不同銨硝配比對(duì)辣椒產(chǎn)量、養(yǎng)分積累和氮肥利用率的影響

袁嫚嫚 鄔剛 王家寶 井玉丹 張祥明 王文軍 陳俊陽(yáng) 孫義祥

摘? ? 要：通過(guò)設(shè)施大棚辣椒盆栽試驗(yàn)，設(shè)置不施氮肥（CK）、銨態(tài)氮與硝態(tài)氮的氮質(zhì)量比分別為0∶100（A0N100）、25∶75（A25N75）、50∶50（A50N50）、100∶0（A100N0）5個(gè)處理，研究不同銨硝態(tài)氮配比對(duì)辣椒產(chǎn)量、養(yǎng)分積累和氮肥利用率的影響。結(jié)果表明，與CK相比，不同銨硝配比處理增加了辣椒的果實(shí)數(shù)、鮮果質(zhì)量、干物質(zhì)量和氮、磷、鉀積累。在所有處理中，A25N75辣椒鮮果質(zhì)量、干物質(zhì)積累和果實(shí)養(yǎng)分積累均最高。A25N75總鮮果質(zhì)量比其他銨硝配比處理增加20.95%～38.43%。第3次采摘時(shí)，A25N75干物質(zhì)高于其他銨硝配比處理，A25N75氮和磷收獲指數(shù)高于A0N100和A50N50處理;A25N75鉀收獲指數(shù)高于A0N100和A100N0。A25N75辣椒氮肥利用率最高，為73.50%。辣椒初果期和采摘期養(yǎng)分積累比例不同。綜上所述，銨態(tài)氮與硝態(tài)氮配比為25∶75時(shí)可保障辣椒高產(chǎn)，又可降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：辣椒;銨硝比;產(chǎn)量;養(yǎng)分積累;氮肥利用率

中圖分類(lèi)號(hào)：S641.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2022）02-043-06

Yield， nutrient accumulation and nitrogen use efficiency of pepper under different ammonium/nitrate ratios

YUAN Manman， WU Gang， WANG Jiabao， JING Yudan， ZHANG Xiangming， WANG Wenjun， CHEN Junyang， SUN Yixiang

（Anhui Key Laboratory of Nutrient Cycling， Resources and Environment/Institute of Soil and Fertilizer， Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei 230031， Anhui， China）

Abstract：A pot experiment with five treatments no nitrogen （CK）， NH4+-N 0% +NO3--N 100% （A0N100）， NH4+-N 25% +NO3--N 75% （A25N75）， NH4+-N 50% +NO3--N 50% （A50N50） and NH4+-N 100% +NO3--N 0% （A100N0） was carried out in the greenhouse to investigate the influence different ammonium/nitrate （NH4+-N/NO3--N） ratios on yield， nutrient accumulation and nitrogen （N） use efficiency of pepper. The results showed that applying N fertilizer with different NH4+-N/NO3--N ratios significantly increased pepper fruit number， fresh fruit weight and dry matter weight and N， P and K accumulation compared with CK. A25N75 treatment had the highest fresh fruit weight， above ground dry matter weight and N， P and K accumulation in fruit. Total fresh fruit under A25N75 was 20.95%-38.43% higher than those under A50N50， A0N100 and A100N0 treatment. At the third picking period， the dry matter， N and P use index under A25N75 were the highest. K use index under A25N75 was significantly higher than those under A0N100 and A100N0. A25N75 had the highest nitrogen use efficiency of 73.5%. Therefore， the treatment of NH4+-N 25% +NO3--N 75% not only improved pepper yield， but also reduced environment impact.

Key words： Pepper; Ammonium/nitrate ratio; Yield; Nutrient accumulation; Nitrogen use efficiency

辣椒作為重要的茄果類(lèi)蔬菜，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是我國(guó)主栽設(shè)施蔬菜作物之一。“十三五”以來(lái)，辣椒種植面積和產(chǎn)值均居全國(guó)首位[1]。氮素是植物必需的大量元素之一，為了提高農(nóng)作物產(chǎn)量，生產(chǎn)者常施用大量氮肥，尤其是設(shè)施蔬菜，但氮肥只能部分被作物利用[2]，過(guò)量施用氮肥一方面造成經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)，另一方面導(dǎo)致空氣、水的污染，造成土壤肥力退化、生物多樣性損失等問(wèn)題[3-4]。

不同作物對(duì)氮素形態(tài)的的吸收存在偏向選擇性[5]。適當(dāng)?shù)匿@硝比能提高作物對(duì)非生物脅迫的耐受性[6]，當(dāng)銨態(tài)氮為主要氮源時(shí)，作物生物量減少，導(dǎo)致葉片生理功能退化[7]。銨態(tài)氮和硝態(tài)氮比例影響辣椒的營(yíng)養(yǎng)元素積累和果實(shí)品質(zhì)，這與辣椒的生長(zhǎng)環(huán)境密切相關(guān)。管西林等[8]在露天菜地的研究表明，單施酰胺態(tài)氮或硝態(tài)氮均不利于辣椒優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，則需要根據(jù)土壤pH優(yōu)化酰胺態(tài)氮和硝態(tài)氮的比例去實(shí)現(xiàn)。Zhang等[9]在氣候箱砂培的研究認(rèn)為，銨硝比為25∶75對(duì)辣椒生長(zhǎng)后期的生物量積累促進(jìn)作用顯著。而關(guān)于設(shè)施大棚的氮肥形態(tài)配比對(duì)辣椒生長(zhǎng)影響的研究未見(jiàn)報(bào)道。

筆者選擇長(zhǎng)期種植辣椒的設(shè)施大棚土壤，在大棚內(nèi)采用盆栽試驗(yàn)，研究不同銨態(tài)氮與硝態(tài)氮配比對(duì)辣椒收獲期產(chǎn)量、養(yǎng)分積累和氮肥利用率的影響，以期為設(shè)施大棚辣椒生產(chǎn)提供合理的施肥理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2019年4—7月在安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝所設(shè)施大棚開(kāi)展。取大棚內(nèi)0～20 cm耕層土壤，自然風(fēng)干，過(guò)2 mm網(wǎng)篩，分別稱(chēng)取5.0 kg，與0.15 mm的基肥混勻后，裝入8 L塑料花盆。辣椒品種為安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝所選育的螺絲椒皖椒101，適合長(zhǎng)江流域設(shè)施栽培。在溫室大棚穴盤(pán)育苗，苗齡為40 d，4月28日移入盆中，每盆1株。供試土壤理化性質(zhì)：pH 7.02，有機(jī)質(zhì)含量（w，后同）54.12 g·kg-1，堿解氮含量126.2 mg·kg-1，有效磷含量135.0 mg·kg-1，速效鉀含量528.0 mg·kg-1。所用肥料均為分析純?cè)噭@態(tài)氮和硝態(tài)氮的氮肥分別為（NH4）2SO4和Ca（NO3）2，磷肥為KH2PO4，鉀肥為KH2PO4和K2SO4。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)處理，每個(gè)處理12盆，3次重復(fù)，每次重復(fù)4盆，分別為：CK，不施氮肥處理;A0N100，施用銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的氮素質(zhì)量比例為0∶100;A25N75，施用銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的氮素質(zhì)量比例為25∶75;A50N50，施用銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的氮素質(zhì)量比例為50∶50;A100N0，施用銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的氮素質(zhì)量比例為100∶0。不同銨硝態(tài)氮配比處理氮素用量相同，為500 mg·kg-1風(fēng)干土，分4次施入，每次施肥銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的氮素質(zhì)量比例均分別為0∶100、25∶75、50∶50、100∶0。5個(gè)處理磷肥和鉀肥用量相同，分別為200和400 mg·kg-1，與氮肥施入方法相同，分4次施入，第1次基肥與土壤混勻，后3次用1000 mL去離子水溶解后，均勻澆灌施入。每次施肥量見(jiàn)表1?；适┓蕰r(shí)間為4月28日辣椒移栽前，3次追肥時(shí)間分別為5月18日、6月5日、6月30日。根據(jù)辣椒生長(zhǎng)情況，進(jìn)行統(tǒng)一澆水和噴藥。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定及方法

辣椒養(yǎng)分試驗(yàn)從初果期開(kāi)始采樣，后又進(jìn)行3次采樣，每次采樣取3盆作為3個(gè)重復(fù)。5月28日初果期以H0表示，此時(shí)剛掛果，果實(shí)較小，統(tǒng)計(jì)果實(shí)數(shù)，將果實(shí)質(zhì)量并入莖質(zhì)量中，然后將葉和莖區(qū)分開(kāi)，分別稱(chēng)鮮質(zhì)量。采摘期辣椒分別于6月18日、7月9日、7月26日共進(jìn)行3次采樣，對(duì)應(yīng)以H1、H2、H3表示，每次采樣統(tǒng)計(jì)鮮果數(shù)后，將同一株的葉、莖和果實(shí)分開(kāi)，稱(chēng)鮮質(zhì)量，在105 ℃烘30 min殺青，后75 ℃烘72 h，稱(chēng)干質(zhì)量。樣品使用超高速粉碎機(jī)粉碎，經(jīng)H2SO4-H2O2消煮后，分別采用凱氏定氮法、鉬銻抗比色法和火焰分光光度計(jì)法測(cè)植株樣品中的氮、磷和鉀濃度[10]。

以氮為例，磷和鉀計(jì)算方法與氮相同。

葉氮積累量 =葉氮濃度 × 葉干物質(zhì)量;

莖氮積累量 =莖氮濃度 × 莖干物質(zhì)量;

果實(shí)氮積累量 =果實(shí)氮濃度 × 果實(shí)干物質(zhì)量;

氮積累量=（葉+莖+果實(shí)）氮積累量;

氮收獲指數(shù)=果實(shí)氮積累量/（葉+莖+果實(shí)）氮積累量;

收獲指數(shù)=果實(shí)干物質(zhì)量/（葉+莖+果實(shí)）干物質(zhì)量;

氮肥利用率/% =（施氮處理氮積累量-無(wú)氮處理氮積累量）/施氮量 × 100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用SPSS 20.0的Ducan對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，采用origin 8.0進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 辣椒果實(shí)數(shù)和鮮果質(zhì)量

由表2可以看出，不同銨硝配比對(duì)辣椒的果實(shí)數(shù)和鮮果質(zhì)量影響因收獲時(shí)期不同而異。在整個(gè)收獲時(shí)期，H0期僅A25N75處理與CK存在顯著差異，其他處理與CK差異不顯著，且僅A50N50處理果實(shí)數(shù)低于CK，其他處理果實(shí)數(shù)均高于CK;在H1、H2和H3期及整個(gè)收獲期各處理果實(shí)數(shù)均顯著高于CK，整個(gè)收獲期果實(shí)總數(shù)比對(duì)照提高77.72%～128.74%。在H1期，不同銨硝配比對(duì)辣椒果實(shí)數(shù)影響差異不顯著;在H2期，A25N75和A0N100處理之間果實(shí)數(shù)差異不明顯，但均顯著高于其他處理;在H3期，A25N75果實(shí)數(shù)顯著高于其他3個(gè)銨硝配比處理，但其他3個(gè)銨硝配比處理之間差異不顯著。在各收獲期，A25N75處理果實(shí)數(shù)和鮮果質(zhì)量均最高。

在整個(gè)辣椒采摘期，各處理鮮果質(zhì)量均顯著高于CK，鮮果總質(zhì)量比對(duì)照提高84.18%～154.96%。在所有處理中，A25N75辣椒鮮果總質(zhì)量顯著高于其他處理，各處理辣椒總鮮質(zhì)量表現(xiàn)為A25N75 >A50N50 >A0N100 >A100N0>CK，而A50N50、A0N100和A100N0三者之間總鮮質(zhì)量差異不顯著。A25N75處理3次采摘總鮮質(zhì)量分別比A0N100、A50N50和A100N0分別提高35.69%、20.95%和38.43%。

2.2 辣椒干物質(zhì)積累

由圖1可以看出，不同銨硝配比對(duì)辣椒葉、莖和果實(shí)干物質(zhì)積累的影響不同。在H0期，即辣椒初果期，辣椒的各部分干物質(zhì)質(zhì)量較小，不同處理下葉和莖干物質(zhì)質(zhì)量差異不明顯，表明設(shè)施大棚的土壤肥力水平高，地力貢獻(xiàn)大，施用氮肥對(duì)辣椒營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期促進(jìn)效果不明顯。CK處理葉和莖干物質(zhì)質(zhì)量呈現(xiàn)出隨生長(zhǎng)時(shí)間先上升后下降趨勢(shì)，在H2期達(dá)到峰值，在H3期下降，此時(shí)果實(shí)干物質(zhì)積累則為0 g，表明在不提供外源氮肥的條件下，設(shè)施大棚的土壤氮素不足以滿(mǎn)足辣椒經(jīng)歷2次果實(shí)采摘后的營(yíng)養(yǎng)和生殖生長(zhǎng)需求。

不同銨硝配比處理中，3次采摘辣椒葉和莖干物質(zhì)積累差異不大，但A25N75果實(shí)干物質(zhì)質(zhì)量均明顯高于其他3個(gè)處理。

由表3可以看出，3次采摘期A25N75的干物質(zhì)收獲指數(shù)均最高，且在H3期，A25N75與其他3個(gè)銨硝配比處理相比達(dá)到差異顯著水平，表明A25N75更有利于辣椒葉和莖的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到果實(shí)。

2.3 辣椒養(yǎng)分積累

由圖2可以看出，不同銨硝配比處理總氮和果實(shí)氮積累量明顯高于CK。由表3可知，采摘期，氮收獲指數(shù)平均比CK增加了13.00%～54.90%。在采摘期，A25N75總氮和果實(shí)氮積累量最高。其中，果實(shí)氮明顯高于其他銨硝配比處理，增加范圍為5.00%～64.60%。在H3期與A0N100和A50N50比較，A25N75顯著增加了氮素收獲指數(shù)。

由圖3可以看出，在H0期，不同處理辣椒葉和莖磷積累量差異不大，但進(jìn)入辣椒采摘期后，不同銨硝配比處理葉、莖和果實(shí)磷積累量明顯高于CK。在采摘期，不同銨硝配比處理葉和莖磷積累量差異不明顯，總體表現(xiàn)為A25N75和A50N50高于A0N100和A100N0，且A25N75葉磷積累量高于其他處理。由表3可知，不同銨硝配比處理磷收獲指數(shù)均顯著高于CK，采摘期磷收獲指數(shù)平均表現(xiàn)為A25N75 > A50N50 > A0N100 > A100N0。

由圖4可以看出，與辣椒磷積累量相似，在H0期，不同處理葉和莖鉀積累量差異不明顯，采摘期不同銨硝配比處理葉、莖和果實(shí)鉀積累量均高于CK，A25N75果實(shí)鉀積累量和鉀高于其他處理。由表3可知，A25N75果實(shí)鉀收獲指數(shù)明顯高于A0N100和A100N0。

由表4可知，相對(duì)于氮積累量，辣椒磷、鉀積累比例隨辣椒成熟進(jìn)程先增加后降低再增加趨勢(shì)。按照生育期可大致分為H0與H1、H2、H3兩個(gè)階段，表明辣椒在成熟采收過(guò)程中，盡管氮肥需求量增加，而磷、鉀肥需求量增加更多。

2.4 氮肥利用率

由圖5可知，A25N75辣椒氮肥利用率達(dá)到了73.50%，且顯著高于其他銨硝配比處理，分別比A0N100、A50N50和A100N0增加54.09%、9.0%和53.77%。A0N100和A100N0氮肥利用率分別為47.70%和47.80%，二者之間差異不顯著。這表明單施銨態(tài)氮肥或硝態(tài)氮肥均不利于辣椒氮肥利用率提高，銨硝配比則有利于氮肥利用率的提高，但提高的幅度與配比的比例有關(guān)。

3 討論與結(jié)論

本試驗(yàn)表明，施氮肥增加了辣椒的鮮果質(zhì)量，究其原因是施氮肥提高了單株果數(shù)，且銨硝比為25∶75的增產(chǎn)效果最好，與Zhang等[9]研究結(jié)果一致。銨硝比為25∶75處理在第3次采摘期，葉干物質(zhì)量和干物質(zhì)收獲指數(shù)均高于其他處理?？赡苁且?yàn)閱我恍螒B(tài)氮源不利于蔬菜產(chǎn)量的形成甚至可能造成毒害[11]，而辣椒生長(zhǎng)后期大量銨態(tài)氮會(huì)拮抗鉀鈣鎂等陽(yáng)離子的吸收[12]，但適量的銨態(tài)氮的添加能夠誘導(dǎo)葉片氮代謝中的谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脫氫酶的表達(dá)并提高酶活性[9]，增加了辣椒物質(zhì)的代謝與運(yùn)轉(zhuǎn)。

氮素供應(yīng)形態(tài)影響作物氮肥利用率。本研究結(jié)果表明，銨硝比為25∶75處理氮肥利用率最高。管西林等[8]研究認(rèn)為菜園土壤中的硝態(tài)氮占氮肥的25%～50%時(shí)辣椒產(chǎn)量最高，土壤淋洗液氮素最少，氮肥利用率最高，與本研究結(jié)果不盡一致。這可能與不同品種辣椒自身對(duì)不同形態(tài)氮素形態(tài)吸收的偏好有關(guān)。同時(shí)，本試驗(yàn)設(shè)施大棚和菜地的土壤pH相近，但本試驗(yàn)設(shè)施大棚土壤有機(jī)質(zhì)含量比菜地增加了86.60%，土壤氮素含量亦比菜地土壤顯著增加，這可能會(huì)使土壤中微生物和脲酶活性、氨氧化酶活性、亞硝酸鹽氧化活性和異化硝酸還原酶活性不同，影響土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的轉(zhuǎn)化和供應(yīng)[13]。

不同生育期辣椒氮、磷、鉀積累量有所差異，以氮肥利用率最高的A25N75為例，從苗期到初果期，氮：磷：鉀為1∶0.06∶0.77，采摘期平均為1∶0.19∶1.20。磷肥需求量增加，鉀肥需求量增加更加明顯，增施磷、鉀肥可以明顯提高辣椒磷、鉀含量和產(chǎn)量[14]，這可作為供試土壤下辣椒平衡施肥的參數(shù)和研制辣椒專(zhuān)用配方肥的依據(jù)。在辣椒生產(chǎn)中，單一配方難以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分供應(yīng)匹配辣椒養(yǎng)分需求，以套餐肥的形式將辣椒施肥配方設(shè)計(jì)為基肥和追肥兩個(gè)配方則能更好地滿(mǎn)足辣椒養(yǎng)分需求。這是進(jìn)一步提高設(shè)施大棚辣椒產(chǎn)量、提升肥料利用率的關(guān)鍵。

綜上所述，銨硝配比顯著增加了采收期辣椒的鮮果質(zhì)量和果實(shí)數(shù)，銨硝比為25∶75處理辣椒的鮮果質(zhì)量和氮肥利用率顯著高于其他處理，且與單施硝態(tài)氮或銨態(tài)氮處理相比，增加了辣椒氮、磷、鉀積累量及前兩次采摘時(shí)氮積累比例。

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