不同施钾量对朝天椒品质及产量的影响

李洋洋，张可慧，鲁若楠，刘冬梅，陈增杰，李 潇，韩 霜

（1.商丘师范学院生物与食品学院·植物与微生物互作河南省重点实验室 河南商丘 476000；2.柘城县工业信息化和科技局 河南商丘 476200）

钾是一种重要的大量营养元素，直接或间接影响植物的生理和生化过程，对生长、发育、质量和产量至关重要[1-2]。此外，K+可以提高作物对生物和非生物胁迫的抵抗力[3]。尽管土壤中的K+储量很大，但大多数土壤中只有少量可溶性钾，对于大部分农作物来说，必须施用一定量的钾肥来满足作物生长的需求[1]。缺钾会抑制植物的生长、降低耐旱性和对病原体的抵抗力，会减少叶片中糖和蛋白质的累积[4]。通过增施钾肥，可促进光合产物的运输，从而起到增产作用[5]。研究表明，适量施用钾肥不仅可以提高作物产量，还可以明显改善瓜果蔬菜的品质，使果实中的维生素C 含量、可溶性糖含量有所升高。在氮、磷、钾3 种肥料中，农作物对钾肥的利用水平最低[6-7]。在农业生产过程中，过量施用肥料对生态系统造成巨大的影响，同时还会导致农作物的减产，如何进行合理施肥、提高钾肥利用效率是亟待解决的问题。

辣椒（Capsicum annuumL.）为茄科辣椒属植物，具有较高的营养价值，特别是维生素C 含量十分丰富。研究表明，朝天椒中维生素C 含量（w，后同）50.8～225.4 mg·100 g-1，平均含量为135.64 mg·100 g-1，朝天椒不同品种维生素C 含量不同[8]。黄科等[9]研究了辣椒品质与氮磷钾肥施用量的关系，提出影响辣椒维生素C 含量的主要因素是施钾水平。对遵义辣椒的研究发现可溶性蛋白含量随着钾肥浓度的升高而降低，造成这种现象的原因可能和辣椒中含钾的氨基酸含量较少有关[9]。董洁等[10]研究发现，施用钾肥过量或不足会降低果实品质。不同施钾浓度对辣椒果实中的可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C 的含量有显著的影响[11-12]。钾肥可改善蔬菜的品质，提高可溶性蛋白和维生素C 的含量，但过量钾肥将会使蔬菜的品质下降[10，13]。大量研究表明，我国化肥使用量较高，已经超出最优施肥量，较高的钾肥使用量会在一定程度上减弱农作物的生产力，使农作物产量降低[14-15]。

以往研究不同肥料对辣椒产量和品质的影响，多采用基质盆栽或水培方法[16-17]，采用大田方法鲜见报道，笔者通过大田试验研究不同施钾量对朝天椒品质及产量的影响，以期为种植过程中合理施用钾肥、实现减肥增效提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器试剂

供试朝天椒品种：柘椒新一代（V7，河南省北科种业有限公司），常规品种；天红一号（V8，河南省金满园农业技术有限公司），常规品种。

仪器与化学试剂：火焰光度计、往返式振荡机、紫外分光光度计等；硫酸钾（产地：俄罗斯，K2O 含量≥52%）、尿素（安阳中盈化肥有限公司，总氮含量≥52%）、过磷酸钙（江苏美乐肥料有限公司，P2O5含量≥12%）。

1.2 试验设计

试验于2020 年3 月至2021 年10 月在柘城县牛城乡辣椒小镇柘城县红立方集团辣椒育苗基地开展。该地属于温带季风气候，年平均气温14.4 ℃，年平均降水量700.7 mm。种植前表层土壤的化学性质（0～10 cm）为pH 值8.5，电导率203.14 μ S·cm-1，铵态氮和硝态氮含量分别为19.4 mg·kg-1和14.30 mg·kg-1，有效钾含量163.16 mg·kg-1，有效磷含量13.09 mg·kg-1，有机物含量19.90 g·kg-1。将待试品种的种子于2021 年3 月14 日进行播种，5 月3 日移栽。用过磷酸钙和尿素做基肥，设置不同钾肥水平，其中有效K2O 由K2SO4提供，各处理施肥量如表1 所示。试验采用随机区组设计，2 个品种各5 个处理，每个处理共设3 次重复，栽培株距25 cm，行距30 cm，每个小区长12 m，垄距1 m，小区面积为12 m2，共计360 m2。

表1 各处理施肥量

分别于开花后第28 天、56 天取果实样品各20颗（图1 和图2），然后测量其维生素C、可溶性蛋白和可溶性糖含量。完全成熟后测产量。

图1 28 d 天红一号（上）、柘椒新一代（下）

图2 56 d 天红一号（上）、柘椒新一代（下）

1.3 测定指标与方法

1.3.1 土壤理化性质的测定 铵态氮含量的测定采用2 mol·L-1KCl 浸提-靛酚蓝比色法，硝态氮含量的测定采用紫外分光光度校正因数法，速效磷含量的测定采用0.05 mol·L-1NaHCO3法，速效钾含量的测定采用火焰光度法[18-19]。

1.3.2 维生素C 含量的测定 维生素C 含量的测定采用紫外分光光度计法[20-21]。取28、56 d 果实各0.5 g，加入1%盐酸充分研磨后过滤于25.0 mL 的容量瓶中，加入10%盐酸溶液定容，在避光、室温下提取30 min，取1.0 mL 浸提液在4000 r·min-1条件下离心10 min，取上清液0.1 mL 到10.0 mL 容量瓶中定容，使用紫外分光光度计在波长243 nm 测定溶液的吸光度，根据维生素C 的标准曲线计算得出样品中维生素C 含量。

w：标准曲线上查得维生素C 含量；m：总称取质量。

1.3.3 蛋白质含量的测定 蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝染色法（Bradford）[22-23]。称取果实鲜样0.5 g，放入研钵中，加入0.05 mol·L-1PBS 缓冲液l mL，之后充分研磨。倒入10 mL 离心管中，2 mL 的缓冲液冲洗研钵，定容，4000 r·min-1离心20 min，将样品冷藏保存。测定时吸取0.1 mL 提取液，放入试管中，加入5 mL 考马斯亮蓝，使用紫外分光光度计在595 nm 波长条件下进行比色，根据蛋白质的标准曲线计算得出样品中可溶性蛋白含量。

1.3.4 可溶性糖含量的测定 可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法[24]。取干样0.5 g，剪碎混匀，放入10 mL 离心管中，加入4 mL 80%的酒精，用保鲜膜封口，放置在80 ℃水浴提取30 min，加2 mL 80%的乙醇，冲洗试管内残渣，重复提取两次，最后用蒸馏水定容。吸取1 mL 的提取液放置于10 mL 试管中，加入5 mL 的蒽酮，摇匀后立刻放入沸水中水浴10 min，期间不断振荡，取出冷却至室温，使用紫外分光光度计以空白作为对照在625 nm 波长下比色，根据可溶性糖的标准曲线计算溶液中可溶性糖含量。

1.3.5 产量测定 在果实成熟期采摘果实，每小区随机取3 m2进行人工收获，单独计产。

产量/（kg·hm-2）＝鲜质量（kg）/3×10 000。（4）

1.3.6 数据处理 利用Excell 整理原始数据并进行绘图，采用SPSS 22.0 进行双因素方差分析（ANOVA），各指标差异显著性分析采用Duncan法，差异性显著水平为0.05（p＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同施钾量对朝天椒品质的影响

2.1.1 不同施钾量对朝天椒维生素C 含量的影响 由表2 可知，V7 品种28 d 果实T2 处理维生素C 含量最高，除2021 年T4 处理外，T2 处理下维生素C 含量显著高于其他处理，2 年内平均值比CK、T1、T3、T4 中维生素C 含量分别高出了51.76%、38.93%、78.37%、68.49%。随着钾肥量的升高维生素C 含量逐渐增加，在T3、T4 处理下维生素C 含量开始下降。56 d 果实T3 处理下维生素C 含量最高，两 年 内 平 均 依 次 比CK、T1、T2、T4 高 出35.25%、30.08%、8.77%、21.69%；随着施钾量的增加，果实维生素C 含量增加，但是超过T3 处理水平后维生素C 含量呈下降趋势。

表2 不同施钾量对2 个朝天椒品种维生素C 含量的影响 （mg·100 g-1）

V8 品种28 d 果实中维生素C 含量随着钾肥量的升高而增加。56 d 果实T2 处理维生素C 含量最高，比CK、T1、T3、T4 高出13.61%、2.66%、36.72%、39.13%。T2 处理下维生素C 含量最高，之后随着钾肥使用量的升高而降低。因此，钾肥的使用对V8 品种维生素C 的积累有一定的促进作用，超过一定施用量之后，其维生素C 含量随钾肥使用量的增加而下降。从维生素C 含量角度分析，90 kg·hm-2为最佳有效施用量。品种因子对28 d 采摘的朝天椒果实维生素C 含量的影响达到显著水平，钾素因子对56 d 采摘的朝天椒果实维生素C 含量的影响也达到显著水平，两因子的交互作用对维生素C 含量的影响达到极显著水平。

2.1.2 不同施钾量对朝天椒可溶性蛋白含量的影响 由表3 可知，V7 品种28 d 果实在T4 处理下可溶性蛋白含量最高，相较于CK 处理差异显著。CK、T1、T2 处理下56 d 果实的可溶性蛋白含量随着施钾量的升高呈上升趋势，差异显著。从可溶性蛋白含量角度分析，T2 水平的施钾量最有利于V7中可溶性蛋白的积累。

表3 不同施钾量对2 个朝天椒品种可溶性蛋白含量的影响 （g·100 g-1）

2020 年28 d V8 果实中可溶性蛋白含量除T2外整体呈上升趋势，T3 处理可溶性蛋白平均含量比不施钾CK 高49.01%。在T3 处理下，56 d 果实可溶性蛋白含量最高，2 年内平均值分别比CK、T1、T2、T4 中可溶性蛋白质含量高出28.73%、23.40%、22.08%、22.52%。T1、T2、T3 可溶性蛋白含量随着钾肥量的升高而增加，T4 组处理下的可溶性蛋白含量显著下降。由此可知T3 处理水平最利于可溶性蛋白的积累。56 d 果实中可溶性蛋白含量与28 d 果实相比有明显的下降趋势。品种因子对56 d果实中可溶性蛋白含量的影响达到极显著水平，钾素因子对28 d 和56 d 果实中可溶性蛋白含量的影响达到极显著水平，两因子有交互作用对56 d 果实可溶性蛋白含量的影响达到极显著水平。

2.1.3 不同施钾量对朝天椒可溶性糖含量的影响 表4 表明，V7 品种56 d 果实在T2 处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%。从2020 年数据分析，随着钾肥量的升高，CK、T1、T2 处理可溶性糖含量逐渐上升，T3、T4 处理可溶性糖含量有所下降。从可溶性糖含量角度分析，T2 施钾水平最有利于V7 中可溶性糖的积累。

表4 不同施钾量对2 个朝天椒品种可溶性糖含量的影响 （mg·g-1）

V8 品种56 d 果实在T3 处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%。在一定范围内，随着施钾水平的升高可溶性糖含量上升；若施钾过量，可溶性糖含量开始下降，T4 与T3 相比可溶性糖含量显著下降。以上结果表明V8 品种可溶性糖含量在一定范围内随着施钾肥水平的升高而升高，T3 水平是最佳施钾量。品种因子对可溶性糖含量的影响达到极显著水平，钾素因子对可溶性糖含量的影响也达到极显著水平，两因子有交互作用，而且对可溶性糖含量的影响达极显著水平。

2.2 施钾量对朝天椒产量的影响

表5 显示，V7 品种T2 处理下平均总产量显著高于其他处理，分别比CK、T1、T3、T4 高33.23%、24.70%、28.95%、49.48%。以上结果表明，随着钾肥量的增加，该品种的总产量增加，当施钾量超过T2处理即90 kg·hm-2时，V7 品种产量开始下降。

表5 不同施钾量对2 个朝天椒品种产量（鲜质量）的影响（kg·hm-2）

V8 品种T2 施钾量每hm2产量最高，显著高于对照组99.75%；但当钾肥量过高时会导致V8 品种产量下降，从T3 处理开始，随着施钾水平的增加产量下降。有效K2O 使用量T2～T3 处理，即90～135 kg·hm-2范围有利于产量的提高。品种因子对产量的影响达到极显著水平，钾素因子对产量的影响达到极显著水平，两因子的交互作用对产量的影响未达显著水平。

3 讨论与结论

3.1 钾肥对朝天椒的作用

钾肥在增加作物产量和提升品质方面起着重要作用[25-26]。钾元素在朝天椒生长发育过程中具有十分重要的作用，被称为“品质元素”[27]。钾素是朝天椒生长过程中所必需的元素，钾素在植株体内的含量仅次于氮素，适量的K 素营养能够促进朝天椒体内营养物质的运输，从而促进植株的生长，合理的施用是提高朝天椒产量和品质的有效措施之一[28]。

适量的钾肥除了可以影响作物的产量和品质外，还可以促进作物对氮素的吸收[29]。研究表明，在农作物种植过程中对氮肥的施用量明显大于钾肥，忽略了钾肥对作物生长的重要性，从而使朝天椒产量降低，品质下降[30]。钾肥对提高V7、V8 的产量和品质都起着不可替代的作用。

3.2 钾肥对朝天椒维生素C积累的影响

V7、V8 施用钾肥可以明显提高果实中维生素C 含量，随着钾肥施用量的提高，朝天椒果实中维生素C 含量逐渐增加，90 kg·hm-2施钾量以下朝天椒果实中维生素C 含量增加明显，当施肥量继续增大时，维生素C 含量有下降趋势，该研究与高怀春[31]的研究结论一致。对比氮、磷、钾3 种肥料，钾肥对提高维生素C 含量的作用效果最明显[32]。钾素在植物生长过程中参与植物的光合作用，提高酶的活性，同时可以促进对氮素的吸收，所以在一定的氮水平下，增施钾肥能有效提高辣椒果实中维生素C 含量。

3.3 钾肥对朝天椒可溶性蛋白积累的影响

本试验结果表明，V7 品种56 d 果实在90 kg ·hm-2有效K2O 处理下可溶性蛋白含量最高，V8 品种56 d 果实在135 kg·hm-2有效K2O 处理下可溶性蛋白含量最高，随着钾肥供应量的增大，朝天椒果实中的可溶性蛋白含量呈逐渐降低的趋势，但降低幅度不显著，说明当钾肥超过一定数量时，会因打破果实营养结构的相对平衡状态而引起果实质量的降低，该结论与刘瑞平[33]、韦伟等[34]的研究结果相一致。曹永康等[11]的研究表明，施钾处理能显著提高辣椒果实中可溶性蛋白、维生素C 含量，当施钾量过高时维生素C 含量反而下降，与本研究结果一致。

3.4 钾肥对朝天椒可溶性糖积累的影响

在果蔬的生产过程中合理施用钾肥可以有效提高果蔬糖分含量，对进一步提高果蔬质量也有良好的效果[35-36]。适量的钾肥可以有效地促进有机碳的同化和干物质的快速积累，过量施用钾肥会使整个植株体内钾离子含量失调、代谢紊乱，而导致可溶性糖含量下降[37]。李会合等[38]研究表明，随着钾肥施用量的增加，植株体内可溶性糖含量有上升的趋势，当施肥量过多时可溶性糖含量反而开始下降，与本试验结果一致。

3.5 钾肥对朝天椒产量的影响

在蔬菜生长发育过程中的总日照、气温、土壤含水量以及营养元素含量都会影响蔬菜的品质和产量，不同施肥水平对辣椒产量影响不同[34]。本研究结果表明，施用钾肥可以显著提高朝天椒产量，90 kg·hm-2有效钾处理下V7、V8 2 个品种每hm2产量显著高于CK 组，这可能与辣椒中钾含量适宜有关。

3.6 结论

综合对2 个品种的维生素C、可溶性蛋白、可溶性糖含量以及总产量的分析，V7、V8 最佳有效钾施用量为90 kg·hm-2。品种因子和钾素因子对产量的影响达到显著水平。