生物炭不同施用量對辣椒品質(zhì)的影響

楊嬌嬌，饒靜，申林，等.生物炭不同施用量對辣椒品質(zhì)的影響[J].南方農(nóng)業(yè)，2023，17（23）：104-107.

摘 要 為探究生物炭不同施用量對辣椒品質(zhì)的影響，采用盆栽法，以金驕1.0 F1為供試作物，對不同處理條件下辣椒果實中的可溶性蛋白、可溶性糖、還原糖、維生素C、花青素、類胡蘿卜素和辣椒堿等指標進行了測定。結果表明，1）當生物炭施用量為相對土壤質(zhì)量1%～5%時，對辣椒果實中可溶性糖含量無明顯影響，對可溶性蛋白、還原糖、維生素C、花青素、類胡蘿卜素和辣椒堿含量有顯著影響；2）當生物炭施用量為相對土壤質(zhì)量5%時，辣椒果實中可溶性蛋白、還原糖、類胡蘿卜素和辣椒堿含量最高；3）當生物炭施用量為相對土壤質(zhì)量4%時，花青素含量最高；4）當生物炭施用量為相對土壤質(zhì)量1%時，維生素C含量最高；5）施用適量生物炭可以顯著改善辣椒品質(zhì)，但對不同品質(zhì)指標作用效果的最佳施用量各不相同。

關鍵詞 生物炭；辣椒；品質(zhì)；施用量

中圖分類號：S641.3 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.23.023

收稿日期：2023-05-12

基金項目：貴州省教育廳特色領域項目“生物炭緩解辣椒連作土壤耕作障礙的研究”（黔教合KY字〔2020〕058）；遵義師范學院2021年學術新苗培養(yǎng)及創(chuàng)新探索項目“生物炭對連作障礙條件下根際化感類物質(zhì)及辣椒抗性的研究”（遵師XM〔2021〕1號-3）；貴州省教育廳2021年鄉(xiāng)村振興專項“農(nóng)林廢棄物炭化資源關鍵技術的研究”（黔科合KY字〔2012〕017-1）。

作者簡介：楊嬌嬌（1999—），女，四川安岳人，本科，研究方向為作物栽培耕作及生物炭資源的利用等。E-mail： 1103719791@qq.com。

*為通信作者，E-mail： huhaijun234@126.com。

辣椒（Capsicum annuum）是茄科辣椒屬一年或有限多年生草本植物，具有結實率高、采摘期長的特點，可祛濕，也可部分代替人體鹽分攝入[1]。辣椒果實富含色素、糖類、維生素C和辣椒堿，營養(yǎng)價值高，被人們廣泛食用[2]。此外，辣椒作為特色產(chǎn)業(yè)在我國一些地區(qū)被廣泛種植[3]。2022年，貴州省辣椒種植面積為36.2萬hm2，是全國唯一辣椒種植面積超過33.33萬hm2的省份，貴州省辣椒總產(chǎn)量約770萬t，產(chǎn)值約260億元，產(chǎn)銷規(guī)模位列全國之首[4]。

生物炭（Biochar）是一種生物質(zhì)在限氧、高溫條件下裂解而成的具有較大孔隙和比表面積的高度芳香化物質(zhì)。它不僅具有較好的肥力，而且可以作為吸附劑吸附重金屬等，起到修復、改良土壤的作用[5-6]。生物炭主要以秸稈、木材、果殼及牲畜糞便等為原料，通過不同的裂解工藝制成[7]。生物炭具有獨特的物理、化學性質(zhì)，可提高土壤pH值，改良酸性土壤，提高土壤的持水保肥能力，提高肥料利用率，特別是對緩釋氮肥具有重要的作用，可在一定程度上節(jié)約肥料與勞動力，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有極其重要的作用[8]。

近年來，生物炭不僅在改良土壤理化性質(zhì)、修復重金屬污染土壤等方面得到廣泛應用，而且在提高園藝作物產(chǎn)量、改善其品質(zhì)等方面卓有成效[9-11]。生物炭含碳量豐富，理化性質(zhì)穩(wěn)定，富含羥基、羧基等官能團，可有效改善植物根系生長環(huán)境，為其提供營養(yǎng)，從而有利于增強植物抗逆性，改善其品質(zhì)[12]。為給生物炭改善辣椒品質(zhì)提供參考，本試驗以采用盆栽法，金驕1.0 F1為供試作物、生物炭為供試材料，探究生物炭不同施用量對金驕1.0 F1辣椒果實中可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、維生素C含量、花青素含量等品質(zhì)指標的影響。

1" 材料與方法

1.1" 試驗材料

1）供試作物：金驕1.0 F1（朝天椒），購自湖南禾之元種業(yè)有限公司。2）供試材料：生物炭，購自貴州金葉豐農(nóng)業(yè)科技有限公司。

1.2" 試驗設計

本試驗于2021年3月至2022年8月在遵義師范學院試驗基地進行，采用盆栽方法。試驗共設置6個處理，分別施用相對土壤質(zhì)量0（CK）、1%（T1）、2%（T2）、3%（T3）、4%（T4）和5%（T5）的生物炭。將基質(zhì)、生物炭和復合肥（4.288 g/盆）混合均勻，分裝于高35 cm、直徑25 cm的塑料盆（每盆裝8.5 kg）中，每個處理3次重復。待辣椒幼苗長到4葉1心時，選取生長狀況良好、長勢一致的幼苗，移栽至塑料盆中，每盆定植3株。其他同常規(guī)田間管理。當金驕1.0 F1普遍開花時，隨機進行掛牌標記；待辣椒果實鮮紅成熟時，采摘同一時期的果實帶回實驗室，進行各項指標的測定。

1.3" 測定項目及方法

采用考馬斯亮藍G-250染色法測定可溶性蛋白含量，采用蒽酮-硫酸比色法測定可溶性糖含量，采用水楊酸試劑法測定還原糖含量，采用鉬藍比色法測定維生素C含量，采用比色法測定類胡蘿卜素含量，采用鹽酸浸提法測定花青素含量，采用液相色譜法測定辣椒堿含量。

1.4" 數(shù)據(jù)處理及分析

采用Excel 2010軟件進行統(tǒng)計處理，采用SPSS 20.0軟件進行顯著性檢驗。

2" 結果與分析

2.1" 生物炭不同施用量對辣椒果實可溶性蛋白含量的影響

可溶性蛋白是評價辣椒果實營養(yǎng)狀況的重要指標之一。由表1可知，當生物炭施用量為相對土壤質(zhì)量1%～5%時，隨生物炭施入量的增加，各處理辣椒果實中可溶性蛋白含量整體呈上升的變化趨勢，較對照增加幅度為308.725%～960.944%，差異均達極顯著水平；且當生物炭施用量為相對土壤質(zhì)量5%時，辣椒果實中可溶性蛋白含量達到最高，為2.472 mg·g-1。這表明，在試驗處理范圍內(nèi)，生物炭的施用能夠顯著提高辣椒果實中可溶性蛋白含量，從而在一定程度上改善辣椒的營養(yǎng)品質(zhì)。

2.2" 生物炭不同施用量對辣椒果實可溶性糖與還原糖含量的影響

如表1所示，當生物炭施用量為相對土壤質(zhì)量1%～5%時，辣椒果實中可溶性糖含量較對照無明顯差異，還原糖含量隨生物炭施用量的增加整體呈上升的變化趨勢。當生物炭施用量為相對土壤質(zhì)量1%時，辣椒果實中可溶性糖含量和還原糖含量均略低于對照，但無明顯差異。當生物炭施用量為相對土壤質(zhì)量2%～5%時，辣椒果實中可溶性糖含量雖均高于對照，但差異未達顯著水平；辣椒果實中還原糖含量與對照相比，增幅范圍為7.112%～12.231%，差異均達顯著水平（T3處理除外）。這表明，在試驗處理范圍內(nèi)，生物炭的施用對辣椒果實中可溶性糖含量無明顯影響；施用適量生物炭可明顯提高辣椒果實中還原糖的含量。

2.3" 生物炭不同施用量對辣椒果實維生素C含量的影響

由表1可知，當生物炭的施用量為相對土壤質(zhì)量1%～5%時，各處理辣椒果實中維生素C含量整體均高于對照。當生物炭施用量為相對土壤質(zhì)量1%時，維生素C含量最高，為1.475 mg·g-1，差異達極顯著水平；T3處理次之。這表明，在試驗處理范圍內(nèi)，施用較少生物炭對提高辣椒果實中維生素C含量即可具有明顯的作用效果；隨生物炭施用量的增加，辣椒果實中維生素C含量逐漸趨于穩(wěn)定，整體無明顯變化。

2.4" 生物炭不同施用量對辣椒果實花青素與類胡蘿卜素含量的影響

辣椒果實的色澤與其果實中花青素、類胡蘿卜素含量密切相關。從表1可知，當生物炭的施用量為相對土壤質(zhì)量1%～5%時，隨著生物炭施用量的增加，辣椒果實中花青素含量的變化趨勢為先上升后下降，且均高于對照。就辣椒果實中花青素含量而言，當生物炭施用量為相對土壤質(zhì)量2%～4%時，花青素含量為1.107～1.313 μg·g-1，較對照增加了27.241%～50.920%，差異達極顯著水平；其中，T3和T4處理的花青素含量最高，T2處理次之；當生物炭施用量增加至相對土壤質(zhì)量5%時，花青素含量較對照增加了4.253%，但差異未達顯著水平。

當生物炭施用量為相對土壤質(zhì)量1%～5%時，隨著生物炭施用量的增加，辣椒果實中類胡蘿卜素含量整體呈上升的變化趨勢。當生物炭施用量為相對土壤質(zhì)量1%時，類胡蘿卜素含量為0.720 mg·g-1，較對照增加了25.654%，差異達極顯著水平；當生物炭施用量為相對土壤質(zhì)量5%時，類胡蘿卜素含量最高，為0.976 mg·g-1，較對照增加了70.331%，其次分別為T2、T4、T3處理，且三者之間并無顯著差異。這表明，T3和T4處理對辣椒果實中花青素含量的作用效果最佳，T5處理更有利于辣椒果實中類胡蘿卜素含量的積累。

2.5" 生物炭不同施用量對辣椒果實辣椒堿含量的影響

辣椒堿是辣椒果實中的主要活性物質(zhì)，也是辣椒果實辣度的來源，在一定程度上反映了辣椒果實品質(zhì)。由表1可知，當生物炭的施用量為相對土壤質(zhì)量1%～5%時，隨著生物炭施用量的增加，辣椒果實中辣椒堿的含量隨之增加，各處理辣椒堿含量的大小關系為T5gt;T4gt;T3gt;T2gt;T1gt;CK。這表明，施用生物炭可明顯提高辣椒果實中辣椒堿的含量，改善辣椒果實品質(zhì)。

3" 討論與結論

因生物炭獨特的物理化學性質(zhì)而具有吸附性，對復合肥具有緩釋作用，可減少氮素的揮發(fā)與散失，提高肥料利用率，促進辣椒的生長，改善辣椒的品質(zhì)。陳德秀等研究結果顯示，施用生物炭對提高作物中可溶性蛋白含量有促進作用[13]；安明遠等研究認為，增施生物炭提高了作物中可溶性糖的質(zhì)量分數(shù)，改善作物品質(zhì)的效果較好[14]；陸麗華等研究結果表明，較低生物炭施用量可顯著提高作物中維生素C的含量，較高施用量生物炭反而不利于作物中維生素C含量的積累[15]。本試驗結果表明：當生物炭的施用量為相對土壤質(zhì)量1%～5%時，辣椒果實中可溶性蛋白含量、還原糖含量、類胡蘿卜素含量和辣椒堿含量隨著生物炭的施用量增加整體均呈上升的變化趨勢，且各項指標均在T5處理時達最高；辣椒果實中的花青素含量和維生素C含量隨生物炭施用量的增加整體呈先增大后減小的變化趨勢，其中T3和T4處理對花青素含量的作用效果最為明顯，T1處理則更有利于維生素C含量的提高，這與柴冠群等[16]、唐丹[17]研究結論相一致。此外，任澤玥研究認為，生物炭的施用與辣椒果實中可溶性糖含量無明顯相關性[18]。本研究結果表明，在試驗處理范圍內(nèi)，隨著生物炭施用量的增加，辣椒果實中可溶性糖含量整體呈現(xiàn)上升的變化趨勢，但作用效果并不明顯。

綜上所述，施加適量生物炭可以顯著改善辣椒品質(zhì)，能夠在一定程度上提升辣椒口感，但各品質(zhì)指標對生物炭施用量的響應存在一定差異。相比較而言，辣椒果實中維生素C含量對生物炭的響應更為敏感，這可能是由于低含量的生物炭緩釋氮肥肥效，從而提高了辣椒果實中維生素C的含量；生物炭固有的物理化學性質(zhì)能夠吸附大量的可溶性鹽基離子，當生物炭的施用量較高時，會降低土壤的滲透勢，從而不利于辣椒根系對水分和養(yǎng)分的吸收，使其生殖生長過程受到影響，不利于辣椒果實中維生素C含量積累，但其作用機理尚不明確，有待于進一步開展深入的研究。

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（責任編輯：敬廷桃）