水溶肥替代及減量對朝天椒產量、品質和土壤養分殘留的影響

摘""" 要：為探究適于朝天椒生產的水溶肥最佳施用方式，通過田間試驗研究水溶肥替代常規化肥及減量對朝天椒產量、品質及土壤養分殘留的影響，共設置7個處理：CK（常規化肥）、T1（100%替代）、T2（T1減量20%，100%替代）、T3（T1減量40%，100%替代）、T4（50%替代）、T5（T4減量20%，50%替代）、T6（T4減量40%，50%替代）。結果表明，與CK相比，T1和T4處理產量分別提高21.09%和26.92%，品質提高；減量20%條件下，T2和T5處理產量分別提高14.28%和15.23%，品質提高；減量40%條件下，T3和T6處理產量分別提高7.41%和4.29%，品質提高，土壤養分殘留量降低。綜合考慮朝天椒的產量、品質及環境效益，水溶肥50%替代優于100%替代，替代后減量20%～40%在生產上是可行的。T5處理是生產上適宜推廣的最佳施用方式。

關鍵詞：朝天椒；水溶肥替代；減量施肥；產量；品質

中圖分類號：S641.3"""""""""" 文獻標志碼：A""""""""""" 文章編號：1673-2871（2024）11-132-06

收稿日期：2023-01-28；修回日期：2024-09-02

基金項目：河南省農業科學院基礎性科研工作項目（2024JC13）；河南省農業科學院自主創新項目（2022ZC30）；鄭州市重大科技創新專項（2020CXZX0085）

作者簡介：郭戰玲，女，助理研究員，主要從事辣椒機械直播技術研究。E-mail：zlguo_2012@163.com

通信作者：毛家偉，男，副研究員，主要從事水溶肥高效施用技術研究。E-mail：maojw1981@126.com

河南是全國朝天椒生產大省，栽培歷史悠久，常年種植面積18.7萬hm2左右，主要分布在濮陽、安陽、商丘、漯河、許昌、南陽、周口、開封、洛陽等地，以麥套朝天椒種植模式為主，年產銷量60萬t，也是當地農民增產增收的主要支柱產業之一[1-4]。由于朝天椒種植密度大、根系淺、不耐澇、不耐旱、需肥量大、水肥利用效率低，導致生產上肥料投入量過大、灌溉頻繁現象普遍存在，不僅造成水資源和肥料的浪費，導致朝天椒產量和品質下降，還造成土壤酸化、農業面源污染、地下水硝酸鹽含量超標等一系列環境問題[5-7]，嚴重制約朝天椒產業的健康可持續發展。隨著生產上水肥一體化技術的應用和推廣，水溶肥在提高水肥利用效率、減少勞動強度、防控農業面源污染等方面的作用日益突出[8-11]。受傳統栽培施肥習慣及灌溉方式的影響，研究者對常規復合肥在朝天椒上施用量、施用時期及施肥效果的關注較多[12-15]，而對水溶肥在朝天椒上替代復合肥的方式、用量及效果的研究較少[16-17]。筆者以常規品種三櫻八號為試驗材料，在常規施肥基礎上，研究水溶肥替代方式及減量對朝天椒產量、品質及土壤養分殘留的影響，旨在為朝天椒高效生產過程中水溶肥的應用和推廣提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022年3—10月在河南省臨潁縣杜曲鎮金趙村進行。臨潁縣屬溫帶季風氣候，年平均氣溫14.5 ℃，全年無霜期226 d左右，年降水量平均為720 mm。試驗區土壤類型為潮土，播前采集0～20 cm土壤樣品，測得理化性質為：pH值7.6，有機質含量（w，后同）17.8 g·kg-1，堿解氮含量66.0 mg·kg-1，速效磷含量11.6 mg·kg-1，速效鉀含量101.0 mg·kg-1。試驗田種植模式是小麥朝天椒套種。

1.2 材料

供試品種為朝天椒常規種三櫻八號，由河南省奧農種業有限公司提供。供試肥料：常規復合肥（N- P2O5- K2O：20-10-18，總養分含量 ≥ 48%），大量元素水溶肥（N- P2O5- K2O：20-10-18，總養分含量 ≥ 48%），均為阿波羅農業生態科技集團有限公司產品。

1.3 試驗設計

設置常規施肥量、減量20%、減量40%等3個施肥水平，采用全程（100%）和半程（50%）兩種水溶肥替代方式，共6個處理，以農戶常規施肥為對照（CK）（見表1）。試驗共7個處理，3次重復，21個小區，小區面積為6.0 m×7.2 m=43.2 m2，隨機區組排列。

朝天椒采用機械化直播栽培方式，于2022年3月15日在小麥種植預留行內進行大田統一播種，寬行距90 cm，窄行距30 cm，株距12 cm，每667 m2種植9200株，地膜和滴灌帶鋪設在窄行中。播種前結合整地，常規復合肥全部做底肥施入，水溶肥分別在苗期（6月15日）、坐果期（7月5日）、盛果期（8月1日）、果實膨大期（8月20）分4次結合灌水施用。2022年9月26日收獲。整個生育期田間管理措施與當地傳統管理措施保持一致。

1.4 樣品采集與分析

1.4.1 土壤指標的測定 整地施肥前（3月13日），試驗區分成2個采樣單元，采用S形線路采集0～20 cm土壤樣品共10個點，混勻后采用四分法對角取2份混合后帶回實驗室風干用于測定土壤基礎理化指標。收獲后（9月27），每個小區采用S形線路采集0～20 cm土壤樣品共5個點，混勻后帶回實驗室風干，用于測定土壤養分含量。

采用酸度計法測定酸堿度，采用堿解擴散法測定堿解氮含量，采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定速效磷含量，采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定速效鉀含量[18]。

1.4.2 植株指標的測定 收獲期，每個小區采集5株朝天椒植株樣品，用于農藝性狀調查（株高、分枝數、莖粗、果長、果莖等）。每個小區采收3 m2的朝天椒果實并風干，用于產量、百果質量及品質指標（可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C含量）的測定。

株高用直尺測定從地面到頂端生長點的高度；分枝數為結有效果實的枝數；莖粗用游標卡尺（PD-151）測量地上部2 cm處的莖稈粗度；果長用直尺測定去除果蒂后的果實長度；果徑是用游標卡尺測定果實中間部位的直徑。用電子秤測定產量、百果質量[19]；采用考馬斯亮藍G-250法測定可溶性蛋白質含量[20]，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量[21]，采用鉬藍比色法測定維生素C含量[22]。

1.5 數據分析

采用Microsoft Excel 2010和DPS 9.01軟件對試驗數據進行統計分析，采用Duncan氏新復極差法進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 水溶肥替代及減量對朝天椒農藝性狀的影響

由表2可知，與常規施肥相比，水溶肥替代及減量處理降低了朝天椒的株高，CK與T3、T6處理差異顯著，與其他處理差異不顯著；水溶肥替代及減量處理促進了分枝，CK與T4處理差異顯著，與其他處理差異不顯著；水溶肥替代及減量處理增加了植株的莖粗，CK與T2、T3處理差異顯著，與其他處理差異不顯著；除T6處理外，水溶肥替代及減量處理增加了朝天椒果長，CK與其他處理差異不顯著；水溶肥替代及減量處理增加了果徑，CK與T6處理差異不顯著，與其他處理差異顯著。由此可見，水溶肥替代及減量可以改善朝天椒株高、分枝數、莖粗，進而提高植株的抗倒性，增強抗逆能力。

2.2 水溶肥替代及減量對朝天椒產量的影響

由表3可知，與常規施肥相比，水溶肥替代及減量處理均可增加單株果數、百果質量，提高產量，增產率在4.29%～26.92%。等養分替代條件下，T1和T4處理分別增產21.09%和26.92%，兩者產量差異不顯著；養分減量20%替代條件下，T2和T5處理分別增產14.28%和15.23%，兩者產量差異不顯著；養分減量40%替代條件下，T3和T6處理分別增產7.41%和4.29%，兩者產量差異不顯著。綜合來看，水溶肥替代可提高朝天椒產量20%以上，替代減量20%可提高產量14%以上，替代減量40%可提高產量4%以上，T1、T2、T5處理的產量差異不顯著，T2、T3、T5處理的產量差異不顯著，CK、T3、T6處理的產量差異不顯著，所以，水溶肥替代可提高朝天椒產量，替代減量20%～40%，可實現減肥增效的目的。考慮產量及肥料投入成本，水溶肥50%替代比100%替代更節本增效。

2.3 水溶肥替代及減量對朝天椒品質的影響

由表4可知，與CK處理相比，水溶肥替代及減量處理可溶性糖含量提高了0.25%～29.51%，T2gt;T1gt;T4gt;T3gt;T6gt;T5gt;CK，T2與其他處理差異顯著，T1、T3、T4處理間差異不顯著，CK、T5、T6處理間差異不顯著；水溶肥替代及減量處理可溶性蛋白含量提高了4.63%～15.28%，T2gt;T3gt;T1gt;T6gt;T5gt;T4gt;CK，T2、T3處理間差異不顯著，T1、T6、T5、T4處理間差異不顯著；水溶肥替代及減量處理維生素C含量提高了3.52%～19.06%，T3gt;T2gt;T6gt;T5gt;T4gt;T1gt;CK，T3、T2處理間差異不顯著，T2、T6處理間差異不顯著，T5、T4、T1處理間差異不顯著，T4、T1、CK處理間差異不顯著。可見，水溶肥替代及減量施用均能提高辣椒可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C含量，改善朝天椒的品質；減量替代條件下，水溶肥100%替代優于50%替代。

2.4 水溶肥施肥方式對土壤養分殘留的影響

由表5可知，與CK處理相比，水溶肥替代及減量施用對土壤堿解氮、速效磷、速效鉀等養分殘留量有較大影響，其中堿解氮含量下降了-4.78%～37.45%，T4gt;T1gt;CKgt;T2gt;T3gt;T5gt;T6，CK與T1、T2、T3、T4處理差異不顯著，與T5、T6處理差異顯著。速效磷殘留量下降了11.27%～43.17%，CKgt;T1gt;T4gt;T2gt;T5gt;T6gt;T3，CK與T1處理差異不顯著，但與其他處理差異顯著；T1與T2處理差異不顯著，但與T3差異顯著；T4與T5處理差異不顯著，但與T6處理差異顯著。速效鉀殘留量下降0.03%～21.24%，CKgt;T1gt;T2gt;T4gt;T3gt;T5gt;T6，CK與T1、T2處理差異不顯著，但均與其他處理差異顯著；T3與T4處理差異顯著；T4與T5、T6處理差異顯著，T5與T6處理差異不顯著。所以，水溶肥替代能使收獲期土壤堿解氮殘留量升高，速效磷、速效鉀殘留量降低。替代后減量能有效降低收獲期土壤堿解氮、速效磷、速效鉀殘留量。

3 討論與結論

肥料既是作物高產優質的物質基礎，又是潛在的環境污染因子，不合理施肥就會污染環境。施肥既要考慮各種養分的資源特征，又要考慮多種養分的綜合管理、養分供應和需求以及施肥與其他技術的結合[23]。水溶肥隨灌溉水施入，施肥均勻度一般為80%～90%，并可根據作物不同生長時期對養分的需求特性進行精準施肥，提高肥料利用率，施用方便、安全且節省勞動力[10]。李丹等[24]以常規施肥為對照，在化學肥料中總養分折純量減少20%的條件下，采用水肥一體化技術，比較3種水溶肥料在設施辣椒上的應用效果，均可不同程度地提高辣椒產量和品質。沈建國等[25]以常規施肥為對照，連續2 a在化肥總養分減少30%的條件下，減量施肥的2種水肥一體化模式均可促進春大棚辣椒的生長，有效提高產量、經濟效益和品質，其中半程水肥一體化模式明顯優于全程水肥一體化模式。陳芬等[26]研究表明，減磷配施有機肥有利于辣椒的正常生長發育，使辣椒生育后期葉綠素含量維持在較高水平，進而促進光合效率的提高和光合產物的積累，最終提高辣椒產量和品質，其中減磷20%配施有機肥是促進辣椒增產提質的適宜施肥比例。雷菲等[27]采用膜下微噴減肥模式，能提高辣椒的產量和水肥利用效率。郭繼潮[28]在田間管理條件相同的情況下，施用大量元素水溶肥的處理較當地習慣施肥增產10.9%，增產效果顯著。羅建等[29]研究表明，辣椒結果期短期低氮處理能夠在保證植株生長和產量的基礎上提高果實品質。本研究中以常規施肥為對照，水溶肥替代及減量20%～40%后，朝天椒株高降低，分枝數和莖粗增加，增強了植株抗倒伏能力；產量提高4.29%～26.92%，效果顯著；朝天椒果實維生素C、可溶性糖及可溶性蛋白含量均得到不同程度提高。

水溶肥直接施入根區，縮小了肥料與土壤的接觸面積，削弱了土壤對肥料的固定能力，有利于根系對養分的吸收，其中氮肥在土壤中移動性大，可以隨水移動到耕層的各個部位，當季利用率與常規施肥相比顯著提高[30]。在本研究中采用水溶肥替代，在充足氮素供應條件下，產量增加，土壤堿解氮殘留量增加，氮素保持在耕層中，減少了流失量；水溶肥替代后減量20%～40%，在有限氮素供應條件下，50%替代土壤堿解氮殘留量相對較低，可能與根系吸收量增加有關，降低了氮素淋失的風險。磷素易被土壤固定，滴灌施肥養分主要集中分布在10 cm以內的土層，移動距離相對較小[31]。在本研究中，與常規施肥相比，水溶肥替代及減量土壤速效磷的殘留量降低，50%和100%替代差異不顯著，但磷肥移動性差，不能與朝天椒的根系分布深度一致，會影響朝天椒對磷素營養的吸收，所以生產上建議磷肥部分做基肥深施。鉀在土壤剖面的垂直移動距離在30 cm以內，移動性相對較差[32]。在本研究中，水溶肥替代及減量后土壤速效鉀的殘留量降低，50%替代比100%替代土壤速效鉀殘留量低，減少了資源浪費和流失的風險。由于朝天椒是露地生產，生長期的7—9月恰逢河南的雨季，近年來極端降雨頻發[33]，在一定程度上會影響水溶肥的施入效果，進而影響養分的可持續供應，結合氮、磷、鉀養分在土壤中的移動特征及收獲后土壤養分殘留量，水溶肥50%替代模式比100%替代模式更符合生產實際需求。

綜上所述，與常規施肥相比，水溶肥替代常規化肥及減量能明顯提高朝天椒的產量、改善果實品質、降低土壤養分殘留，增加經濟效益；50%替代優于100%替代；替代后減量20%～40%在生產上是可行的；綜合考慮朝天椒的產量、品質、肥料投入成本及可持續生產對養分的需求，T5處理在總養分減量20%條件下，水溶肥50%替代，產量增加了15.23%，維生素C、可溶性蛋白含量等品質指標提高，收獲期土壤速效養分殘留量降低，減小了土壤環境負荷，實現了減肥增效、綠色可持續發展，是生產上適宜推廣的最佳模式。

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DOI：10.16861/j.cnki.zggc.202423.0031

Effects of substitution and reduction of water soluble fertilizer on the yield， quality and soil nutrient residue of pod pepper

GUO Zhanling， MAO Jiawei， ZHANG Xiangning， LI Bingqi， LI Taikui， ZHANG Shuo

（Institute of Plant Nutrition， Agricultural Resources and Environmental Sciences， Henan Academy of Agricultural Sciences， Zhengzhou 450002， Henan， China）

Abstract： In order to explore the best application mode of water-soluble fertilizer suitable for the production of pod pepper， field experiments were conducted to study the effects of replacement and reduction of water-soluble fertilizer on the yield， quality and soil nutrient residues of pod pepper， and a total of 7 treatments were set， CK（conventional chemical fertilizer）， T1（100% substitution）， T2（T1 mass loss 20%， 100% substitution）， T3（T1 mass loss 40%， 100% substitution）， T4（50% substitution）， T5（T4 mass loss 20%， 50% substitution）， T6（T4 mass loss 40%，50% substitution）. The results showed that compared with CK， the yield of T1 and T4 treatments increased by 21.09% and 26.92%， respectively， and improved the quality. Under the condition of 20% nutrient reduction，the yield of T2 and T5 treatments increased by 14.28% and 15.23%， respectively， and improved the quality. Under the condition of 40% nutrient reduction， the yield of T3 and T6 treatments increased by 7.41% and 4.29%， respectively， and improved the quality， and the soil nutrient residue was reduced. Considering the yield， quality and environmental benefits of pod pepper， 50% substitution of water-soluble fertilizer is better than 100% substitution， and the reduction of 20%-40% after substitution is feasible in production. T5 treatment is the best application mode of water-soluble fertilizer for promotion in production．

Key words： Pod pepper; Water soluble fertilizer substitution; Reduced fertilization; Yield; Quality