基于不同水溶肥的水肥一體化技術對設施辣椒產量及品質的影響

李丹，王京文，王忠，樓玲

(1.杭州市植保土肥總站，浙江 杭州 310019；2.杭州市余杭區農業生態與植物保護管理總站，浙江 杭州 311100)

辣椒(CapsicumannuumL.)營養豐富，其維生素C(VC)含量居蔬菜首位，亦含有豐富的維生素B(VB)、胡蘿卜素，及鈣、鐵等礦物質[1]，深受消費者喜愛。早春辣椒設施栽培是杭州市設施蔬菜栽培的主要類型之一，具有產量高、適應范圍廣、栽培省工等優點[2-3]。然而，由于棚室菜地集約栽培、復種指數高，菜農為了追求高產和高收益常常采用大水大肥的水肥管理方式，既造成水、肥資源的巨大浪費，也增大了環境風險，成為影響農業可持續生產、農產品安全及人畜健康的重大問題[4]。

水肥一體化技術利用管道灌溉系統，根據作物水、肥需求規律，以肥調水、以水促肥，使水和肥料在土壤中以優化組合狀態供應給作物吸收利用，實現水、肥的同步管理，極大限度地提高了水、肥利用率和生產效率[5-7]。20世紀中期，以色列開始開發、利用水肥滴灌集成技術。至20世紀后期，我國開始引進水肥一體化技術，組織專業培訓，開展技術研討。目前，水肥一體化技術已由過去的局部試驗、示范發展成為現在的大規模推廣應用，涵蓋了設施栽培、無土栽培，以及果樹、蔬菜、花卉、苗木等多種作物[8]。羅勤等[9]提出，適宜的水肥處理可使番茄生育期灌水利用率提高51%，N、P2O5、K2O的用量可分別節省188、32、158 kg·hm-2。王海霞[10]提出，不同水溶肥配方對白菜生長及土壤肥力的影響差異較大。現階段大多數關于水肥一體化技術的研究主要集中在提高作物產量方面，關于水溶肥對作物品質影響的研究較少。為此，本研究就杭州市規模設施蔬菜種植中應用水溶肥提高辣椒產量及品質的效果做了初步研究，以期篩選出合適的水溶肥配方，為當地設施辣椒種植大戶運用水肥一體化技術提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗區位于杭州市桐廬縣富春江鎮芝廈村沃邊畈溪南蔬菜專業合作社，該區塊多年種植蔬菜，土層深厚，地勢平坦，肥力較好。土壤類型為水稻土類泥質田，質地為黏壤土。

1.2 供試肥料

供試肥料5種(商品有機肥、復合肥，及3種水溶肥)，均為市售。肥料中N、P2O5、K2O養分的質量分數分別為：復合肥，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 處理設計

試驗設4個處理：CK，底肥施用商品有機肥7 500 kg·hm-2、復合肥450 kg·hm-2，開花著果期施用復合肥150 kg·hm-2，結果采收期施用復合肥150 kg·hm-2，來自化學肥料中的總養分折純為337.5 kg·hm-2，N、P2O5、K2O質量比例為1∶0.25∶1；T1，底肥施用商品有機肥7 500 kg·hm-2、復合肥345 kg·hm-2，開花著果期施用水溶肥Ⅰ78 kg·hm-2，結果采收期施用水溶肥Ⅰ4次，每次用量78 kg·hm-2，兩次施肥間間隔10～12 d，來自化學肥料中的總養分折純為272.25 kg·hm-2、N、P2O5、K2O質量比例為1∶0.39∶1.22；T2，底肥施用商品有機肥7 500 kg·hm-2、復合肥345 kg·hm-2，開花著果期施用水溶肥Ⅱ62.4 kg·hm-2，結果采收期施用水溶肥Ⅱ4次，每次用量62.4 kg·hm-2，兩次施肥間間隔10～12 d，來自化學肥料中的總養分折純為272.25 kg·hm-2，N、P2O5、K2O質量比例為1∶0.41∶1.31；T3，底肥施用商品有機肥7 500 kg·hm-2、復合肥345 kg·hm-2，開花著果期施用水溶肥Ⅲ40.35 kg·hm-2，結果采收期施用水溶肥Ⅲ次，每次用量40.35 kg·hm-2，兩次施肥間間隔10～12 d，來自化學肥料中的總養分折純為272.25 kg·hm-2、N、P2O5、K2O質量比例為1∶0.29∶1.40。T1、T2、T3處理的化學肥料中總養分折純量相等，且與CK相比均減少了20%。

每個小區面積15 m2。每個處理除肥料運籌外，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。其他施肥時間：開花著果期為辣椒幼苗定植后20 d，結果采收期為門椒采收后。供試辣椒品種為弄口早椒，采收期從2018年4月23日開始，至2018年7月9日結束。

1.4 樣品采集與檢測

辣椒采收期記錄各處理產量，并在采收中期采集各處理的辣椒果實，檢測其VC、可溶性糖、蛋白質、粗纖維、氨基酸含量及組成等。

2 結果與分析

2.1 對設施辣椒品質的影響

由表1可知，與CK相比，采用水肥一體化技術的3個處理中，T1和T2處理的辣椒VC含量明顯增加，增幅分別高達112%和69%；但T3處理的辣椒VC含量明顯下降，降幅為34.4%。由此可見，施肥量、施肥方式、肥料種類都會影響辣椒果實中的VC含量。與CK相比，采用水肥一體化技術的3個處理中，T1處理的辣椒蛋白質含量明顯增加，增幅為12.0%；但T2和T3處理的辣椒蛋白質含量均有所降低，降幅分別為7.7%和4.3%。各處理的辣椒可溶性糖和粗纖維含量無顯著差異，說明本試驗條件下各施肥方式與肥料種類對辣椒果實可溶性糖累積的影響不大。

表1 不同處理對設施辣椒品質的影響

與CK相比，采用水肥一體化技術的3個處理中，T1和T2處理的辣椒果實內氨基酸總量明顯提高。尤其是施用水溶肥Ⅰ后，辣椒果實內氨基酸總量最高，為1.11%，比CK的0.90%增加了0.21百分點，增幅為23.3%。分析圖1可知，辣椒果實中氨基酸主要由天門冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、賴氨酸和精氨酸組成，其中谷氨酸和天門冬氨酸含量最高。施肥量、施肥方式、肥料種類對辣椒果實的氨基酸含量及其組成有影響，尤其是對天門冬氨酸和谷氨酸，各處理間差異明顯。同時，對比可知，T1處理的辣椒果實天門冬氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、賴氨酸和精氨酸含量均比T2和T3處理高，說明水溶肥Ⅰ能提高辣椒果實的氨基酸含量。

圖1 不同處理對設施辣椒果實氨基酸組成的影響

2.2 對設施辣椒產量的影響

作物產量水平是植物營養狀況最直觀的展現。將辣椒的整個采摘期細分為前期(1～30 d)、中期(31～60 d)和后期(61～78 d)，如表2所示，各處理的辣椒產量在整個采摘期內均呈拋物線型，以采摘中期的辣椒產量最高，約占總產量的50%。這是由于前期辣椒從營養生長向生殖生長過渡需要一定的時間，所以采收前期辣椒長勢相對緩慢，到了后期，追施的肥料已經被完全利用，辣椒果實生長的養分需求不能得到完全滿足，所以產量有所下降，且78 d后辣椒不再采收，改為養紅辣椒。

表2 不同處理對設施辣椒產量的影響

對比各處理的總產量可知，采用水肥一體化技術，可在化學肥料中總養分折純量減少20%的條件下，較CK明顯增產，尤其是選用水溶肥Ⅰ和水溶肥Ⅱ的T1和T2處理，其產量分別比CK增加13.755、14.940 t·hm-2，增幅分別高達30.3%和32.9%。分析原因，可能是采用水肥一體化技術后，可以嚴格遵循辣椒少施勤施的施肥特性，充分滿足辣椒在不同生育期對養分的需求，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，使辣椒果實得到充分生長。對CK而言，采摘中期土壤養分消耗量過大，但追施的肥料沒能及時轉移到辣椒植株根部附近，難以被辣椒充分吸收。若不采用水肥一體化技術，如果要做到少施勤施，會大幅增加人工成本，即使產量有所增加，也不會顯著提高收入。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，也無法在第一時間轉移到辣椒植株根部而被吸收利用，肥料的實效性遠低于水肥一體化技術。

3 小結與討論

施肥量、施肥方式、肥料種類都會影響辣椒品質。本研究表明，在化學肥料中總養分折純量減少20%的條件下，采用水肥一體化技術，施用不同水溶肥后，辣椒果實的可溶性糖和粗纖維含量差別不大。施用水溶肥Ⅰ后，辣椒中的VC、蛋白質和氨基酸含量都明顯增加；施用水溶肥Ⅱ后，辣椒中的VC和氨基酸含量明顯增加，而蛋白質含量有所降低；施用水溶肥Ⅲ后，辣椒中的VC和蛋白質含量都明顯下降。不同處理下的辣椒產量在整個采摘期內呈拋物線型，以采摘中期的辣椒產量最高，約占整個采摘期的50%。與CK相比，采用水肥一體化技術，施用水溶肥Ⅰ或水溶肥Ⅱ后，辣椒大幅增產。綜合辣椒品質及產量，采用T1處理的水肥一體化施肥方案，可在較CK的化學肥料總養分折純量減少20%的條件下，有效提升辣椒品質及產量。