以及果树、蔬菜、花卉、苗木等多种作物[8]。罗勤等[9]提出，适宜的水肥处理可使番茄生育期灌水利用率提高51%，N、P2O5、K2O的用量可分别节省188、32、158 kg·hm-2。王海霞[10]提出，不同水溶肥配方对白菜生长及土壤肥力的影响差异较大。现阶段大多数关于水肥一体化技术的研究主要集中在提高作物产量方面，关于水溶肥对作物品质影响的研究较少。为此，本研究就杭州市规模设施蔬菜种植中应用水溶肥提高辣椒产量及品质的效果做了初步研究，以期筛选出合适的水溶肥配方，为当地设施辣椒种植大户运用水肥一体化技术提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验区位于杭州市桐庐县富春江镇芝厦村沃边畈溪南蔬菜专业合作社，该区块多年种植蔬菜，土层深厚，地势平坦，肥力较好。土壤类型为水稻土类泥质田，质地为黏壤土。

1.2 供试肥料

供试肥料5种(商品有机肥、复合肥，及3种水溶肥)，均为市售。肥料中N、P2O5、K2O养分的质量分数分别为：复合肥，20%，5%，20%；水溶肥Ⅰ，9%，6%，15%；水溶肥Ⅱ，10%，7.5%，20%；水溶肥Ⅲ，16%，6%，36%。

1.3 处理设计

试验设4个处理：CK，底肥施用商品有机肥7 500 kg·hm-2、复合肥450 kg·hm-2，开花着果期施用复合肥150 kg·hm-2，结果采收期施用复合肥150 kg·hm-2，来自化学肥料中的总养分折纯为337.5 kg·hm-2，N、P2O5、K2O质量比例为1∶0.25∶1；T1，底肥施用商品有机肥7 500 kg·hm-2、复合肥345 kg·hm-2，开花着果期施用水溶肥Ⅰ78 kg·hm-2，结果采收期施用水溶肥Ⅰ4次，每次用量78 kg·hm-2，两次施肥间间隔10～12 d，来自化学肥料中的总养分折纯为272.25 kg·hm-2、N、P2O5、K2O质量比例为1∶0.39∶1.22；T2，底肥施用商品有机肥7 500 kg·hm-2、复合肥345 kg·hm-2，开花着果期施用水溶肥Ⅱ62.4 kg·hm-2，结果采收期施用水溶肥Ⅱ4次，每次用量62.4 kg·hm-2，两次施肥间间隔10～12 d，来自化学肥料中的总养分折纯为272.25 kg·hm-2，N、P2O5、K2O质量比例为1∶0.41∶1.31；T3，底肥施用商品有机肥7 500 kg·hm-2、复合肥345 kg·hm-2，开花着果期施用水溶肥Ⅲ40.35 kg·hm-2，结果采收期施用水溶肥Ⅲ次，每次用量40.35 kg·hm-2，两次施肥间间隔10～12 d，来自化学肥料中的总养分折纯为272.25 kg·hm-2、N、P2O5、K2O质量比例为1∶0.29∶1.40。T1、T2、T3处理的化学肥料中总养分折纯量相等，且与CK相比均减少了20%。

每个小区面积15 m2。每个处理除肥料运筹外，其他管理措施均相同。2018年3月17日施入底肥后翻耕，次日移栽辣椒。其他施肥时间：开花着果期为辣椒幼苗定植后20 d，结果采收期为门椒采收后。供试辣椒品种为弄口早椒，采收期从2018年4月23日开始，至2018年7月9日结束。

1.4 样品采集与检测

辣椒采收期记录各处理产量，并在采收中期采集各处理的辣椒果实，检测其VC、可溶性糖、蛋白质、粗纤维、氨基酸含量及组成等。

2 结果与分析

2.1 对设施辣椒品质的影响

由表1可知，与CK相比，采用水肥一体化技术的3个处理中，T1和T2处理的辣椒VC含量明显增加，增幅分别高达112%和69%；但T3处理的辣椒VC含量明显下降，降幅为34.4%。由此可见，施肥量、施肥方式、肥料种类都会影响辣椒果实中的VC含量。与CK相比，采用水肥一体化技术的3个处理中，T1处理的辣椒蛋白质含量明显增加，增幅为12.0%；但T2和T3处理的辣椒蛋白质含量均有所降低，降幅分别为7.7%和4.3%。各处理的辣椒可溶性糖和粗纤维含量无显著差异，说明本试验条件下各施肥方式与肥料种类对辣椒果实可溶性糖累积的影响不大。

表1 不同处理对设施辣椒品质的影响

与CK相比，采用水肥一体化技术的3个处理中，T1和T2处理的辣椒果实内氨基酸总量明显提高。尤其是施用水溶肥Ⅰ后，辣椒果实内氨基酸总量最高，为1.11%，比CK的0.90%增加了0.21百分点，增幅为23.3%。分析图1可知，辣椒果实中氨基酸主要由天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸和精氨酸组成，其中谷氨酸和天门冬氨酸含量最高。施肥量、施肥方式、肥料种类对辣椒果实的氨基酸含量及其组成有影响，尤其是对天门冬氨酸和谷氨酸，各处理间差异明显。同时，对比可知，T1处理的辣椒果实天门冬氨酸、苏氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸和精氨酸含量均比T2和T3处理高，说明水溶肥Ⅰ能提高辣椒果实的氨基酸含量。

图1 不同处理对设施辣椒果实氨基酸组成的影响

2.2 对设施辣椒产量的影响

作物产量水平是植物营养状况最直观的展现。将辣椒的整个采摘期细分为前期(1～30 d)、中期(31～60 d)和后期(61～78 d)，如表2所示，各处理的辣椒产量在整个采摘期内均呈抛物线型，以采摘中期的辣椒产量最高，约占总产量的50%。这是由于前期辣椒从营养生长向生殖生长过渡需要一定的时间，所以采收前期辣椒长势相对缓慢，到了后期，追施的肥料已经被完全利用，辣椒果实生长的养分需求不能得到完全满足，所以产量有所下降，且78 d后辣椒不再采收，改为养红辣椒。

表2 不同处理对设施辣椒产量的影响

对比各处理的总产量可知，采用水肥一体化技术，可在化学肥料中总养分折纯量减少20%的条件下，较CK明显增产，尤其是选用水溶肥Ⅰ和水溶肥Ⅱ的T1和T2处理，其产量分别比CK增加13.755、14.940 t·hm-2，增幅分别高达30.3%和32.9%。分析原因，可能是采用水肥一体化技术后，可以严格遵循辣椒少施勤施的施肥特性，充分满足辣椒在不同生育期对养分的需求，而且采用滴灌形式，可直接作用于辣椒植株根部，大大提高了肥料利用率和作物的吸收效率，使辣椒果实得到充分生长。对CK而言，采摘中期土壤养分消耗量过大，但追施的肥料没能及时转移到辣椒植株根部附近，难以被辣椒充分吸收。若不采用水肥一体化技术，如果要做到少施勤施，会大幅增加人工成本，即使产量有所增加，也不会显著提高收入。而且，由于采用的是穴施的追肥方式，即使肥料本身的利用率高，也无法在第一时间转移到辣椒植株根部而被吸收利用，肥料的实效性远低于水肥一体化技术。

3 小结与讨论

施肥量、施肥方式、肥料种类都会影响辣椒品质。本研究表明，在化学肥料中总养分折纯量减少20%的条件下，采用水肥一体化技术，施用不同水溶肥后，辣椒果实的可溶性糖和粗纤维含量差别不大。施用水溶肥Ⅰ后，辣椒中的VC、蛋白质和氨基酸含量都明显增加；施用水溶肥Ⅱ后，辣椒中的VC和氨基酸含量明显增加，而蛋白质含量有所降低；施用水溶肥Ⅲ后，辣椒中的VC和蛋白质含量都明显下降。不同处理下的辣椒产量在整个采摘期内呈抛物线型，以采摘中期的辣椒产量最高，约占整个采摘期的50%。与CK相比，采用水肥一体化技术，施用水溶肥Ⅰ或水溶肥Ⅱ后，辣椒大幅增产。综合辣椒品质及产量，采用T1处理的水肥一体化施肥方案，可在较CK的化学肥料总养分折纯量减少20%的条件下，有效提升辣椒品质及产量。