有機肥與化肥配施對辣椒產量和品質的影響

吳立東,劉亞婷,林淑婷

(1.三明市農業科學研究院,福建三明 365509;2.福建省(山區)作物遺傳改良與創新利用重點實驗室,福建三明 365509)

辣椒(CapsicumannuumL.)在我國栽培歷史悠久,因其營養豐富,加工用途廣泛,市場前景廣闊。近年來,隨著食辣文化的日漸盛行,加工型辣椒的栽培面積逐年上升。農民為了獲得更高的經濟效益,盲目追求辣椒產量的增加,過量施用見效快的化學肥料。單獨施用化肥雖然能在短期內提高產量,但由于化肥成分單一,利用率低,不含微生物活性和微量元素,長期施用容易造成土壤板結、肥料利用率降低、品質下降、農業成本增加、環境污染等問題,嚴重制約了辣椒產業的可持續發展[1-3]。因此,探索肥料的合理施用對辣椒提產增質具有重要意義。

研究表明,施用有機肥可以提高土壤中有機質含量和微生物活性,改善土壤理化性質,培肥地力,提高蔬菜產量和品質[4-5]。這可能是由于有機肥中不僅含有植物生長所必需的大量元素,同時含有植物可吸收利用的微量元素和有機物質[6]。但在生產中,如果單一施用有機肥并不能滿足植物生長需求[7]。前人在水稻[8]、小麥[9]、大蒜[10]、芒果[11]等作物上研究表明,有機肥與無機肥配合施用,不僅可以促進作物生長、提高肥料利用率、減少環境污染,還可以充分滿足植物整個生育期的養分供應,從而達到高產優質的目的[2-3,12]。筆者以明椒9號為研究對象,采用田間小區試驗,以不施肥為對照,探討單施化肥、不同施用量有機肥與化肥配施對辣椒植株生長、產量及構成因素、品質的影響,旨在為辣椒合理施肥提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料供試品種為明椒9號,為三明市農業科學研究院蔬菜所自主選育的新品種。試驗地在福建省三明市農業科學研究院蔬菜試驗基地,土壤主要理化性質:pH 6.44,有機質28.70 g/kg,全碳15.00 g/kg,全氮1.16 g/kg,堿解氮88.80 mg/kg,速效磷194.00 mg/kg,速效鉀350.00 mg/kg。

1.2 試驗設計試驗于2021年2—9月在三明市農業科學研究院蔬菜試驗基地進行。試驗共設5個處理,即不施肥(CK)、單施化肥750 kg/hm2(T1)、有機肥3 000 kg/hm2+無機肥750 kg/hm2(T2)、有機肥4 500 kg/hm2+化肥750 kg/hm2(T3)、有機肥6 000 kg/hm2+化肥750 kg/hm2(T4),完全隨機區組設計,3次重復,小區面積12 m2,雙行種植,株行距為30 cm×40 cm。供試肥料養分見表1。各處理肥料組合于移栽前均勻撒施在小區土壤表層,翻耕均勻一次性作基肥施用,起壟覆膜7 d后進行移栽,整個試驗期內不再追肥。試驗于2月7日育苗,3月29日定植,水肥管理同大田生產。

表1 供試肥料基本養分性質

1.3 測定項目與方法于定植20、40、60、80、100 d測定明椒9號的株高、株幅、莖粗和葉綠素含量,葉綠素相對值采用葉綠素儀測定SPAD值。朝天椒成熟后,測定果長、果寬、單株結果數,采收后測定每小區產量,按辣椒的鮮重計算。將成熟辣椒果烘干后,測定干椒的二氫辣椒素、辣椒素、脂肪等含量以及色價,二氫辣椒素和辣椒素含量測定參考GB/T 21266—2007《辣椒及辣椒制品中辣椒素類物質測定及辣度表示方法》,脂肪含量測定參考GB 5009.6—2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》中酸水解法,色價測定參考GB 10783—2008《食品添加劑辣椒紅》。

1.4 數據分析試驗數據采用Excel 2016進行整理和作圖,用SPSS 19.0軟件進行Duncan法多重比較分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對辣椒植株農藝性狀的影響不同處理辣椒的株高、株幅、莖粗和葉綠素含量存在明顯差異(圖1)。辣椒的株高、株幅和莖粗在整個生育期均呈上升趨勢,SPAD值呈先上升后下降的趨勢。從株高來看,在辣椒定植20 d時,各施肥處理間差異較小,僅T4處理的株高顯著高于不施肥處理(CK);定植40 d時,T1和T4處理的株高顯著高于CK;定植60 d時,除T2處理外,其他施肥處理均顯著高于CK;定植80和100 d時,施肥處理較CK分別顯著提高了13.96%～22.82%、23.31%～30.70%。從株幅來看,在辣椒定植20和40 d時,各施肥處理間無顯著差異;定植60、80和100 d時,各施肥處理均顯著高于CK,其中T4處理的株幅最大。各處理辣椒莖粗在定植20 d時無顯著差異;在定植40、60、80和100 d時,各施肥處理的莖粗均顯著高于CK,其中T4處理的莖粗最高。在辣椒定植40 d時,T1和T3處理的SPAD值顯著高于CK;定植60和80 d時,僅有T3處理的SPAD值顯著高于CK,其他施肥處理與CK差異不顯著;定植100 d時,T2和T3處理的SPAD值顯著高于CK;其中在辣椒整個生育期的生長后期,T3處理的SPAD值最高。

圖1 不同處理對辣椒植株農藝性狀的影響Fig.1 Effects of different treatments on agronomic trait of pepper

2.2 不同處理對辣椒產量及其構成因素的影響由表2可知,與CK相比,施肥處理對辣椒產量及其構成因素均有不同程度的影響,各處理的產量表現為T4>T3>T2>T1>CK,其中T4和T3處理均顯著高于其他處理。與CK相比,T4和T3處理的增產率分別為37.60%和31.66%。施肥處理的單果重均顯著高于CK,且施肥處理間差異顯著,其中T4處理的單果重最高。與CK相比,施肥處理的單果長均顯著增加,其中T4和T3處理顯著高于T1和T2處理,且T4和T3處理間無顯著差異。施肥處理的單果寬均顯著高于CK,T4和T3處理顯著高于T1和T2處理,其中T4處理最高,而T1和T2處理間差異不顯著。T4處理的單株結果數顯著低于CK,T1、T2和T3處理與CK無顯著差異。

表2 不同處理下辣椒產量及其構成因素

2.3 不同處理對辣椒加工品質的影響由圖2可知,與CK相比,施肥處理對辣椒品質均有顯著影響。與不施肥處理(CK)相比,各施肥處理辣椒的二氫辣椒素含量顯著提高了29.35%～80.43%,且各施肥處理間差異顯著;其中T4處理的二氫辣椒素含量顯著高于其他處理。各施肥處理辣椒的辣椒素含量均顯著高于CK,提高了39.82%～138.05%,各施肥處理間差異顯著,T4處理的辣椒素含量最高。T2、T3和T4處理的脂肪含量較T1處理分別提高了10.90%、30.23%和22.82%,其中T3和T4處理顯著高于T2處理,且兩者處理間無顯著差異。各施肥處理辣椒的色價均顯著高于不施肥處理(CK),其中T4和T3處理的色價均顯著高于T1和T2處理,T1和T2處理間無顯著差異;T4處理最高,為10.63。

注:不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercases indicated significant difference between different treatments at 0.05 level.圖2 不同處理對辣椒品質的影響Fig.2 Effects of different treatments on quality of pepper

3 討論與結論

有機肥與化肥合理配施不僅能提高土壤肥力[13],對植株生長發育的促進、產量的增加以及品質的提高具有重要作用。劉拴成[14]研究發現,有機肥與化肥配施提高了馬鈴薯株高、莖圍等農藝性狀,有效促進葉綠素含量、產量及品質。陳修斌等[15]研究表明,合理的無機肥與有機肥配合施用能使辣椒的株高、株幅、單株結果數、單株產量和產量等農藝性狀表現最好。該研究發現,有機肥與化肥配施能有效地促進辣椒的株高、株幅、莖粗和葉綠素含量的增加,使植株生長更旺盛,尤其在開花期和結果期增加效果最明顯。這可能是由于有機肥除含有大量作物生長所需的氮、磷、鉀外,還提供了大量微量元素(如鎂、鋅、鐵、錳等)、酶、糖類物質等營養成分,養分全面,肥效時間長[16],能持續提供作物生長后期所需養分。

研究表明,有機無機肥料配合施用能顯著提高作物產量及產量相關性狀。王小武等[17]研究發現有機無機復混肥能顯著提高棉花的單株鈴數、鈴重和籽棉產量。劉玉英等[18]研究表明適量施用有機無機肥能不同程度提高結球甘藍的平均單球重和小區產量。王春等[19]研究表明無機肥與有機肥配施處理的辣椒果長、果直徑、單果重和單株坐果數均有效增加,且增產效果顯著。楊潤新等[20]研究發現有機無機混施促進了辣椒果實增長和增粗,提高了辣椒的單果重和產量。該研究中,與單施無機肥處理(T1)相比,有機肥與化肥配施處理(T2、T3、T4)的單果長、單果寬、單果重和產量均顯著提高,增幅分別為13.75%～30.36%、5.65%～28.25%、8.60%～29.71%和8.41%～20.16%,且表現為隨有機肥施用量的增加而增加。說明有機肥與化肥配施能有效提高辣椒產量,其原因可能是有機肥本身含有大量的有機質,與化肥配施后,為土壤提供了大量有益微生物,改善了土壤理化性質,提高了肥料利用率,進而提高辣椒產量[17]。

辣椒素類物質是辣椒特有的風味物質,是辣椒辛辣味的主要來源[21]。其中辣椒素和二氫辣椒素是辣椒素物質主要成分[22]。研究表明,辣椒中辣椒素的積累與施肥密切相關,其中磷肥影響最大,氮肥最小[23]。該研究中,與不施肥處理(CK)相比,施用肥料均能不同程度提高辣椒中二氫辣椒素和辣椒素含量的積累。有機肥與化肥配施處理(T2、T3、T4)的二氫辣椒素和辣椒素含量大體上均顯著高于單施無機肥處理(T1),可能是由于該研究中有機肥磷的含量明顯高于化肥,磷能促進蛋白酶的活性[24]。該研究中辣椒的脂肪含量也得出了類似結果。此外,在有機肥與化肥配施處理中,辣椒的二氫辣椒素和辣椒素含量隨有機肥施用量的增加而增加。石磊等[25]研究發現,無機肥與生物菌肥配施能顯著提高辣椒果色價。該研究發現,與單施化肥處理(T1)相比,有機肥與化肥配施處理(T2、T3、T4)的色價總體上均顯著提高,其中施肥量為6 000 kg/hm2有機肥與化肥配施處理(T4)最高,可能是有機肥本身含有辣椒可以吸收利用的有機物和微量元素,能夠提高土壤中的有機營養成分,并能激活土壤中微生物或酶,從而刺激辣椒生長,進而提高辣椒品質[3]。