陳淼　鄧曉　李瑋　陳歆　李寧　楊桂生　彭黎旭

摘要：為研究不同施肥處理對(duì)辣椒產(chǎn)量、品質(zhì)及氮肥利用率的影響，以湘辣十七號(hào)為試驗(yàn)材料，設(shè)置不施肥（T1）、單施化肥（T2）、化肥+秸稈還田（T3）、化肥+有機(jī)肥（T4）、75%化肥+有機(jī)肥（T5）、50%化肥+有機(jī)肥（T6）6種施肥處理。結(jié)果表明，與不施肥（T1）處理相比，5種施肥處理產(chǎn)量增幅為62.89%～124.16%;與單施化肥（T2）處理相比，T3、T4、T5、T6這4種施肥處理產(chǎn)量增幅為7.57%～37.62%;在T4處理基礎(chǔ)上減施25%和50%化肥處理（T5、T6），辣椒果實(shí)產(chǎn)量略有降低，但未達(dá)顯著性水平（P>0.05）;增施有機(jī)肥和秸稈還田可降低辣椒果實(shí)中硝酸鹽含量;各試驗(yàn)處理的氮肥吸收利用率在16.52%～23.43%之間，增施有機(jī)肥和秸稈還田可提高氮肥貢獻(xiàn)率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥吸收利用率;在T4處理基礎(chǔ)上減施25%和50%化肥處理（T5、T6）對(duì)氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥吸收利用率無(wú)顯著影響（P<0.05）。

關(guān)鍵詞：辣椒;施肥;產(chǎn)量;品質(zhì);氮肥利用率

中圖分類號(hào)： S641.306? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號(hào)：1002-1302（2019）04-0104-04

海南省具有發(fā)展蔬菜種植業(yè)得天獨(dú)厚的自然條件，是我國(guó)重要的“南菜北運(yùn)”建設(shè)基地。2015年海南省蔬菜種植面積26.4萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量572.19萬(wàn)t[1]。然而，海南高溫高濕的自然環(huán)境和高于全國(guó)平均水平的耕地復(fù)種指數(shù)，使得農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)度依賴化肥的大量施用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年海南省單位農(nóng)地化肥施用量為1 019.5 kg/hm2，遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家為防止水體污染設(shè)定的安全上限值225 kg/hm2。在熱帶地區(qū)露地蔬菜種植過(guò)程中，為避免降雨引起的缺肥減產(chǎn)，通常菜農(nóng)投入的化肥用量是推薦施肥量的5～10倍[2]，而蔬菜對(duì)氮素的利用率僅有20%左右[3]。海南東北部地區(qū)辣椒地氮肥平均施用量為520.1 kg/hm2，是我國(guó)露地蔬菜平均氮肥推薦量（253.6 kg/hm2）的2.05倍[4-5]。在年均約1 600 mm降水量的影響下，海南露地蔬菜系統(tǒng)面臨巨大的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

加強(qiáng)蔬菜種植系統(tǒng)氮、磷養(yǎng)分管理是實(shí)現(xiàn)露地蔬菜高產(chǎn)高效的突破點(diǎn)[6]。近年來(lái)，不同施肥模式在露地蔬菜土壤氮素流失控制上的作用研究日趨活躍[7-8]。部分學(xué)者對(duì)減施氮肥、有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施和秸稈還田處理下菜田氮素?fù)p失及養(yǎng)分平衡特征進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)和研究，相關(guān)研究表明，在傳統(tǒng)施氮水平上減施氮肥20%～50%對(duì)蔬菜產(chǎn)量及品質(zhì)無(wú)明顯影響[7，9-10]。而海南屬于我國(guó)南方酸性土壤區(qū)，土壤貧瘠，不同施肥模式對(duì)蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)及菜地養(yǎng)分平衡的影響研究較少。關(guān)于化肥減施、有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施等不同施肥模式對(duì)海南露地蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)及氮肥利用率的影響研究亦鮮見(jiàn)報(bào)道。因此，本研究針對(duì)以上情況，以海南露地蔬菜系統(tǒng)為研究對(duì)象，探討不同施肥處理對(duì)蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)和氮肥利用效率的影響，以期為海南省露地蔬菜最佳養(yǎng)分管理模式的制定和農(nóng)業(yè)面源污染控制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)地點(diǎn)位于海南省文昌市中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所試驗(yàn)基地。地處110.46°E，19.32°N，土壤質(zhì)地為沙壤土，土壤類型為磚紅壤，肥力水平較低，土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。常年降水量1 721.6 mm，雨季主要集中在5—10月份，占全年的79%。年均溫度23.9 ℃，積溫為 8 474.3 ℃，為熱帶海洋季風(fēng)氣候。極端天氣通常為夏季暴雨和春季干旱。辣椒品種為湘辣十七號(hào)，由湖南湘研種業(yè)有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)小區(qū)為平地，每個(gè)小區(qū)面積50 m2（長(zhǎng)10 m，寬 5 m）。監(jiān)測(cè)地塊四周設(shè)置10 m保護(hù)行，監(jiān)測(cè)小區(qū)之間、小區(qū)與保護(hù)行之間均以田埂分隔，田埂寬度24 cm。田埂地面以下部分深度為60 cm，地面以上部分為10 cm。田埂采用磚混結(jié)構(gòu)，水泥砂漿抹面。試驗(yàn)小區(qū)種植制度為南方濕潤(rùn)平原區(qū)露地蔬菜輪作模式。設(shè)6個(gè)施肥處理：不施肥（T1）;單施化肥（T2）;化肥+秸稈還田（T3）;化肥+有機(jī)肥（T4）;75%化肥+有機(jī)肥（T5）;50%化肥+有機(jī)肥（T6）。6種施肥處理不同施肥處理的施肥量見(jiàn)表2。

試驗(yàn)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理3次重復(fù)。秸稈換填后，采用旋耕滅茬，使秸稈均是分布在0～20 cm土層中。辣椒株、行距為45 cm×50 cm，田間管理同大田生產(chǎn)管理。試驗(yàn)時(shí)間為2015年10月至2016年4月。

1.3 樣品采集與測(cè)定

1.3.1 樣品采集 在辣椒采收期，按小區(qū)對(duì)辣椒進(jìn)行人工收獲，收獲后測(cè)定辣椒產(chǎn)量。取辣椒果實(shí)鮮樣測(cè)定可溶性糖、可溶性蛋白、硝酸鹽和維生素C含量。采集的果實(shí)及植株樣品經(jīng)105 ℃殺青30 min后于80 ℃下烘干至恒質(zhì)量，稱質(zhì)量后粉碎，分別測(cè)定果實(shí)和莖稈的含水量、全氮含量。分別單獨(dú)計(jì)算辣椒果實(shí)和莖稈產(chǎn)量。

1.3.2 樣品測(cè)定 全氮含量測(cè)定采用半微量凱式法[11];辣椒維生素C含量測(cè)定采用2，6-二氯靛酚滴定法測(cè)定[12];可溶性蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定[13];可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法測(cè)定[13];硝酸鹽含量測(cè)定采用紫外分光光度法[14]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

1.4.1 計(jì)算方法

氮肥貢獻(xiàn)率=（施氮區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量）/施氮區(qū)產(chǎn)量×100%;

氮肥農(nóng)學(xué)利用率=（施氮區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量）/施氮量;

氮肥偏生產(chǎn)力=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量;

土壤氮素依存率=不施氮區(qū)地上部吸氮量/施氮區(qū)地上部吸氮量×100%;

氮肥吸收利用率=（施氮區(qū)地上部吸氮量-不施氮區(qū)地上部吸氮量）/施氮量×100%;

氮肥生理利用率=（施氮區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量）/（施氮區(qū)地上部吸氮量-不施氮區(qū)地上部吸氮量）。

1.4.2 統(tǒng)計(jì)方法 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010、SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，均值多重比較采用Duncans比較法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理下辣椒果實(shí)和秸稈產(chǎn)量

由表3可知，隨著施肥量的增加，辣椒果實(shí)產(chǎn)量逐漸增加，田間小區(qū)試驗(yàn)辣椒果實(shí)產(chǎn)量最高的處理為化肥+有機(jī)肥（T4），不施肥（T1）處理辣椒果實(shí)產(chǎn)量與其他各處理間差異均達(dá)極顯著水平（P<0.01）;與單施化肥（T2）相比，化肥+秸稈還田（T3）、化肥+有機(jī)肥（T4）、75%化肥+有機(jī)肥（T5）、50%化肥+有機(jī)肥（T6）4種施肥處理分別增產(chǎn)7.57%、37.62%、25.38%、19.90%。與不施肥（T1）相比，5種施肥處理產(chǎn)量增幅為62.89%～124.16%。在化肥+有機(jī)肥（T4）處理上分別減施25%和50%化肥對(duì)辣椒果實(shí)產(chǎn)量無(wú)顯著影響（P>0.05），但與化肥+有機(jī)肥（T4）處理相比，75%化肥+有機(jī)肥（T5）和50%化肥+有機(jī)肥（T6）處理分別減產(chǎn)8.89%、12.87%;由表3可知，田間小區(qū)試驗(yàn)辣椒秸稈產(chǎn)量最高的處理為75%化肥+有機(jī)肥（T5），不施肥（T1）處理與其他各處理間差異均達(dá)顯著水平（P<0.05）。各施肥處理秸稈含水率無(wú)顯著差異（P<0.05）。

2.2 不同施肥處理下辣椒品質(zhì)

維生素C、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)是反映辣椒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)。由表4可知，各施肥處理對(duì)辣椒的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)影響較小。不同施肥處理對(duì)辣椒果實(shí)維生素C、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和干物質(zhì)含量無(wú)顯著影響（P<0.05）。硝酸鹽含量是反映辣椒安全品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。各施肥處理對(duì)辣椒的安全品質(zhì)影響顯著（P<0.05），其硝酸鹽含量為 0.33～1.64 mg/kg，其中單施化肥（T2）處理硝酸鹽含量最高;與不施肥（T1）處理相比，施肥會(huì)增加辣椒果實(shí)硝酸鹽含量;與單施化肥（T2）相比，增施有機(jī)肥和秸稈還田可降低辣椒果實(shí)中硝酸鹽含量，但各施肥處理硝酸鹽含量均遠(yuǎn)低于我國(guó)蔬菜硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)允許量（432 mg/kg）。

2.3 不同施肥處理下辣椒氮肥利用率

由表5可知，隨著施氮量的增加，各試驗(yàn)處理的氮肥貢獻(xiàn)率呈逐漸上升的趨勢(shì)，化肥+有機(jī)肥（T4）處理的氮肥貢獻(xiàn)率最高（55.11%），增施有機(jī)肥可顯著提高氮肥貢獻(xiàn)率（P<0.05），這一結(jié)果與獲得最高產(chǎn)量的施肥處理是一致的;氮肥農(nóng)學(xué)利用率表現(xiàn)為T6>T3>T4>T5>T2，且隨著施氮量的增加，氮肥農(nóng)學(xué)利用率呈先上升后下降的趨勢(shì)，各試驗(yàn)處理間氮肥農(nóng)學(xué)利用率無(wú)顯著性差異（P<0.05）;隨著施氮量的增加，氮肥偏生產(chǎn)力的變化趨勢(shì)與氮肥農(nóng)學(xué)利用率基本一致;在有機(jī)無(wú)機(jī)配施（T4）基礎(chǔ)上減施25%和50%化肥（T5、T6）對(duì)氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥吸收利用率無(wú)顯著影響（P<0.05）。

由表5可知，土壤氮素依存率和氮肥生理利用率隨著各試驗(yàn)處理施氮量的增加而逐漸降低，增施有機(jī)肥可顯著降低氮素依存率（P<0.05），而各試驗(yàn)處理的氮肥生理利用率無(wú)顯著性差異（P<0.05）;各試驗(yàn)處理的氮肥吸收利用率在 16.52%～23.43%，表現(xiàn)為T6>T4>T5>T3>T2，增施有機(jī)肥可提高氮肥吸收利用率。而秸稈還田可提高氮肥貢獻(xiàn)率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥吸收利用率。

3 討論與結(jié)論

3.1 施肥處理對(duì)辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

本研究表明，與單施化肥相比，增施有機(jī)肥和秸稈還田可以增加辣椒產(chǎn)量，其增產(chǎn)幅度為7.57%～37.62%。在有機(jī)無(wú)機(jī)配施（T4）基礎(chǔ)上減施25%和50%化肥處理（T5、T6）的增產(chǎn)效果略低于有機(jī)無(wú)機(jī)配施（T4）處理。相關(guān)研究亦表明，在傳統(tǒng)施氮水平上減施氮肥20%～50%對(duì)蔬菜產(chǎn)量及品質(zhì)無(wú)明顯影響[10，15]。有機(jī)無(wú)機(jī)肥能改善根際土壤微生物區(qū)系，顯著提高土壤酶活性，進(jìn)而達(dá)到改良土壤和提高土壤肥力的目的[16]。因此，增施有機(jī)肥和秸稈還田可以改善土壤肥力狀況，進(jìn)而促進(jìn)辣椒植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，使辣椒產(chǎn)量增加。

有機(jī)肥由于有機(jī)質(zhì)含量高、養(yǎng)分全面、肥效長(zhǎng)，其不僅能夠改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，培肥地力，提高作物產(chǎn)量，還能夠提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)[17-18]。硝酸鹽含量是反映辣椒安全品質(zhì)的重要指標(biāo)。本研究表明，增加施肥量能明顯提高辣椒果實(shí)產(chǎn)量，但辣椒果實(shí)中硝酸鹽含量也會(huì)增加;與單施化肥（T2）相比，增施有機(jī)肥和秸稈還田可以降低辣椒果實(shí)中硝酸鹽含量。這與要曉瑋等的研究結(jié)果[19-20]基本一致。增施有機(jī)肥和秸稈還田可降低辣椒果實(shí)中硝酸鹽含量的主要原因可能是由于生物降解有機(jī)質(zhì)，使養(yǎng)分緩慢釋放，辣椒能夠更好地吸收利用養(yǎng)分;此外，也可能是由于有機(jī)質(zhì)吸收和固定肥料中的銨態(tài)氮，抑制銨態(tài)氮的硝化作用，促進(jìn)土壤反硝化作用，降低土壤中硝態(tài)氮的累積，進(jìn)而防止辣椒對(duì)氮素的過(guò)量吸收，有效降低了辣椒中硝酸鹽的累積[21-22]。維生素C、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量是反映辣椒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)。辣椒是維生素C含量較高的蔬菜之一。本研究表明，與單施化肥相比，增施有機(jī)肥和秸稈還田對(duì)辣椒維生素C、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量無(wú)顯著影響（P<0.05），這與李吉進(jìn)等研究結(jié)果[23]基本一致。

3.2 施肥處理對(duì)辣椒氮肥利用率的影響

氮是土壤肥力中最活躍的因子，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中限制農(nóng)作物產(chǎn)量的首要因子，施肥是獲得農(nóng)作物高產(chǎn)最有效的措施[24]。但過(guò)量施肥或不合理的施肥方式會(huì)導(dǎo)致氮肥利用率降低，致使氮素?fù)p失，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。更重要的是蔬菜生產(chǎn)上仍然延用傳統(tǒng)的“肥大水勤”“肥隨水走”等不科學(xué)的水肥管理模式。導(dǎo)致蔬菜種植養(yǎng)分損失較大，化肥利用率僅有20%左右，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家的50%～60%[3]。這說(shuō)明減少氮素?fù)p失、提高氮肥利用率和增產(chǎn)效果的潛力還很大。本研究表明，秸稈還田能夠提高辣椒氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥吸收利用率;增施有機(jī)肥能夠提高辣椒氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥吸收利用率;在有機(jī)無(wú)機(jī)配施（T4）基礎(chǔ)上減施25%和50%化肥（T5、T6）對(duì)氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥吸收利用率無(wú)顯著影響（P<0.05）。相關(guān)研究亦表明，增施有機(jī)肥能夠提高作物氮素吸收量[25-26]。秸稈還田可以提高土壤中新合成有機(jī)氮的含量，新合成有機(jī)氮活性較高，可經(jīng)礦化分解而被作物吸收利用，進(jìn)而提高了辣椒對(duì)氮素的利用率[27-28]。由此可見(jiàn)，增施有機(jī)肥和秸稈還田能夠增加辣椒對(duì)氮素的吸收量，提高氮素利用率，同時(shí)能夠促進(jìn)氮素向辣椒果實(shí)轉(zhuǎn)移，提高辣椒果實(shí)產(chǎn)量，進(jìn)而降低氮素?fù)p失造成的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 結(jié)論

隨著施肥量的增加，辣椒果實(shí)產(chǎn)量逐漸增加。與不施肥處理相比，5種施肥處理產(chǎn)量增幅為62.89%～124.16%;與單施化肥（T2）相比，化肥+秸稈還田（T3）、化 肥+ 有機(jī)肥（T4）、75%化肥+有機(jī)肥（T5）、50%化肥+有機(jī)肥（T6）4種施肥處理產(chǎn)量增幅為7.57%～37.62%;在化 肥+ 有機(jī)肥（T4）處理上分別減施25%和50%化肥，辣椒果實(shí)產(chǎn)量略有降低，但未達(dá)無(wú)顯著性水平（P<0.05）。

各施肥處理對(duì)辣椒的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)影響較小。不同施肥處理對(duì)辣椒果實(shí)維生素C、可溶性蛋白、可溶性糖和干物質(zhì)含量無(wú)顯著影響（P<0.05）。各施肥處理對(duì)辣椒的安全品質(zhì)影響顯著（P<0.05），其硝酸鹽含量為0.33～1.64 mg/kg，其中單施化肥（T2）處理硝酸鹽含量最高，增施有機(jī)肥和秸稈還田可降低辣椒果實(shí)中硝酸鹽含量。

隨著施氮量的增加，各試驗(yàn)處理的氮肥貢獻(xiàn)率呈逐漸上升的趨勢(shì)，增施有機(jī)肥可顯著提高氮肥貢獻(xiàn)率（P<0.05）;隨著施氮量的增加，氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥偏生產(chǎn)力呈先上升后下降的趨勢(shì);土壤氮素依存率和氮肥生理利用率隨著各試驗(yàn)處理施氮量的增加而逐漸降低，增施有機(jī)肥可顯著降低氮素依存率（P<0.05）;各試驗(yàn)處理的氮肥吸收利用率在1652%～23.43%，增施有機(jī)肥和秸稈還田可提高氮肥吸收利用率;在有機(jī)無(wú)機(jī)配施（T4）基礎(chǔ)上減施25%和50%化肥（T5、T6）對(duì)氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥吸收利用率無(wú)顯著影響（P<0.05）。

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