不同施氮量對辣椒生長?產量及氮肥利用的影響

袁月星 仇美華 陳琳

摘要 為解決江陰市辣椒合理施用氮肥問題，研究了在磷、鉀肥適宜當地施用水平的情況下，不同施氮量對江陰市辣椒生長、產量、經濟效益和氮肥利用的影響。結果表明，施氮范圍內隨著施氮量增加，辣椒的株高、開展度也隨之增加，辣椒單果重等商品性狀隨著施氮量增加而增優，但超過適宜的肥料閾值效果不明顯;辣椒產量隨施氮量的提高呈先增后降的趨勢，OPT2（N 330 kg/hm2）處理時，產量和產值達到最高，分別為 46 495.50 和 133 907.04元/hm2，經濟效益隨施氮量的變化與辣椒產量的變化趨勢相同;根據辣椒產量（y） 和施氮量（x） 擬合方程，得出最高產量氮肥用量為 368.16 kg/hm2，施氮在349.75～386.57 kg/hm2;OPT2（N 330 kg/hm2）處理的氮肥貢獻率（NCR） 和氮肥農學利用率（NAE）最大，分別為31.7%、44.6 kg/kg;氮肥偏生產力（NPFP）隨施氮量增加而降低。因此，適宜的氮肥用量可顯著提高辣椒產量、農藝性狀、經濟效益和氮肥利用率。綜合考慮江陰市辣椒生長、產量、效益等因素，在該試驗條件下，江陰市辣椒最佳施氮量為 368.16 kg/hm2，施氮量為349.75～386.57 kg/hm2。

關鍵詞 辣椒;氮肥利用;產量;經濟效益

中圖分類號 S641.3文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2020）24-0164-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.24.046

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effect of Different Nitrogen Fertilizer Levels on Growth，Yield and NitrogenFertilizerUtilization ofHotPepper

YUAN Yuexing1，QIUMeihua2，CHENLin3 （1.Jiangyin Agricultural Technology Promotion Center，Jiangyin，Jiangsu 214431;2.Jiangsu Province Station of Farmland Quality and Agricultural Environment Protection，Nanjing，Jiangsu 210029;3.Jiangyin Agricultural Technology Promotion Center，Jiangyin，Jiangsu 214431）

Abstract To study the suitable nitrogen fertilization application levels for pepper in Jiangyin City，the effects of different levels of nitrogen fertilizer on the growth，yield and nitrogen use efficiency were studied.The results showed that within the range of nitrogen levels used in this experiment，the plant height and plant expansion of pepper were raised with the increase of nitrogen application amount，and the commercial characters of pepper，such as single fruit weight，were optimized with the increase of nitrogen application amount，but this effect was not obvious out of the range of appropriate fertilizer threshold.The yield of pepper was increased and then decreased with the increase of nitrogen application amount.Under OPT2（N 330 kg/hm2） level，the yield and output value were the highest，which reached to 46 495.5 kg/hm2 and 133 907.04 yuan/hm2，respectively.The change trend of economic benefit was the same as that of pepper yield.According to the fitting equation of pepper yield（y） and nitrogen application amount（x），the appropriate nitrogen application amount for the highest yield of pepper was 368.16 kg/hm2，and the suitable range of nitrogen application amount was 349.75-386.57 kg/hm2.The nitrogen contribution rate（NCR） and nitrogen agronomic use efficiency（NAE） for OPT2（N 330 kg/hm2） level were the highest in each treatment，which reached to 31.7% and 44.6 kg/kg，respectively.The nitrogen partial factor productivity（NPFP） was decreased with the increase of nitrogen application amount.Therefore，appropriate nitrogen application can improve significantly the yield，agronomic characters，economic benefit and nitrogen use efficiency of pepper.Comprehensively，according to the growth，yield and economic benefit of pepper in Jiangyin city，the best suitable nitrogen application amount was 368.16 kg/hm2，and the range of nitrogen application amount was 349.75-386.57 kg/hm2 under the condition of this experiment.

Key words Pepper;Nitrogen use efficiency;Yield;Economic benefit

辣椒富含維生素，口感好，是老百姓喜愛的百搭菜，也是江陰市蔬菜主栽品種之一。辣椒產業已逐漸成為江陰市農村經濟的主要支柱和農民增收的主要來源之一。氮肥是影響辣椒生長發育和產量最敏感的肥料之一，為了片面追求產量和經濟效益，農民在實際生產中，普遍存在過量和不合理施氮，導致植物的光合特性向不利方向變化，并引起產量的下降[1]。這一方面增加生產成本、降低氮肥利用率[2]，另一方面污染生態環境[3]。此外，過量施氮會增加蔬菜果實中硝酸鹽含量[4]，無法滿足消費者日益增長的高品質安全農產品的需求。研究表明[5-6]，在當地常規施肥量基礎上適當減少氮肥施用并未降低蔬菜產量和營養品質，但可以提高氮肥利用率，穩產保質，而且可以節約養分資源，降低氮素淋溶的風險，對蔬菜生產的健康發展具有重要意義，但有關江陰市施氮量對蔬菜生長影響的研究鮮見報道。為此，筆者以辣椒為試驗材料，通過田間試驗，分析當地農民習慣施氮及氮肥總量控制對辣椒產量和氮肥利用率的影響，旨在為優化江陰市辣椒氮肥管理和肥料配方設計提供理論依據，促進江陰市辣椒產業健康安全發展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2019年3月在江蘇省江陰市申港街道華發蔬菜種植基地內（120°09′44″E、31°52′25″N）進行。該區域屬北亞熱帶季風性濕潤氣候，四季分明，光照充足，雨量豐沛，年均氣溫16.7 ℃，年均降水量 1 040.7 mm。前茬作物為蘿卜，產量為37 500 kg/hm2。供試辣椒品種為“蘇椒17號”。供試土壤為粉砂壤土，地力均勻，耕層土壤基本理化性狀：pH 6.31，有機質26.32 g/kg，全氮 1.63 g/kg，有效磷134.25 mg/kg，速效鉀 81.26 mg/kg。

氮肥選用硫酸銨（含N 21% ），磷肥為普鈣（含P2O5 12% 以上 ），鉀肥為硫酸鉀（含K2O 54%）。有機肥由江陰長青肥業有限公司提供，其含水量 30.0%，有機質 45.12%，N 2.03%，P2O5 2.05%，K2O 1.01%。

1.2 試驗設計

設置5種氮肥管理模式：①不施氮肥處理（CK）;②農民習慣施氮肥處理（FFP），通過實地農戶調研確定施氮量為 450 kg/hm2;③優化施氮處理（OPT2），相當于配方施肥推薦適宜用氮量330 kg/hm2;④70%的優化施氮處理（OPT1），施氮量為 231 kg/hm2;⑤130%的優化施氮處理（OPT3），施氮量為 429 kg/hm2。各處理氮肥按基追比 3：7施用，追肥于植株成活后、現蕾期、盛果期和后期分4次等量施入，所有處理統一于移栽前一次性施入15 t/hm2有機肥作基肥。各處理磷肥、鉀肥施肥方案一致，磷肥（P2O5）施用量為90 kg/hm2，都作基肥施入;鉀肥（K2O）施用量為225 kg/hm2，運籌按基追肥5∶5進行，追肥在盛果期施用。

每個處理設置3次重復，采用隨機區組排列，小區面積為30 m2（5 m×6 m），小區間田埂用防水布覆蓋，隔離防滲，四周設保護行。辣椒采用穴盤育苗，于2019年3月17日播種，4月19日移栽定植，株距60 cm，行距30 cm，定植55 500株/hm2。各試驗小區澆灌、病蟲防治、除草等田間管理措施均一致，即按照當地農民栽培習慣進行。

1.3 測定項目與方法 植株生長性狀：每試驗小區隨機選取10株測量，測量項目為株高、開展度、果實縱徑、果實橫徑、單果重等指標。其中株高、開展度用卷尺測量，開展度測定植株頂部展開最寬部位的長度;果實成熟后采集樣品用電子數顯游標卡尺測量果實縱徑、果實橫徑。

辣椒果實成熟后分小區采摘計產，每一期采收時都要詳細記錄各小區收獲果實的重量，最后累計計算各小區實收總產量，并換算為每公頃產量。

肥料利用率計算方法[7-8]：

氮肥貢獻率（nitrogen fertilizer contribution rate，NCR）= （施氮區產量-不施氮區產量）/施氮區產量×100%

氮肥偏生產力（partial factor productivity of N，NPFP，kg/kg）= 施氮區產量/施氮量

氮肥農學利用率（N agronomy efficiency，NAE，kg/kg）= （施氮區產量-不施氮區產量）/施氮量

1.4 數據處理與分析 試驗數據處理在 Microsoft Excel 2007 中完成，采用LSD 多重檢驗法對不同處理進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同施氮量對辣椒農藝性狀的影響

由表1可知，施氮處理各農藝性狀均優于不施氮處理（CK），隨著施氮量增加，辣椒的株高、開展度也隨之增加;FFP（農民習慣施氮肥處理）比OPT3（130%的優化施氮處理）增加了施氮量，但處理間株高并無顯著差異，說明并不是施氮量越多越有利于植株地上部分的生長。OPT1（70%的優化施氮處理）果實橫徑和平均單果重均顯著低于OPT2（優化施氮處理）、OPT3（130%的優化施氮處理）及FFP（農民習慣施氮肥處理），OPT2（優化施氮處理）、OPT3（130%的優化施氮處理）和FFP（農民習慣施氮肥處理）間無顯著差異，說明一定施氮范圍內，辣椒單果重等商品性狀隨著施氮量增加而增優，但超過適宜的肥料閾值效果不明顯。

2.2 不同施氮量對辣椒產量和經濟效益的影響

2.2.1 辣椒產量。由表2可知，各處理間辣椒產量差異顯著，在CK基礎上增施氮肥均能顯著提高辣椒產量，增產率為24.34% ～ 46.38%，OPT2處理增產最高，OPT3處理次之。在不同施氮處理中，辣椒產量隨施氮量的提高呈先增后降的趨勢，在 0～330 kg/hm2 時辣椒產量顯著提高（P<0.05），當施氮量超過429 kg/hm2 后，辣椒產量開始下降。與FFP（農民習慣施氮肥處理）相比，OPT1（70%的優化施氮處理）處理產量降低11.3%，表明過度減少氮肥用量不能滿足植株生長需要，可能會降低辣椒產量。辣椒生產施用氮肥量FFP>OPT3>OPT2，而辣椒產量FFP

2.2.2 辣椒經濟效益。

由表3可知，OPT2（優化施氮處理）辣椒產值、利潤高于其他處理，OPT3（130%的優化施氮處理）次之，分別比 FFP（農民習慣施氮肥處理）增加利潤6 227.52、2 116.14元/ hm2，這與辣椒產量的變化趨勢相同，說明合理施用氮肥、提高辣椒產量是增收的前提，在當地農民習慣施肥基礎上適當減氮不僅可以降低成本，也能提高產值、增加利潤。

2.3 不同施氮量對辣椒氮肥利用的影響

表征農田肥料利用效率最常用指標有氮肥貢獻率（NCR）、氮肥農學利用率（NAE） 及氮肥偏生產力（NPFP）[9]。從表4可以看出，隨著氮肥用量的增加，各處理的氮肥貢獻率（NCR） 和氮肥農學利用率（NAE）均呈先升后降的趨勢，兩者均在OPT2（優化施氮處理）達到最大值，分別為31.7%、44.6 kg/kg。氮肥偏生產力（NPFP）隨施氮量增加而降低，與FFP（農民習慣施氮肥處理）相比，OPT2（優化施氮處理）的NCR、NPFP和NAE分別提高10.45%、42.32%和57.04%，OPT1（70%的優化施氮處理）的NPFP提高72.72%。

3 結論與討論

（1）施氮處理中辣椒各農藝性狀均優于不施氮處理（CK），隨著施氮量增加，辣椒的株高、開展度也隨之增加，氮素對促進植株的營養生長起重要作用。但施氮量達330 kg/hm2后再增施氮肥并不會顯著提高辣椒果實縱徑、果實橫徑、平均單果重。可能原因是肥沃土壤上過量施用氮肥會造成植株旺長，光合產物向果實轉運比例降低，導致源庫比例不協調，辣椒產量下降[10]。

（2）在不同施氮處理中，辣椒產量隨施氮量的提高呈先增后降的趨勢，OPT2（優化施氮處理）產量最高，與FFP（農民習慣施氮肥處理）相比，優化施氮處理在減氮 26.67% 的基礎上，增產4.42%。過多或過少施用氮肥均不利于產量的形成，可能是由于過低或過高的肥料均不利于植株對水分的吸收和利用，從而造成減產[11]。根據辣椒產量（y） 和施氮量（x） 擬合方程，得出最高產量氮肥用量為368.16 kg/hm2，施氮在349.75～386.57 kg/hm2。趙明炯等[12]研究表明，長三角地區蔬菜生產的活性氮損失和溫室氣體排放潛值較高，主要是由于高的肥料投入，尤其是較高的氮肥投入導致。為了提高蔬菜生產的生產力，可以在田間管理時采取以下措施，即控制氮肥的用量、優化施用氮肥、合理使用增效氮肥等，這與該研究結果一致。

（3）OPT2（優化施氮處理）辣椒產值、利潤高于其他處理，這與辣椒產量的變化趨勢相同。

（4）隨著氮肥用量的增加，各處理的氮肥貢獻率（NCR） 和氮肥農學利用率（NAE）均呈先升后降的趨勢，兩者均在OPT2（優化施氮處理）達到最大值。李海峰等[13]研究表明，隨著施氮量的增加，辣椒氮肥貢獻率、氮肥農學效率、氮肥吸收利用率呈先增大后降低的變化規律，氮肥偏生產力隨氮肥用量增加呈下降趨勢，氮肥利用效率下降幅度明顯。鄧小強等[14]研究表明合理施用氮肥，可促進辣椒氮的吸收利用，提高氮肥利用效率，氮肥利用率和農學效率、偏肥料生產力較高;氮肥施用量過大時，植株田間表現明顯變差，經濟產量下降，氮的經濟產量單位吸收量雖增加，但氮總吸收量反而減加，氮肥利用效率下降明顯，造成肥料浪費和污染環境。因此， 田間生產中過度施氮或盲目施氮都會造成肥料浪費， 增加投入成本，降低經濟收益。該試驗中辣椒氮肥偏生產力（NPFP）隨施氮量增加而降低，雖然低氮（OPT1）處理的NPFP較高，但辣椒產量顯著低于其他施氮處理，因此，實際田間生產中協調產量和氮肥利用率之間的矛盾，應需在保證辣椒產量的前提下，提高氮肥利用效率。

綜上所述，OPT2（優化施氮處理）在保證不減產的前提下可進一步降低江陰市辣椒生產化肥氮投入量，施氮349.75～386.57 kg/hm2 可作為辣椒生產系統推薦的施肥技術方案。

參考文獻

[1]歐立軍，康林玉，趙激，等.作物氮素吸收與利用研究進展[J].北方園藝，2018（7）：151-156.

[2] DU Y D，CAO H X，LIU S Q，et al.Response of yield，quality，water and nitrogen use efficiency of tomato to different levels of water and nitrogen under drip irrigation in Northwestern China [J].Journal of integrative agriculture，2017，16（5）：1153-1161.

[3] 劉兆輝，薄錄吉，李彥，等.氮肥減量施用技術及其對作物產量和生態環境的影響綜述[J].中國土壤與肥料，2016（4）：1-8.

[4] 韓明珠，祖艷群，李元，等.不同施氮水平對丘北辣椒生長、產量及品質的影響[J].農業環境科學學報，2010，29（S1）：32-35.

[5] 孫卓，李思聰，陳新，等.減水減肥對設施茄子氮吸收及利用效率的影響[J].中國農學通報，2020，36（14）：54-58.

[6] CABELLO M J，CASTELLANOS M T，ROMOJARO F，et al.Yield and quality of melon grown under different irrigation and nitrogen rates[J].Agricultural water management，2009，96（5）：866-874.

[7] 曹雯梅，劉松濤，趙威，等.小麥高產及超高產優化管理模式對源葉光合特性及產量的調控效應[J].核農學報，2014，28（12）：2254-2260.

[8] CASSMAN K G，GINES G C，DIZON M A，et al.Nitrogenuse efficiency in tropical lowland rice systems：Contributions from indigenous and applied nitrogen[J].Field crops research，1996，47（1）：1-12.

[9] 鄭偉，何萍，高強，等.施氮對不同土壤肥力玉米氮素吸收和利用的影響[J].植物營養與肥料學報，2011，17（2）：301-309.

[10] 吳春紅，劉慶，孔凡美，等.氮肥施用量對不同紫甘薯品種產量和氮素效率的影響[J].作物學報，2016，42（1）：113-122.

[11] 劉世全，曹紅霞，楊慧，等.水氮供應與番茄產量和生長性狀的關聯性分析[J].中國農業科學，2014，47（22）：4445-4452.

[12] 趙明炯，王孝忠，劉彬，等.長三角地區蔬菜生產的活性氮損失和溫室氣體排放估算[J].農業環境科學學報，2020，39（6）：1409-1419.

[13] 李海峰，張春梅，劉志剛，等.氮肥用量對設施辣椒產量和經濟效益及氮肥利用率的影響[J].新疆農業科學，2019，56（8）：1502-1509.

[14] 鄧小強，張德全，范貴國，等.施氮量對辣椒經濟性狀、產量和氮肥利用效率的影響[J].耕作與栽培，2019，39（1）：32-34.