不同銨硝配比對辣椒產量、養分積累和氮肥利用率的影響

袁嫚嫚 鄔剛 王家寶 井玉丹 張祥明 王文軍 陳俊陽 孫義祥

摘? ? 要：通過設施大棚辣椒盆栽試驗，設置不施氮肥（CK）、銨態氮與硝態氮的氮質量比分別為0∶100（A0N100）、25∶75（A25N75）、50∶50（A50N50）、100∶0（A100N0）5個處理，研究不同銨硝態氮配比對辣椒產量、養分積累和氮肥利用率的影響。結果表明，與CK相比，不同銨硝配比處理增加了辣椒的果實數、鮮果質量、干物質量和氮、磷、鉀積累。在所有處理中，A25N75辣椒鮮果質量、干物質積累和果實養分積累均最高。A25N75總鮮果質量比其他銨硝配比處理增加20.95%～38.43%。第3次采摘時，A25N75干物質高于其他銨硝配比處理，A25N75氮和磷收獲指數高于A0N100和A50N50處理;A25N75鉀收獲指數高于A0N100和A100N0。A25N75辣椒氮肥利用率最高，為73.50%。辣椒初果期和采摘期養分積累比例不同。綜上所述，銨態氮與硝態氮配比為25∶75時可保障辣椒高產，又可降低環境風險。

關鍵詞：辣椒;銨硝比;產量;養分積累;氮肥利用率

中圖分類號：S641.3 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2022）02-043-06

Yield， nutrient accumulation and nitrogen use efficiency of pepper under different ammonium/nitrate ratios

YUAN Manman， WU Gang， WANG Jiabao， JING Yudan， ZHANG Xiangming， WANG Wenjun， CHEN Junyang， SUN Yixiang

（Anhui Key Laboratory of Nutrient Cycling， Resources and Environment/Institute of Soil and Fertilizer， Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei 230031， Anhui， China）

Abstract：A pot experiment with five treatments no nitrogen （CK）， NH4+-N 0% +NO3--N 100% （A0N100）， NH4+-N 25% +NO3--N 75% （A25N75）， NH4+-N 50% +NO3--N 50% （A50N50） and NH4+-N 100% +NO3--N 0% （A100N0） was carried out in the greenhouse to investigate the influence different ammonium/nitrate （NH4+-N/NO3--N） ratios on yield， nutrient accumulation and nitrogen （N） use efficiency of pepper. The results showed that applying N fertilizer with different NH4+-N/NO3--N ratios significantly increased pepper fruit number， fresh fruit weight and dry matter weight and N， P and K accumulation compared with CK. A25N75 treatment had the highest fresh fruit weight， above ground dry matter weight and N， P and K accumulation in fruit. Total fresh fruit under A25N75 was 20.95%-38.43% higher than those under A50N50， A0N100 and A100N0 treatment. At the third picking period， the dry matter， N and P use index under A25N75 were the highest. K use index under A25N75 was significantly higher than those under A0N100 and A100N0. A25N75 had the highest nitrogen use efficiency of 73.5%. Therefore， the treatment of NH4+-N 25% +NO3--N 75% not only improved pepper yield， but also reduced environment impact.

Key words： Pepper; Ammonium/nitrate ratio; Yield; Nutrient accumulation; Nitrogen use efficiency

辣椒作為重要的茄果類蔬菜，具有較高的經濟價值，是我國主栽設施蔬菜作物之一。“十三五”以來，辣椒種植面積和產值均居全國首位[1]。氮素是植物必需的大量元素之一，為了提高農作物產量，生產者常施用大量氮肥，尤其是設施蔬菜，但氮肥只能部分被作物利用[2]，過量施用氮肥一方面造成經濟損失和資源浪費，另一方面導致空氣、水的污染，造成土壤肥力退化、生物多樣性損失等問題[3-4]。

不同作物對氮素形態的的吸收存在偏向選擇性[5]。適當的銨硝比能提高作物對非生物脅迫的耐受性[6]，當銨態氮為主要氮源時，作物生物量減少，導致葉片生理功能退化[7]。銨態氮和硝態氮比例影響辣椒的營養元素積累和果實品質，這與辣椒的生長環境密切相關。管西林等[8]在露天菜地的研究表明，單施酰胺態氮或硝態氮均不利于辣椒優質高產，則需要根據土壤pH優化酰胺態氮和硝態氮的比例去實現。Zhang等[9]在氣候箱砂培的研究認為，銨硝比為25∶75對辣椒生長后期的生物量積累促進作用顯著。而關于設施大棚的氮肥形態配比對辣椒生長影響的研究未見報道。

筆者選擇長期種植辣椒的設施大棚土壤，在大棚內采用盆栽試驗，研究不同銨態氮與硝態氮配比對辣椒收獲期產量、養分積累和氮肥利用率的影響，以期為設施大棚辣椒生產提供合理的施肥理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2019年4—7月在安徽省農業科學院園藝所設施大棚開展。取大棚內0～20 cm耕層土壤，自然風干，過2 mm網篩，分別稱取5.0 kg，與0.15 mm的基肥混勻后，裝入8 L塑料花盆。辣椒品種為安徽省農業科學院園藝所選育的螺絲椒皖椒101，適合長江流域設施栽培。在溫室大棚穴盤育苗，苗齡為40 d，4月28日移入盆中，每盆1株。供試土壤理化性質：pH 7.02，有機質含量（w，后同）54.12 g·kg-1，堿解氮含量126.2 mg·kg-1，有效磷含量135.0 mg·kg-1，速效鉀含量528.0 mg·kg-1。所用肥料均為分析純試劑，銨態氮和硝態氮的氮肥分別為（NH4）2SO4和Ca（NO3）2，磷肥為KH2PO4，鉀肥為KH2PO4和K2SO4。

1.2 試驗設計

試驗設置5個處理，每個處理12盆，3次重復，每次重復4盆，分別為：CK，不施氮肥處理;A0N100，施用銨態氮和硝態氮的氮素質量比例為0∶100;A25N75，施用銨態氮和硝態氮的氮素質量比例為25∶75;A50N50，施用銨態氮和硝態氮的氮素質量比例為50∶50;A100N0，施用銨態氮和硝態氮的氮素質量比例為100∶0。不同銨硝態氮配比處理氮素用量相同，為500 mg·kg-1風干土，分4次施入，每次施肥銨態氮和硝態氮的氮素質量比例均分別為0∶100、25∶75、50∶50、100∶0。5個處理磷肥和鉀肥用量相同，分別為200和400 mg·kg-1，與氮肥施入方法相同，分4次施入，第1次基肥與土壤混勻，后3次用1000 mL去離子水溶解后，均勻澆灌施入。每次施肥量見表1。基肥施肥時間為4月28日辣椒移栽前，3次追肥時間分別為5月18日、6月5日、6月30日。根據辣椒生長情況，進行統一澆水和噴藥。

1.3 項目測定及方法

辣椒養分試驗從初果期開始采樣，后又進行3次采樣，每次采樣取3盆作為3個重復。5月28日初果期以H0表示，此時剛掛果，果實較小，統計果實數，將果實質量并入莖質量中，然后將葉和莖區分開，分別稱鮮質量。采摘期辣椒分別于6月18日、7月9日、7月26日共進行3次采樣，對應以H1、H2、H3表示，每次采樣統計鮮果數后，將同一株的葉、莖和果實分開，稱鮮質量，在105 ℃烘30 min殺青，后75 ℃烘72 h，稱干質量。樣品使用超高速粉碎機粉碎，經H2SO4-H2O2消煮后，分別采用凱氏定氮法、鉬銻抗比色法和火焰分光光度計法測植株樣品中的氮、磷和鉀濃度[10]。

以氮為例，磷和鉀計算方法與氮相同。

葉氮積累量 =葉氮濃度 × 葉干物質量;

莖氮積累量 =莖氮濃度 × 莖干物質量;

果實氮積累量 =果實氮濃度 × 果實干物質量;

氮積累量=（葉+莖+果實）氮積累量;

氮收獲指數=果實氮積累量/（葉+莖+果實）氮積累量;

收獲指數=果實干物質量/（葉+莖+果實）干物質量;

氮肥利用率/% =（施氮處理氮積累量-無氮處理氮積累量）/施氮量 × 100。

1.4 數據處理

采用Excel 2010對數據進行處理，采用SPSS 20.0的Ducan對數據進行顯著性分析，采用origin 8.0進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 辣椒果實數和鮮果質量

由表2可以看出，不同銨硝配比對辣椒的果實數和鮮果質量影響因收獲時期不同而異。在整個收獲時期，H0期僅A25N75處理與CK存在顯著差異，其他處理與CK差異不顯著，且僅A50N50處理果實數低于CK，其他處理果實數均高于CK;在H1、H2和H3期及整個收獲期各處理果實數均顯著高于CK，整個收獲期果實總數比對照提高77.72%～128.74%。在H1期，不同銨硝配比對辣椒果實數影響差異不顯著;在H2期，A25N75和A0N100處理之間果實數差異不明顯，但均顯著高于其他處理;在H3期，A25N75果實數顯著高于其他3個銨硝配比處理，但其他3個銨硝配比處理之間差異不顯著。在各收獲期，A25N75處理果實數和鮮果質量均最高。

在整個辣椒采摘期，各處理鮮果質量均顯著高于CK，鮮果總質量比對照提高84.18%～154.96%。在所有處理中，A25N75辣椒鮮果總質量顯著高于其他處理，各處理辣椒總鮮質量表現為A25N75 >A50N50 >A0N100 >A100N0>CK，而A50N50、A0N100和A100N0三者之間總鮮質量差異不顯著。A25N75處理3次采摘總鮮質量分別比A0N100、A50N50和A100N0分別提高35.69%、20.95%和38.43%。

2.2 辣椒干物質積累

由圖1可以看出，不同銨硝配比對辣椒葉、莖和果實干物質積累的影響不同。在H0期，即辣椒初果期，辣椒的各部分干物質質量較小，不同處理下葉和莖干物質質量差異不明顯，表明設施大棚的土壤肥力水平高，地力貢獻大，施用氮肥對辣椒營養生長期促進效果不明顯。CK處理葉和莖干物質質量呈現出隨生長時間先上升后下降趨勢，在H2期達到峰值，在H3期下降，此時果實干物質積累則為0 g，表明在不提供外源氮肥的條件下，設施大棚的土壤氮素不足以滿足辣椒經歷2次果實采摘后的營養和生殖生長需求。

不同銨硝配比處理中，3次采摘辣椒葉和莖干物質積累差異不大，但A25N75果實干物質質量均明顯高于其他3個處理。

由表3可以看出，3次采摘期A25N75的干物質收獲指數均最高，且在H3期，A25N75與其他3個銨硝配比處理相比達到差異顯著水平，表明A25N75更有利于辣椒葉和莖的物質轉運到果實。

2.3 辣椒養分積累

由圖2可以看出，不同銨硝配比處理總氮和果實氮積累量明顯高于CK。由表3可知，采摘期，氮收獲指數平均比CK增加了13.00%～54.90%。在采摘期，A25N75總氮和果實氮積累量最高。其中，果實氮明顯高于其他銨硝配比處理，增加范圍為5.00%～64.60%。在H3期與A0N100和A50N50比較，A25N75顯著增加了氮素收獲指數。

由圖3可以看出，在H0期，不同處理辣椒葉和莖磷積累量差異不大，但進入辣椒采摘期后，不同銨硝配比處理葉、莖和果實磷積累量明顯高于CK。在采摘期，不同銨硝配比處理葉和莖磷積累量差異不明顯，總體表現為A25N75和A50N50高于A0N100和A100N0，且A25N75葉磷積累量高于其他處理。由表3可知，不同銨硝配比處理磷收獲指數均顯著高于CK，采摘期磷收獲指數平均表現為A25N75 > A50N50 > A0N100 > A100N0。

由圖4可以看出，與辣椒磷積累量相似，在H0期，不同處理葉和莖鉀積累量差異不明顯，采摘期不同銨硝配比處理葉、莖和果實鉀積累量均高于CK，A25N75果實鉀積累量和鉀高于其他處理。由表3可知，A25N75果實鉀收獲指數明顯高于A0N100和A100N0。

由表4可知，相對于氮積累量，辣椒磷、鉀積累比例隨辣椒成熟進程先增加后降低再增加趨勢。按照生育期可大致分為H0與H1、H2、H3兩個階段，表明辣椒在成熟采收過程中，盡管氮肥需求量增加，而磷、鉀肥需求量增加更多。

2.4 氮肥利用率

由圖5可知，A25N75辣椒氮肥利用率達到了73.50%，且顯著高于其他銨硝配比處理，分別比A0N100、A50N50和A100N0增加54.09%、9.0%和53.77%。A0N100和A100N0氮肥利用率分別為47.70%和47.80%，二者之間差異不顯著。這表明單施銨態氮肥或硝態氮肥均不利于辣椒氮肥利用率提高，銨硝配比則有利于氮肥利用率的提高，但提高的幅度與配比的比例有關。

3 討論與結論

本試驗表明，施氮肥增加了辣椒的鮮果質量，究其原因是施氮肥提高了單株果數，且銨硝比為25∶75的增產效果最好，與Zhang等[9]研究結果一致。銨硝比為25∶75處理在第3次采摘期，葉干物質量和干物質收獲指數均高于其他處理。可能是因為單一形態氮源不利于蔬菜產量的形成甚至可能造成毒害[11]，而辣椒生長后期大量銨態氮會拮抗鉀鈣鎂等陽離子的吸收[12]，但適量的銨態氮的添加能夠誘導葉片氮代謝中的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脫氫酶的表達并提高酶活性[9]，增加了辣椒物質的代謝與運轉。

氮素供應形態影響作物氮肥利用率。本研究結果表明，銨硝比為25∶75處理氮肥利用率最高。管西林等[8]研究認為菜園土壤中的硝態氮占氮肥的25%～50%時辣椒產量最高，土壤淋洗液氮素最少，氮肥利用率最高，與本研究結果不盡一致。這可能與不同品種辣椒自身對不同形態氮素形態吸收的偏好有關。同時，本試驗設施大棚和菜地的土壤pH相近，但本試驗設施大棚土壤有機質含量比菜地增加了86.60%，土壤氮素含量亦比菜地土壤顯著增加，這可能會使土壤中微生物和脲酶活性、氨氧化酶活性、亞硝酸鹽氧化活性和異化硝酸還原酶活性不同，影響土壤硝態氮和銨態氮的轉化和供應[13]。

不同生育期辣椒氮、磷、鉀積累量有所差異，以氮肥利用率最高的A25N75為例，從苗期到初果期，氮：磷：鉀為1∶0.06∶0.77，采摘期平均為1∶0.19∶1.20。磷肥需求量增加，鉀肥需求量增加更加明顯，增施磷、鉀肥可以明顯提高辣椒磷、鉀含量和產量[14]，這可作為供試土壤下辣椒平衡施肥的參數和研制辣椒專用配方肥的依據。在辣椒生產中，單一配方難以實現養分供應匹配辣椒養分需求，以套餐肥的形式將辣椒施肥配方設計為基肥和追肥兩個配方則能更好地滿足辣椒養分需求。這是進一步提高設施大棚辣椒產量、提升肥料利用率的關鍵。

綜上所述，銨硝配比顯著增加了采收期辣椒的鮮果質量和果實數，銨硝比為25∶75處理辣椒的鮮果質量和氮肥利用率顯著高于其他處理，且與單施硝態氮或銨態氮處理相比，增加了辣椒氮、磷、鉀積累量及前兩次采摘時氮積累比例。

參考文獻

[1] 鄒學校，馬艷青，戴熊澤，等.辣椒在中國的傳播與產業發展[J].園藝學報，2020，47（9）：1715-1726.

[2] 黃梓翀，劉善江，孫昊，等.我國蔬菜肥料利用率現狀與提高對策[J].蔬菜，2021（7）：43-50.

[3] LU W W，ZHANG H L，MIN J，et al.Dissimilatory nitrate reduction to ammonium in a soil under greenhouse vegetable cultivation as affected by organic amendments[J].Journal of Soils and Sediments，2015，15（5）：1169-1177.

[4] KALCSITS L A，Guy R D.Variation in fluxes estimated from nitrogen isotope discrimination corresponds with independent measures of nitrogen flux in Populus balsamifera L.[J].Plant，Cell & Environment，2016，39（2）：310-319.

[5] 曹超群.15N示蹤法研究不同灌水下限下辣椒器官氮素分配特性與基質氮素運移規律[D]. 蘭州：甘肅農業大學，2018.

[6] HU L L，YU J H，LIAO W B，et al.Moderate ammonium：nitrate alleviates low light intensity stress in mini Chinese cabbage seedling by regulating root architecture and photosynthesis[J].Scientia Horticulturae，2015，186：143-153.

[7] LIU G Y，DU Q J，LI J M.Interactive effects of nitrate-ammonium ratios and temperatures on growth，photosynthesis，and nitrogen metabolism of tomato seedlings[J].Scientia Horticulturae，2017，214：41-50.

[8] 管西林，王孝忠，劉彬，等.三類土壤不同酰硝比供應下的辣椒產量、品質和氮素損失[J].植物營養與肥料學報，2017，23（3）：730-739.

[9] ZHAGN J，Lü J，XIE J M，et al.Nitrogen source affects the composition of metabolites in pepper（Capsicum annuum L.） and regulates the synthesis of capsaicinoids through the GOGAT-GS Pathway[J].Foods，2020，9（2）：150.

[10] 魯如坤.土壤農業化學分析方法[M].北京：中國農業科技出版社，2000.

[11] ROOSTA H R，SCHJOERRING J K.Effects of ammonium toxicity on nitrogen metabolism and elemental profile of cucumber plants[J].Journal of Plant Nutrition，2007，30（11）：1933-1951.

[12] 徐坤，趙青春.甜椒對不同形態氮素的吸收和分配[J].核農學報，1999，13（6）：339-342.

[13] JARVIS S C，STOCKDALE E A，SHEPHERD M A，et al.Nitrogen mineralization in temperate agricultural soils：processes and measurement[J].Advances in Agronomy，1996，57（8）：187-235.

[14] 李士敏. 氮、磷、鉀肥料施用對辣椒產量和經濟效益的影響[J].土壤肥料，2005（1）：14-16.