不同施鉀量對朝天椒品質及產量的影響

李洋洋，張可慧，魯若楠，劉冬梅，陳增杰，李 瀟，韓 霜

（1.商丘師范學院生物與食品學院·植物與微生物互作河南省重點實驗室 河南商丘 476000；2.柘城縣工業信息化和科技局 河南商丘 476200）

鉀是一種重要的大量營養元素，直接或間接影響植物的生理和生化過程，對生長、發育、質量和產量至關重要[1-2]。此外，K+可以提高作物對生物和非生物脅迫的抵抗力[3]。盡管土壤中的K+儲量很大，但大多數土壤中只有少量可溶性鉀，對于大部分農作物來說，必須施用一定量的鉀肥來滿足作物生長的需求[1]。缺鉀會抑制植物的生長、降低耐旱性和對病原體的抵抗力，會減少葉片中糖和蛋白質的累積[4]。通過增施鉀肥，可促進光合產物的運輸，從而起到增產作用[5]。研究表明，適量施用鉀肥不僅可以提高作物產量，還可以明顯改善瓜果蔬菜的品質，使果實中的維生素C 含量、可溶性糖含量有所升高。在氮、磷、鉀3 種肥料中，農作物對鉀肥的利用水平最低[6-7]。在農業生產過程中，過量施用肥料對生態系統造成巨大的影響，同時還會導致農作物的減產，如何進行合理施肥、提高鉀肥利用效率是亟待解決的問題。

辣椒（Capsicum annuumL.）為茄科辣椒屬植物，具有較高的營養價值，特別是維生素C 含量十分豐富。研究表明，朝天椒中維生素C 含量（w，后同）50.8～225.4 mg·100 g-1，平均含量為135.64 mg·100 g-1，朝天椒不同品種維生素C 含量不同[8]。黃科等[9]研究了辣椒品質與氮磷鉀肥施用量的關系，提出影響辣椒維生素C 含量的主要因素是施鉀水平。對遵義辣椒的研究發現可溶性蛋白含量隨著鉀肥濃度的升高而降低，造成這種現象的原因可能和辣椒中含鉀的氨基酸含量較少有關[9]。董潔等[10]研究發現，施用鉀肥過量或不足會降低果實品質。不同施鉀濃度對辣椒果實中的可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C 的含量有顯著的影響[11-12]。鉀肥可改善蔬菜的品質，提高可溶性蛋白和維生素C 的含量，但過量鉀肥將會使蔬菜的品質下降[10，13]。大量研究表明，我國化肥使用量較高，已經超出最優施肥量，較高的鉀肥使用量會在一定程度上減弱農作物的生產力，使農作物產量降低[14-15]。

以往研究不同肥料對辣椒產量和品質的影響，多采用基質盆栽或水培方法[16-17]，采用大田方法鮮見報道，筆者通過大田試驗研究不同施鉀量對朝天椒品質及產量的影響，以期為種植過程中合理施用鉀肥、實現減肥增效提供指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器試劑

供試朝天椒品種：柘椒新一代（V7，河南省北科種業有限公司），常規品種；天紅一號（V8，河南省金滿園農業技術有限公司），常規品種。

儀器與化學試劑：火焰光度計、往返式振蕩機、紫外分光光度計等；硫酸鉀（產地：俄羅斯，K2O 含量≥52%）、尿素（安陽中盈化肥有限公司，總氮含量≥52%）、過磷酸鈣（江蘇美樂肥料有限公司，P2O5含量≥12%）。

1.2 試驗設計

試驗于2020 年3 月至2021 年10 月在柘城縣牛城鄉辣椒小鎮柘城縣紅立方集團辣椒育苗基地開展。該地屬于溫帶季風氣候，年平均氣溫14.4 ℃，年平均降水量700.7 mm。種植前表層土壤的化學性質（0～10 cm）為pH 值8.5，電導率203.14 μ S·cm-1，銨態氮和硝態氮含量分別為19.4 mg·kg-1和14.30 mg·kg-1，有效鉀含量163.16 mg·kg-1，有效磷含量13.09 mg·kg-1，有機物含量19.90 g·kg-1。將待試品種的種子于2021 年3 月14 日進行播種，5 月3 日移栽。用過磷酸鈣和尿素做基肥，設置不同鉀肥水平，其中有效K2O 由K2SO4提供，各處理施肥量如表1 所示。試驗采用隨機區組設計，2 個品種各5 個處理，每個處理共設3 次重復，栽培株距25 cm，行距30 cm，每個小區長12 m，壟距1 m，小區面積為12 m2，共計360 m2。

表1 各處理施肥量

分別于開花后第28 天、56 天取果實樣品各20顆（圖1 和圖2），然后測量其維生素C、可溶性蛋白和可溶性糖含量。完全成熟后測產量。

圖1 28 d 天紅一號（上）、柘椒新一代（下）

圖2 56 d 天紅一號（上）、柘椒新一代（下）

1.3 測定指標與方法

1.3.1 土壤理化性質的測定 銨態氮含量的測定采用2 mol·L-1KCl 浸提-靛酚藍比色法，硝態氮含量的測定采用紫外分光光度校正因數法，速效磷含量的測定采用0.05 mol·L-1NaHCO3法，速效鉀含量的測定采用火焰光度法[18-19]。

1.3.2 維生素C 含量的測定 維生素C 含量的測定采用紫外分光光度計法[20-21]。取28、56 d 果實各0.5 g，加入1%鹽酸充分研磨后過濾于25.0 mL 的容量瓶中，加入10%鹽酸溶液定容，在避光、室溫下提取30 min，取1.0 mL 浸提液在4000 r·min-1條件下離心10 min，取上清液0.1 mL 到10.0 mL 容量瓶中定容，使用紫外分光光度計在波長243 nm 測定溶液的吸光度，根據維生素C 的標準曲線計算得出樣品中維生素C 含量。

w：標準曲線上查得維生素C 含量；m：總稱取質量。

1.3.3 蛋白質含量的測定 蛋白質含量的測定采用考馬斯亮藍染色法（Bradford）[22-23]。稱取果實鮮樣0.5 g，放入研缽中，加入0.05 mol·L-1PBS 緩沖液l mL，之后充分研磨。倒入10 mL 離心管中，2 mL 的緩沖液沖洗研缽，定容，4000 r·min-1離心20 min，將樣品冷藏保存。測定時吸取0.1 mL 提取液，放入試管中，加入5 mL 考馬斯亮藍，使用紫外分光光度計在595 nm 波長條件下進行比色，根據蛋白質的標準曲線計算得出樣品中可溶性蛋白含量。

1.3.4 可溶性糖含量的測定 可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[24]。取干樣0.5 g，剪碎混勻，放入10 mL 離心管中，加入4 mL 80%的酒精，用保鮮膜封口，放置在80 ℃水浴提取30 min，加2 mL 80%的乙醇，沖洗試管內殘渣，重復提取兩次，最后用蒸餾水定容。吸取1 mL 的提取液放置于10 mL 試管中，加入5 mL 的蒽酮，搖勻后立刻放入沸水中水浴10 min，期間不斷振蕩，取出冷卻至室溫，使用紫外分光光度計以空白作為對照在625 nm 波長下比色，根據可溶性糖的標準曲線計算溶液中可溶性糖含量。

1.3.5 產量測定 在果實成熟期采摘果實，每小區隨機取3 m2進行人工收獲，單獨計產。

產量/（kg·hm-2）＝鮮質量（kg）/3×10 000。（4）

1.3.6 數據處理 利用Excell 整理原始數據并進行繪圖，采用SPSS 22.0 進行雙因素方差分析（ANOVA），各指標差異顯著性分析采用Duncan法，差異性顯著水平為0.05（p＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同施鉀量對朝天椒品質的影響

2.1.1 不同施鉀量對朝天椒維生素C 含量的影響 由表2 可知，V7 品種28 d 果實T2 處理維生素C 含量最高，除2021 年T4 處理外，T2 處理下維生素C 含量顯著高于其他處理，2 年內平均值比CK、T1、T3、T4 中維生素C 含量分別高出了51.76%、38.93%、78.37%、68.49%。隨著鉀肥量的升高維生素C 含量逐漸增加，在T3、T4 處理下維生素C 含量開始下降。56 d 果實T3 處理下維生素C 含量最高，兩 年 內 平 均 依 次 比CK、T1、T2、T4 高 出35.25%、30.08%、8.77%、21.69%；隨著施鉀量的增加，果實維生素C 含量增加，但是超過T3 處理水平后維生素C 含量呈下降趨勢。

表2 不同施鉀量對2 個朝天椒品種維生素C 含量的影響 （mg·100 g-1）

V8 品種28 d 果實中維生素C 含量隨著鉀肥量的升高而增加。56 d 果實T2 處理維生素C 含量最高，比CK、T1、T3、T4 高出13.61%、2.66%、36.72%、39.13%。T2 處理下維生素C 含量最高，之后隨著鉀肥使用量的升高而降低。因此，鉀肥的使用對V8 品種維生素C 的積累有一定的促進作用，超過一定施用量之后，其維生素C 含量隨鉀肥使用量的增加而下降。從維生素C 含量角度分析，90 kg·hm-2為最佳有效施用量。品種因子對28 d 采摘的朝天椒果實維生素C 含量的影響達到顯著水平，鉀素因子對56 d 采摘的朝天椒果實維生素C 含量的影響也達到顯著水平，兩因子的交互作用對維生素C 含量的影響達到極顯著水平。

2.1.2 不同施鉀量對朝天椒可溶性蛋白含量的影響 由表3 可知，V7 品種28 d 果實在T4 處理下可溶性蛋白含量最高，相較于CK 處理差異顯著。CK、T1、T2 處理下56 d 果實的可溶性蛋白含量隨著施鉀量的升高呈上升趨勢，差異顯著。從可溶性蛋白含量角度分析，T2 水平的施鉀量最有利于V7中可溶性蛋白的積累。

表3 不同施鉀量對2 個朝天椒品種可溶性蛋白含量的影響 （g·100 g-1）

2020 年28 d V8 果實中可溶性蛋白含量除T2外整體呈上升趨勢，T3 處理可溶性蛋白平均含量比不施鉀CK 高49.01%。在T3 處理下，56 d 果實可溶性蛋白含量最高，2 年內平均值分別比CK、T1、T2、T4 中可溶性蛋白質含量高出28.73%、23.40%、22.08%、22.52%。T1、T2、T3 可溶性蛋白含量隨著鉀肥量的升高而增加，T4 組處理下的可溶性蛋白含量顯著下降。由此可知T3 處理水平最利于可溶性蛋白的積累。56 d 果實中可溶性蛋白含量與28 d 果實相比有明顯的下降趨勢。品種因子對56 d果實中可溶性蛋白含量的影響達到極顯著水平，鉀素因子對28 d 和56 d 果實中可溶性蛋白含量的影響達到極顯著水平，兩因子有交互作用對56 d 果實可溶性蛋白含量的影響達到極顯著水平。

2.1.3 不同施鉀量對朝天椒可溶性糖含量的影響 表4 表明，V7 品種56 d 果實在T2 處理下可溶性糖含量最高，平均依次比CK、T1、T3、T4 高出30.27%、38.06%、29.68%、22.23%。從2020 年數據分析，隨著鉀肥量的升高，CK、T1、T2 處理可溶性糖含量逐漸上升，T3、T4 處理可溶性糖含量有所下降。從可溶性糖含量角度分析，T2 施鉀水平最有利于V7 中可溶性糖的積累。

表4 不同施鉀量對2 個朝天椒品種可溶性糖含量的影響 （mg·g-1）

V8 品種56 d 果實在T3 處理下可溶性糖含量最高，依次比CK、T1、T2、T4 高出75.59%、68.15%、16.47%、48.47%。在一定范圍內，隨著施鉀水平的升高可溶性糖含量上升；若施鉀過量，可溶性糖含量開始下降，T4 與T3 相比可溶性糖含量顯著下降。以上結果表明V8 品種可溶性糖含量在一定范圍內隨著施鉀肥水平的升高而升高，T3 水平是最佳施鉀量。品種因子對可溶性糖含量的影響達到極顯著水平，鉀素因子對可溶性糖含量的影響也達到極顯著水平，兩因子有交互作用，而且對可溶性糖含量的影響達極顯著水平。

2.2 施鉀量對朝天椒產量的影響

表5 顯示，V7 品種T2 處理下平均總產量顯著高于其他處理，分別比CK、T1、T3、T4 高33.23%、24.70%、28.95%、49.48%。以上結果表明，隨著鉀肥量的增加，該品種的總產量增加，當施鉀量超過T2處理即90 kg·hm-2時，V7 品種產量開始下降。

表5 不同施鉀量對2 個朝天椒品種產量（鮮質量）的影響（kg·hm-2）

V8 品種T2 施鉀量每hm2產量最高，顯著高于對照組99.75%；但當鉀肥量過高時會導致V8 品種產量下降，從T3 處理開始，隨著施鉀水平的增加產量下降。有效K2O 使用量T2～T3 處理，即90～135 kg·hm-2范圍有利于產量的提高。品種因子對產量的影響達到極顯著水平，鉀素因子對產量的影響達到極顯著水平，兩因子的交互作用對產量的影響未達顯著水平。

3 討論與結論

3.1 鉀肥對朝天椒的作用

鉀肥在增加作物產量和提升品質方面起著重要作用[25-26]。鉀元素在朝天椒生長發育過程中具有十分重要的作用，被稱為“品質元素”[27]。鉀素是朝天椒生長過程中所必需的元素，鉀素在植株體內的含量僅次于氮素，適量的K 素營養能夠促進朝天椒體內營養物質的運輸，從而促進植株的生長，合理的施用是提高朝天椒產量和品質的有效措施之一[28]。

適量的鉀肥除了可以影響作物的產量和品質外，還可以促進作物對氮素的吸收[29]。研究表明，在農作物種植過程中對氮肥的施用量明顯大于鉀肥，忽略了鉀肥對作物生長的重要性，從而使朝天椒產量降低，品質下降[30]。鉀肥對提高V7、V8 的產量和品質都起著不可替代的作用。

3.2 鉀肥對朝天椒維生素C積累的影響

V7、V8 施用鉀肥可以明顯提高果實中維生素C 含量，隨著鉀肥施用量的提高，朝天椒果實中維生素C 含量逐漸增加，90 kg·hm-2施鉀量以下朝天椒果實中維生素C 含量增加明顯，當施肥量繼續增大時，維生素C 含量有下降趨勢，該研究與高懷春[31]的研究結論一致。對比氮、磷、鉀3 種肥料，鉀肥對提高維生素C 含量的作用效果最明顯[32]。鉀素在植物生長過程中參與植物的光合作用，提高酶的活性，同時可以促進對氮素的吸收，所以在一定的氮水平下，增施鉀肥能有效提高辣椒果實中維生素C 含量。

3.3 鉀肥對朝天椒可溶性蛋白積累的影響

本試驗結果表明，V7 品種56 d 果實在90 kg ·hm-2有效K2O 處理下可溶性蛋白含量最高，V8 品種56 d 果實在135 kg·hm-2有效K2O 處理下可溶性蛋白含量最高，隨著鉀肥供應量的增大，朝天椒果實中的可溶性蛋白含量呈逐漸降低的趨勢，但降低幅度不顯著，說明當鉀肥超過一定數量時，會因打破果實營養結構的相對平衡狀態而引起果實質量的降低，該結論與劉瑞平[33]、韋偉等[34]的研究結果相一致。曹永康等[11]的研究表明，施鉀處理能顯著提高辣椒果實中可溶性蛋白、維生素C 含量，當施鉀量過高時維生素C 含量反而下降，與本研究結果一致。

3.4 鉀肥對朝天椒可溶性糖積累的影響

在果蔬的生產過程中合理施用鉀肥可以有效提高果蔬糖分含量，對進一步提高果蔬質量也有良好的效果[35-36]。適量的鉀肥可以有效地促進有機碳的同化和干物質的快速積累，過量施用鉀肥會使整個植株體內鉀離子含量失調、代謝紊亂，而導致可溶性糖含量下降[37]。李會合等[38]研究表明，隨著鉀肥施用量的增加，植株體內可溶性糖含量有上升的趨勢，當施肥量過多時可溶性糖含量反而開始下降，與本試驗結果一致。

3.5 鉀肥對朝天椒產量的影響

在蔬菜生長發育過程中的總日照、氣溫、土壤含水量以及營養元素含量都會影響蔬菜的品質和產量，不同施肥水平對辣椒產量影響不同[34]。本研究結果表明，施用鉀肥可以顯著提高朝天椒產量，90 kg·hm-2有效鉀處理下V7、V8 2 個品種每hm2產量顯著高于CK 組，這可能與辣椒中鉀含量適宜有關。

3.6 結論

綜合對2 個品種的維生素C、可溶性蛋白、可溶性糖含量以及總產量的分析，V7、V8 最佳有效鉀施用量為90 kg·hm-2。品種因子和鉀素因子對產量的影響達到顯著水平。