復合肥料中不同腐植酸質量分數對辣椒產量和品質的影響

范仲卿，郭新送，吳欽泉，陳士更，宋摯，于曉東，李巧玉，王鵬，丁方軍，馬學文*

(1.山東農大肥業科技有限公司 農業部腐植酸類肥料重點實驗室，山東 泰安 271000； 2.泰安市岱岳區農業農村局，山東 泰安 271000)

辣椒(CapsicumannuumL.)，又稱海椒，富含維生素C、辣椒素和碳水化合物，在餐飲、食品加工和制藥領域應用非常廣泛。我國是辣椒的重要主產國之一，年種植面積近2×104km2，居世界首位，但依然無法滿足廣大人民日益增長的需求，每年仍需進口約1.6×105t干辣椒及辣椒制品，且呈逐年增長趨勢[1]。此外，由于部分地區栽培技術落后，投入結構不合理等原因，辣椒品質差，不能滿足消費需求[2]。因此，提升辣椒產量和品質對于滿足我國人民生活需求具有重要意義。

肥料在農業生產中的作用不可替代，但長期以來，常規肥料施用量大、利用率低，在造成大量養分浪費的同時還會造成土壤板結和水體富營養化，給環境帶來極大危害[3]。因此，在農業生產中，減少肥料消耗和對環境的危害、提高肥效和利用率是農業可持續發展的重要手段。

腐植酸具有改良土壤，提高肥效的功能，可通過調控植物代謝相關重要基因的表達和酶活性來提升農作物產量并改善農作物品質[4-6]。腐植酸為動植物殘體在一系列的生理生化作用下，分解轉化而成的一類含有芳香族及其活性官能團的天然高分子酸性有機混合物[7]，是一種高效的肥料增效劑，與常規肥料結合后可以生成穩定的化學鍵，減緩肥料的氧化還原反應，有效降低氮素釋放速率。前人多項研究表明，腐植酸可通過活化土壤，提高農作物呼吸作用速率和新陳代謝過程，促進植物生長。使用腐植酸可以提高土壤磷酸酶活性，促進土壤團粒結構形成[8]，提高土壤有機質含量[9]，還可有效提高玉米[10]、小麥[11]、獼猴桃[12]、設施甜瓜[13]、大葉芹[14]、葡萄[15-16]、楊梅[17]等作物的產量和品質，如提高葡萄葉綠素含量[16]、增加玉米氮素吸收積累量[10]、降低生育期甘薯T/R(莖葉鮮重與塊根鮮重的比值)值[18]、提高西瓜葉片葉綠素相對含量值[19]、節省甘藍肥料投入[20]等。

長期連作會因作物根系菌群微生物失衡、作物專用營養元素缺失及作物自毒物質積累過多導致重茬障礙，進而嚴重影響產量及品質[21-22]。目前辣椒種植多以復合肥料為主，種植戶多采用有機肥投入及大量使用藥劑來避免重茬問題，經濟及環境效益差。腐植酸肥料已被應用在多種作物上，但對辣椒生長發育的影響卻鮮有報道。為了探究腐植酸肥料對辣椒產量和品質的作用，本研究采用含有不同質量分數腐植酸的復合肥料，連續4年開展對辣椒產量和品質的鑒定，以期為腐植酸復合肥在我國辣椒種植中的應用提供參考。

1 試驗

1.1 材料與方法

供試辣椒品種為“干椒3號”。采用常規露地栽，田間管理與常規一致。本試驗于2014—2017年在山東省泰安市肥城市山東農大肥業科技有限公司試驗基地進行，該基地土壤為紅壤土，肥力狀況中等，其中含全氮1.52 g/kg、堿解氮110.23 mg/kg、有機質14.21 g/kg、速效鉀79.31 mg/kg、有效磷31.12 mg/kg，土壤pH為7.12。

試驗用肥均由山東農大肥業科技有限公司提供，使用尿素、一銨、硫酸鉀、硫酸銨等原料混合入特定比例活化腐植酸。其中腐植酸以風化煤為原料提取，并經堿活化處理制得，其活化腐植酸含量為40%，然后滾筒造粒制得N、P2O5、K2O質量分數均為17%的復合肥料。

1.2 試驗處理

依據復合肥中腐植酸質量分數的不同，設置5個處理組，分別為T0、T1、T2、T3、T4，其中腐植酸的質量分數分別為0%、2%、4%、6%和8%。小區面積20 m2(寬2.5 m，長8 m)，4月上旬定植，株距25 cm，行距采用大小行種植，大行70 cm，小行50 cm。2014—2017年連續4年同一試驗小區采用同一種施肥處理，2014年為最佳處理篩選年度，2015—2017年僅記錄T0、T3(即腐植酸質量分數為0%和6%)數據，其余處理作保護區使用，不計入本試驗。所有小區施肥方法為底施并翻耕入土，施肥時間為種植前2～3 d。

1.3 測定指標與方法

產量測定：辣椒成熟后，試驗小區全部收獲，置于通風干燥處自然風干，測定干椒產量。

品質測定：盛果期隨機取3株生理成熟度一致、無病害的果實進行品質測定。可溶性蛋白采用考馬斯亮藍G-250溶液法測定；可溶性糖采用蕙酮-硫酸比色法測定；維生素C采用2,6-二氯酚靛酚鈉染色法測定；辣椒素和胡蘿卜素采用超高效液相色譜法測定[23-24]。

收益(J)計算如下式所示。

J=(m1-m0)×V-(S1-S0)，

(1)

其中，m1為處理組干椒產量；m0為對照組干椒產量；V為干椒價格，本文取10元/kg；S1為處理組肥料投入費用，本文中，T1肥料投入2550 元/hm2，T2肥料投入2850 元/hm2，T3肥料投入3300 元/hm2，T4肥料投入4050 元/hm2；S0為對照組肥料投入費用，本文取2400 元/hm2。

試驗所用儀器為：1260高效液相色譜儀(安捷倫(中國)科技有限公司)；754型可見光分光度計(上海舜宇恒平科學儀器有限公司)；JY5002電子天平(上海上天精密儀器有限公司)；ME204電子天平(梅特勒-托利多儀器)。

2 結果與分析

2.1 不同肥料處理對干椒產量、品質及經濟效益的影響

為了探究不同肥料處理對干椒產量的影響，在2014年，分別采用常規復合肥及不同質量分數腐植酸復合肥料處理進行辣椒產量和品質分析，結果如表1所示。

表1 2014年不同肥料處理辣椒產量和品質

對于產量來說，T0、T1、T2、T3和T4組辣椒產量分別為5830、5890、6300、6650和6710 kg/hm2，其中以8%腐植酸復合肥產量最高，常規復合肥施肥條件下產量最低。6%、8%腐植酸復合肥較常規復合肥處理顯著增產，2%、4%腐植酸復合肥較常規復合肥處理增產但不顯著。另外可發現，4種腐植酸處理均較對照組有增收，其中以T3增收量最大，每公頃增收7300元。

由表1還可看出，對不同施肥處理下的干椒品質進行分析，相較于常規復合肥，腐植酸肥料處理干椒的可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C、辣椒素和胡蘿卜素含量均高于常規施肥方式。其中可溶性蛋白隨復合肥料中腐植酸質量分數的增加而增加，但2%、4%腐植酸復合肥處理較對照組差異不顯著，6%、8%腐植酸復合肥處理較對照組差異顯著，而較4%腐植酸復合肥處理差異不顯著；腐植酸質量分數高于6%時可顯著提高辣椒可溶性糖含量，6%、8%腐植酸復合肥處理之間無顯著差異；維生素C含量有隨腐植酸質量分數的增加而增加的趨勢，4組處理中僅8%腐植酸復合肥處理較對照組顯著增加，其余處理組高于對照組但差異不顯著；復合肥料配施腐植酸可顯著增加辣椒中辣椒素含量，各質量分數腐植酸復合肥處理間差異不顯著；胡蘿卜素含量隨腐植酸配比的增加呈增加趨勢，其中6%、8%腐植酸復合肥處理顯著高于對照組，各質量分數腐植酸復合肥處理間差異不顯著；綜合品質數據，6%、8%腐植酸復合肥處理的可溶性蛋白、可溶性糖、辣椒素、胡蘿卜素含量較常規施肥顯著增加。相較于6%腐植酸復合肥，8%施肥模式下辣椒產量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、維生素C含量和辣椒素含量略有增高，但不顯著。因此，在大田生產中，綜合產量、品質和經濟效益等多種要素，6%腐植酸復合肥模式是最佳的施肥處理。該研究結果與前人基于其他作物的研究基本一致[10-17]。

2.2 不同肥料處理辣椒產量和品質隨種植年限變化情況

2014年試驗結果表明，6%腐植酸復合肥處理為最佳施肥處理，為探究不同質量分數肥料處理下辣椒產量和品質隨種植年限的變化，在2015—2017年選擇不添加和6%腐植酸復合肥兩種處理方式連續種植，結合2014年數據得圖1。

圖1 2014—2017年不同處理辣椒產量及品質Fig.1 Yield and quality of chilli under different fertilizer treatments from 2014 to 2017

由圖1可以看出，在2014—2017四個年度中，施用6%腐植酸復合肥料的干椒產量和品質均要高于普通復合肥模式，且隨著連作年限的延長，這種趨勢愈加顯著。在第4年，兩種施肥模式下干椒產量，可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C、辣椒素和胡蘿卜素質量分數均比第1年下降，常規復合肥施肥模式下降比例較大，分別降低了27.1%、18.0%、19.6%、22.9%、20.8%和29.1%，表明連年種植(連作)，可明顯降低辣椒產量和品質。在第4年，6%腐植酸復合肥處理下干椒產量，可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C、辣椒素和胡蘿卜素質量分數比常規復合肥處理高33.6%、24.6%、36.9%、34.6%、34.5%和42.8%(P<0.05)，差異達顯著水平，且與第1年相比，干椒產量，可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C、辣椒素和胡蘿卜素質量分數僅下降14.6%、9.4%、17.5%、13.8%、29.03%和25.6%，下降幅度明顯小于常規施肥，表明使用腐植酸復合肥料，能夠明顯改善因連年種植(連作)導致的辣椒產量品質下降現象。

連作效應嚴重影響辣椒產量和品質，常規復合肥施用無法緩解嚴重的連作效應，而腐植酸復合肥料可以有效降低連作效應對作物產量和品質的損害，隨著腐植酸復合肥料施用年限的延長，其優勢逐漸體現，在第4年依然可以維持較好的產量和品質。以上現象主要原因可能是腐植酸可提升土壤活力和肥水利用效率，并降低病蟲害發生嚴重度，這與前人在玉米，西瓜、棉花、小麥等作物生產中的研究結果基本一致[10-17]。

總之，與復合肥相比，質量分數2%～8%的腐植酸復合肥可以不同程度地提升辣椒的產量和品質，綜合效應以質量分數6%的腐植酸復合肥為最優。

3 結論

研究結果表明，相較于常規復合肥，使用含有腐植酸的復合肥料可提高辣椒產量和品質，其中以質量分數6%腐植酸處理效果最佳，當年產量較對照提高14.07%，每公頃收益提高7300元，各營養成分含量也顯著高于常規施肥處理，為最佳施肥處理。通過連續4年連作種植，對比6%腐植酸復合肥料與常規肥料處理的產量、品質差異，結果表明，使用6%腐植酸復合肥處理可明顯降低連作對辣椒產量及品質的影響；連作4年后，常規復合肥施肥模式下干椒產量，可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C、辣椒素和胡蘿卜素質量分數比第一年下降了 27.1%、18.0%、19.6%、22.9%、20.8%和29.1%，而6%腐植酸復合肥處理比第1年下降14.6%、9.4%、17.5%、13.8%、29.03%和25.6%，綜合效果優于常規復合肥處理；第4年，6%腐植酸復合肥處理干椒產量，可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C、辣椒素和胡蘿卜素質量分數較常規施肥分別提高33.6%、24.6%、36.9%、34.6%、34.5%和42.8%，提高效果顯著。

以上結果表明，使用質量分數6%腐植酸復合肥可降低連作對辣椒產量和品質的影響，這可能與腐植酸可改善受損土壤、增強土壤有益微生物活性、提高肥料利用率有關，具體作用原理還應進一步進行試驗驗證。