优化配方施肥对华北地区露地辣椒产量、品质和养分吸收利用的影响.pdf

86 中国土壤与肥料 2022 2 doi 10 11838 sfsc 1673 6257 20608 优化配方施肥对华北地区露地辣椒产量 品质和养分吸收利用的影响 史建硕 郭 丽 王丽英 任燕利 李若楠 张彦才 李廷瑞 1 河北省农林科学院农业资源环境研究所 河北 石家庄 050051 2 河北省肥料技术创新中心 河北 石家庄 050051 摘 要 为明确华北地区露地辣椒适宜的肥料配方 以露地辣椒羊角红一号为试验材料 在基施有机肥的基础 上 设置不施化肥氮 N0 优化配方施肥 N2 80 N 优化配方施肥 N1 120 N 优化配方施肥 N3 优化配方施肥添加中微量元素 N2 TE 常规施肥 CF 6 个处理 旨在研究优化配方施肥对露地辣椒产量 品质 养分吸收利用以及经济效益的影响 结果表明 在磷 钾肥充足的条件下 不同施氮量的优化配方施肥均 有增产效应 表现为 N2 TE N2 N1 N3 CF 添加中微量元素处理增产效果最好 较 CF 处理增产 27 52 辣椒 果实中的硝酸盐 可溶性总糖和可溶性固形物含量随着施氮量的增加而增加 但维生素 C 却随着施氮量的增加 而降低 相对于 CF 处理 有机无机配施能够显著降低硝酸盐含量 优化配方施肥能够显著增加辣椒氮磷钾吸收 量 但添加中微量元素对提高养分吸收的效果不显著 氮肥表观利用率和农学效率分别为 13 24 24 63 和 10 78 54 31 kg kg 以 N2 TE 处理最好 每形成 1000 kg 鲜辣椒 N P 2 O 5 K 2 O 养分吸收量分别为 4 10 1 59 和 6 06 kg N P 2 O 5 K 2 O 吸收比例为 1 0 39 1 48 N2 TE 处理的纯收益和产投比均最高 分别为 88970 元 hm 2 和 15 1 综上所述 华北地区露地辣椒基施有机肥在 7500 kg hm 2 的基础上 N P 2 O 5 K 2 O 推荐量分别为 225 97 368 kg hm 2 适量添加钙 镁 硼等中微量元素能够显著提高产量 品质 养分吸收利用和经济效益 关键词 优化配方施肥 露地辣椒 产量 品质 养分吸收利用 经济效益 辣椒是世界上最大的调味料作物 在 60 多个 国家和地区都有种植 1 中国的辣椒种植面积和产 量均居世界首位 2 辣椒生育期需肥量较大 合理 施肥可提高辣椒产量 品质 养分吸收等性状 3 4 合理施氮能显著提高辣椒结果数 单果重 维生素 C 和可溶性固形物含量 4 磷以多种方式参与植 物体内的代谢过程 促进根系对养分和水分的吸收 利用 适量的氮磷肥能够提高辣椒产量 品质 调 节养分吸收 5 有机肥配施磷钾肥能够疏松土壤 稳定 pH 提高土壤供氮能力 6 有研究表明 钙 能够维持细胞壁稳定 7 改善作物光合特性 8 提高作物中微量元素含量 显著降低干烧心病和脐 腐病的发病率 9 镁能够促进作物根系发育 10 提高叶绿素含量 11 促进作物对水肥的吸收 提 高作物的产量和品质 12 目前 露地辣椒普遍存在盲目过量投入化肥的 现象 大量施用化肥增产效果不再明显 且由此引 发了一系列生态环境问题 13 14 施氮过量易改变 土壤微环境 不利于植株吸收利用 15 最终导致 作物产量降低和品质下降 5 当施磷量超过一定水 平则会降低辣椒根冠比和土壤酸性磷酸酶活性 不 利于磷素的吸收利用 16 过量施用氮肥 磷 钾 肥供应不合理 不重视有机肥和中微量元素的投 入 是我国露地辣椒产量和品质降低以及肥料浪费 严重的主要原因 忽略有机肥的投入 容易导致土 壤板结 有机质含量和土壤肥力降低 随着大量元 素的不断施入 限制作物产量的因子从单养分因子 逐渐变为多个养分因子或从大量元素逐渐变为中量 和微量元素 17 中微量元素逐渐成为限制辣椒产 量和品质的 短板 12 因此 迫切须要探讨露地辣椒科学合理的施肥 管理措施 当前多以化肥或有机无机配施为主要研 究对象 而对于添加中微量元素以及优化施肥量对 辣椒生长 养分吸收利用的研究鲜有报道 本文通 过优化施氮量 有机无机配施和添加中微量元素的 收稿日期 2020 10 14 录用日期 2020 11 29 基金项目 国家重点研发计划项目 2016YFD0200401 作者简介 史建硕 1989 助理研究员 硕士 主要从事蔬菜 施肥及新型肥料研究 E mail sjzjianshuo 通讯作者 王丽英 E mail wangliying5 87 中国土壤与肥料 2022 2 田间试验 研究了优化施肥对露地辣椒生长 养分 吸收利用和经济效益的影响 1 材料与方法 1 1 试验概况 试验于 2017 年 5 10 月在河北鸡泽正言堡进 行 供试土壤为砂壤质潮土 基础土壤耕层主要 理化性质 容重 1 45 g cm 3 硝态氮 160 3 mg kg 有效磷 37 6 mg kg 速效钾 140 mg kg 交换性钙 7 61 g kg 交换性镁 560 1 mg kg 有效硼 1 34 mg kg pH 7 76 供试辣椒品种为羊角红一号 2017 年 5 月 10 日定植 10 月 21 日拉秧 采用大 小行平栽种植 大行距 80 cm 小行距 40 cm 株 距 30 cm 1 2 供试肥料 有机肥为发酵牛粪商品有机肥 N 1 67 P 2 O 5 0 43 K 2 O 0 95 含水率 13 05 化肥为尿素 N 46 2 磷酸一铵 12 61 0 硫酸钾 K 2 O 51 过磷酸钙 P 2 O 5 12 氯化钙 工业级 98 无水硫酸镁 工业级 99 硼砂 工业 级 95 1 3 试验设计 试验设置 6 个施肥处理 不施化肥氮 N0 80 N 优化配方施肥 N1 优化配方施肥 N2 120 N 优化配方施肥 N3 优化配方施肥添加中 微量元素 N2 TE 和常规施肥 CF 每个处理 3 次重复 随机区组排列 小区面积 100 m 2 长宽 均为 10 m 各处理肥料养分投入量见表 1 表 1 各处理施肥量 kg hm 2 处理 有机肥养分投入量 化肥养分投入量 N P 2 O 5 K 2 O N P 2 O 5 K 2 O N0 125 32 71 0 97 368 N1 125 32 71 180 97 368 N2 125 32 71 225 97 368 N3 125 32 71 270 97 368 N2 TE 125 32 71 225 97 368 CF 0 0 0 450 250 350 优化配方施肥 按照每生产 1000 kg 鲜辣椒 需吸收 N 5 19 kg P 0 47 kg K 5 40 kg 的养分比 例 18 确定施 N 350 kg hm 2 P 2 O 5 129 kg hm 2 K 2 O 439 kg hm 2 有机肥以磷带入量推荐 施磷量 P 2 O 5 为 32 kg hm 2 替代推荐施磷量的 25 一次性 基施 化肥基施 N P 2 O 5 K 2 O 养分量为化肥氮 磷 钾推荐量的 30 70 40 追肥 3 次 第 1 次追 肥 30 N 10 P 2 O 5 10 K 2 O 第2次追肥 20 N 10 P 2 O 5 20 K 2 O 第3次追肥 20 N 10 P 2 O 5 30 K 2 O 中微量元素肥料采用氯化钙 75 kg hm 2 无 水硫酸镁 37 5 kg hm 2 硼砂 7 5 kg hm 2 配合有机 肥全部基施 田间灌溉 植保管理按照当地常规 管理 1 4 样品采集与测定方法 产量和品质 按小区记录产量 小区总产量为 每次收获辣椒产量总和 结果中期 每小区采集 10 个代表性辣椒测定品质 硝酸盐测定采用紫外 分光光度法 可溶性总糖测定采用蒽酮比色法 维 生素 C 测定采用 2 6 二氯靛酚法 可溶性固形物 测定采用糖量计法 辣椒植株全量养分 在辣椒采收中期 每小区 采集 2 株代表性辣椒植株 将根 茎 叶 果实分 别烘干后记录干物重 粉碎过 0 5 mm 筛后 用浓 硫酸 双氧水消煮 凯氏定氮仪测定全氮含量 全 磷含量按照 NY T 2421 2013 进行测定 全钾含量 采用火焰光度法测定 氮肥表观利用率 施氮肥处理辣椒吸收氮 量 不施氮肥处理辣椒吸收氮量 施氮量 100 氮肥农学效率 kg kg 施氮处理辣椒果实产量 不施氮肥处理辣椒果实产量 施氮量 1 5 数据处理 试验数据采用 Excel 2010 SAS 9 4 进行数据统 计与分析 用 Duncan 新复极差法进行显著性检验 P 0 05 2 结果与分析 2 1 优化配方施肥对露地辣椒产量的影响 由表 2 可知 优化配方施肥在基施有机肥基 础上 通过调整氮磷钾配比 较常规施肥的氮磷 钾总养分量减施 8 18 33 90 增施氮肥和优 化配方施肥能够显著增加露地辣椒单果重和产量 较 N0 处理增产 8 22 34 50 较 CF 处理增产 2 60 27 52 说明在基施有机肥基础上 通 过配方优化和添加中微量元素 不仅减少了化肥投 入 而且提高了辣椒产量 优化配方施肥处理中 以 N2 TE 处理表现最好 辣椒单果重较 N0 和 CF 88 中国土壤与肥料 2022 2 处理分别增加 26 63 和 20 55 辣椒产量较 N0 和 CF 处理分别增加 34 50 和 27 52 较 N2 处理 增加 15 49 差异均达显著水平 说明添加中微 量元素对露地辣椒的增产效果显著 优化配方施肥 处理中 N2 处理较 N0 处理增产显著 但与 CF 处理 产量差异未达到显著水平 说明优化配方施肥 减 少化肥投入未降低辣椒产量 表 2 优化配方施肥对露地辣椒产量的影响 处理 单果重 g 产量 t hm 2 相对产量 N0 18 81c 35 42c 94 81 N1 21 57ab 39 58bc 105 94 N2 23 73a 41 25b 110 41 N3 21 97ab 38 33bc 102 60 N2 TE 23 82a 47 64a 127 52 CF 19 76bc 37 36bc 100 00 注 不同小写字母表示各处理间差异显著 P 磷肥 氮肥 本试验增施中微量元 素 有助于提高露地辣椒可溶性总糖和可溶性固形 物含量 整体上来看 优化施肥基础上增施中微量 元素处理辣椒果实品质效果最好 3 3 不同施肥处理对辣椒养分吸收利用的影响 辣椒的养分吸收量与产量密切相关 是影响 辣椒产量和肥料利用率的重要因素 大量研究表 明 有机无机配施 19 32 平衡施肥 33 34 中微 量元素 12 可提高辣椒的养分吸收量 本试验中 优化施肥添加中微量元素处理的氮和磷吸收量最 高 分别为 195 17 和 33 20 kg hm 2 显著高于不 施化肥氮和常规施肥处理 但添加中微量元素并 未增加辣椒钾的吸收量 王秀娟等 12 研究发现 增施硅钙肥 镁肥 复合微肥 硼肥提高对钾的 吸收 但增施锌肥反而降低对钾的吸收 分析原 因 在氮磷钾养分供应充足的条件下 中微量元素 的施用效果与土壤中微量元素丰缺密切相关 同 时注意与钾肥的合理搭配 与常规施肥相比 本 试验采用有机肥与化肥配施模式和养分总量控 制 减氮 控磷 增钾 技术 来实现优化配方 施肥的增产 提质 增效 优化配方施肥确定施 N 为 350 kg hm 2 P 2 O 5 为 129 kg hm 2 K 2 O 为 439 kg hm 2 较常规施肥减氮 22 22 减磷 48 40 增钾 25 43 与高原等 21 基施 600 kg hm 2 黄腐酸 钾的基础上最优施氮量和施磷量相当 与刘建玲 等 26 不施有机肥条件下的最优氮磷钾用量相当 本试验中氮肥表观利用率为 13 24 24 63 农 学效率为 10 78 54 31 kg kg 较许仙菊等 35 研 究结果相当或偏高 而低于张萌等 36 添加生物炭 及脲酶抑制剂的研究结果 这可能是与基础地力较 高导致氮肥当季利用率不高有关 添加中微量元 素的优化施肥处理的农学效率高于常规水平 35 36 表明添加中微量元素对氮肥利用率影响不大 但是 能显著提高氮肥的农学效率 这与添加中微量元素 可显著提高露地辣椒产量的结果相一致 3 4 不同施肥处理对辣椒经济效益的影响 优化施肥能够促进辣椒生长 提高产量和经济 效益 也有利于土壤养分协调供应 保障土壤健 康 37 38 通过有机肥部分替代化肥 增加了一些 成本投入 但辣椒收益增加 3995 19622 元 hm 2 尤其优化施肥添加中微量元素处理 虽然成本较常 规施肥增加 938 元 hm 2 但收益增加 28 29 并 且产投比显著高于常规施肥处理 说明有机无机配 施 合理的氮磷钾配比以及中微量元素的添加是 提高辣椒经济效益的重要措施 这与王彦飞等 3 李顺等 39 研究结果一致 4 结论 在磷 钾肥充足供应条件下 通过基施有机 肥 优化施氮量和添加中微量元素措施的优化施肥 能够显著增加辣椒单果重和产量 尤其优化施肥添 加中微量元素增产效果最好 提高了果实可溶性总 糖和可溶性固形物含量 降低了果实硝酸盐含量 提高了辣椒品质 通过基施有机肥 较常规施肥减 少了化肥用量 节约了肥料成本 显著提高了氮 磷吸收总量 提高了肥料农学效率 辣椒产值和经 济效益 因此 华北地区露地辣椒在基施有机肥 7500 kg hm 2 的基础上 推荐 N P 2 O 5 K 2 O 施用量 为 225 97 368 kg hm 2 适量添加钙 镁 硼等中 微量元素能够显著提高产量 品质 养分吸收和经 济效益 每形成 1000 kg 鲜辣椒 N P 2 O 5 和 K 2 O 养 分吸收量分别为 4 10 1 59 和 6 06 kg N P 2 O 5 K 2 O 为 1 0 39 1 48 参考文献 1 Cao S Yang Z Zheng Y Effect of 1 methylcyclopene on senescence and quality maintenance of green bell pepper fruit during storage at 20 C J Postharvest Biology Technology 2012 70 1 6 2 马艳青 我国辣椒产业形势分析 J 辣椒杂志 2011 9 1 1 5 3 王彦飞 曹国 璠 不同施肥方式对辣椒产量和经济效益的影 响研究 J 中国农学通报 2010 26 20 234 237 91 中国土壤与肥料 2022 2 4 管西林 王孝忠 刘彬 等 三类土壤不同酰硝比供应下 的辣椒产量 品质和氮素损失 J 植物营养与肥料学报 2017 23 3 730 739 5 李子双 王薇 张世文 等 氮磷与硅钙肥配施对辣椒产量 和品质的影响 J 植物营养与肥料学报 2015 21 2 458 466 6 张世标 韦寿莲 刘永 等 有机肥与磷钾肥配施对辣椒产 量及土壤肥力的影响 J 南方农业学报 2016 47 7 1105 1109 7 陆景陵 植物营养学 第 2 版 M 北京 中国农业大学 出版社 2003 61 65 8 李贺 刘世琦 陈祥伟 钙对水培青蒜苗生长 光合特性 及品质的影响 J 植物营养与肥料学报 2013 19 5 1118 1128 9 林葆 朱海舟 周卫 硝酸钙对蔬菜产量与品质的影响 J 土壤肥料 2000 2 20 22 10 黄红荣 李建明 胡晓辉 等 提高营养液镁浓度可缓解黄 瓜幼苗亚低温胁迫 J 植物营养与肥料学报 2017 23 3 740 747 11 崔国明 马映华 镁对烤烟生理生化及品质和产量的影响研 究 J 中国烟草科学 1998 19 1 5 7 12 王秀娟 娄春荣 解占军 等 中微量元素对辣椒养分吸收 和产量的影响 J 北方园艺 2011 1 174 176 13 张彦才 李巧云 翟彩霞 等 河北省大棚蔬菜施肥状况分 析与评价 J 河北农业科学 2005 9 3 61 67 14 茹淑华 徐万强 孙世友 等 河北省典型蔬菜产地重金属 污染特征与环境质量评价 J 河北农业科学 2018 22 1 83 89 15 向友珍 滴灌施肥条件下温室甜椒水氮耦合效应研究 D 杨凌 西北农林科技大学 2017 16 张育文 范子晗 陈新平 等 不同供磷水平对辣椒根系形 态和根际特征的影响 J 中国蔬菜 2019 11 49 55 17 李志坚 林治安 赵秉强 等 增效磷肥对冬小麦产量和 磷素利用率的影响 J 植物营养与肥料学报 2013 19 6 1329 1336 18 张福锁 陈新平 陈清 中国主要作物施肥指南 M 北 京 中国农业大学出版社 2009 19 汤宏 张杨珠 侯金权 等 不同施肥条件下夏季辣椒的 生长发育与养分吸收规律研究 J 土壤通报 2012 43 4 890 895 20 金耀青 什么叫 优化配方施肥 J 新农业 1990 1 46 47 21 高原 郭晓青 李福德 等 基施黄腐酸肥料情况下减施 化肥提高设施辣椒产量和品质 J 植物营养与肥料学报 2020 26 3 594 602 22 张春霞 文宏达 刘宏斌 等 优化施肥对大棚番茄氮素利 用和氮素淋溶的影响 J 植物营养与肥料学报 2013 19 5 1139 1145 23 喻华 秦鱼生 冯文强 等 氮磷钾配施对四川紫色丘陵区 干制辣椒产量和品质的影响 J 中国土壤与肥料 2013 4 66 70 24 董俊霞 魏成熙 氮磷钾施用量对辣椒产量及品质的影响 J 山地农业生物学报 2009 28 5 399 403 25 王敏 张文 黄绍文 等 海南露地辣椒施氮效应研究 J 广东农业科学 2011 2 57 58 26 刘建玲 李仁岗 廖文华 等 河北粮田和菜地土壤大 中 微量元素肥力研究 J 土壤学报 2009 46 4 652 661 27 汤桂容 周旋 田昌 等 有机无机氮肥配施对蔬菜产量 品质及经济效益的影响 J 生态学杂志 2017 36 5 1292 1299 28 要晓玮 梁银丽 曾睿 等 不同有机肥对辣椒品质和产 量的影响 J 西北农林科技大学学报 自然科学版 2011 39 10 157 162 29 史建硕 张彦才 王丽英 等 聚磷酸铵水溶肥对设施番茄 产量品质以及磷素吸收的影响 J 华北农学报 2016 31 S1 36 40 30 黄科 刘明月 蔡雁平 等 氮磷钾施用量与辣椒品质的相 关性研究 J 江西农业大学学报 自然科学版 2002 24 3 363 367 31 文廷刚 江雨晴 杜小凤 等 不同肥料处理对辣椒产量和 品质的影响 J 江西农业学报 2013 25 3 30 32 32 徐大兵 周剑雄 邱正明 等 氮肥替代和减施对高山露 地辣椒养分吸收和产量与营养品质的影响 J 北方园艺 2019 21 1 6 33 马文娟 同延安 高义民 等 平衡施肥对线辣椒产量 品 质及养分累积的影响 J 西北农林科技大学学报 自然科 学版 2010 38 1 161 166 34 张忠武 王建新 鲁耀 等 缓释肥及平衡施肥对干制辣 椒氮磷钾吸收的影响 J 西北农业学报 2013 22 6 126 131 35 许仙菊 高豫汝 张永春 等 硫包衣尿素对辣椒产量 品 质及氮肥利用率的影响研究 J 土壤 2010 42 4 574 578 36 张萌 赵欢 肖厚军 等 生物炭与脲酶抑制剂及保水剂 配施对贵州辣椒的影响 J 核农学报 2019 33 6 1232 1239 37 武庆慧 汪洋 赵亚南 等 氮磷钾配比对潮土区高产夏播 花生产量 养分吸收和经济效益的影响 J 中国土壤与肥 料 2019 2 104 110 38 张炜 杨德桦 黄小箐 等 氮肥用量对襄阳地区马铃薯产 量 品质和经济效益的影响 J 中国土壤与肥料 2016 1 72 76 39 李顺 李廷亮 何冰 等 有机肥替代化肥对旱地小麦水 氮利用及经济效益的影响 J 山西农业科学 2019 47 8 1359 1365 92 中国土壤与肥料 2022 2 Effects of optimized fertilization on yield quality nutrient absorption and utilization of open field pepper in North China SHI Jian shuo GUO Li WANG Li ying REN Yan li LI Ruo nan ZHANG Yan cai LI Ting rui 1 Institute of Agricultural Resource and Environment Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences Shijiazhuang Hebei 050051 Hebei Fertilizer Technology Innovation Center Shijiazhuang Hebei 050051 Abstract In order to determine the appropriate fertilizer formulation for open field peppers in North China on the basis of basal application of organic fertilizer six treatments were set up no chemical nitrogen N0 optimized fertilization N2 80 N optimized fertilization N1 120 N optimized fertilization N3 optimized fertilization with the addition of trace elements N2 TE conventional fertilization CF The objective of the study was to investigate the effects of optimized fertilization on yield quality nutrient absorption and utilization and economic efficiency of open field peppers The results showed that under the condition of sufficient phosphorus and potassium fertilizer the optimized fertilization with different nitrogen dosage had the effect of increasing yield as shown by N2 TE N2 N1 N3 CF and the addition of trace elements treatment had the best effect of increasing yield with 27 52 of yield increase compared with CF treatment The nitrate content soluble total sugars and soluble solids in pepper increased with increasing nitrogen application while the content of vitamin C decreased Compared with CF treatment combined application of organic and inorganic fertilizers reduced nitrate content significantly Optimized fertilization was able to significantly increase nitrogen phosphorus and potassium absorption in peppers but the addition of trace elements was not effective in improving nutrient absorption The fertilizer use efficiency of nitrogen was 13 24 24 63 the agronomic efficiency was 10 78 54 31 kg kg and the N2 TE treatment was the best The nutrient absorption of N P 2 O 5 and K 2 O for each 1000 kg of fresh pepper was 4 10 1 59 and 6 06 kg respectively and the optimum ratio of N P 2 O 5 K 2 O was 1 0 39 1 48 The N2 TE treatment gave the highest net return and output input ratio of 88 970 yuan hm 2 and 15 1 respectively In summary on the basis of 7500 kg hm 2 of organic fertilizer applied to pepper the recommended amount of N P 2 O 5 and K 2 O are 225 97 and 368 kg hm 2 respectively Moreover the appropriate amount of calcium magnesium boron and other trace elements could significantly improve the yield quality nutrient absorption and utilization and economic benefits Key words optimized fertilization open field pepper yield quality nutrient absorption and utilization economic benefit