馬國(guó)禮, 張國(guó)斌，強(qiáng)浩然，張柏楊，季 磊，李 靜，蘇金昌，杜淼鑫

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

辣椒(Capsicumannuum. L),又名番椒、海椒、辣子、辣茄等，屬茄科(Solanaceae)辣椒屬(Capsicum) ,原產(chǎn)于南美和墨西哥等中美洲熱帶地區(qū)，是1年或多年生草本植物。因其營(yíng)養(yǎng)豐富、味道鮮美而在世界各地廣泛栽培，產(chǎn)量在茄科蔬菜中僅次于番茄[1]。

據(jù)調(diào)查在目前的設(shè)施生產(chǎn)中每公頃菜田灌水定額為9000～12000m3，但水分的利用率卻只有40%[2]。在灌水量相當(dāng)大的前提下，施肥量也是驟增，尤其是對(duì)氮肥的施用。同時(shí)有研究表明，作物生長(zhǎng)時(shí)土壤水分虧缺，會(huì)導(dǎo)致氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率及光合速率的下降，而施氮能減輕干旱對(duì)作物生長(zhǎng)和光合的抑制作用，進(jìn)而影響作物干、鮮重和株高、莖粗[3]。隨著氮肥施用量的增加，辣椒營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛，株高等明顯增加[4]，不同灌水量和施用氮素的量對(duì)甜瓜氮素的吸收和利用影響顯著[5-8]。前人主要研究都集中在大田蔬菜和日光溫室的單一水或肥對(duì)辣椒的影響，對(duì)日光溫室基質(zhì)栽培的灌水和施氮量?jī)梢蛩赝瑫r(shí)作用于辣椒的研究相對(duì)較少。本試驗(yàn)擬通過(guò)不同的灌水量和施氮量明確保護(hù)地基質(zhì)栽培條件下，不同水氮耦合對(duì)辣椒生長(zhǎng)生理、光合熒光和養(yǎng)分吸收的影響，為辣椒生產(chǎn)中合理灌水和施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

甘肅省酒泉市肅州區(qū)，屬于典型的大陸性季風(fēng)氣候，年平均降雨量176mm，年均蒸發(fā)量2819.6mm，全年無(wú)霜期140d，常年穩(wěn)定10℃以上的活動(dòng)積溫為2 220～3 490℃，年日照時(shí)數(shù)3 033.4～3 316.5 h。從2007年開(kāi)始，酒泉市肅州區(qū)依托中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所的科技力量和研究開(kāi)發(fā)的有機(jī)生態(tài)型無(wú)土栽培技術(shù)，積極發(fā)展非耕地日光溫室蔬菜產(chǎn)業(yè)。目前，酒泉市非耕地日光溫室推廣面積達(dá)825hm2[9]。本實(shí)驗(yàn)于2015-8-30～2016-5-26在酒泉市肅州區(qū)總寨非耕地農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)溫室內(nèi)進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 供試試驗(yàn)材料 供試作物為辣椒，由甘肅省農(nóng)科院選育，品種為“隴椒10號(hào)”。采用育苗移栽的方式進(jìn)行播種，于2015年8月30日進(jìn)行定植。定植后澆一次緩苗水。隔10d后進(jìn)行正常的水肥處理，每1～3d灌一次水(保證基質(zhì)含水率在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平)，灌水時(shí)的灌水量由水表來(lái)控制。每15d追施肥尿素一次。本試驗(yàn)采用膜下滴灌的灌溉方式，施肥時(shí)把肥料溶解在桶中，按穴每株進(jìn)行澆施。

1.2.2 供試肥料基肥 過(guò)磷酸鈣(P2O517%)、尿素(N46.4%)、硫酸鉀(K2O51%)；追肥與基肥相同。

1.3 施肥量確定原則

1.3.1 確定理論養(yǎng)分需求量 辣椒預(yù)期667m2產(chǎn)量為5000kg，計(jì)算5000kg/667m2辣椒需養(yǎng)分量：按照每生產(chǎn)1000kg辣椒，需氮(N)5.2 kg，磷(P2O5)1.404kg、鉀(K2O)7.02kg，辣椒對(duì)“三要素”吸收規(guī)律為鉀>氮>磷。計(jì)算共需N 26kg、P2O57.02kg、K2O 35.1kg。

1.3.2 測(cè)定基質(zhì)中養(yǎng)分含量 基質(zhì)配方：玉米秸稈∶牛糞∶菇渣∶爐渣=2.5∶2.0∶2.0∶3.5(V∶V)理化性質(zhì)如表1所示。

表1 基質(zhì)基本理化性質(zhì)

1.3.3 確定田間試驗(yàn)施肥量 依據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量養(yǎng)分需求量，參照基質(zhì)中養(yǎng)分含量結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，擬定田間施肥量，磷、鉀肥施用量為當(dāng)?shù)厥┓柿俊５驶适┯媚蛩?高、中、低肥分別為59.82kg·667m-2、39.88kg·667m-2、19.94kg·667m-2)。追肥用量：高、中、低肥分別為139.51kg·667m-2、93.00kg·667m-2、46.50kg·667m-2，共追施14次，各處理尿素的追施量如表2所示。

表2 辣椒追肥用量

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)有灌水量和施肥量?jī)蓚€(gè)因素，灌水量設(shè)有三個(gè)梯度W1、W2和W3，其中W1為田間持水量的80%，W2為田間持水量的60%，W3為田間持水量的40%；施肥量設(shè)有四個(gè)梯度F0、F1、F2、F3。其中F0為不施肥處理，F(xiàn)1為在F2基礎(chǔ)上上調(diào)50%，F(xiàn)2為根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量計(jì)算的施肥量，目標(biāo)產(chǎn)量為5000kg·667m-2。F3在F2的基礎(chǔ)上下調(diào)50%。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，三次重復(fù)，每槽為一個(gè)小區(qū)，共種植36槽。試驗(yàn)中選擇大小一致，無(wú)病蟲(chóng)害，生長(zhǎng)健壯的辣椒幼苗進(jìn)行定植。試驗(yàn)中每個(gè)小區(qū)面積為4.26m2。每小區(qū)種植辣椒2行，每小區(qū)種植辣椒38株，水肥組合如表3所示。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目和方法

干鮮重：破壞性試驗(yàn)測(cè)定植株干鮮重，每次取樣后，隨機(jī)選取3株樣品分別稱(chēng)量其根、莖、葉、果鮮重后，于105℃下殺青30min，80℃烘至恒重，再次稱(chēng)量其干重。

株高、莖粗：株高采用卷尺測(cè)定辣椒莖基部至生長(zhǎng)點(diǎn)的高度，莖粗采用數(shù)顯卡尺測(cè)定莖基部的直徑。

表3 辣椒水肥處理組合

注：氮肥，尿素(總氮≥46.4%)；鉀肥，硫酸鉀(K2SO4≥51%)；磷肥，過(guò)磷酸鈣(P2O5≥17%)。

Note: Nitrogen fertilizer, urea (total N≥46.4%); potash fertilizer, potassium sulfate (K2SO4≥51%); P: super phosphate (P2O5≥17%).

光合參數(shù)：選擇晴天上午9∶00—11∶00，采用CIRAS-2型便攜式光合儀(英國(guó)PP-System公司生產(chǎn))，測(cè)定辣椒植株生長(zhǎng)點(diǎn)下數(shù)第三片完全展開(kāi)功能葉的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)及蒸騰速率(Tr)。光合儀相關(guān)參數(shù)設(shè)置：CO2濃度設(shè)定為380μmol·mol-1，內(nèi)源光強(qiáng)設(shè)定為1000μmol·m-2·s-1，相對(duì)濕度設(shè)定為75%，溫度設(shè)定為25℃。

葉綠素?zé)晒鈪?shù)：采用英國(guó)Hansatech公司生產(chǎn)的FMS-2型脈沖調(diào)制式葉綠素?zé)晒夥治鰞x測(cè)定辣椒葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)。葉片暗適應(yīng)30min后測(cè)定最小熒光Fo和最大熒光Fm，光化強(qiáng)度為400μmol·m-2·s-1，飽和脈沖光強(qiáng)度為8000μmol·m-2·s-1。根據(jù)公式計(jì)算：

PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率：ΦPSⅡ=(Fm′-Fs)/Fm′

PSⅡ最大光化學(xué)效率：Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm

光化學(xué)猝滅系數(shù):qP=(F′m-F)/(Fm′-Fo′)

非光化學(xué)猝滅系數(shù)：NPQ=(Fm-Fm′)/Fm′

式中，F(xiàn)o′為光適應(yīng)后的最小熒光；Fm為光適應(yīng)后的最大熒光，F(xiàn)s為光適應(yīng)后的穩(wěn)態(tài)熒光。

植株全氮磷鉀養(yǎng)分含量[10]：將烘干的辣椒植株樣品粉碎過(guò)0.1mm的篩，測(cè)定全氮、磷、鉀養(yǎng)分含量，均采用H2SO4-H2O2法消煮。稱(chēng)取粉碎的植株樣品0.2g于150ml三角瓶中，加濃H2SO45ml，搖勻后再加5滴30%H2O2，搖勻靜置30min，置于電熱板上緩慢加熱。過(guò)程中反復(fù)加入雙氧水直至消煮液呈清亮色或無(wú)色后，將消煮液定容至100ml待用。

全氮：取25 mL消煮液，應(yīng)用海能K1100型凱式定氮儀測(cè)定全氮含量。

全磷：取5 mL消煮液，采用磷鉬藍(lán)比色法測(cè)定，用TU-1900雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，在波長(zhǎng)700 nm下進(jìn)行比色測(cè)定。

全鉀：剩余消煮液，采用火焰光度法測(cè)定全鉀含量。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有測(cè)試數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0和Excel 2010新復(fù)極差法(Duncan法)等軟件進(jìn)行方差分析及顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 水氮耦合對(duì)辣椒干鮮重的影響

由表4可知，水肥處理對(duì)辣椒的干、鮮重均有顯著影響，且干鮮重的增長(zhǎng)趨勢(shì)和產(chǎn)量一致。辣椒生長(zhǎng)在高水高肥條件下，干鮮重明顯高于低水低肥處理；但在低水低肥處理下，辣椒的干物質(zhì)積累率大于高水高肥處理。在同一基質(zhì)含水率條件下，隨著施氮量的增加，辣椒的干鮮重顯著高于不施氮處理并且均有增加的趨勢(shì)，但均不顯著，辣椒的干鮮重的積累速率均在盛果期內(nèi)(180～210d)最快，鮮重積累速率最大的處理為W2F1，最大增幅為43.78%；干重積累最大速率處理為W2F1，最大增幅為41.29%。在拉秧期辣椒的干鮮重積累量達(dá)到了最大，在低水高肥條件下，辣椒生長(zhǎng)受到脅迫使得辣椒干鮮重的積累均降低。

2.2 水氮耦合對(duì)辣椒株高、莖粗的影響

由表5可知，不同基質(zhì)含水率和施氮量對(duì)辣椒的株高和莖粗的影響顯著，隨著辣椒生育期的推移，辣椒的株高和莖粗逐漸增加。

表4 水氮耦合對(duì)辣椒干鮮重的影響/g

注：同列中不同字母表示差異達(dá)5%顯著水平，下同。Note： Different letters in the same column indicate significant at 5% level,the same below.

在定植后前60d，各處理間辣椒的株高和莖粗均無(wú)明顯差異，在定植180d時(shí)，由于辣椒剛度過(guò)一段低溫期，所以在這期間辣椒的生長(zhǎng)和發(fā)育相對(duì)遲緩，株高差異不顯著，莖粗差異顯著；隨著溫室的溫度回升，辣椒開(kāi)始加快生長(zhǎng)，在定植后210d時(shí)，處理中辣椒的株高和莖粗均有顯著差異，株高最大值為153.36cm，莖粗最大值為17.56mm，均為處理W2F1；在辣椒定植270d時(shí)，出現(xiàn)了個(gè)別處理的辣椒有返青現(xiàn)象，在這一階段內(nèi)各處理辣椒的地上部生長(zhǎng)迅速，生物積累量大。貫穿整個(gè)生育期，在辣椒生長(zhǎng)前期，基質(zhì)含水率和施肥對(duì)辣椒的株高、莖粗影響不顯著，從辣椒結(jié)果盛期開(kāi)始(180d后)，同一基質(zhì)含水率下，隨著施肥量的增加株高和莖粗均增加，但低水高肥時(shí)，水分成為主要制約株高、莖粗生長(zhǎng)的因素；在同一施肥量下，隨著基質(zhì)含水率的增加，辣椒的株高和莖粗呈增加趨勢(shì)。

2.3 水氮耦合對(duì)辣椒光合特性的影響

2.3.1 水氮耦合對(duì)辣椒光合參數(shù)的影響 由圖1(A)可知，不同水氮耦合對(duì)辣椒蒸騰速率的影響顯著；在定植180d時(shí)，辣椒不施肥處理的Tr均低于施肥處理；在低含水率處理中，W3F1處理由于低水高肥對(duì)辣椒的生長(zhǎng)產(chǎn)生了抑制Tr減小， W3F2和W3F3處理，由于施肥量的減少，植株的Tr升高；其中，最高處理為W1F2為5.79mmol·m-2·s-1，最低處理為W1F0為4.92 mmol·m-2·s-1，同比增高了17.7%。

由圖1(B)可知，在辣椒定植180d時(shí)，在同一基質(zhì)含水率水平，隨著施肥量的減小，Pn有升高的趨勢(shì)但均不顯著，同時(shí)施肥處理和無(wú)肥各處理之間也無(wú)明顯差異，在本實(shí)驗(yàn)條件下的這一時(shí)期，氮素對(duì)辣椒Pn的影響大于水分對(duì)其的影響；在同一施肥量前提下，不施肥處理的Pn值顯著均低于施肥處理，以W1F0為最低為23.65μmol·m-2·s-1施肥處理中以W1F2、W2F3為最高，分別為32.35μmol·m-2·s-1和31.48μmol·m-2·s-1，同比增加了26.89%和24.87%。表明在這一時(shí)期W1F2、W2F3處理的凈光合速率較高，有利于干物質(zhì)的積累。

由圖1(C)可知，在辣椒定植180d時(shí)，在同一基質(zhì)含水率水平(W1、W2)下，辣椒的氣孔導(dǎo)度隨著施氮量的增加而增加的趨勢(shì)，但在高水(W1)處理中隨著施氮量的增加辣椒的氣孔導(dǎo)度先升高后降低，在低水(W3)處理中，隨著施氮量的增加，辣椒的氣孔導(dǎo)度降低，且施氮處理高于不施氮處理，此時(shí)，主要的限制因素是水分，在同一施氮量水平下，中水(W2)處理中的施肥處理均高于其它處理但不顯著，最高處理為W2F1,為1022.5mol·m-2·s-1相比最低處理W3F1增加了25.65%。

由圖1(D)可知，辣椒Ci的變化趨勢(shì)和Tr、Pn、GS的變化趨勢(shì)相反，Ci越低表明辣椒的光合速率越高，消耗細(xì)胞間CO2的量越多，光合作用越強(qiáng)，辣椒的長(zhǎng)勢(shì)越好，其中最高處理W3F1、W2F3，分別為447.75μmol·mol-1、447.33μmol·mol-1，最低處理是W1F1，為378.75μmol·mol-1，同比分別增加了15.41%、15.33%，在低水(W1)水平下，辣椒的胞間CO2濃度隨著施氮量的增加而增加；在高、中水水平下，隨著施氮量的增加，辣椒胞間CO2的濃度降低，在同一施氮量水平，隨著灌水量的增加，辣椒的胞間CO2濃度呈降低的趨勢(shì)，但組間差異不顯著。

表5 水氮耦合對(duì)辣椒株高莖粗的影響

圖1 水氮耦合對(duì)辣椒光合參數(shù)的影響Fig.1 Effect of water and nitrogen coupling on photosynthetic parameters of pepper

2.3.2 水氮耦合對(duì)辣椒熒光參數(shù)的影響Fv/Fm反映的是PSⅡ反應(yīng)中心光能的最大轉(zhuǎn)換效率或PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)換效率[11-12]。

由圖2(A)可知，在辣椒定植180d時(shí)，在同一施氮量水平，各處理之間辣椒的Fv/Fm值沒(méi)有顯著性差異，但隨著基質(zhì)含水率的增加，辣椒的Fv/Fm值有增大的趨勢(shì)，但不顯著。在同一基質(zhì)含水率水平，隨著含氮量的增加，辣椒的Fv/Fm值有升高的趨勢(shì)，但差異不顯著，W3F1顯著低于W1F1、W2F1，出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因可能是低水高肥處理對(duì)辣椒的生長(zhǎng)產(chǎn)生拮抗作用，降低了辣椒對(duì)強(qiáng)光的耐受性，使得在該水肥條件下辣椒的Fv/Fm值最低。

ΦPSⅡ反映PSⅡ反應(yīng)中心部分關(guān)閉的情況下實(shí)際原初光能的捕獲效率[11-12]，由圖2(B)可知，在辣椒定植180d時(shí)，在W2水平，隨著施氮量的增加，辣椒的ΦPSⅡ值也呈相應(yīng)增加的趨勢(shì)，但在W1、W3水平下，隨著施氮量的增加，辣椒的ΦPSⅡ值先增加后降低。其中辣椒的ΦPSⅡ值最高的處理是W1F2，且W3F1處理的ΦPSⅡ值均顯著低于W1、W2處理；在同一施氮量水平，F(xiàn)1、F2處理隨著基質(zhì)含水率的增加，辣椒的ΦPSⅡ值增加，且在W1、W2處理中均顯著高于W3處理中同一施氮量的處理。表明在W1、W2條件下，氮肥的施用可以提高辣椒的ΦPSⅡ值，且施肥量偏高時(shí)，對(duì)增大辣椒的ΦPSⅡ值的影響減弱。

熒光猝滅光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)和非光化學(xué)熒光猝滅系數(shù)(NPQ)兩種，qP表示天線色素吸收的光能用于光化學(xué)電子傳遞的比例，反映PSⅡ反應(yīng)中心的開(kāi)放程度；由圖2(C)可知，在辣椒定植180d時(shí)，在同一基質(zhì)含水率水平，在W1水平下W1F3處理顯著低于其它組內(nèi)處理，qP值為0.924；在W2水平下，無(wú)氮處理顯著低于施氮處理，最低處理是W2F0，qP值為0.892；在W3水平，不同施氮量對(duì)辣椒qP值的影響無(wú)差異。在同一氮素施用量水平，F(xiàn)1、F2處理隨著基質(zhì)含水率的變化，辣椒的qP有增加的趨勢(shì)，但不顯著。

NPQ反映PSⅡ反應(yīng)中心吸收的光能無(wú)法用于光合電子傳遞，而以熱的形式耗散掉的光能部分[11-12]。由圖2(D)可知，在辣椒定植180d時(shí)，不同水氮處理對(duì)辣椒的NPQ值的影響顯著。在同一施氮量水平，隨著含水率的增加，辣椒的NPQ值呈降低趨勢(shì)，但不顯著。在同一基質(zhì)含水率水平，在W1、W2處理辣椒的NPQ值隨著施氮量的增加先減小后增大，且無(wú)氮處理的辣椒NPQ值均大于施氮處理。在W3水平隨著施氮量的增加辣椒的NPQ值先升高再降低，在高、中水水平時(shí)不施氮處理不利于辣椒葉片PSⅡ反應(yīng)中心對(duì)電子的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，在低水條件下，無(wú)氮處理有利于辣椒葉片PSⅡ反應(yīng)中心的電子吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)。

圖2 水氮耦合對(duì)辣椒熒光參數(shù)的影響Fig.2 Effect of water and nitrogen coupling on the fluorescence parameters of pepper

2.4 水氮耦合對(duì)辣椒養(yǎng)分分配的影響

2.4.1 水氮耦合對(duì)氮素積累的影響 由表6可知，隨著生育期的推移，辣椒各器官氮素的積累量逐漸增加，且在整個(gè)生育期辣椒各器官對(duì)氮素的積累量大小依次為：果>莖>葉>根。在辣椒定植30d時(shí)，水氮對(duì)辣椒各器官的氮素積累量的影響均顯著，但對(duì)各處理總的氮素積累量的影響不顯著，此時(shí)由于前期定植后，基質(zhì)的含水率相對(duì)不穩(wěn)定且基質(zhì)中的基肥剛開(kāi)始分解，各器官對(duì)氮素的積累相對(duì)緩慢，同時(shí)，辣椒不同器官氮素積累量的大小依次為：莖>葉>根。在定植60d時(shí)，辣椒各器官的氮素積累開(kāi)始逐漸加快，各器官氮素積累量最大處理是W1F1、W1F2、W2F1，且辣椒各器官的氮素積累量大小依次為：果>莖>葉>根；在定植180～210d時(shí)，辣椒對(duì)氮素積累的速率達(dá)到最大，在這一時(shí)期，辣椒莖和葉的最大氮素積累量處理均同時(shí)出現(xiàn)在W1F2，根同時(shí)出現(xiàn)在W2F1，而果的最大氮素積累量先后出現(xiàn)在W1F2和W2F1，辣椒果實(shí)氮素積累量在W2F1處理下增加幅度比在W1F2處理下高37.40%，說(shuō)明在這一時(shí)期水氮處理對(duì)辣椒各器官的氮素積累量影響不一致。在辣椒定植270d時(shí)，辣椒各器官的氮素積累速率相對(duì)降低，同時(shí)氮素積累量達(dá)到最大，辣椒地上部各器官對(duì)氮素的吸收積累量最大處理是W1F2，地下部最大處理是W2F1。隨著基質(zhì)施氮量的增加辣椒對(duì)氮素的吸收和積累量增加，同時(shí)施氮處理顯著高于不施氮處理。在同一施氮量水平下，辣椒地上部器官對(duì)氮素的吸收和積累隨著基質(zhì)含水率的增加并無(wú)顯著變化，而地下部逐漸增加。

2.4.2 水氮耦合對(duì)磷素的積累的影響 由表7可知，辣椒對(duì)磷素的吸收和氮鉀相似，但辣椒吸收和積累磷素的量相對(duì)于氮素和鉀素較少，后期莖和葉的積累量有降低趨勢(shì)，辣椒各部分積累量大小依次為：果>葉>莖>根。在辣椒定植30d時(shí)，水氮處理對(duì)辣椒磷素的吸收和積累的分配影響不顯著，地下部積累量最大的處理是W2F0，地上部莖、葉磷素積累量最大的處理是W3F2；在辣椒定植60d時(shí)，辣椒生長(zhǎng)開(kāi)始逐漸加快，各器官對(duì)磷素的吸收和分配出現(xiàn)不同差異，地上部的莖、葉、果器官磷素積累量最大處理分別是W1F3、W2F1、W2F1，分別為0.0109 g·kg-1、0.117 g·kg-1、0.071 g·kg-1，地下部磷素積累量最大處理是W1F0，為0.0063 g·kg-1；在辣椒定植180～210d時(shí)，辣椒磷素的積累速率達(dá)到最大，且積累量最大的處理均集中在高、中水氮處理，同時(shí)辣椒各器官磷素積累表現(xiàn)出不同，莖和葉有降低的趨勢(shì)，而果實(shí)和地下部的磷素積累量逐漸增加，在辣椒定植270d時(shí)，辣椒莖的磷素積累量降低，其它器官的積累量增加，主要原因是，辣椒生長(zhǎng)后期，莖的代謝速率較低，木質(zhì)化程度較高，使得磷素被其它器官和組織重新利用。在同一基質(zhì)含水率(W1、W2)水平，隨著施氮量的增加，辣椒對(duì)磷素的吸收也相對(duì)增加，在低水處理中，隨著施氮量的增加，辣椒對(duì)磷素的吸收和積累量降低；在同一施氮量水平，施肥處理的磷素積累量顯著高于無(wú)肥處理，且在辣椒生長(zhǎng)前期隨著基質(zhì)含水率的提高，磷素的積累量也隨之增加，但在生長(zhǎng)中后期，含水率對(duì)辣椒磷素的積累影響不顯著。

表6 水氮耦合對(duì)辣椒氮素積累的影響/(g·kg-1)

表7 水氮耦合對(duì)辣椒磷素積累的影響/(g·kg-1)

2.4.3 水氮耦合對(duì)鉀素積累的影響 由表8可知，辣椒對(duì)鉀素的吸收積累和對(duì)磷的吸收規(guī)律一致，呈逐漸增加的趨勢(shì)，隨著辣椒生育期的推移，基質(zhì)中的鉀肥被可辣椒吸收利用的量逐漸降低，在定植30d時(shí)，水肥處理對(duì)辣椒各器官吸收和積累鉀素的影響均不顯著，在定植60d時(shí)，施用氮肥和不施用的處理差異顯著，高、中水處理之間無(wú)明顯差異，但均比低水處理吸收和積累的鉀素多，且鉀素的積累量由大到小是：果>葉>莖>根。其中根的全鉀積累最大處理為W1F0，說(shuō)明在水分充足養(yǎng)分缺乏的條件下辣椒的根系發(fā)育相對(duì)較快以保證植物所需的養(yǎng)分吸收；地上部的莖、葉、果的最大積累處理是W2F1、W1F2、W2F1。各器官鉀素積累量最小的處理主要集中在低水、無(wú)肥或高肥的處理。在辣椒定植180d至210d時(shí)，辣椒各器官的鉀素積累速率均達(dá)到最大，地上部的最小鉀素積累的處理和地下部的最大積累量的處理均分布在低水高肥和無(wú)肥處理中，說(shuō)明在這一階段水分是限制辣椒各器官鉀素積累的主要原因，而在W3F1處理辣椒果的鉀素積累量顯著低于高、中水處理。

表8 水氮耦合對(duì)辣椒鉀素積累的影響/(g·kg-1)

當(dāng)在辣椒定植270d時(shí)，由于這一階段辣椒進(jìn)入生長(zhǎng)后期，根部組織最先衰老，木質(zhì)化加重，辣椒的生長(zhǎng)相對(duì)緩慢，使得植株從基質(zhì)中吸收鉀素的能力下降，鉀素積累速率相對(duì)降低，辣椒的地上部積累量最大的處理是W2F1，地下部為W3F0；在辣椒整個(gè)生育期內(nèi)，辣椒地下部鉀素的積累呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，到180d時(shí)達(dá)到最大，隨著辣椒盛果期的推移，地下部鉀素積累量逐漸降低，主要原因是營(yíng)養(yǎng)從“源”到“庫(kù)”的轉(zhuǎn)移。

3 討 論

在辣椒生產(chǎn)中，株高、莖粗、干鮮重是反映植株生長(zhǎng)勢(shì)的重要指標(biāo)，良好的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)和關(guān)鍵[13]，在本實(shí)驗(yàn)條件下，貫穿整個(gè)生育期，在辣椒生長(zhǎng)前期，基質(zhì)含水率和施肥對(duì)辣椒的株高、莖粗影響不顯著，從辣椒結(jié)果盛期開(kāi)始(180d后)，同一基質(zhì)含水率下，隨著施肥量的增加株高和莖粗均增加，但低水高肥時(shí)，水分成為主要制約株高、莖粗生長(zhǎng)的因素；在同一施肥量下，隨著基質(zhì)含水率的增加，辣椒的株高和莖粗呈增加趨勢(shì)。同時(shí)辣椒生長(zhǎng)在高水高肥條件下，干鮮重明顯高于低水低肥處理；但在低水低肥處理下，辣椒的干物質(zhì)積累率大于高水高肥處理，與李莎[14]、何志學(xué)[15]、火順利[16]等的研究結(jié)果一致。

光合作用速率是植物生理性狀的一個(gè)重要指標(biāo)，也是估測(cè)植株光合生產(chǎn)能力的主要依據(jù)之一，其變化除決定于植株本身的生物學(xué)特性外，還受外界環(huán)境因素的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)[17]，干旱條件下辣椒的光合色素下降幅度不大，復(fù)水后光合速率恢復(fù)較快，非光化學(xué)淬滅參數(shù)和保護(hù)酶活性大幅度上升，氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率顯著下降[18]。在本實(shí)驗(yàn)條件下：在中、高基質(zhì)含水率水平，施肥處理提高了辣椒的凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Cs)、實(shí)際光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)、PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)和以及光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)，降低了胞間CO2濃度(Ci)和非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)，提高了辣椒葉片的光合作用，CO2同化速率升高；同時(shí)，降低了葉片在光合過(guò)程中光能以其它形式的耗散。在低水條件下隨著施氮量的增加，辣椒光合熒光各指標(biāo)的變化與中、高基質(zhì)含水率呈相反趨勢(shì)。

研究發(fā)現(xiàn)，土壤水分含量影響氮肥施用效果[19]。當(dāng)土壤含水量増加時(shí)，作物吸收氮量提高，且隨氮肥施用量的増加而提高，同時(shí)也提高了氮肥利用率[20]。在本實(shí)驗(yàn)條件下，不同水氮處理對(duì)辣椒氮、磷、鉀元素的吸收積累量的影響分別為：一是隨著質(zhì)施氮量的增加辣椒對(duì)氮素的吸收和積累量增加，同時(shí)施氮處理顯著高于不施氮處理，在同一施氮量水平下，辣椒地上部器官對(duì)氮素的吸收和積累隨著基質(zhì)含水率的增加并無(wú)顯著變化，而地下部逐漸增加。二是在同一施氮量水平，施肥處理的磷素積累量顯著高于不施氮處理，且在辣椒生長(zhǎng)前期隨著基質(zhì)含水率的提高，磷素的積累量也隨之增加，但在生長(zhǎng)中后期，含水率對(duì)辣椒磷素的積累影響不顯著。三是辣椒地下部鉀素的積累呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，到180d時(shí)達(dá)到最大，隨著辣椒盛果期的推移，地下部鉀素積累量逐漸降低，主要原因是營(yíng)養(yǎng)從“源”到“庫(kù)”的轉(zhuǎn)移。水氮處理促進(jìn)了辣椒對(duì)鉀素的吸收和積累。而楊紅等[21]研究指出：在相同的水肥條件下N和K的含量依次為葉>果>莖，而P的含量則是果>葉>莖，與本試驗(yàn)結(jié)果有差異，其原因是測(cè)定的時(shí)期和處理設(shè)置不同導(dǎo)致。

4 結(jié) 論

1)水氮耦合對(duì)辣椒干物質(zhì)積累、株高、莖粗的影響顯著。且中高水(W1、W2)水平，均較低水的各氮肥水平有促進(jìn)作用，施氮處理比不施氮處理的促進(jìn)作用更加明顯；干鮮重積累量最大的處理均為W2F1；在定植后210d時(shí)，處理中辣椒的株高和莖粗均有顯著差異，株高最大值為153.36cm，莖粗最大值為17.56mm，均為處理W2F1。

2)水氮耦合對(duì)辣椒光合特性的影響顯著。對(duì)辣椒光合熒光參數(shù)的影響主要表現(xiàn)為：在中、高基質(zhì)含水率水平，W1F2、W2F1的凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、實(shí)際光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)、PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)，較其它各處理為最高，且隨著施氮量的增加而升高，胞間CO2濃度(Ci)和非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)隨著施氮量的增加有降低的趨勢(shì)但不顯著，在低水條件下隨著施氮量的增加，辣椒光合熒光各指標(biāo)的變化與中、高基質(zhì)含水率呈相反趨勢(shì)。

3)水氮耦合對(duì)辣椒養(yǎng)分吸收和分配的影響顯著。水氮耦合處理對(duì)辣椒養(yǎng)分的吸收和積累有促進(jìn)作用，辣椒對(duì)氮、磷、鉀三種元素吸收積累均最大的處理為W2F1，在辣椒定植前期(0～60d)各處理辣椒對(duì)氮、磷、鉀的積累并無(wú)顯著差異。辣椒各器官的鉀和除莖外的磷素的積累量逐漸增加，在定植180～210d時(shí)積累量達(dá)到最大，氮素和莖的磷素先增加后降低。且在整個(gè)生育期辣椒各器官對(duì)氮的積累量總體規(guī)律大小依次為：果>莖>葉>根；磷、鉀素積累的總體規(guī)律為：果>葉>莖>根，且辣椒對(duì)氮、磷、鉀吸收積累的總量依次為：氮>鉀>磷。對(duì)氮素在辣椒生長(zhǎng)各時(shí)期養(yǎng)分分配的影響不一致，對(duì)磷、鉀元素的影響相對(duì)一致。