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        不同緩釋肥料對(duì)辣椒生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征及產(chǎn)量的影響

        2017-10-14 17:27:27楊永奎于健龍鄭元紅梁燕菲楊少華
        湖南農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017年1期
        關(guān)鍵詞:辣椒

        楊永奎 于健龍 鄭元紅 梁燕菲 楊少華

        摘 要:以黔椒4號(hào)為試驗(yàn)材料,采用完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì),探討了不同用量(1 800、1 500、1 200 kg/hm2)的兩種緩釋肥料(T1,N︰P2O5︰K2O=18︰9︰18;T2,N︰P2O5︰K2O= 20︰10︰15)對(duì)辣椒莖葉、果實(shí)全氮(TN)、全磷(TP)、全鉀(TK)養(yǎng)分及化學(xué)計(jì)量特征的影響。結(jié)果表明:兩種緩釋肥的效果差別不大,隨著施肥量的增加,辣椒產(chǎn)量均呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì),以1 500 kg/hm2的處理產(chǎn)量最高,達(dá)7 000 kg/hm2以上;辣椒莖葉N/P要明顯高于果實(shí)N/P,當(dāng)施肥量為1 800和1 200 kg/hm2時(shí),莖葉N/P都要顯著低于施肥量1 500 kg/hm2的水平,表明在施肥過(guò)量和不足的情況下,辣椒生長(zhǎng)緩慢或貪青晚熟[21],莖葉生長(zhǎng)速率加快,因此莖葉N/P相對(duì)較低。

        關(guān)鍵詞:生態(tài)化學(xué)計(jì)量;辣椒;緩釋肥

        中圖分類(lèi)號(hào):S147.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-060X(2017)01-0041-04Abstract:Using qianjiao No.4 pepper as experimental material, the effects of two controlled/slowed-release fertilizers (T1, N∶P2O5∶K2O=18∶9∶18;T2, N∶P2O5∶K2O=20∶10∶15) on pepper stem, fruit TN, TP, TK contents and ecological stoichiometric characteristics was discussed. The results showed that pepper fruit yield was not significant different between two controlled/slowed-release fertilizers. It showed a trend of increasing first and then decreasing with increase of fertilizer. The yield of the treatment with 1 500 kg/hm2 fertilizer usage was the highest, over 7 000 kg/hm2. The numbers of pepper stem N/P were higher than fruit numbers. Pepper stem N/P contents of 1 800 and 1 200 kg/hm2 were significant lower than 1 200 kg/hm2 usage. The pepper showed low-growing or extend-growth when fertilizer lack or excessiveness, and pepper stems N/P contents decreased because of increase of growth rate.

        Key words: ecological stoichiometry; pepper; controlled/slowed-release fertilizer

        辣椒營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富,其維生素C含量在蔬菜中排首位。此外,辣椒還富含辣椒堿、辣椒紅素、β-胡蘿卜素等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[1]。這些營(yíng)養(yǎng)成分具有重要的藥用價(jià)值,如辣椒堿具有消炎鎮(zhèn)痛作用,而維生素A和C具有預(yù)防壞血病、防治貧血等作用[2]。近年來(lái),辣椒產(chǎn)業(yè)已成為貴州省的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),據(jù)統(tǒng)計(jì),貴州辣椒常年種植面積達(dá)到33萬(wàn)hm2,鮮椒產(chǎn)量在600萬(wàn)t以上[3],均位居全國(guó)前列[4]。

        緩釋肥料有養(yǎng)分利用率高、省時(shí)省力的特點(diǎn)[5],與常規(guī)肥料相比,能顯著提高辣椒產(chǎn)量[6]、改善辣椒品質(zhì)[7],已成為高需肥蔬菜辣椒栽培利用的重要肥料。有研究指出,緩釋肥料較常規(guī)肥料氮素利用率提高了17.5 %以上[8]。目前,關(guān)于施肥對(duì)植物體內(nèi)N、P、K養(yǎng)分生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征的報(bào)道很多[9-11]。張潘[10]的研究指出,在森林生態(tài)系統(tǒng)中,施氮、磷肥能增加土壤養(yǎng)分的有效性,進(jìn)而顯著影響根、莖、葉中N/P。有研究表明,在林地生態(tài)系統(tǒng)中,添加氮肥使長(zhǎng)芒草(Stipa bungeana)葉片C、N和立枯物N、P含量顯著增加[12];使嵩草(Kobresia myosuroides)等5種牧草葉片的N含量顯著增加。在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中,探討施肥對(duì)作物養(yǎng)分化學(xué)計(jì)量特征對(duì)于分析養(yǎng)分供應(yīng)平衡、優(yōu)化作物施肥方案都有重要意義。然而,這方面的報(bào)道多集中在葉菜類(lèi)作物上,外源添加尿素、硝酸鉀、磷酸二氫鉀等肥料,能明顯改善菠菜(Spinacia Oleracea L.)[13]、小青菜(Brassia chinensis)[14]、番茄(Lycopersicon)[15]等蔬菜的可溶性糖、蔗糖、維生素C含量,提高N、P、K養(yǎng)分含量,但并未顯著改變蔬菜地上部N、P、K養(yǎng)分化學(xué)計(jì)量特征。同樣,增施氮磷肥能提高麥冬(Ophiopogon japonicus (Thunb.) Ker-Gawl)根部N、P總量,但對(duì)N/P則影響不顯著[16]。

        目前,關(guān)于施肥對(duì)辣椒養(yǎng)分化學(xué)計(jì)量特征的影響的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。因此,以黔椒4號(hào)為材料,探討了不同緩釋肥用量對(duì)辣椒N、P、K養(yǎng)分化學(xué)計(jì)量特征及產(chǎn)量的影響,以期為主要農(nóng)作物生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征研究提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

        試驗(yàn)在納雍縣勺窩鄉(xiāng)進(jìn)行,勺窩鄉(xiāng)位于東經(jīng)105°16′08″,北緯26°46′33″,平均海拔1 659 m,年均溫12.2 ℃,年降雨量1 150 mm,無(wú)霜期245 d。試驗(yàn)地土壤為沙壤土,肥力中等,土壤理化性質(zhì):全氮2.38 g/kg、全磷1.23 g/kg、全鉀12.6 g/kg、速效氮173.4 mg/kg、速效磷24.5 mg/kg、速效鉀66.8 mg/kg,土壤pH值6.3。

        供試?yán)苯菲贩N為線椒品種黔椒4號(hào);供試有機(jī)肥為商品有機(jī)肥(貴州金大地肥業(yè)有限公司),N-P2O5-K2O≥5.0%,有機(jī)質(zhì)≥45%;緩釋肥料(山東金正大公司)包括兩個(gè)配方:T1,N︰P2O5︰K2O=18︰9︰18;T2,N︰P2O5︰K2O= 20︰10︰15。

        1.2 試驗(yàn)方法

        1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理,詳見(jiàn)表1,每個(gè)處理3次重復(fù),共21個(gè)小區(qū),小區(qū)面積3 m×5 m,小區(qū)間距1 m,四周設(shè)保護(hù)行;栽單株,株行距為40 cm×30 cm,種植密度2 490株/667m2。緩釋肥料和商品有機(jī)肥做底肥,在辣椒移栽時(shí)一次性施入,施肥時(shí)注意肥、土混合間隔,防止肥害燒根傷苗,在盛花盛果期配合中耕除草進(jìn)行病蟲(chóng)害防治。

        1.2.2 測(cè)定指標(biāo)及方法 試驗(yàn)前,在試驗(yàn)點(diǎn)按照蛇形布點(diǎn)原則,用土鉆采集0~30 cm土層土樣15個(gè),混勻風(fēng)干后測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)、土壤全氮、土壤速效磷、土壤速效鉀和pH值。每次采收辣椒時(shí),各小區(qū)隨機(jī)固定5株采集果實(shí)樣品,最后一次采集時(shí)連同植株樣品一并采集,按常規(guī)方法[12]分別測(cè)定莖葉和果實(shí)的全氮(記為T(mén)N)、全磷(記為T(mén)P)和全鉀(記為T(mén)K)含量。小區(qū)產(chǎn)量:自辣椒開(kāi)始結(jié)實(shí)直至最后一次結(jié)實(shí),每次都采集小區(qū)所有成熟的辣椒果實(shí)稱(chēng)重,共采集4次,最后將4次采樣鮮重之和記為小區(qū)辣椒產(chǎn)量。總產(chǎn)量(kg/hm2)=小區(qū)產(chǎn)量/15 m2×10 000 m2。

        1.2.3 數(shù)據(jù)處理與分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Excel 2007進(jìn)行整理,采用SPSS 13.0軟件中單因素ANOVO的新復(fù)極差法(Duncan test)進(jìn)行差異顯著性分析,并采用雙變量Pearson相關(guān)分析模塊進(jìn)行相關(guān)性分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同緩釋肥處理對(duì)辣椒產(chǎn)量及形態(tài)指標(biāo)的影響

        由表2可知,不同處理的辣椒在株高、莖粗、分支數(shù)等形態(tài)指標(biāo)上都存在一定差異。其中,T1-2處理的株高、莖粗和單株結(jié)果數(shù)都為最大值,分別為36.46 cm、1.43 mm和56.87 個(gè)/株,分別比對(duì)照處理增加了18.34 %、44.44 %和37.80 %。

        同樣,T1-2處理的辣椒單果重、小區(qū)產(chǎn)量和總產(chǎn)量也表現(xiàn)最優(yōu),分別為12.74 g/個(gè)、11.13 kg/15m2、7 425.90 kg/hm2,其中單果重與其他處理差異顯著,小區(qū)產(chǎn)量和總產(chǎn)量除了與T2-2處理差異不顯著外,均顯著高于其他處理;與對(duì)照相比,T1-2處理辣椒的單果重、小區(qū)產(chǎn)量和總產(chǎn)量分別增加了48.31 %、176.18 %和176.03 %??傮w來(lái)看,各處理產(chǎn)量由高到低排列依次為T(mén)1-2>T2-2>T1-1>T2-1>T1-3>T2-3>CK,隨著施肥量的增加,辣椒產(chǎn)量呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)。

        2.2 不同緩釋肥處理對(duì)辣椒莖葉及果實(shí)N、P、K含量

        如表3所示,不同緩釋肥料對(duì)辣椒莖葉和果實(shí)N、P、K養(yǎng)分含量影響不同,但均表現(xiàn)出施肥處理顯著高于CK處理。對(duì)于辣椒莖葉,TN和TP養(yǎng)分含量均以T1-3處理的最高,分別為23.64和1.61 g/kg,除了TP含量與T2-1處理差異不顯著外,T1-3處理的TN、TP含量均顯著高于其他處理;TK養(yǎng)分含量以T2-2處理的最高,為27.91 g/kg,與其他處理差異顯著。對(duì)于辣椒果實(shí),TP、TK養(yǎng)分含量以T2-2處理的最高,分別為2.89、23.81 g/kg,TN養(yǎng)分含量以T2-3處理的最高,為20.48 g/kg;T2-1處理的TP養(yǎng)分含量也較高,為2.86 g/kg,與T2-2處理的差異不顯著,但顯著高于其他處理。

        2.3 不同緩釋肥處理下辣椒莖葉及果實(shí)N、P、K養(yǎng)分的化學(xué)計(jì)量特征

        從表4中可以看出,不同緩釋肥處理下,辣椒不同器官N、P、K養(yǎng)分的化學(xué)計(jì)量特征表現(xiàn)出一定差異。對(duì)于辣椒莖葉,N/P、N/K和P/K總體平均值分別為15.58、1.25和0.08,分別介于11.27~18.88、0.69~2.06和0.04~0.11之間,變異系數(shù)(CV)分別為0.16、0.33和0.26。其中,T2-2處理的N/P、N/K和T2-3處理的P/K為最大值。對(duì)于辣椒果實(shí),兩種緩釋肥料對(duì)其N(xiāo)、P化學(xué)計(jì)量比有類(lèi)似規(guī)律,均表現(xiàn)出在肥料施用量為1 500 kg/hm2時(shí),N/P都為最小值。其中,N/P、N/K和P/K總體平均值分別為6.97、0.89和0.13,分別介于5.50~8.17、0.67~1.02和0.11~0.14,CV分別為0.11、0.13和0.077。其中T2-3處理的N/P、N/K和T1-2處理的P/K為最大值。

        2.4 辣椒莖葉及果實(shí)N、P、K養(yǎng)分及化學(xué)計(jì)量特征的相關(guān)關(guān)系

        如表5所示,果實(shí)TN與果實(shí)N/P、N/K及莖葉N/P呈極顯著正相關(guān),與莖葉TN、莖葉N/K呈顯著正相關(guān);果實(shí)TK與莖葉TK呈極顯著正相關(guān),與果實(shí)N/K、P/K及莖葉N/K、P/K呈極顯著負(fù)相關(guān);而果實(shí)TP則與辣椒果實(shí)、莖葉N/P、N/K沒(méi)有顯著相關(guān)性。莖葉TN與果實(shí)N/K呈極顯著正相關(guān),與莖葉TP及果實(shí)N/P呈顯著正相關(guān);莖葉TP與莖葉N/P呈極顯著負(fù)相關(guān);莖葉TK與莖葉N/K、P/K呈極顯著負(fù)相關(guān)。

        3 討 論

        外源施肥是提高土壤養(yǎng)分、促進(jìn)植物生長(zhǎng)的主要栽培措施之一。眾多研究指出,施肥能顯著提高辣椒產(chǎn)量、改善辣椒品質(zhì)[5-6]。唐拴虎等[5]采用盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),與常規(guī)分次施肥相比,一次性施用聚合物包膜控釋肥能提高辣椒產(chǎn)量和維生素C含量。該試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照相比,施用緩釋肥料均能顯著提高辣椒產(chǎn)量,促進(jìn)N、P、K養(yǎng)分吸收。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),隨著施肥量的增加,辣椒產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢(shì),表明過(guò)量施肥并不利于辣椒生長(zhǎng)。

        與結(jié)構(gòu)性物質(zhì)C相比,N、P是植物體的功能性物質(zhì),功能性物質(zhì)受環(huán)境影響變化較大。該研究發(fā)現(xiàn),辣椒莖葉和果實(shí)的TN、TP分別為20.15和18.16、1.31和2.61 g/kg,低于小青菜、菠菜、番茄以及模式植物擬南芥等,而高于草玉梅、甘肅馬先蒿、莓葉委陵菜、黃花棘豆、垂穗披堿草及嵩草等高寒草甸植物。辣椒莖葉和果實(shí)N/P分別為15.58和6.97,與脫毒馬鈴薯相近[17],而低于菠菜等農(nóng)作物,也低于黃土高原典型草原長(zhǎng)芒草等草本植物,但高于擬南芥和華北落葉松等。關(guān)于植物體N/P比值范圍對(duì)判斷限制植物生長(zhǎng)的元素類(lèi)型還存有爭(zhēng)議,即:是符合Koerselman & Meuleman[18]的研究,還是與Zhang等[19]的研究結(jié)論一致。但有一點(diǎn)可以肯定,植物N/P可以反映植物受到的N或P限制。研究指出,有機(jī)體的快速生長(zhǎng)需要較低的N/P值,原因是植物體內(nèi)C的固定需要大量蛋白酶,而蛋白酶的形成又需要大量的核酸復(fù)制,因此較高的P含量可以加大分配到rRNA中P的量,從而快速合成蛋白質(zhì),以支持生物體的生長(zhǎng)。該研究發(fā)現(xiàn),辣椒莖葉N/P要明顯高于果實(shí)N/P,原因在于對(duì)于以生殖生長(zhǎng)為主的果實(shí),其對(duì)P的需求更高。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)施肥量為1 800和1 200 kg/hm2時(shí),莖葉N/P都要顯著低于施肥量1 500 kg/hm2的水平,表明在施肥不足和過(guò)量施肥情況下,辣椒生長(zhǎng)緩慢或貪青晚熟[20],莖葉生長(zhǎng)速率加快,因此莖葉N/P相對(duì)較低。而T1-2、T2-2的果實(shí)N/P都低于T1-1、T1-3、T2-1、T2-3處理,表明果實(shí)產(chǎn)量相對(duì)較高的T1-2、T2-2處理的辣椒生長(zhǎng)速率相對(duì)較高,因此其N(xiāo)/P較低。

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        (責(zé)任編輯:成 平)

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