有机肥与化肥配施对辣椒产量和品质的影响

吴立东,刘亚婷,林淑婷

(1.三明市农业科学研究院,福建三明 365509;2.福建省(山区)作物遗传改良与创新利用重点实验室,福建三明 365509)

辣椒(CapsicumannuumL.)在我国栽培历史悠久,因其营养丰富,加工用途广泛,市场前景广阔。近年来,随着食辣文化的日渐盛行,加工型辣椒的栽培面积逐年上升。农民为了获得更高的经济效益,盲目追求辣椒产量的增加,过量施用见效快的化学肥料。单独施用化肥虽然能在短期内提高产量,但由于化肥成分单一,利用率低,不含微生物活性和微量元素,长期施用容易造成土壤板结、肥料利用率降低、品质下降、农业成本增加、环境污染等问题,严重制约了辣椒产业的可持续发展[1-3]。因此,探索肥料的合理施用对辣椒提产增质具有重要意义。

研究表明,施用有机肥可以提高土壤中有机质含量和微生物活性,改善土壤理化性质,培肥地力,提高蔬菜产量和品质[4-5]。这可能是由于有机肥中不仅含有植物生长所必需的大量元素,同时含有植物可吸收利用的微量元素和有机物质[6]。但在生产中,如果单一施用有机肥并不能满足植物生长需求[7]。前人在水稻[8]、小麦[9]、大蒜[10]、芒果[11]等作物上研究表明,有机肥与无机肥配合施用,不仅可以促进作物生长、提高肥料利用率、减少环境污染,还可以充分满足植物整个生育期的养分供应,从而达到高产优质的目的[2-3,12]。笔者以明椒9号为研究对象,采用田间小区试验,以不施肥为对照,探讨单施化肥、不同施用量有机肥与化肥配施对辣椒植株生长、产量及构成因素、品质的影响,旨在为辣椒合理施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料供试品种为明椒9号,为三明市农业科学研究院蔬菜所自主选育的新品种。试验地在福建省三明市农业科学研究院蔬菜试验基地,土壤主要理化性质:pH 6.44,有机质28.70 g/kg,全碳15.00 g/kg,全氮1.16 g/kg,碱解氮88.80 mg/kg,速效磷194.00 mg/kg,速效钾350.00 mg/kg。

1.2 试验设计试验于2021年2—9月在三明市农业科学研究院蔬菜试验基地进行。试验共设5个处理,即不施肥(CK)、单施化肥750 kg/hm2(T1)、有机肥3 000 kg/hm2+无机肥750 kg/hm2(T2)、有机肥4 500 kg/hm2+化肥750 kg/hm2(T3)、有机肥6 000 kg/hm2+化肥750 kg/hm2(T4),完全随机区组设计,3次重复,小区面积12 m2,双行种植,株行距为30 cm×40 cm。供试肥料养分见表1。各处理肥料组合于移栽前均匀撒施在小区土壤表层,翻耕均匀一次性作基肥施用,起垄覆膜7 d后进行移栽,整个试验期内不再追肥。试验于2月7日育苗,3月29日定植,水肥管理同大田生产。

表1 供试肥料基本养分性质

1.3 测定项目与方法于定植20、40、60、80、100 d测定明椒9号的株高、株幅、茎粗和叶绿素含量,叶绿素相对值采用叶绿素仪测定SPAD值。朝天椒成熟后,测定果长、果宽、单株结果数,采收后测定每小区产量,按辣椒的鲜重计算。将成熟辣椒果烘干后,测定干椒的二氢辣椒素、辣椒素、脂肪等含量以及色价,二氢辣椒素和辣椒素含量测定参考GB/T 21266—2007《辣椒及辣椒制品中辣椒素类物质测定及辣度表示方法》,脂肪含量测定参考GB 5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》中酸水解法,色价测定参考GB 10783—2008《食品添加剂辣椒红》。

1.4 数据分析试验数据采用Excel 2016进行整理和作图,用SPSS 19.0软件进行Duncan法多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对辣椒植株农艺性状的影响不同处理辣椒的株高、株幅、茎粗和叶绿素含量存在明显差异(图1)。辣椒的株高、株幅和茎粗在整个生育期均呈上升趋势,SPAD值呈先上升后下降的趋势。从株高来看,在辣椒定植20 d时,各施肥处理间差异较小,仅T4处理的株高显著高于不施肥处理(CK);定植40 d时,T1和T4处理的株高显著高于CK;定植60 d时,除T2处理外,其他施肥处理均显著高于CK;定植80和100 d时,施肥处理较CK分别显著提高了13.96%～22.82%、23.31%～30.70%。从株幅来看,在辣椒定植20和40 d时,各施肥处理间无显著差异;定植60、80和100 d时,各施肥处理均显著高于CK,其中T4处理的株幅最大。各处理辣椒茎粗在定植20 d时无显著差异;在定植40、60、80和100 d时,各施肥处理的茎粗均显著高于CK,其中T4处理的茎粗最高。在辣椒定植40 d时,T1和T3处理的SPAD值显著高于CK;定植60和80 d时,仅有T3处理的SPAD值显著高于CK,其他施肥处理与CK差异不显著;定植100 d时,T2和T3处理的SPAD值显著高于CK;其中在辣椒整个生育期的生长后期,T3处理的SPAD值最高。

图1 不同处理对辣椒植株农艺性状的影响Fig.1 Effects of different treatments on agronomic trait of pepper

2.2 不同处理对辣椒产量及其构成因素的影响由表2可知,与CK相比,施肥处理对辣椒产量及其构成因素均有不同程度的影响,各处理的产量表现为T4>T3>T2>T1>CK,其中T4和T3处理均显著高于其他处理。与CK相比,T4和T3处理的增产率分别为37.60%和31.66%。施肥处理的单果重均显著高于CK,且施肥处理间差异显著,其中T4处理的单果重最高。与CK相比,施肥处理的单果长均显著增加,其中T4和T3处理显著高于T1和T2处理,且T4和T3处理间无显著差异。施肥处理的单果宽均显著高于CK,T4和T3处理显著高于T1和T2处理,其中T4处理最高,而T1和T2处理间差异不显著。T4处理的单株结果数显著低于CK,T1、T2和T3处理与CK无显著差异。

表2 不同处理下辣椒产量及其构成因素

2.3 不同处理对辣椒加工品质的影响由图2可知,与CK相比,施肥处理对辣椒品质均有显著影响。与不施肥处理(CK)相比,各施肥处理辣椒的二氢辣椒素含量显著提高了29.35%～80.43%,且各施肥处理间差异显著;其中T4处理的二氢辣椒素含量显著高于其他处理。各施肥处理辣椒的辣椒素含量均显著高于CK,提高了39.82%～138.05%,各施肥处理间差异显著,T4处理的辣椒素含量最高。T2、T3和T4处理的脂肪含量较T1处理分别提高了10.90%、30.23%和22.82%,其中T3和T4处理显著高于T2处理,且两者处理间无显著差异。各施肥处理辣椒的色价均显著高于不施肥处理(CK),其中T4和T3处理的色价均显著高于T1和T2处理,T1和T2处理间无显著差异;T4处理最高,为10.63。

注:不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。Note:Different lowercases indicated significant difference between different treatments at 0.05 level.图2 不同处理对辣椒品质的影响Fig.2 Effects of different treatments on quality of pepper

3 讨论与结论

有机肥与化肥合理配施不仅能提高土壤肥力[13],对植株生长发育的促进、产量的增加以及品质的提高具有重要作用。刘拴成[14]研究发现,有机肥与化肥配施提高了马铃薯株高、茎围等农艺性状,有效促进叶绿素含量、产量及品质。陈修斌等[15]研究表明,合理的无机肥与有机肥配合施用能使辣椒的株高、株幅、单株结果数、单株产量和产量等农艺性状表现最好。该研究发现,有机肥与化肥配施能有效地促进辣椒的株高、株幅、茎粗和叶绿素含量的增加,使植株生长更旺盛,尤其在开花期和结果期增加效果最明显。这可能是由于有机肥除含有大量作物生长所需的氮、磷、钾外,还提供了大量微量元素(如镁、锌、铁、锰等)、酶、糖类物质等营养成分,养分全面,肥效时间长[16],能持续提供作物生长后期所需养分。

研究表明,有机无机肥料配合施用能显著提高作物产量及产量相关性状。王小武等[17]研究发现有机无机复混肥能显著提高棉花的单株铃数、铃重和籽棉产量。刘玉英等[18]研究表明适量施用有机无机肥能不同程度提高结球甘蓝的平均单球重和小区产量。王春等[19]研究表明无机肥与有机肥配施处理的辣椒果长、果直径、单果重和单株坐果数均有效增加,且增产效果显著。杨润新等[20]研究发现有机无机混施促进了辣椒果实增长和增粗,提高了辣椒的单果重和产量。该研究中,与单施无机肥处理(T1)相比,有机肥与化肥配施处理(T2、T3、T4)的单果长、单果宽、单果重和产量均显著提高,增幅分别为13.75%～30.36%、5.65%～28.25%、8.60%～29.71%和8.41%～20.16%,且表现为随有机肥施用量的增加而增加。说明有机肥与化肥配施能有效提高辣椒产量,其原因可能是有机肥本身含有大量的有机质,与化肥配施后,为土壤提供了大量有益微生物,改善了土壤理化性质,提高了肥料利用率,进而提高辣椒产量[17]。

辣椒素类物质是辣椒特有的风味物质,是辣椒辛辣味的主要来源[21]。其中辣椒素和二氢辣椒素是辣椒素物质主要成分[22]。研究表明,辣椒中辣椒素的积累与施肥密切相关,其中磷肥影响最大,氮肥最小[23]。该研究中,与不施肥处理(CK)相比,施用肥料均能不同程度提高辣椒中二氢辣椒素和辣椒素含量的积累。有机肥与化肥配施处理(T2、T3、T4)的二氢辣椒素和辣椒素含量大体上均显著高于单施无机肥处理(T1),可能是由于该研究中有机肥磷的含量明显高于化肥,磷能促进蛋白酶的活性[24]。该研究中辣椒的脂肪含量也得出了类似结果。此外,在有机肥与化肥配施处理中,辣椒的二氢辣椒素和辣椒素含量随有机肥施用量的增加而增加。石磊等[25]研究发现,无机肥与生物菌肥配施能显著提高辣椒果色价。该研究发现,与单施化肥处理(T1)相比,有机肥与化肥配施处理(T2、T3、T4)的色价总体上均显著提高,其中施肥量为6 000 kg/hm2有机肥与化肥配施处理(T4)最高,可能是有机肥本身含有辣椒可以吸收利用的有机物和微量元素,能够提高土壤中的有机营养成分,并能激活土壤中微生物或酶,从而刺激辣椒生长,进而提高辣椒品质[3]。