不同施氮量对辣椒生长?产量及氮肥利用的影响

袁月星 仇美华 陈琳

摘要 為解决江阴市辣椒合理施用氮肥问题，研究了在磷、钾肥适宜当地施用水平的情况下，不同施氮量对江阴市辣椒生长、产量、经济效益和氮肥利用的影响。结果表明，施氮范围内随着施氮量增加，辣椒的株高、开展度也随之增加，辣椒单果重等商品性状随着施氮量增加而增优，但超过适宜的肥料阈值效果不明显;辣椒产量随施氮量的提高呈先增后降的趋势，OPT2（N 330 kg/hm2）处理时，产量和产值达到最高，分别为 46 495.50 和 133 907.04元/hm2，经济效益随施氮量的变化与辣椒产量的变化趋势相同;根据辣椒产量（y） 和施氮量（x） 拟合方程，得出最高产量氮肥用量为 368.16 kg/hm2，施氮在349.75～386.57 kg/hm2;OPT2（N 330 kg/hm2）处理的氮肥贡献率（NCR） 和氮肥农学利用率（NAE）最大，分别为31.7%、44.6 kg/kg;氮肥偏生产力（NPFP）随施氮量增加而降低。因此，适宜的氮肥用量可显著提高辣椒产量、农艺性状、经济效益和氮肥利用率。综合考虑江阴市辣椒生长、产量、效益等因素，在该试验条件下，江阴市辣椒最佳施氮量为 368.16 kg/hm2，施氮量为349.75～386.57 kg/hm2。

关键词 辣椒;氮肥利用;产量;经济效益

中图分类号 S641.3文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2020）24-0164-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.24.046

开放科学（资源服务）标识码（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

辣椒富含维生素，口感好，是老百姓喜爱的百搭菜，也是江阴市蔬菜主栽品种之一。辣椒产业已逐渐成为江阴市农村经济的主要支柱和农民增收的主要来源之一。氮肥是影响辣椒生长发育和产量最敏感的肥料之一，为了片面追求产量和经济效益，农民在实际生产中，普遍存在过量和不合理施氮，导致植物的光合特性向不利方向变化，并引起产量的下降[1]。这一方面增加生产成本、降低氮肥利用率[2]，另一方面污染生态环境[3]。此外，过量施氮会增加蔬菜果实中硝酸盐含量[4]，无法满足消费者日益增长的高品质安全农产品的需求。研究表明[5-6]，在当地常规施肥量基礎上适当减少氮肥施用并未降低蔬菜产量和营养品质，但可以提高氮肥利用率，稳产保质，而且可以节约养分资源，降低氮素淋溶的风险，对蔬菜生产的健康发展具有重要意义，但有关江阴市施氮量对蔬菜生长影响的研究鲜见报道。为此，笔者以辣椒为试验材料，通过田间试验，分析当地农民习惯施氮及氮肥总量控制对辣椒产量和氮肥利用率的影响，旨在为优化江阴市辣椒氮肥管理和肥料配方设计提供理论依据，促进江阴市辣椒产业健康安全发展。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2019年3月在江苏省江阴市申港街道华发蔬菜种植基地内（120°09′44″E、31°52′25″N）进行。该区域属北亚热带季风性湿润气候，四季分明，光照充足，雨量丰沛，年均气温16.7 ℃，年均降水量 1 040.7 mm。前茬作物为萝卜，产量为37 500 kg/hm2。供试辣椒品种为“苏椒17号”。供试土壤为粉砂壤土，地力均匀，耕层土壤基本理化性状：pH 6.31，有机质26.32 g/kg，全氮 1.63 g/kg，有效磷134.25 mg/kg，速效钾 81.26 mg/kg。

氮肥选用硫酸铵（含N 21% ），磷肥为普钙（含P2O5 12% 以上 ），钾肥为硫酸钾（含K2O 54%）。有机肥由江阴长青肥业有限公司提供，其含水量 30.0%，有机质 45.12%，N 2.03%，P2O5 2.05%，K2O 1.01%。

1.2 试验设计

设置5种氮肥管理模式：①不施氮肥处理（CK）;②农民习惯施氮肥处理（FFP），通过实地农户调研确定施氮量为 450 kg/hm2;③优化施氮处理（OPT2），相当于配方施肥推荐适宜用氮量330 kg/hm2;④70%的优化施氮处理（OPT1），施氮量为 231 kg/hm2;⑤130%的优化施氮处理（OPT3），施氮量为 429 kg/hm2。各处理氮肥按基追比 3：7施用，追肥于植株成活后、现蕾期、盛果期和后期分4次等量施入，所有处理统一于移栽前一次性施入15 t/hm2有机肥作基肥。各处理磷肥、钾肥施肥方案一致，磷肥（P2O5）施用量为90 kg/hm2，都作基肥施入;钾肥（K2O）施用量为225 kg/hm2，运筹按基追肥5∶5进行，追肥在盛果期施用。

每个处理设置3次重复，采用随机区组排列，小区面积为30 m2（5 m×6 m），小区间田埂用防水布覆盖，隔离防渗，四周设保护行。辣椒采用穴盘育苗，于2019年3月17日播种，4月19日移栽定植，株距60 cm，行距30 cm，定植55 500株/hm2。各试验小区浇灌、病虫防治、除草等田间管理措施均一致，即按照当地农民栽培习惯进行。

1.3 测定项目与方法 植株生长性状：每试验小区随机选取10株测量，测量项目为株高、开展度、果实纵径、果实横径、单果重等指标。其中株高、开展度用卷尺测量，开展度测定植株顶部展开最宽部位的长度;果实成熟后采集样品用电子数显游标卡尺测量果实纵径、果实横径。

辣椒果实成熟后分小区采摘计产，每一期采收时都要详细记录各小区收获果实的重量，最后累计计算各小区实收总产量，并换算为每公顷产量。

肥料利用率计算方法[7-8]：

氮肥贡献率（nitrogen fertilizer contribution rate，NCR）= （施氮区产量-不施氮区产量）/施氮区产量×100%

氮肥偏生产力（partial factor productivity of N，NPFP，kg/kg）= 施氮区产量/施氮量

氮肥农学利用率（N agronomy efficiency，NAE，kg/kg）= （施氮区产量-不施氮区产量）/施氮量

1.4 数据处理与分析 试验数据处理在 Microsoft Excel 2007 中完成，采用LSD 多重检验法对不同处理进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同施氮量对辣椒农艺性状的影响

由表1可知，施氮处理各农艺性状均优于不施氮处理（CK），随着施氮量增加，辣椒的株高、开展度也随之增加;FFP（农民习惯施氮肥处理）比OPT3（130%的优化施氮处理）增加了施氮量，但处理间株高并无显著差异，说明并不是施氮量越多越有利于植株地上部分的生长。OPT1（70%的优化施氮处理）果实横径和平均单果重均显著低于OPT2（优化施氮处理）、OPT3（130%的优化施氮处理）及FFP（农民习惯施氮肥处理），OPT2（优化施氮处理）、OPT3（130%的优化施氮处理）和FFP（农民习惯施氮肥处理）间无显著差异，说明一定施氮范围内，辣椒单果重等商品性状随着施氮量增加而增优，但超过适宜的肥料阈值效果不明显。

2.2 不同施氮量对辣椒产量和经济效益的影响

2.2.1 辣椒产量。由表2可知，各处理间辣椒产量差异显著，在CK基础上增施氮肥均能显著提高辣椒产量，增产率为24.34% ～ 46.38%，OPT2处理增产最高，OPT3处理次之。在不同施氮处理中，辣椒产量随施氮量的提高呈先增后降的趋势，在 0～330 kg/hm2 时辣椒产量显著提高（P<0.05），当施氮量超过429 kg/hm2 后，辣椒产量开始下降。与FFP（农民习惯施氮肥处理）相比，OPT1（70%的优化施氮处理）处理产量降低11.3%，表明过度减少氮肥用量不能满足植株生长需要，可能会降低辣椒产量。辣椒生产施用氮肥量FFP>OPT3>OPT2，而辣椒产量FFP

2.2.2 辣椒经济效益。

由表3可知，OPT2（优化施氮处理）辣椒产值、利润高于其他处理，OPT3（130%的优化施氮处理）次之，分别比 FFP（农民习惯施氮肥处理）增加利润6 227.52、2 116.14元/ hm2，这与辣椒产量的变化趋势相同，说明合理施用氮肥、提高辣椒产量是增收的前提，在当地农民习惯施肥基础上适当减氮不仅可以降低成本，也能提高产值、增加利润。

2.3 不同施氮量对辣椒氮肥利用的影响

表征农田肥料利用效率最常用指标有氮肥贡献率（NCR）、氮肥农学利用率（NAE） 及氮肥偏生产力（NPFP）[9]。从表4可以看出，随着氮肥用量的增加，各处理的氮肥贡献率（NCR） 和氮肥农学利用率（NAE）均呈先升后降的趋势，两者均在OPT2（优化施氮处理）达到最大值，分别为31.7%、44.6 kg/kg。氮肥偏生产力（NPFP）随施氮量增加而降低，与FFP（农民习惯施氮肥处理）相比，OPT2（优化施氮处理）的NCR、NPFP和NAE分别提高10.45%、42.32%和57.04%，OPT1（70%的优化施氮处理）的NPFP提高72.72%。

3 结论与讨论

（1）施氮处理中辣椒各农艺性状均优于不施氮处理（CK），随着施氮量增加，辣椒的株高、开展度也随之增加，氮素对促进植株的营养生长起重要作用。但施氮量达330 kg/hm2后再增施氮肥并不会显著提高辣椒果实纵径、果实横径、平均单果重。可能原因是肥沃土壤上过量施用氮肥会造成植株旺长，光合产物向果实转运比例降低，导致源库比例不协调，辣椒产量下降[10]。

（2）在不同施氮处理中，辣椒产量随施氮量的提高呈先增后降的趋势，OPT2（优化施氮处理）产量最高，与FFP（农民习惯施氮肥处理）相比，优化施氮处理在减氮 26.67% 的基础上，增产4.42%。过多或过少施用氮肥均不利于产量的形成，可能是由于过低或过高的肥料均不利于植株对水分的吸收和利用，从而造成减产[11]。根据辣椒产量（y） 和施氮量（x） 拟合方程，得出最高产量氮肥用量为368.16 kg/hm2，施氮在349.75～386.57 kg/hm2。赵明炯等[12]研究表明，长三角地区蔬菜生产的活性氮损失和温室气体排放潜值较高，主要是由于高的肥料投入，尤其是较高的氮肥投入导致。为了提高蔬菜生产的生产力，可以在田间管理时采取以下措施，即控制氮肥的用量、优化施用氮肥、合理使用增效氮肥等，这与该研究结果一致。

（3）OPT2（优化施氮处理）辣椒产值、利润高于其他处理，这与辣椒产量的变化趋势相同。

（4）随着氮肥用量的增加，各处理的氮肥贡献率（NCR） 和氮肥农学利用率（NAE）均呈先升后降的趋势，两者均在OPT2（优化施氮处理）达到最大值。李海峰等[13]研究表明，随着施氮量的增加，辣椒氮肥贡献率、氮肥农学效率、氮肥吸收利用率呈先增大后降低的变化规律，氮肥偏生产力随氮肥用量增加呈下降趋势，氮肥利用效率下降幅度明显。邓小强等[14]研究表明合理施用氮肥，可促进辣椒氮的吸收利用，提高氮肥利用效率，氮肥利用率和农学效率、偏肥料生产力较高;氮肥施用量过大时，植株田间表现明显变差，经济产量下降，氮的经济产量单位吸收量虽增加，但氮总吸收量反而减加，氮肥利用效率下降明显，造成肥料浪费和污染环境。因此， 田间生产中过度施氮或盲目施氮都会造成肥料浪费， 增加投入成本，降低经济收益。该试验中辣椒氮肥偏生产力（NPFP）随施氮量增加而降低，虽然低氮（OPT1）处理的NPFP较高，但辣椒产量显著低于其他施氮处理，因此，实际田间生产中协调产量和氮肥利用率之间的矛盾，应需在保证辣椒产量的前提下，提高氮肥利用效率。

综上所述，OPT2（优化施氮处理）在保证不减产的前提下可进一步降低江阴市辣椒生产化肥氮投入量，施氮349.75～386.57 kg/hm2 可作为辣椒生产系统推荐的施肥技术方案。

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