有機無機肥料配施對大棚辣椒與番茄產量及品質的影響

宋雅欣，馬茂亭，安志裝，趙同科

(1.河北農業大學 資源環境學院，河北 保定 071001；2.北京市農林科學院 植物營養與資源研究所，北京 100097)

有機無機肥料配施對大棚辣椒與番茄產量及品質的影響

宋雅欣1，2，馬茂亭2，安志裝2，趙同科2

(1.河北農業大學 資源環境學院，河北 保定 071001；2.北京市農林科學院 植物營養與資源研究所，北京 100097)

為了研究有機無機肥減量及其配施等措施對辣椒和番茄產量及品質的影響；在大棚種植條件下，以辣椒和番茄為試驗材料，采用田間小區試驗方法研究了有機無機肥減量及其配施等措施(不施肥、100%有機肥、75%有機肥、50%有機肥、50%有機肥+50%化肥、75%化肥、50%化肥)對辣椒和番茄產量及品質的影響。就辣椒而言，肥料減量及其配施對辣椒產量無明顯影響，對辣椒中可溶性固形物含量、可溶性糖含量與可溶性蛋白質含量的影響相對較小，以有機無機肥料配施處理的辣椒中硝酸鹽含量最低，維生素C含量最高，即處理50%有機肥+50%化肥效果最好。相對于番茄，有機肥減量會使產量呈不同程度降低，以處理50%有機肥+50%化肥產量最高，且品質最優，與其他處理相比，此處理番茄中硝酸鹽含量最低，維生素C含量和氨基酸含量最高，可溶性固形物含量與糖酸比差異相對較小。

辣椒；番茄；肥料減量；產量；品質

目前，全國設施園藝栽培面積已愈386萬hm2。隨著設施蔬菜種植面積的逐漸增加，它已經發展成為我國農業中極具活力的朝陽產業之一，對我國菜籃子工程的建設做出了巨大的貢獻[1-3]。隨著人民生活水平的逐漸提升與科學技術的不斷深入，蔬菜品質越發得到人們的重視。施肥對于提高蔬菜品質及產量具有十分關鍵的作用，但由于與露地栽培不同，設施栽培長期處于半封閉半敞開、無雨水淋洗、土壤環境高溫、高濕、蒸發量過大等十分特殊環境條件下，同時，在連年施肥量過高、大水灌溉的情況下，很容易使蔬菜中硝酸鹽含量過高、地下水中硝酸鹽含量增加、并加重土壤酸化與次生鹽漬化等問題[4-8]。目前我國普遍存在將露地施肥習慣直接轉移到設施栽培中的現象，究其根本原因是菜農不了解施肥和增產的關系、施肥與蔬菜品質的關系，缺乏科學合理的施肥指導[9]。北京市農業技術推廣站經過對京郊12個區縣144個基地調查發現生產有機蔬菜地塊的土壤養分含量均較高，與常規生產地塊相比，生產有機蔬菜的土壤中有機質、全氮、速效磷、有效鉀含量分別高出32.57%，40.86%，167.06%，50.95%[10]。這不僅浪費肥料，還破壞土壤環境，進一步影響到蔬菜持續良好的發展。因此，該試驗選在長期施用有機肥的大棚，以辣椒與番茄為試材，旨在探究有機無機肥料配施對辣椒及番茄產量與品質的影響，對改善辣椒與番茄的品質，保證產量，提高經濟效益具有重要的意義。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗地基本概況 本試驗于2015年10月-2016年7月在北京市延慶區王木營蔬菜合作社大棚進行。試驗地所在區域為大陸性季風氣候，平均海拔500 m以上，氣候獨特，冬天寒冷夏天涼爽，素來被稱為北京“夏都”。試驗基礎土壤耕層主要理化性狀如下：pH值7.4，有機質含量為28.20 g/kg，全氮含量為2.00 g/kg，全磷含量為1.90 g/kg，銨態氮含量為20.11 mg/kg，硝態氮含量為114 mg/kg，速效磷含量為260 mg/kg，速效鉀含量為490 mg/kg。

1.1.2 供試蔬菜作物 供試蔬菜為辣椒和番茄，品種分別為迪康與千禧由山東壽光仁禾種業有限公司選育。均于2015年10月5日定植，2016年7月收獲。

1.1.3 供試肥料 有機肥(有機質32.3%，N 1.58%，P 6.80%，K 3.84%)、緩控尿素(N 40.24%)、過磷酸鈣(P2O512%)、硫酸鉀(K2O 50%)。用CF表示化肥(Chemical fertilizer)，OM表示有機肥(Organic manure)。試驗中各肥料用量均以純氮量進行計算。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗共7個施肥處理，每個處理3次重復，共21個小區，每個小區長5 m，寬3 m，面積15 m2，試驗區組設計采用隨機區組法。施肥為有機肥與化肥減量施用，試驗共7個處理：對照，不施肥，記為CK；100%有機肥(當地習慣施肥量)，記為100% OM；75%有機肥，記為75%OM；50%有機肥，記為50%OM；50%有機肥+50%化肥，記為50%OM+50%CF；75%化肥，記為75%CF；50%化肥，記為50%CF；

1.2.2 試驗各處理施肥方法及用量 各處理施肥量見表1，溝施且所有肥料作為基肥一次性施入。

表1 各處理施肥量

1.2.3 樣品采集及指標測定方法 按當地采收習慣采收成熟的辣椒與番茄。產量指標：按小區記產，每小區總產量為每次收獲果實總和，求平均值。

品質指標：可溶性糖含量采用費林試劑滴定法測定；可溶性酸含量采用堿式滴定法測定；可溶性蛋白質含量采用考馬斯亮藍G-250法測定；還原型維生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定；硝酸鹽含量采用紫外分光光度計法測定；辣椒素與水溶性氨基酸含量采用高效液相色譜法測定。

1.2.4 數據處理與分析 試驗數據采用SPSS 17.0 軟件進行單因素方差分析，置信度為95%，Excel 2003 進行相關數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對辣椒與番茄產量的影響

由表2可得，對辣椒而言，隨有機肥與化肥施入量的減少，辣椒產量呈降低趨勢，同時，肥料減量及有機肥化肥配施對辣椒的果長、果寬、單果重均無顯著影響；等養分水平下，與處理100%OM、75%OM與50%OM相比，處理50%OM+50%CF、75%CF與50%CF的產量分別降低16.62%，11.15%，7.98%；處理50%OM+50%CF的產量僅稍低于處理100%OM。由此可得，有機養分可能更易被植株吸收利用，但等養分水平下的各處理差異均未達顯著水平。對番茄而言，肥料減量及有機肥化肥配施對番茄的果長與果寬無顯著影響，處理50%OM+50%CF番茄的單果重與產量均最高，與處理100%OM相比，處理50%OM+50%CF單果重與產量分別增加30.71%，12.99%，由此可見就植株生物量較大的番茄植株而言，施用一定量的緩釋尿素可以持續高效的供給植株所需的養分，進而提高產量。

表2 不同施肥處理對辣椒和番茄產量的影響

注:同列不同小寫字母表示處理間差異達5%顯著水平(P<0.05)。

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

2.2 不同施肥處理對辣椒和番茄品質的影響

同組不同小寫字母表示處理間差異達5%顯著水平(P<0.05)。圖2-8同。

2.2.2 不同施肥處理對可溶性固形物含量的影響 可溶性固形物通常是指果蔬中可溶性糖類、淀粉、纖維素和果膠等，決定果蔬品質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確定其采摘期。由圖2可得，就辣椒而論，不同施肥處理對辣椒可溶性固形物含量無顯著影響，即說明養分投入量的差異，對辣椒可溶性固形物含量、成熟期及成熟度無顯著影響。對番茄而言，與處理100%OM相比，處理75%OM投入有機養分減少番茄中可溶性固形物含量降低，其生育期可能更長，相對較晚成熟。隨化肥施用量減少，番茄中可溶性固形物并沒有顯著性變化。有機無機配施處理番茄中可溶性固形物含量處于中等水平。

圖2 不同施肥處理對辣椒與番茄可溶性固形物含量的影響

2.2.3 不同施肥處理對還原型維生素C含量的影響 辣椒被稱為“維生素C之王”，由圖3可得，辣椒中還原型維生素C含量均高于番茄，相對于辣椒，各處理辣椒中還原型維生素C含量均高于CK處理，其中處理50%OM+50%CF辣椒中還原型維生素C含量最高，高于CK處理約21.18%，同時，除處理75%OM外，處理50%OM+50%CF辣椒中還原型維生素C含量均與其他處理呈顯著差異；等養分水平下，與處理100%OM相比，處理50%OM+50%CF使其含量增加11.84%；相反，與處理75%OM相比，處理75%CF使其含量降低20.26%，差異顯著；而處理50%OM與處理50%CF間無顯著差異。就番茄而言，隨無機養分投入量減少，番茄中還原型維生素C含量逐漸降低；與對照相比，僅處理100%OM與處理50%OM+50%CF中還原型維生素C含量與之差異顯著，同時，處理50%OM+50%CF番茄中還原型維生素C含量最高。

2.2.4 不同施肥處理對辣椒可溶性糖含量及番茄糖酸比的影響 可溶性糖和有機酸的組分含量是影響果蔬風味的重要因素。尤其是生食果蔬的風味不單取決于糖酸含量的絕對值，而且還取決于糖酸比。由圖4可得，不同處理辣椒中可溶性糖含量差異不大，與對照相比，隨投入養分量增加，各處理辣椒中可溶性糖含量會增加0.92%～15.40%；處理75%OM與處理50%CF辣椒中可溶性糖含量最高，均與其他處理呈顯著差異。由圖5可見，糖酸比最高的為處理75%OM。此外，除處理75%OM外，其他各處理番茄糖酸比均不同程度低于對照處理。

2.2.5 不同施肥處理對辣椒可溶性蛋白質含量的影響 與蛋白質含量高的農作物相比，蔬菜中蛋白質含量相對較低。由圖6所知，不同的施肥處理對辣椒可溶性蛋白質含量影響較明顯。等養分水平下，與處理100%OM相比，處理50% OM + 50% CF使辣椒可溶性蛋白質含量降低4.76%，且差異顯著；與處理50%OM相比，處理50%CF使其降低0.69%，但差異不顯著；相反，與處理75%OM相比，處理75%CF使其含量增加1.44%。另外，僅處理100%OM較對照的可溶性蛋白質含量高1.38%，無顯著差異。

圖4 不同施肥處理對辣椒可溶性糖含量的影響

圖5 不同施肥處理對番茄糖酸比的影響

圖6 不同施肥處理對辣椒可溶性蛋白質含量的影響

2.2.6 不同施肥處理對辣椒辣椒素和番茄氨基酸含量的影響 辣椒因其獨特的風味而備受大眾青睞，評定辣椒品質的重要指標之一是辣椒中辣椒素含量的多少。而受不同因素的影響辣椒中辣椒素含量也會產生差異。由圖7所知，不同的施肥處理對辣椒中辣椒素含量影響差距較大。處理50%CF辣椒的辣椒素含量最高，同時，僅此一個處理的辣椒素含量高于對照；若含量過高，僅有少數人可食用，若含量過低，同樣也會影響辣椒的風味，因此，辣椒中辣椒素含量應以適中為宜，滿足需求的為處理75%CF、處理50%OM+50%OM與處理75%CF。

氨基酸在人體和植物中均具有極其重要的作用，在人體中可以消化吸收蛋白質、維持氮平衡等；在植物體中，它為植物蛋白質、核酸、葉綠素等含氮化合物的前體，對植物生長起重要作用[11]。目前，大部分人體攝取的蛋白質主要由植物性食品提供，蔬菜作為人每天必需的食物，同時也是人體氨基酸來源之一，因此，蔬菜中氨基酸含量的多少，某種意義上也會影響人體的營養狀況[12]。氨基酸是土壤中主要的有機氮化合物并可以直接被植物吸收，且土壤表土層中90%以上的氮素是以有機態形式存在的[11]，所以施肥量不同對番茄中氨基酸含量影響較顯著。如圖8所示，不同處理番茄中氨基酸含量與對照相比，各處理番茄氨基酸含量均有不同程度增加，等養分水平下，與處理100%OM、處理75%OM和處理50%OM相比，處理50%OM+50%CF、處理75%CF和處理50%CF分別使番茄中氨基酸含量有不同程度增加，但未達顯著性差異。其中處理50%OM+50%CF番茄氨基酸含量最高，除處理100%OM外，均與其他處理呈顯著差異。

圖7 不同施肥處理對辣椒辣椒素含量的影響

圖8 不同施肥處理對番茄氨基酸含量的影響

3 結論與討論

化肥是關鍵的農業生產資料且在促進糧食和農業發展中起著不可替代的作用，但當前肥料極低的利用率已經成為中國農業發展面臨的最嚴峻的問題，不僅容易導致肥料的過量施用，加重土壤物理性質的惡化，造成農作物產量降低和品質變壞，還會使資源浪費，農民負擔加重，并對環境起到負面作用[13]。肥料在農作物種植生產過程中起到十分關鍵的作用，適量施用肥料能夠使產量增加，過量施肥不但不會使農作物產量增加，相反會使其減產[13-14]。姚春霞等[15]對小青菜、杭白菜和莧菜進行化肥減量試驗，發現適當減少施肥量既能降低蔬菜中硝酸鹽的含量且能穩定產量，保證營養。本試驗研究發現，化肥或有機肥減量可穩定產量，并改善辣椒和番茄品質，對保障食品安全有指導意義。

大量研究發現，單一的肥料減量并不能滿足蔬菜對肥料的長期需求，有機與無機肥料配施可以很好地穩定蔬菜產量并提高蔬菜的品質[16]。王文鋒等[17]研究表明，有機無機肥料配施，同時配施適量的秸稈能夠有效提高設施菜田中土壤酶活性，使菜田維持較高的土壤肥力，有益于設施蔬菜的可持續生產；劉玉英等[18]研究發現，與對照相比，適量施入有機無機肥可以不同程度增加結球甘藍的生物產量、平均單球重、小區產量。趙明等[19]研究表明，在施氮量相同條件下，有機肥與無機肥配施可以提高番茄產量，以6∶4配施比例產量較高，施用化肥處理的番茄果實中可溶性糖與可溶性酸含量均較高，施用有機肥處理的維生素C含量最高，同時此處理的番茄果實營養品質最好、口感最佳，并且有機無機配施能夠降低番茄硝酸鹽的含量；通過常曉軻[20]的研究發現影響辣椒中辣椒素和辣椒紅色素含量的因素有品種、雜交、生育時期、田間管理方法等。

本試驗通過對辣椒的研究表明，有機肥減量與化肥減量，辣椒產量呈降低趨勢；等養分水平下，與處理75%CF與50%CF相比，處理75%OM與50%OM產量均增加；處理100%OM比處理50%OM+50%CF產量高。同時，可表明等養分水平下，適量施入有機肥可能使產量增加。由試驗條件可得，由于試驗基礎土壤肥力比較高，與番茄相比，辣椒整體的生物量相對較小，所以施肥不會對導致各處理產量呈顯著性差異。有機肥減量的同時，辣椒還原型維生素C含量、可溶性糖含量和硝酸鹽含量呈先增加后降低的趨勢，其中處理50%OM+50%CF各指標含量最佳。等養分水平下，施用有機肥的各處理還原型維生素C含量高于施用化肥各處理，同時，硝酸鹽含量低于施用化肥的各處理，這與趙明等[19]的研究結果一致。之所以本試驗中測得各處理辣椒的辣椒素含量相差較為懸殊，是由于辣椒果實中辣椒素累積不僅受施肥量影響，還受管理方式、生育期、辣椒不同部位等因素的影響，這些因素都會對測得的數據產生影響。通過對番茄的研究發現，有機肥與化肥配施的處理50%OM+50%CF，產量最高，與其他處理相比，其可溶性固形物、糖酸比相對較小，但相差不大，且番茄還原型維生素C含量、氨基酸含量、硝酸鹽含量均較為理想。

在供試土壤基礎地力水平下，有機肥化肥配施可以有效降低辣椒和番茄中硝酸鹽含量、保證產量又改善其品質。其中有機肥無機肥配施的處理效果最理想，既使營養價值最高，又使產量最理想。

[1] 吳鳳芝，趙鳳艷，劉元英.設施蔬菜連作障礙原因綜合分析與防治措施[J].東北農業大學學報，2000，31(3)：241-247.

[2] 史 靜，張乃明，包 立.我國設施農業土壤質量退化特征與調控研究進展[J].中國生態農業學報 ，2013，21(7)：787-794.

[3] 李中華，王國占，齊 飛.我國設施農業發展現狀及發展思路[J].中國農機化，2012(1)：7-10.

[4] 曾希柏，白玲玉，蘇世鳴，等.山東壽光不同種植年限設施土壤的酸化與鹽漬化[J].生態學報，2010，30(7)：1853-1859.

[5] Ju X T，Kou C L，Zhang F S，et al.Nitrogen balance and groundwater nitrate contamination：comparison among three intensive cropping systems on the North China Plain[J].Environmental Pollution，2006，143(1)：117-125.

[6] 雷寶坤，陳 清，范明生，等.壽光設施菜田碳、氮演變及其對土壤性質的影響[J].植物營養與肥料學報，2008，14(5)：914-922.

[7] 曹齊衛，張衛華，李利斌，等.濟南地區日光溫室土壤養分的分布狀況和累積規律[J].應用生態學報，2012，23(1)：115-124.

[8] 宋效宗，趙長星，李 季，等.兩種種植體系下地下水硝態氮含量變化[J].生態學報，2008，28(11)：5513-5520.

[9] 遲燕平.設施番茄有機肥施用效應研究[D].長春:吉林農業大學，2004.

[10] 宗 靜，賈小紅，齊慶振，等.京郊農產品生產基地土壤肥力與有機肥料投入狀況的調查與分析[J].北京農業，2008(18)：112-115.

[11] 馬 林.植物對氨基酸的吸收和利用[J].西南科技大學學報:自然科學版，2004，19(1)：102-107.

[12] 韓桂琪.蔬菜專用緩釋肥對辣椒、茄子產量與品質的影響[D].重慶:西南大學，2013.

[13] 王冰清，尹能文，鄭棉海，等.化肥減量配施有機肥對蔬菜產量和品質的影響[J].中國農學通報，2012，28(1)：242-247.

[14] 張鳳華，廖文華，劉建玲.過量施用氮磷和有機肥對大白菜產量和氮磷吸收的影響[J].中國土壤與肥料，2009(4)：60-63.

[15] 姚春霞，郭開秀，趙志輝，等.減量施肥對3種蔬菜硝酸鹽含量、營養品質和生理特性的影響[J].水土保持學報，2010，24(4)：153-156.

[16] 解開治，徐培智，張仁陟，等.化肥減量技術的可行性分析[J].廣東農業科學，2007(5)：55-58.

[17] 王文鋒，李春花，黃紹文，等.不同施肥模式對設施菜田土壤酶活性的影響[J].應用生態學報，2016，27(3)：873-882.

[18] 劉玉英，羅云米，李 戎，等.有機無機肥施用對結球甘藍形態，產量及品質的影響[J].中國農學通報，2016，32(4)：44-47.

[19] 趙 明，蔡 葵，王文嬌，等.有機無機肥配施對番茄產量和品質的影響[J].山東農業科學，2009(12)：90-93.

[20] 常曉軻.干辣椒品種資源評價和栽培條件對辣椒素、辣椒紅色素含量的影響[D].泰安：山東農業大學，2014.

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

北京市科技計劃課題(D161100005516003);國家重點研發計劃課題(2016YFD0801001)

宋雅欣(1990-)，女，河北石家莊人，碩士，主要從事植物營養與環境研究。

趙同科(1959-)，男，河北邢臺人，研究員，博士，主要從事植物營養、施肥與環境關系等研究。

S158

A

1000-7091(2017)02-0211-06

10.7668/hbnxb.2017.02.031