膜下滴灌条件下温室秋延辣椒养分吸收及分配规律

刘 彬 王孝忠 管西林 邬 刚 孙义祥 刘 龙 葛承文 陈新平*

（1中国农业大学资源与环境学院，北京 100193；2安徽省农业科学院土壤与肥料研究所，安徽合肥230031；3安徽省和县土壤肥料工作站，安徽和县 238200）

膜下滴灌条件下温室秋延辣椒养分吸收及分配规律

刘 彬1王孝忠1管西林1邬 刚2孙义祥2刘 龙3葛承文3陈新平1*

（1中国农业大学资源与环境学院，北京 100193；2安徽省农业科学院土壤与肥料研究所，安徽合肥230031；3安徽省和县土壤肥料工作站，安徽和县 238200）

以辣椒品种好农11为试材，在安徽和县开展田间试验，研究膜下滴灌条件下温室秋延辣椒的养分吸收及分配规律。结果表明，辣椒产量47 100 kg·hm-2，植株地上部干物质累积量8 163 kg·hm-2，收获指数0.70，植株干物质增加最快时期为膨果期，膨果期干物质累积量占整个生育期的33.3%；辣椒整个生育期吸收的养分钾＞氮＞磷，氮（N）的吸收量186 kg·hm-2，磷（P2O5）的吸收量61.0 kg·hm-2，钾（K2O）的吸收量313 kg·hm-2，植株吸收的氮磷钾主要分配到果实中，氮磷钾的收获指数分别为0.59、0.78、0.58，膨果期辣椒氮磷钾的吸收量最高，分别占整个生育期的37.6%、28.5%、38.4%；钙镁硼的吸收量钙＞镁＞硼，钙（CaO）的吸收量135 kg·hm-2，镁（MgO）的吸收量74.9 kg·hm-2，硼（B）的吸收量0.13 kg·hm-2，钙镁硼的收获指数分别为0.08、0.32、0.46，钙镁在叶中的累积量最高，分别占植株吸收总量的79.8%、54.1%，而硼主要分配到果实、叶中，分别占植株吸收总量的46.2%、39.2%，膨果期钙镁硼的吸收量最高，分别占整个生育期的34.6%、33.3%、38.2%。

滴灌；秋延辣椒；温室；养分；吸收；分配

辣椒（Capsicum annuumL.）作为重要的茄果类蔬菜，具有较高的经济价值，其种植面积在蔬菜作物中居于第2位（中国农业年鉴编辑委员会，2015）。长江流域是辣椒的主要优势产区之一，而安徽省和县是长江流域辣椒种植的典型区域，主要采用秋季延长采收的保护地栽培方式，其种植面积达4 600 hm2，在全县农业发展中占有重要地位（李绍海 等，2014），并且膜下滴灌施肥技术应用普遍，成为该地区农业一大特色。

研究表明，采用滴灌施肥技术，水肥的利用效率、作物产量都有明显提高（Silber et al.，2003；许恩军 等，2004；邢英英 等，2014）。但在实际生产中，由于缺少科学的养分配比、农户施肥存在盲目性等原因，造成了资源浪费、蔬菜品质下降、土壤盐渍化等一系列问题（Zhu et al.，2005；韩上 等，2015）。研究表明，水肥交互作用和肥料用量是影响茄果类蔬菜产量和品质的主要因素（刘祖贵和段爱旺，2003），而滴灌施肥可以实现水肥的精确控制，从而实现作物需求和环境养分供应在时间、空间和数量上的匹配，进而达到高产高效（Zhao et al.，2006；Chen et al.，2011）。水肥的优化管理必须建立在作物的养分需求规律的基础上，由于温室滴灌覆膜的栽培环境中作物的养分吸收规律与露地栽培有显著差异（吴建繁 等，2000；薛琳 等，2004），且目前对于滴灌施肥技术的研究主要集中在水肥耦合对产量的影响方面（王荣莲 等，2009；韩广泉 等，2013），对在滴灌系统中作物养分的需求分配规律鲜有报道。

本试验旨在通过田间试验揭示膜下滴灌施肥条件下温室秋延辣椒不同器官在不同时期干物质累积及养分吸收、分配的动态变化，为进一步优化施肥、提高肥料利用效率、改善辣椒品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在安徽省和县蔬菜科技示范园内进行，种植年限20 a。试验地土壤类型为潮土，地力均匀，前茬作物为番茄，土壤的基本理化性质为：有机质含量22.6 g·kg-1、碱解氮115.2 mg·kg-1、有效磷89.3 mg·kg-1、速效钾213.6 mg·kg-1、pH值为7.3。供试辣椒品种为好农11（武汉宏达种苗有限责任公司生产），2015年7月18日进行穴盘育苗，8月15日定植，翌年1月6日采收。供试肥料为三元复合肥（N-P2O5-K2O为15-15-15，下同）和水溶肥（N-P2O5-K2O为13-7-40+TE，下同），试验田灌溉方式为膜下滴灌。

1.2 试验方法

根据农户调研数据，基肥用干鸡粪和三元复合肥，用量分别为17 400 kg·hm-2和670 kg·hm-2；追肥用水溶肥，每次用量为75 kg·hm-2，共追肥3次，追肥时间分别为9月22日、10月1日和10月10日。全生育期化肥养分施用量为：N 129.8 kg·km-2、P2O5116.2 kg·km-2、K2O 190.5 kg·km-2；有机肥（干鸡粪）养分用量为N 407.2 kg·km-2、P2O5370.6 kg·km-2、K2O 337.6 kg·km-2。试验设3次重复，随机区组排列。每个小区长15 m、宽1.7 m，株距36 cm，行距40 cm，定植密度52 500株·hm-2。

1.3 项目测定

分别在开花初期（9月5日）、结果初期（9月18日）、结果中期（9月24日）、盛果期（10月1日）、膨果期（10月9日和10月19日）、成熟期（翌年1月6日）进行7次取样，生育期划分参考程明等（2011）的方法。每次每小区随机选取2株代表性植株，分离茎、叶、果，在105 ℃下烘30 min进行杀青，70 ℃烘干至恒重，然后粉样、测定；将样品用HNO3-H2O2微波消解仪（MarsXpress，美国CEM公司）微波消煮，用ICP-AES（OPTIMA 3300DV，美国Perkin-Elmer公司）测定植株P、K和Ca、Mg、B含量；采用浓H2SO4-H2O2消煮（鲍士旦，2008）凯氏定氮仪测定植株N含量。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2010软件进行数据处理，利用Sigmaplot 12.5软件作图。

养分累积量=养分浓度×干物质累积量

养分吸收量=该时期的养分累积量-上一时期的养分累积量

养分累积速率=养分吸收量/天数

2 结果与分析

2.1 辣椒产量、养分吸收量及收获指数

2016年1月6日采收，田间辣椒产量（鲜质量）为47 100 kg·hm-2，属中等偏上的产量水平，收获指数达0.70。果实干物质总量为5 715 kg·hm-2，植株地上部干物质总量为8 163 kg·hm-2。辣椒植株整个生育期氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）和钙（CaO）、镁（MgO）、硼（B）的吸收量分别为186、61.0、313、135、74.9、0.13 kg·hm-2，养分收获指数分别为0.59、0.78、0.58、0.08、0.32、0.46。氮磷钾主要集中在果实中，钙镁硼主要集中在营养器官中，其中磷的收获指数最高，而钙的收获指数最低。

2.2 辣椒不同器官干物质累积量的动态变化

由图1可以看出，辣椒地上部干物质累积量呈“S”形曲线增加，开花期至膨果期地上部干物质累积量快速增加，成熟期增速放缓，最高累积速率可达120 kg·hm-2·d-1。果实干物质累积量增加的高峰值出现在膨果期，累积速率最大为102 kg· hm-2·d-1；茎和叶的干物质累积趋势与果实有明显差异，呈先增加后稳定再增加最后减少的趋势，最后茎和叶的干物质累积量分别为1 001 kg·hm-2和1 438 kg·hm-2，结果期和成熟期茎叶中干物质降低主要是养分向果实中转移。

图1 辣椒不同器官干物质累积量的动态变化

辣椒在苗期、开花期、结果期、膨果期和成熟期地上部干物质的累积量分别为870、991、952、2 717、2 633 kg·hm-2，分别占整个生育期的10.7%、12.1%、11.7%、33.3%和32.3%。其中苗期和开花期干物质主要分配在茎叶中，分别占该时期干物质累积量的19.2%、80.8%和45.4%、27.0%；而在结果期茎叶的干物质累积量会减少；膨果期和成熟期干物质主要向果实中分配，分别占该时期干物质累积量的70.9%和92.9%（表1）。

表1 辣椒不同生育期各器官干物质累积量的分配比例 %

2.3 辣椒对氮磷钾的吸收分配

2.3.1 不同时期各器官氮磷钾浓度变化 由图2可知，氮磷钾养分浓度在各器官中总体呈下降的趋势，主要是由稀释效应造成的（马文娟，2010）。茎和果实中氮磷钾浓度下降主要是在成熟期之前，而叶中的氮磷钾浓度在成熟期也有明显下降。同一养分在不同器官中浓度有很大差异，氮浓度在叶中最高，茎中最低；磷浓度最高的部位是果实，茎中最低；钾的移动性比较强，前期叶中浓度最高，后期茎中浓度最高。

图2 辣椒不同时期各器官氮磷钾浓度的动态变化

2.3.2 不同时期各器官氮磷钾累积量的变化 由图3可知，辣椒地上部氮磷钾的累积量变化趋势大致相同，开花期至膨果期快速增加，成熟期增速减缓；不同生育期地上部植株养分的累积量K2O＞N＞P2O5。不同器官中氮磷钾的累积表现出很大的差异，累积量果实＞叶＞茎。果实中氮磷钾的累积量随时间不断增加，开花期至膨果期累积速率最高。茎中氮磷钾主要在开花期增加，在结果期有所下降，之后保持稳定。叶中氮磷钾的累积不同于果实和茎，呈双峰型，开花期至膨果期先增加后降低，膨果期至成熟期再增加后又下降，膨果期氮磷钾的累积速率最高；叶中氮磷钾累积量在结果期和成熟期下降是由于叶中的养分向果实中转移造成的。

2.3.3 不同时期氮磷钾的吸收分配规律 由表2可以看出，辣椒吸收养分最多的时期是在膨果期，这与番茄上的研究结果相似（刘军 等，2004）；膨果期氮磷钾的吸收量分别为69.8、17.4、120 kg·hm-2，占整个生育期吸收总量的37.6%、28.5%和38.4%，吸收比例N∶P2O5∶K2O=1∶0.25∶1.72；膨果期吸收的氮磷钾主要分配到果实中，果实中氮磷钾吸收量分别占该时期地上部植株吸收总量的64.8%、73.4%和57.3%（表3）。苗期和开花期养分的吸收量也较大，苗期氮磷钾的吸收量分别占整个生育期吸收总量的18.9%、20.7%和21.3%；开花期氮磷钾的吸收量分别占整个生育期吸收总量的20.5%、15.4%和18.6%；苗期、开花期吸收的养分主要分配在茎叶中（表3）。结果期辣椒吸收的养分较少，氮磷钾分别占整个生育期的10.2%、10.7%和14.3%；成熟期对磷的吸收较多，氮磷钾分别占整个生育期的12.8%、24.7%和7.4%；结果期和成熟期茎叶中的养分会向果实中转移。各生育期植株吸收的K2O＞N＞P2O5，整个生育期氮磷钾的吸收比例为1∶0.33∶1.68。

图3 辣椒不同器官氮磷钾累积量的动态变化

表2 辣椒地上部氮磷钾吸收量在不同生育期的分配比例

2.4 辣椒对钙镁硼的吸收分配

2.4.1 不同时期各器官钙镁硼浓度变化 由图4可知，辣椒果实中钙镁硼的浓度呈下降趋势，结果期、膨果期下降较快，成熟期减慢；叶中钙镁的浓度是不断升高的，硼的浓度在结果期和成熟期下降；茎中钙镁的浓度从开花期至成熟期基本保持不变，硼的浓度先下降后上升。不同器官中钙镁硼浓度均为叶＞茎＞果实。

2.4.2 不同时期各器官钙镁硼累积量的变化 由图5可知，辣椒地上部植株钙镁硼的累积量从开花期至成熟期呈“S”形增加，开花期至膨果期快速增加，成熟期增速减缓。钙镁硼在膨果期累积速率最高，分别为1.5、0.8、0.002 kg·hm-2·d-1。不同时期地上部植株钙镁硼的累积量CaO＞MgO＞B。

表3 辣椒不同生育期各器官氮磷钾分配比例 %

图4 辣椒不同器官钙镁硼浓度的动态变化

由图6可知，不同器官中的钙镁硼的累积量不同，钙的累积量叶＞茎＞果实，叶中钙的累积量占植株吸收总量的79.8%，与薛琳（2004）等在番茄上的研究结果基本一致；镁的累积量叶＞果实＞茎，叶中镁的累积量占植株吸收总量的54.1%；而硼的累积量果实＞叶＞茎，果实、叶中硼的累积量分别占植株吸收总量的46.2%、39.2%。叶中钙镁的累积量在整个生育期不断增加，硼的累积量在开花期至膨果期增加，而在成熟期降低，叶中钙镁硼的累积量在膨果期增加最快。果实中钙镁硼的累积量在整个生育期都是不断增加的，结果期至膨果期钙镁硼的累积量快速增加，成熟期增速减缓。茎中钙的累积量在整个生育期不断增加，而镁和硼的累积量在开花期、膨果期和成熟期增加，在结果期出现下降，并且开花期是钙镁硼累积最快的时期。

图5 辣椒地上部植株中钙镁硼累积量的动态变化

图6 辣椒不同器官钙镁硼累积量的动态变化

2.4.3 不同时期钙镁硼的吸收分配规律 由表4可以看出，辣椒钙镁的分配主要是在膨果期和成熟期；膨果期和成熟期钙的吸收量分别占整个生育期吸收总量的34.6%、29.3%；镁的吸收量分别占整个生育期吸收总量的33.3%、24.4%；膨果期和成熟期吸收的钙分别有89.4%、73.5%分配到叶中。镁在不同器官中的分配与钙不同，在膨果期主要分配到叶中，达到65.0%；成熟期则主要分配到果实中，占该时期吸收量的57.0%；结果期茎中的镁会向果实中转移。辣椒对硼的吸收主要是在开花期和膨果期，分别占整个生育期硼吸收总量的21.4%和38.2%；开花期茎、叶、果实中硼的分配比例接近，分别为33.3%、37.0%、29.7%，而在膨果期辣椒吸收的硼主要分配到叶和果实中，分别占该时期硼吸收总量的46.0%、50.0%；结果期茎中的硼会向果实中转移（表5）。

表4 辣椒地上部钙镁硼吸收量在不同生育期的分配比例 %

表5 辣椒不同生育期各器官钙镁硼吸收量的分配比例 %

3 结论与讨论

膜下滴灌栽培技术能够明显减少水肥的投入，并获得较高的产量（Singandhupe et al.，2003）。本试验辣椒产量为47 100 kg·hm-2，地上部植株干物质累积量为8 163 kg·hm-2，收获指数为0.70，与番茄的收获指数0.65～0.68（陈清和卢树昌，2015）接近。辣椒植株养分的吸收量钾＞氮＞磷，钾（K2O）的吸收量可达313 kg·hm-2，氮（N）的吸收量为186 kg·hm-2，磷（P2O5）的吸收量为61.0 kg·hm-2，汤宏等（2012）研究表明，在51 200 kg·hm-2的产量水平下辣椒全生育期N、P2O5、K2O的吸收量分别为142.4、50.7 kg·hm-2和186.3 kg·hm-2，品种、茬口、采收方式的不同造成养分吸收量有所差异，同时本试验中钾肥施用量明显高于汤宏等的试验，而增施钾肥明显提高了辣椒中钾的含量（王文军 等，2011）。本试验结果表明，每生产1 000 kg鲜辣椒，需要N 4 kg、P2O51.3 kg、K2O 6.8 kg，这与周丽群（2013）的研究结果基本相符。辣椒对钙镁硼的吸收表现为钙＞镁＞硼，钙（CaO）的吸收量为135 kg·hm-2，镁（MgO）的吸收量为74.9 kg·hm-2，硼（B）的吸收量为0.13 kg·hm-2；Dursun等（2010）报道辣椒在40～60 t·hm-2的产量水平下，钙（Ca）、镁（Mg）的吸收量分别占地上部干质量的1.25%～1.50%、1.22%～1.37%，硼（B）的吸收量为10.5～20.8 mg·kg-1。本试验中镁的吸收量偏低主要是钾的拮抗作用导致的（Jakobsen，1993）。

本试验结果表明，辣椒苗期、开花期以营养生长为主，该时期干物质累积量分别占整个生育期干物质累积量的10.7%、12.1%，主要分配到茎、叶中；苗期、开花期氮磷钾的吸收量占整个生育期的15.0%～21.0%，养分吸收比例N∶P2O5∶K2O分 别为1∶0.36∶1.90、1∶0.25∶1.52； 苗 期至开花期对钙镁的吸收量较少，分别占整个生育期吸收总量的25.6%、33.1%，而硼的吸收量达45.0%。结果期为营养生长向生殖生长过渡期，该时期植株生长缓慢，干物质累积量占整个生育期的11.7%，主要分配到果实中；氮磷钾的吸收量占整个生育期的10.0%～14.0%，养分吸收比例N∶P2O5∶K2O=1∶0.34∶2.36；钙镁硼的吸收量占整个生育期吸收总量的9.0%～12.0%；结果期除钙以外，茎叶中的其他养分会向果实中转移。膨果期是辣椒干物质累积和养分吸收最快的时期，干物质累积量占整个生育期的33.3%，并且该时期有70.9%的干物质分配到果实中；氮磷钾的吸收量分别占整个生育期的37.6%、28.5%和38.4%，养分吸收比例N：P2O5：K2O=1：0.25：1.72，果实中的氮磷钾分别占64.8%、73.4%和57.3%；膨果期钙镁硼的吸收量也最大，占整个生育期吸收总量的34.0%～38.0%，但钙镁主要分配到茎、叶中，而硼主要分配到果实中，占膨果期吸收量的50.0%。本试验中成熟期辣椒干物质累积量仍有增加，占整个生育期累积量的32.3%，其中92.9%分配到果实中；成熟期氮钾的吸收量较少，而磷的吸收量占整个生育期吸收总量的24.7%，养分吸收比例N∶P2O5∶K2O=1∶0.63∶0.97；成熟期钙镁的吸收量仍然较大，占整个生育期吸收总量的29.3%、24.4%，而硼的吸收几乎停滞；成熟期茎、叶中的氮磷钾硼等养分会向果实中转移。本试验中辣椒成熟期养分还有所增加，这与前人的研究结果不同，主要原因是本试验中的辣椒为一次性采收，要到四母斗椒也成熟后才进行收获，因此到了划分的成熟期后辣椒干物质仍会增加，相应的养分吸收也会有所增加。

在蔬菜专用配方肥设计中应该以作物的营养特点为主要依据，根据土壤供肥特点和有机肥施用水平进行修正（周连仁 等，2007；周丽群，2013）。根据本试验结果，在膜下滴灌系统中，辣椒种植应该在施足基肥的基础上，减少前期N肥的投入，防止植株徒长造成落花落果（朱琴 等，2008），适当增加磷、钾肥，开花期养分配比调整为N∶P2O5∶K2O=1∶0.3∶1.5，同时注重开花期硼肥的施用；结果期适量的养分供应对提高坐果率至关重要，根据辣椒养分吸收规律，结果期养分配比N∶P2O5∶K2O=1∶0.35∶2.00，磷的比重有所增加，在基肥不足时应注重磷肥的补充；膨果期辣椒对养分的需求最大，此时期养分主要以氮、钾为主，同时补充钙镁肥，养分配比N∶P2O5∶K2O∶CaO∶MgO=1∶0.25∶1.72∶0.67∶0.35；成熟期辣椒对养分的吸收仍有所增加，此时期可叶面喷施磷酸二氢钾促进果实转色，同时注重补充钙镁肥。依据作物不同时期的养分吸收规律，设计不同配比的水溶肥配方，结合膜下滴灌技术，是进一步优化长江流域温室秋延辣椒水肥管理、提高辣椒产量、改善辣椒品质的关键。

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LIU Bin1，WANG Xiao-zhong1，GUAN Xi-lin1，WU Gang2，SUN Yi-xiang2，LIU Long3，GE Chengwen3，CHEN Xin-ping1*

（1CollegeofResourcesandEnvironmentalScience，ChinaAgriculturalUniversity，Beijing100093，China；2Soiland FertilizerInstitute，AnhuiProvincialAcademyofAgriculturalSciences，Hefei230031，Anhui，China；3HeCountySoil FertilizerExtensionServiceStation，Hexian238200，Anhui，China）

Taking pepper variety ‘Haonong No.11’ F1hybrid as experimental material，this paper carried out field trial in He county of Anhui Province，and studied on the nutrients absorption and distribution rule of autumn-winter pepper in greenhouse under mulched drop-irrigation system．The results indicated that the pepper yield reached 47 100 kg·hm-2，the total accumulation of dry matter was 8 163 kg·hm-2，and the harvest index was 0.70．The most rapid dry matter increasing period for plant was at the stage of fruit formation．Its accumulation quantity accounted for 33.3% of the whole growth period．Pepper nutrient absorption during the entire growth period is potash （K）＞nitrogen （N）＞phosphorus （P），and the absorption of N，P2-O5and K2O were 186、61.0、313 kg·hm-2，respectively．The absorbent N，P，and K were mainly distributed to fruits，and their harvest indexes were 0.59，0.78，0.58，respectively．The N，P，and K absorptive amount were the highest in the stage of fruit formation，accounting for 37.6%，28.5%，38.4%，respectively．As for the Ca，Mg，B，their absorptive amount was Ca＞Mg＞B．The plant absorbed CaO，MgO and B were 135、74.9、0.13kg·hm-2，respectively，and the harvest indexes were 0.08，0.32，0.46，respectively．The highest Ca and Mg accumulation were in leaves，accounting for 79.8% and 54.1%，respectively．B was mainly distributed in fruits and leaves accounting for 46.2%，39.2%，respectively．The Ca，Mg and B absorptive amounts were the highest during the stage of fruit formation accounting for 34.6%，33.3%，38.2% of the whole growth period．

Drop-irrigation；Autumn-winter pepper；Greenhouse；Nutrient；Absorption；Distribution

刘彬，男，硕士研究生，专业方向：养分资源综合管理，E-mail：liubin891015@163.com

*通讯作者（Corresponding author）：陈新平，男，教授，博士生导师，专业方向：养分资源综合管理，E-mail：chenxp@cau.edu.cn

2016-11-07；接受日期：2017-04-06

国家自然科学基金项目（31421092），公益性行业（农业）科研专项（201203013），中国农大—司尔特测土配方施肥研究基地建设项目