优化施肥对土壤性质及菜椒品质和产量的影响

2019-12-02张扬

中国瓜菜 2019年10期

张扬

摘要：通过长期定位监测，对土壤进行检测，进行甜椒优化施肥试验，研究不同优化施肥处理對土壤性质及菜椒品质和产量的影响。试验以‘京甜为供试菜椒品种，设5个不同施肥区：空白区、常规施肥区、测配施肥区、单施有机肥区、单施化肥区。试验结果表明，土壤中养分含量较2008年水平各不同施肥处理均有不同程度提升，其中施用有机肥的3 个施肥区处理，土壤有机质和有效磷含量提高幅度相对较大，施用化肥的处理区速效钾含量相对较高，单施有机肥区钾含量提升相对幅度略小;优化施肥对菜椒果实品质有提升作用，其中测土配方施肥区果实维生素C含量相对最高，硝酸盐和总酸含量相对最低;菜椒产量最高的是习惯性施肥区，平均667 m2产量2 498.93 kg，测土配方施肥区次之为2 436.46 kg，根据产投比计算得出，测土配方施肥处理区为经济效益最佳，667 m2纯收益为6 323.9元;长期施用有机肥并根据作物需肥量及土壤情况合理施用化肥对土壤肥力的提高有积极促进作用，同时提高果实养分含量优化果实品质。

关键词：菜椒;土壤;施肥;产量 ;品质

Abstract：Through long-term positioning monitoring， the soil was tested and the sweet pepper optimized fertilization experiment was carried out to study the effects of different optimized fertilization treatments on soil properties and quality and yield of pepper. ‘Jingtianwas used as material in this research， 5 different fertilization plots （ blankplot，conventional fertilization plot，measuring and fertilizing plot，single application organic fertilizer plot，and single application fertilizer plot） were set. The results showed that the soil nutrient content was higher than that in 2008 after treated. Among the three fertilization plots which was organic fertilizer applied，the soil organic matter and available phosphorus contents increased， the available potassium content was relatively higher，and the relative increase of potassium content in the single application organic fertilizer plot was slightly smaller. The optimized fertilization could improve the quality of the pepper fruit. The vitamin C content of pepper in the soil testing formula fertilization plot was the highest，and the nitrate and total acid contents were the lowest. The highest yield of pepper was in the habitual fertilization plot，the average yield per 667 m2 was 2 498.93 kg，followed by the soil testing formula fertilization plot which was 2 346.46 kg. According to the ratio of production and investment，the soil testing formula fertilization treatment plot showed the best economic benefit. The net income was 6 323.9 yuan. have positive effects on the soil fertility could be improved by long-term application of organic fertilizer and rational application of chemical fertilizer according to crop fertilizer requirements and soil conditions， fruit nutrient content and fruit quality were improved as well.

Key words： Pepper; Soil; Fertilization; Production; Quality

施肥是农业生产中补充养分的重要措施，但过量施用化肥的现象越来越严重，导致肥料利用率低，引起土壤肥力下降，破坏农田生态环境[1]，随着社会的进步和科技的发展，现代的施肥技术既要当季作物增产，改善品质，又要不断培肥土壤，保证农业可持续发展[2]。为了促进蔬菜生长，肥料投入量多，土壤理化性状发生显著变化[3] ，既限制了蔬菜产量的提高，又影响抗病性、品质和经济效益，已成为当前蔬菜生产必须解决的重大问题。菜椒俗称柿子椒、甜椒，是茄科辣椒属辣椒的一个变种，含丰富维生素及胡萝卜素，是市民餐桌经常食用的一种蔬菜。它适应性比较广，产量高，抗病害强，其栽培应用已遍及全国各地，大部分地区都有种植。土壤是具有生物活性的自然体，土壤肥力的高低是决定土地生产力的基本条件[4]。高强度利用下蔬菜地的施肥过量问题导致了土壤质量的严重退化，合理施肥是维持蔬菜地生产力和可持续发展的重要措施[5]，合理施肥，不仅能为作物生长创造养分贮量丰富、有效性高、贮供协调的土壤生态环境，而且还能调节土壤酸碱性，改善土壤结构和理化性质，协调土壤水、肥、气、热诸因素，提高土壤肥力，从而增加作物产量和改善农产品质量[6]。菜椒对土壤及肥料有较高的要求，受施肥水平的影响极为显著。开展探索适合当地菜椒高产，提高品质的土壤及施肥情况研究，尤为重要，对促进大兴区农业发展具有重要意义。

1 材料和方法

1.1 材料

试验田土壤为壤土，根据长期定位监测，该地块土壤分别于2008年和2015年进行土壤样品采集并检测，其中检测项目包括土壤有机质、全氮、有效磷、碱解氮、速效钾。

供试菜椒品种为中国蔬菜工程技术研究中心培育的‘京甜。

供试肥料：尿素（N≥46%），磷酸二铵（N≥18%，P2O5≥46%），硫酸钾（K2O≥52%），‘一特商品有机肥（有机质≥45%，N+P+K≥5%）。施肥方式为氮、钾肥40%底施，60%在果期追施;磷肥、有机肥为一次性底施。

1.2 试验设计

试验地点位于北京市大兴区长子营镇农业示范基地大棚内，作物行距1.2 m，株距30 cm。定植时间为2016年2月17日，收获时间为7月20日。

试验共设5个处理，3次重复，小区面积为68.2 m2，采用随机区组排列。处理分别为：处理1，空白区，不施用肥料;处理2，习惯施肥区，667 m2施用有机肥1 500 kg，复混肥（m氮∶m磷∶m钾=15∶15∶15）50 kg作基肥，667 m2每次追施水溶肥（m氮∶m磷∶m钾=16∶8∶34）15 kg，施用3次;处理3，测土配方施肥区，667 m2施用有机肥760 kg，尿素6.4 kg，磷酸二铵20.4 kg，硫酸钾6.4 kg作基肥，第1次追肥667 m2施尿素20.1 kg，硫酸钾8.9 kg，第2次追肥667 m2施尿素13.4 kg，硫酸钾6.0 kg;处理4，单施有机肥区，667 m2施用有机肥1 860 kg作基肥，不施用化肥;处理5，单施化肥区，667 m2施用尿素32.98 kg，磷酸二铵36.9 kg，硫酸钾21 kg，第1次追肥667 m2施尿素20.1 kg，硫酸钾8.9 kg，第2次追肥667 m2施尿素13.4 kg，硫酸钾6.0 kg。

1.3 检测项目及方法

1.3.1 检测项目土壤有效磷、速效钾、有机质、碱解氮、全氮;果实中维生素C含量、硝酸盐含量、总酸含量、可溶性固形物含量;植株样品中全氮、全磷、全钾。

1.3.2 检测方法土壤有机质含量采用重铬酸钾外加热法测定，碱解氮含量采用碱解扩散法测定，有效磷含量采用碳酸氢钠提取—钼锑抗比色法测定，全氮含量采用凯氏定氮仪法测定，速效钾含量采用乙酸铵浸提—火焰光度計法测定[7];植株样品中全氮含量采用凯氏定氮仪法测定，全钾含量采用火焰光度法测定，全磷含量采用钼锑抗比色法测定。

1.3.3 数据处理方法及软件试验数据使用Microsoft Office Excel 2007处理，软件为SPSS19.0。

2 结果与分析

2.1 优化施肥对土壤性质的影响

土壤环境特征是决定蔬菜高产、高效和优质的关键因素，土壤营养状况直接关系作物的产量和品质，是十分重要的环境条件[8]。该地块为长期定位监测点，于2008年做基础样分析，同时于2015年进行土壤养分检测复测，并根据表1进行对比分析。

2.1.1 优化施肥对土壤有机质含量的影响 2015年不同施肥区间习惯施肥（处理2）、测土配方施肥区（处理3）和单施有机肥区（处理4）有机质含量相对较高，其中习惯施肥区（处理2）土壤有机质含量（w，后同）最高为33.15 g·kg-1，测土配方施肥区（处理3）和单施和有机肥区（处理4）次之，分别为31.68 g·kg-1和29.26 g·kg-1，单施化肥区（处理5）和空白区（处理1）相对含量较少，分别为13.53 g·kg-1和11.29 g·kg-1。各处理有机质含量较2008年均有提高，其中习惯施肥区（处理2）、测土配方施肥区（处理3）、单施有机肥区（处理4）提高较明显，以习惯施肥区（处理2）提高尤其突出，由2008年的12.99 g·kg提升至2015年的33.15 g·kg，提高了154.81%，测土配方施肥区（处理3）提高了109.9%，单施有机肥区（处理4）提高了77.58%;空白区（处理1）由10.53 g·kg提升至11.29 g·kg，提高了7.3%，相对提升不明显。

2.1.2 优化施肥对土壤全氮含量的影响 2015年空白区（处理1）全氮含量最低与其他4个处理相差较多，其中单施化肥区（处理5）全氮含量最高为1.49 g·kg-1，习惯施肥区（处理2）与之相差不大为1.46 g·kg-1，测土配方施肥区（处理3）与有机肥区分别为1.38 g·kg-1和1.36 g·kg-1。全氮含量2015年各处理区分别较2008年均有所提高，以习惯施肥区（处理2）提高最为显著，由2008年的0.55 g·kg-1提升至1.46 g·kg-1，提高了164.45%。空白区（处理1）提高相对较少由2008年的0.49 g·kg-1提高至0.64 g·kg-1，变化不明显。

2.1.3 优化施肥对土壤碱解氮含量的影响 2015年碱解氮以习惯施肥区（处理2）含量最高，为269 mg·kg-1，测土配方施肥区（处理3）含量次之，为210 mg·kg-1，单施有机肥区（处理4）和单施化肥区（处理5）含量分别为190 mg·kg-1和165 mg·kg-1，空白区（处理1）最少，含量为40 mg·kg-1。2008年土壤检测各施肥区碱解氮含量差异相差不大，2015年碱解氮含量较2008年水平，除空白区（处理1）由52.3 mg·kg-1降至40 mg·kg-1外，其他处理区均有所提高，以习惯施肥区（处理2）提升较为明显，由47.6 mg·kg-1提升至269 mg·kg-1，提高了465.13%。

2.1.4 优化施肥对土壤有效磷含量的影响 2015年土壤有效磷的含量为测土配方施肥区（处理3）最高，含量为101.3 mg·kg-1，单施有机肥区（处理4）和习惯施肥区（处理2）次之分别为93.6 mg·kg-1和86.3 mg·kg-1，化肥区相差略大为45.1 mg·kg-1，空白区最低为6.2 mg·kg-1。 2015年土壤有效磷含量除空白区（处理1）由10.0 mg·kg-1降至6.2 mg·kg-1，较2008年检测有效磷含量下降了38%，其他区域有效磷含量均有提高，以测土配方施肥区提升较最高由2008年的13.0 mg·kg-1提升至101.3 mg·kg-1，提高了6.79倍。

2.1.5 优化施肥对土壤速效钾含量的影响 2015年土壤速效钾含量以习惯施肥区（处理2）最高，含量达225.7 mg·kg-1，略高于单施化肥区（处理5）的214.9 mg·kg-1和测土配方施肥区（处理3）的209.9 mg·kg-1，单施有机肥区（处理4）中速效钾含量略低，为149.9 mg·kg-1，空白区（处理1）含量最低为87.6 mg·kg-1。2年中土壤速效钾分别均以习惯施肥区（处理2）含量最高，2015年相较于2008年除空白区（处理1）速效钾由121.6 mg·kg-1降低至87.6 mg·kg-1，其余均有提升，以单施化肥区（处理5）提升最为明显，由2008年的114 mg·kg-1提升至214.9 mg·kg-1，提高了88.5%，习惯施肥区（处理2）提高了48.88%，测土配方施肥区（处理3）提高了41.25%，单施有机肥区（处理4）提高了25.86%。

2.2 品质分析

2.2.1 不同施肥处理对菜椒品质的影响一般来说，当土壤的养分供应从“缺乏”增加到“适量”时，通常能改善农产品的品质;在“适量”的范围内增加养分供应，对产品的品质一般没有多大作用;从“适量”范围增加到“奢侈消耗”时，可能降低产品品质[9]。因此不同施肥区的菜椒品质不尽相同，分别收取不同施肥区菜椒进行品质检测，结果如下，由表2可知，各施肥区果实中维生素C含量最高的是测土配方施肥区（处理3）为89.29 mg·100 g-1，习惯施肥区（处理2）次之为74.55 mg·100 g-1，空白区（处理1）最低为42.96 mg·100 g-1;硝酸盐含量测土配方施肥区（处理3）含量最低为30.96 mg·kg-1，单施有机肥区（处理4）略高为34.68 mg·kg-1，单施化肥区（处理5）含量最高达到47.45 mg·kg-1;总酸含量为空白区（处理1）和习惯施肥区（处理2）最高均为0.145%，测土配方施肥区（处理3）和单施有机肥区（处理4）最低均为0.104%;可溶性固形物含量为测土配方施肥区（处理3）最高5.0%，空白区（处理1）最低4.1%。综上对比，测土配方施肥区（处理3）菜椒果实品质优于其他施肥区。

2.2.2 不同施肥处理对菜椒植株养分含量的影响

表3结果表明，（1）不同施肥处理对菜椒全磷含量的影响：菜椒植株检测中，菜椒秧中全磷含量普遍比果实略高，果实内测土配方施肥区（处理3）全磷含量最高为0.43%，空白区（处理1）最低为0.30%;菜椒秧内习惯施肥区（处理2）和单施有机肥区（处理4）最高，均是0.49%，测土配方施肥区（处理3）次之，为0.48%，空白区（处理1）含量最少为0.43%。（2）不同施肥处理对菜椒全氮含量的影响：菜椒植株检测中，菜椒果实中全氮含量相对比菜椒秧略高。菜椒果实和秧中均是测土配方施肥区（处理3）全氮含量最高分别为0.3%和0.28%，空白区（处理1）最少分别为0.21%和0.19%。（3）不同施肥处理对菜椒全钾含量的影响：菜椒植株检测中，菜椒植株中全钾含量菜椒果实中相对比菜椒秧略高。果实全钾含量习惯施肥区（处理2）最高为5.48%，空白区（处理1）最低2.13%;秧中全钾含量最高的是测土配方施肥区（处理3），全钾含量为3.42%，含量最低的是空白区（处理1）为1.92%。

2.3 不同施肥处理对菜椒产量的影响

由图1可知，习惯施肥区（处理2）平均667 m2产量最高，达到2 498.93 kg，测土配方施肥区（处理3）次之为2 436.46 kg，单施有机肥区（处理4）和单施化肥区（处理5）产量分别为2 239.42 kg和1 630.41 kg，空白区（处理1）产量最低547.32 kg。方差分析显示，习惯施肥区（处理2）的产量与单施有机肥区（处理4）、单施化肥区（处理5）和空白区（处理1）存在显著差异，与测土配方施肥区（处理3）差异不显著;空白区（处理1）和与其他4个施肥区都存在显著差异。

2.4 经济效益分析

菜椒收购价格为3元·kg-1，化肥价格为尿素1.8元·kg-1、磷酸二铵3.0元·kg-1、硫酸钾4.2元·kg-1、复合肥2.8元·kg-1、水溶肥12元·kg-1、一特有机肥0.6元·kg-1，按以上单价计算试验中各处理的产值及经济效益。由表4结合当时市场肥料价格和菜椒收购价格计算得出，667 m2纯收益最高的是测土配方施肥区处理（处理3），为6 323.9元;习惯施肥区（处理2）和单施有机肥区（处理4）居中，分别为5 616.75元和5 602.26元;单施化肥区（处理5）相对略低，纯收益为4 509.79元，空白区（处理1）最低，为1 641.96元。由此可得最高产量并非经济效益最高的产量。

3 讨论与结论

土壤中各不同施肥处理较2008年水平均有不同程度提升，施用有机肥的3 个施肥区处理，土壤有机质和有效磷含量提高幅度相对较大，这与宁川川等[3]的结果基本一致;施用化肥的处理区速效钾含量提升幅度相对较高。

根据菜椒植株样品检测和果实品质分析，施用有机肥增加了甜椒维生素C含量和可溶性固形物含量，降低了总酸含量和硝酸盐含量，这与高强等的结果相一致[10]，综合评测测土配方施肥区果实养分含量及果实品质均优于其他处理区。

根据试验结果可以看出，施用有机肥比不施有机肥产量相对增加，与张恩平的研究结果一致[11]，其中常规施肥区产量高于其他区产量，经济效益最佳的处理区为测土配方施肥处理区，说明化肥的施用可以提高菜椒产量，但是并不能增加菜椒的经济效益。

该试验地块自2008年开始，主要种植方式为茄子、大椒轮作种植，没有进行过休耕轮作。在种植过程尚未发现明显土传病害的发生，但单施化肥区和不施肥区的土壤板结情况严重，今后将通过测定容重、团聚体结构、土壤EC等数据，在不同施肥处理对土壤结构和病虫害影响等方面进行深入研究。

根据作物对不同养分需要及土壤养分稀缺情况合理施肥对土壤肥力的提高有积极促进作用，同时合理施用有机肥可以提高果实品质。正视有机肥和化肥的优缺点，遵循农业现代化和可持续发展原则，提高肥料利用率，在保护环境的同时提高经济效益。

参考文献

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[2] 胡时友，朱端卫.新型有机复混肥对辣椒、番茄产量、品质及酶活性的影响[J].华中农业大学学报，1999，18（2）：139-142.

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[4] 曾希柏.红壤化学退化与重建[M].北京：中国农业出版社，2003：46-69.

[5] 朱同彬，陈小云，张金波，等.优化施肥对设施蔬菜地土壤线虫群落的影响[J].应用生态学报，2017，28（3）：927-934.