有機無機肥配施對溫室辣椒生理特性與產量品質的影響

陳修斌，楊彬，許耀照，李翊華，祖廷勛

(河西學院 農業與生物技術學院，甘肅 張掖 734000)

張掖市地處河西走廊中部，屬溫帶大陸性氣候，境內地勢平坦，土地肥沃，日照充足，年均日較差14 ℃，年均氣溫7.7 ℃，≥10 ℃的活動積溫2 980 ℃，是典型的綠洲農業和大型灌溉農業區[1]，發展日光溫室為主的設施農業有著得天獨厚的自然條件。隨著農業種植結構調整，日光溫室蔬菜種植已成為農業增效和農民增收的支柱產業。辣椒(Capsicumannuum)是當地日光溫室生產中的主栽作物。近年來，在辣椒的種植過程中，普遍存在重氮磷肥、輕有機肥的現象[2]。大量有機肥因得不到有效利用和妥善處理，而從養分資源變為污染源[3-4]。同時，不合理施肥導致農業生產中氮磷鉀施用比例極不平衡，蔬菜作物營養失調、硝酸鹽和亞硝酸鹽嚴重超標[5-6]、品質下降，制約溫室辣椒的高效可持續發展。

研究表明：施用有機肥能夠降低土壤硝酸鹽的積累[7-8]，并可提高蔬菜產量和改善蔬菜品質[9]。有機肥與化肥配合施用，可協調化肥供肥過程，有效提高氮、磷肥的利用率[10-11]。張靖等[12]研究了有機無機肥配施對蠶豆產量、養分吸收量及肥料利用率的影響，認為在N 180 kg·hm-2、P2O5120 kg·hm-2的投入水平下，有機無機配施及單施有機肥的肥效均高于無機肥配施及單施無機肥；高偉等[13]研究了有機無機肥料配合施用對設施條件下芹菜產量、品質及硝酸鹽淋溶的影響，并提出了有機無機肥料配合施用的理想模式；付利波等[14]研究了氮磷減施對滇池周邊香石竹產量、地下水氮磷含量的影響，提出環境友好型養分最佳用量。國內學者大多從植物的形態指標、土壤養分變化等角度研究有機無機肥料配施對作物生長的影響；而在氮磷減量配施有機肥條件下，從植物葉片生理活性變化角度探討不同施肥模式對辣椒產量品質影響尚缺少系統報道。本研究立足河西走廊綠洲溫室辣椒生產，探討不同氮磷減量配施有機肥處理對溫室辣椒葉片生長潛在活性及產量、品質的影響，以期為設施蔬菜高產、優質、高效發展提供參考。

1 材料與方法

1.1 土壤狀況

試驗于2017年1—9月在張掖市甘州區黨寨鎮日光溫室蔬菜生產基地內進行。供試土壤為灌漠土，有機質含量11.02 g·kg-1，堿解氮58.32 mg·kg-1，速效磷7.63 mg·kg-1，速效鉀167.42 mg·kg-1，pH值7.02，全鹽0.98 g·kg-1，容重1.13 g·cm-3，總孔隙度51.73%，質地砂壤。

1.2 處理設計

參考廖義善等[15]方法，設6個處理：A1，空白對照，不施化肥，單施有機肥45.0 t·hm-2；A2，經驗施肥，依據張掖市甘州、高臺、臨澤等縣(區)的8個溫室辣椒生產基地的肥料用量確定，施用尿素600.0 kg·hm-2、過磷酸鈣675.0 kg·hm-2、硫酸鉀525.0 kg·hm-2、有機肥45.0 t·hm-2；A3，尿素和過磷酸鈣的施用量在A2基礎上減10%，有機肥在A2基礎上增施10%，即施用尿素540.0 kg·hm-2、過磷酸鈣607.5 kg·hm-2、硫酸鉀525.0 kg·hm-2、有機肥49.5 t·hm-2；A4：尿素和過磷酸鈣在A2基礎上減施20%，有機肥在A2基礎上增施施20%，即施用尿素480.0 kg·hm-2、過磷酸鈣540.0 kg·hm-2、硫酸鉀525.0 kg·hm-2、有機肥54.0 t·hm-2；A5，尿素和過磷酸鈣在A2基礎上減施30%，有機肥在A2基礎上增施30%，即施用尿素420.0 kg·hm-2、過磷酸鈣472.5 kg·hm-2、硫酸鉀525.0 kg·hm-2、有機肥58.5 t·hm-2； A6：尿素和過磷酸鈣在A2基礎上減施40%，有機肥在A2基礎上增施40%，即施用尿素360.0 kg·hm-2、過磷酸鈣405.0 kg·hm-2、硫酸鉀525.0 kg·hm-2、有機肥63.0 t·hm-2。

各處理種植一畦，采用隨機區組排列設計，每處理重復3次，處理之間用塑料薄膜隔離，埋深40 cm。作畦的規格為畦長9 m、寬1.1 m。

試驗用尿素含N 46%、過磷酸鈣含P2O514.5%、硫酸鉀含K2O 33%，有機肥為商品有機肥(主要成分為豬糞)，養分含量(N、P2O5、K2O)為1.8%、1.2%、1.4%，有機質含量26.7%，水分20.6%。

于2017年1月5日采用72孔穴盤在日光溫室進行育苗。供試辣椒品種為隴椒3號，3月25日定植，株距40 cm，667 m2保苗數2 964株。有機肥、磷肥、40%的氮肥和60%的鉀肥作基肥施入，撒施深翻30 cm，剩余60%的氮肥和40%的鉀肥分別在辣椒開花坐果的初期與盛期，分二次等量隨灌水沖施。其他管理同日光溫室常規管理。

1.3 指標測定

1.3.1 葉片最大量子產額和潛在活性

分別于辣椒開花結果初期(6月15日)、中期(7月15日)、末期(8月15日)上午10:00—12:00，選取辣椒自上而下第4片功能葉夾入葉室，用Handy PEA植物效率分析儀自帶光源照光，光量子通量密度為(924±5)μmol·m-2·s-1，在充分暗適應20 min后測定葉片暗適應下PSⅡ(光合系統Ⅱ)的最大量子產額和葉片PSⅡ潛在活性，每個處理隨機測定6株，取平均值。

1.3.2 植株生物學性狀及產量測定

在辣椒結果后期(8月20日)，每個處理選擇標定的6株，用卷尺測定株高、株幅。每次收獲時統計植株的結果數和單株產量，按不同處理分別計產。

1.3.3 果實品質測定

每個處理隨機選取18個果實，測定其可溶性糖、可溶性固形物、Vc、可溶性蛋白質和游離氨基酸含量。其中，Vc含量測定采用鉬藍比色法，可溶性蛋白質含量測定采用紫外分光光度法，游離氨基酸含量測定采用茚三酮法，可溶性糖含量測定采用苯酚法，用手持折光儀測定可溶性固形物含量[16-19]。每項指標測定均重復3次，取平均值。

1.4 數據分析

采用DPS 9.50和Microsoft Excel 2003軟件進行數據整理與分析，對有顯著差異的處理采用Duncan法進行多重比較，顯著性水平設置為α=0.05。

2 結果與分析

2.1 不同處理對辣椒葉片最大量子產額和潛在活性的影響

從圖1可以看出，辣椒葉片在開花結果初期、中期、末期的最大量子產額(Fv/Fm)均以A5處理最高，顯著高于其他處理。整體來看，不同處理間辣椒葉片最大量子產額表現為A5>A3>A4>A6>A2>A1，同一處理間表現為開花結果中期>初期>末期。

從圖2可以看出，不同處理辣椒葉片開花結果初期、中期、末期的潛在活性(Fv/Fo)變化與最大量子產額相似，同樣以A5處理最高，且顯著高于其他處理。

2.2 不同處理對辣椒生物學性狀及產量的影響

從表1可以看出，辣椒株高、株幅、單株結果數、單株產量和667 m2產量均以A5處理下最高，較A1處理分別增加19.59 cm、14.42 cm、5.76個、0.24 kg和710.69 kg，較A2處理分別增加14.72 cm、11.60 cm、4.44個、0.16 kg和472.43 kg。說明在本試驗條件下，隨著氮磷施用量減少、有機肥用量增加，辣椒植株表現更強的生長勢與結果能力，但在A5處理的施用水平之上繼續減氮磷增有機，辣椒生產力降低、產量下降。這一結果說明在本試驗條件下，A5處理的供肥模式效果較理想。

不同柱上無相同小寫字母的表示處理間差異顯著。圖2同。圖1 不同處理對辣椒葉片最大量子產額的影響

圖2 不同處理對辣椒葉片潛在活性的影響

表1 不同處理對辣椒生物學性狀及產量的影響

注：同列數據后無相同字母的表示差異顯著。表2同。

2.3 不同處理對辣椒品質的影響

從表2可以看出，辣椒可溶性糖、可溶性固形物和Vc含量均以A5處理最高。這說明，在本試驗條件下，隨著氮磷施用量減少、有機肥用量增加，辣椒可溶性糖、可溶性固形物和Vc含量也表現出先增加而后降低的趨勢。從可溶性蛋白質和游離氨基酸含量來看，以A2處理最高，隨著無機氮磷肥用量降低和有機肥用量增加，辣椒中的可溶性蛋白質和游離氨基酸含量呈現下降趨勢。這可能是因為，氮是構成氨基酸的基本物質，而氨基酸通過合成轉化為蛋白質，隨著無機氮肥使用量減少，可溶性蛋白質和游離氨基酸含量也表現出下降的趨勢，這與左文博等[20]的研究結果一致。

表2 不同處理對辣椒品質的影響

3 討論

本試驗中，采用經驗施肥的處理A2與不施化肥的處理A1相比，其辣椒葉片的最大量子產額和潛在活性要高，處理A3～A6隨著氮磷用量減少、有機肥用量增加，辣椒葉片的最大量子產額和潛在活性呈現結果中期>初期>末期的規律，不同處理下均表現為A5>A3>A4>A6>A2>A1的趨勢，說明適度的化肥減量及配施有機肥，可協調平衡養分供應，滿足作物整個生育期對養分的需求。隨著植株生長，至結果后期，植株生長減弱，對養分的吸收能力降低，因此表現出葉片的最大量子產額和潛在活性降低。這與黃東風等[18]的研究結果一致。

合理的有機無機肥料配合施用可以提高作物產量，并促進植株對氮素的吸收[19]。從本試驗結果看，A5處理的辣椒株高、株幅、單株結果數、單株產量、667 m2產量等性狀均表現最優，說明A5處理的營養配比最適宜于辣椒生長，因此辣椒表現出較強的代謝水平與結果能力。

可溶性糖是植物光合作用的重要產物，是碳水化合物短暫儲存和代謝的主要方式，在植物體物質代謝中具有重要作用[20]。研究表明，可溶性固形物含量與可溶性糖具有相關性[21]，增加氮肥用量會導致蔬菜中Vc含量下降[22]，有機無機肥配施可以增加蔬菜Vc含量[23]。氮是構成氨基酸的基本物質，蛋白質含量隨氮肥用量的增加而增加，但當達到閾值后氮肥用量再增加則可能會導致蛋白質含量下降[24]。本試驗結果與此類似：A5處理的辣椒中可溶性糖、可溶性固形物和Vc含量最高，隨著氮磷肥用量進一步減少，其值均又有所降低。從可溶性蛋白質和游離氨基酸含量看，A2處理高于A1，但A2～A6處理隨著氮磷肥用量減少，其數值呈現降低趨勢。

本試驗結果表明，在本試驗條件下，采用尿素420.0 kg·hm-2、過磷酸鈣472.5 kg·hm-2、硫酸鉀525.0 kg·hm-2、有機肥58.5 t·hm-2的施肥量，辣椒葉片的最大量子產額和潛在活性最高，辣椒株高、株幅、單株結果數、單株產量和667 m2產量等農藝性狀表現最好，辣椒可溶性糖、可溶性固形物、Vc含量最高，適于當地溫室辣椒栽培，可為當地溫室辣椒高產優質生產及科學使用肥料提供參考。