优化施肥对辣椒产量和外观品质的影响研究

Research on the Effects of Optimized Fertilization on Yield and Appearance Quality of Pepper

范艳菊 Yanju FAN , 卜宁宁 Ningning BU , 崔剑玲 Jianling CUI , 张金山 Jinshan ZHANG , 李贝贝 Beibei LI

1 山东省德州市宁津县乡村振兴服务中心山东德州 253400 Shangdong Dezhou Ningjin County Rural Revitalization Service Center, Dezhou, Shandong 253400, China 2 山东省德州市宁津县农业农村局山东德州 253400 Shandong Dezhou Ningjin County Agriculture and Rural Bureau, Dezhou, Shandong 253400, China 3 山东省德州市宁津县津城街道办事处山东德州 253400 Shandong Dezhou Ningjin County Jincheng Subdistrict Office, Dezhou, Shandong 253400, China 4 中国农业科学院德州盐碱土改良实验站山东德州 253015 Dezhou Saline Soil Improvement Experimental Station, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Dezhou, Shandong 253015, China

摘要：

针对辣椒生产中存在严重的化肥偏施问题，开展了田间“2+X”肥效试验，共设置常规施肥、优化施肥和优化施肥+钙等3个处理。结果表明：在常规施肥的基础上适当减氮、减磷的优化施肥处理未对辣椒的株高、茎粗、冠幅、叶片性状、叶绿素相对含量(SPAD值)、果形指数产生显著的影响；但在优化施肥的基础上施用一定量的钙后，辣椒产量较常规施肥处理的提高2.67%，净产值提高4.3%。在常规施肥基础上减氮、减磷、施钙，可保证辣椒的生长和外观品质，增加了产量，提高了经济效益。

关键词：

辣椒; 优化施肥; 中微量元素; 农艺性状; 外观品质;

Abstract：

In connection with the serious problem of partial application of chemical fertilizers in pepper production, a field "2+X" fertilizer efficiency experiment is carried out, and three treatments are set, including conventional fertilization treatment, optimized fertilization treatment and optimized fertilization + calcium treatment. The results show that on the basis of conventional fertilization, the optimal fertilization treatment of appropriate nitrogen and phosphorus reduction does not have a significant effect on the plant height, stem diameter, crown width, leaf characters, relative chlorophyll content (SPAD value) and fruit shape index of pepper. However, after applying a certain amount of calcium on the basis of optimized fertilization, the yield of pepper increases by 2.67% and the net output value increases by 4.3% compared with the conventional fertilization treatment. On the basis of conventional fertilization, reducing nitrogen, reducing phosphorus and increasing calcium can ensure the growth and appearance quality of pepper, increase yield, and improve economic benefits.

Keyword：

pepper; optimized fertilization; medium and trace elements; agronomic trait; appearance quality;

辣椒(Capsicum annuum L.)又名番椒、辣子等，是我国居民饮食结构中主要的调味蔬菜之一，其独特的口感和丰富的营养深受民众喜爱。辣椒自明朝引入我国以来，在南北方大量种植，产量和种植面积均居世界首位^[1-2]。辣椒含有大量的维生素、辣椒素以及可溶性糖等多种营养物质，尤其是人体无法自身合成的维生素C, 含量在蔬菜中位列第一^[2-3]。辣椒生产周期短、产量高，对肥料的依赖性比其他作物强^[4-5]。大量研究表明，化肥的施用量对辣椒的产量和外观品质影响较大，合适比例的氮、磷、钾配施增产效果显著^[6-8]。中、微量元素作为作物生长必需的营养元素，同样会影响作物的产量和品质^[9]。钙是辣椒喜好的微量元素，它能维持作物细胞壁和细胞膜的稳定性，调节植物体内各种生理生化过程，尤其能增强辣椒幼苗对环境胁迫的抗逆能力^[10-14]。

传统辣椒栽培以“大水大肥”为主，土壤养分供应不平衡现象突出^[15]。为追求高产与高收益，实际生产中复合肥的施用量远超辣椒的需求量，长此以往导致土壤养分过剩，土壤环境遭到破坏，进而出现土壤板结、酸化、盐渍化等问题，不但影响蔬菜的正常生长和品质，而且造成了环境污染，影响人体健康^[16-18]。辣椒对养分需求的规律为钾＞氮＞钙＞磷，但在长期农业生产中，人们往往只注重氮、磷、钾肥的施用，忽视了钙、镁等作物生长必需的其他元素^{[9, 19-20]}。随着作物产量的不断提高和连年种植，土壤养分失衡严重，尤其是土壤中的钙、镁元素等严重流失，已逐渐成为越来越多土壤养分的限制因子与作物品质提升的元素^[9]。

开展蔬菜的化肥减量增效试验研究，确定肥料的适宜用量并补充一定的中微量元素显得尤为重要。本文针对宁津县域内主要蔬菜作物辣椒开展了田间“2+X”肥效试验，旨在为当地菜农合理施肥提供科学依据，为持续推进化肥减量增效提供数据支撑，进而实现节本增效、提质增效，加速蔬菜推荐施肥指标体系的创建。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

2021年5—9月，在山东省德州市宁津县保店镇后高村安排辣椒测土配方施肥田间试验，有效积温2 832.9 ℃，常年平均降水量334.2 mm。试验地面积200亩(1亩=667 m²)，常年种植辣椒，具有代表性的高等肥力水平，地势平坦，排灌条件好。试验地不靠近道路，无土传病害，无堆肥场所。

1.2 试验材料和施肥方法

供试作物为辣椒，品种为“南韩紫金塔”。2021年3月20日育苗，5月26日撒施底肥和翻地，5月29日移栽，分别于6月20日、7月10日结合浇水进行追肥，9月8日收获。

供试肥料：复合肥(17-17-17)、过磷酸钙(P₂O₅质量分数12%，Ca质量分数12%)、硫酸钾(K₂O质量分数50%)，中化化肥有限公司；尿素(N质量分数46%)，山东华鲁恒升集团有限公司；磷酸二铵(N质量分数18%，P₂O₅质量分数46%)，云南云天化股份有限公司。用过磷酸钙取代磷酸二铵作为磷源，同时提供钙素。经化验，所有肥料产品均合格。

1.3 供试土壤

供试土壤为壤土，其基本理化性状：土壤pH为8.72，盐质量分数为7.61 g/kg，有机质质量分数为20.81 g/kg，碱解氮、有效磷和速效钾质量分数分别为188.91、53.11、76.42 mg/kg。根据土壤养分等级分级标准，宁津县土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾分别为三级、一级、一级、四级，即土壤碱解氮和有效磷含量较高，有机质和速效钾含量为中级水平。

1.4 试验设计

田间试验共设3个处理，每个处理重复3次，共9个小区。采用随机区组排列，区组内土壤、地形等条件基本一致，每个小区面积为5.40 m×4.63 m=25.00(m²)。采用起垄栽培的方式，垄间距70 cm，垄宽40 cm，每垄种植一行，株距35 cm。每个小区间起垄隔离，避免小区间肥水相互渗透，小区间用塑料膜隔离50 cm深度，各小区单排单灌。具体试验方案、施肥安排见表 1、表 2。

表 1

辣椒“2+X”试验方案

处理	N-P₂O₅-K₂O-Ca	肥料用量
1(常规施肥)	17.7-8.5-8.5-0	复合肥50 kg/亩+尿素20 kg/亩
2(优化施肥)	16-4-8-0	尿素31.4 kg/亩+磷酸二铵8.7 kg/亩+硫酸钾16.0 kg/亩
3(优化施肥+钙)	16-4-8-4	尿素34.8 kg/亩+过磷酸钙33.3 kg/亩+硫酸钾16.0 kg/亩

表 2

小区施肥量分配

处理	N-P₂O₅-K₂O-Ca	基肥	追肥1	追肥2
1	17.5-8.5-8.5-0	1 125 g复合肥	375 g复合肥+375 g尿素	375 g复合肥+375 g尿素
2	16-4-8-0	578 g尿素+326 g磷酸二铵+300 g硫酸钾	300 g尿素+150 g硫酸钾	300 g尿素+150 g硫酸钾
3	16-4-8-4	630 g尿素+1 249 g过磷酸钙+300 g硫酸钾	338 g尿素+150 g硫酸钾	338 g尿素+150 g硫酸钾

1.5 测定项目与方法

1.5.1 土壤理化性状

试验前，采用多点混合法取基础土样，分别采用电位法测定pH，质量法测定含盐量，重铬酸钾氧化－外加热法测定有机质含量，碱解扩散法测定碱解氮含量，0.5 mol/L碳酸氢钠提取－钼锑抗比色法测定有效磷含量，1 mol/L乙酸铵提取－火焰光度法测定速效钾含量等。

1.5.2 辣椒农艺性状、果形指数和产量

收获时，在每个小区随机选取多株辣椒，分别采用钢卷尺和游标卡尺测量其株高、茎粗、冠幅、最大叶叶长、最大叶叶宽、果长和果径，其中果形指数=果长/果径；同时，测定单株辣椒的挂果数和平均单果质量，并计算单株产量和亩产量。

1.5.3 叶绿素相对含量(SPAD值)

9月8日，采用SPAD-502型SPAD便携式叶绿素测定仪对辣椒叶片叶绿素含量进行测定。测定时统一选择作物中间部位生长状况良好、方位相同的叶片，避开叶脉部分。

1.6 数据处理

采用SPSS 22.0统计软件进行数据统计，采用单因素方差分析和最小显著差数法(LSD法)比较不同处理间的差异(α=0.05)，利用Excel 2013软件绘制图形。

2 结果与分析

2.1 辣椒的株高、茎粗和冠幅

不同施肥处理的辣椒株高和茎粗见图 1，图中不同小写字母表示处理间差异显著(α=0.05，下同)。

图 1

不同施肥处理的辣椒株高和茎粗

从图 1可看出：各处理的株高表现为处理3＞处理1＞处理2，处理3的株高较处理1、处理2分别提高1.5、10.0 cm，但3个处理间的差异未达显著水平；处理1、处理2、处理3的茎粗分别为14.53、13.65、15.62 cm，处理3比处理1、处理2分别高出1.09、1.97 mm，3个处理间的差异也不显著。从以上分析可见，处理2和处理3在减量施氮、减量施磷的条件下，并未显著抑制辣椒的株高和茎粗生长，尤其是处理3。

不同施肥处理的辣椒冠幅见图 2。

图 2

不同施肥处理的辣椒冠幅

从图 2可看出，各处理的辣椒冠幅由大到小依次为处理2＞处理3＞处理1，处理2、处理3的冠幅较处理1长3.7、3.2 cm，3个处理间的差异未达显著水平。由此可知，在处理1的基础上采取适当减氮、减磷的措施，未对辣椒的冠幅产生明显的影响。

2.2 辣椒的叶片性状和果形指数

不同施肥处理的辣椒叶片性状和果形指数见表 3。

表 3

不同施肥处理的辣椒叶片性状和果形指数

处理	最大叶叶长/cm	最大叶叶宽/cm	果长/ mm	果径/ mm	果形指数
1	12.1 a	5.4 a	96.4 a	33.38 ab	2.89 a
2	10.2 a	4.9 a	99.7 a	30.46 b	3.27 a
3	12.7 a	6.0 a	98.0 a	34.92 a	2.81 a

从表 3可看出：各处理的辣椒最大叶的叶长、叶宽分别为10.2~12.7 cm、4.9~6.0 cm，且最大叶的叶长与叶宽呈现出基本一致的变化规律，均为处理3＞处理1＞处理2，3个处理间的差异不显著；不同处理的辣椒果长为96.4~99.7 mm，处理2的最长，处理1的最短，3个处理间的差异不显著；果径的大小次序为处理3＞处理1＞处理2，处理3的果径显著大于处理2的，与处理1的无显著性差异；3个处理的果形指数为2.81~3.27，各处理间的差异未达显著水平。可见，3个处理间的辣椒叶片性状和果形指数未表现出明显差异。

2.3 辣椒叶片的SPAD值

SPAD值是根据测量叶片对差异波长的吸收程度计算出的叶绿素含量的相对值，在水稻、玉米、小麦等作物上的研究认为，关键生育期叶片SPAD值与叶片氮素含量和单位面积氮素含量呈显著正相关关系，能反映作物的氮素营养状况^[6]，同时具有测定简捷、快速、无损等优点，被广泛用于作物氮素营养诊断。不同施肥处理的辣椒叶片SPAD值见图 3。

图 3

不同施肥处理的辣椒叶片SPAD值

从图 3可以看出，处理1的叶片SPAD值最大，其次为处理3的，处理2的最小，3个处理之间的差异均未达显著水平。由此可知，在常规施肥的基础上适当减氮、减磷，辣椒叶片的氮素营养状况未出现明显的减弱现象。

2.4 辣椒产量

不同施肥处理的辣椒单株果数、单果质量与产量见表 4。

表 4

不同施肥处理的辣椒单株果数、单果质量与产量

处理	单株果数/个	单果质量/g	单株产量/g	亩产量/kg
1	13.7 a	32.1 a	439.77 a	1 196.66 a
2	12.9 a	30.5 a	393.45 b	1 070.62 b
3	13.6 a	33.2 a	451.52 a	1 228.63 a

从表 4可看出：各处理的单株果数为12.9~13.7个，各处理间的变化规律为处理1＞处理3＞处理2，3个处理之间的差异不显著；各处理的单果质量为30.5~33.2 g，单果质量由大到小依次为处理3＞处理1＞处理2，不同处理之间的差异未达显著水平；单株产量的大小次序为处理3＞处理1＞处理2，其中处理3的单株产量与处理1的差异不显著，但均显著高于处理2的，分别提高14.76%与11.77%；亩产量呈现出与单株产量基本一致的变化规律。由此可见，在3个处理中，处理2的单株果数、单果质量与单株产量均为最小值，而处理3的单果质量和单株产量均为最大值，这说明在处理1的基础上适当减氮、减磷并补充一定量的钙，有利于促进辣椒产量的提高。

2.5 经济效益评价

不同施肥处理的经济效益分析见表 5，其中辣椒、尿素、磷酸二铵、过磷酸钙、硫酸钾和复合肥价格分别以3.0、2.8、3.5、1.0、3.6、3.6元/kg计。

表 5

不同施肥处理的经济效益分析

处理	亩产量/kg	亩产值/元	亩肥料成本/元	亩净产值/元
1	1 196.66	3 589.98	236.00	3 353.98
2	1 070.62	3 211.86	175.97	3 035.89
3	1 228.63	3 685.89	188.34	3 497.55

从表 5可看出：处理2的肥料成本最低，其次为处理3的，处理1的肥料成本最高；不同施肥处理的亩净产值为处理3＞处理1＞处理2，处理3的亩净产值较处理1的提高了4.3%。以上分析表明，处理3是值得推广的施肥方式。

3 讨论

科学地减氮、减磷不影响辣椒植株的生长状况和果实品质。试验结果表明，在适当的减氮、减磷条件下，优化施肥和优化施肥+钙处理并未明显影响辣椒的株高和茎粗，叶片叶绿素含量无显著差异，植株冠幅略有增长。这与陈芬等^[21]的研究结果一致，微量元素可以促进植物生长，改善叶片光合特性，进而提高作物产量潜力。试验对辣椒的果长、果径与果形指数等果实指标进行了测定，发现果形指数在常规施肥、优化施肥和优化施肥+钙处理之间无显著性差异，表明适当的减氮、减磷并不会引起果实外观品质的下降。姜怡帆^[22]的研究也表明，减施磷肥对辣椒的果形指数无显著影响。Yin等^[23]的研究表明，减量化肥+木腐菌处理的辣椒产量和品质基本不变。在减氮、减磷、施钙的情况下，辣椒植株生长状况和品质指标均有所提高，说明钙是作物生长的关键因子和品质元素。

减氮、减磷后加钙能够保证辣椒产量，提高经济效益。在试验的3个施肥处理中，优化施肥处理的辣椒单株果数、单果质量、单株产量、亩产量和净产值均为最低值，优化施肥+钙处理均为最高值，优于常规施肥处理的。这表明在常规施肥的基础上减氮、减磷会导致辣椒产量的降低和经济效益的减少，而减氮、减磷后补充一定量的钙，显著促进了辣椒产量和净产值的提高。相关研究表明，随化肥减施量的增大，辣椒产量呈现先升高后降低的趋势，不同地区最佳施肥量也不同^[24-25]。河南内乡最佳施肥比为N ∶P₂O₅ ∶K₂O=1 ∶0.28 ∶0.95^[26]；鲁耀等^[27]的研究发现，减氮、减磷后，辣椒产量降低可能是由于肥料施用量或配比与当地土壤及辣椒品种不匹配有关，说明了化肥施用和测土配方的重要性；梁怡等^[28]在西南黄壤地区辣椒生产中添加钙镁肥后有明显的增产效果；Chatterjee等^[29]施用蚯蚓粪腐解后产生的大量微量元素显著促进了辣椒产量和品质的提高。

肥料是作物生长必不可少的养分来源，化肥对蔬菜生长发育、产量和品质起到了关键的作用，且化肥的施用量和施用比例至关重要。与单纯减氮、减磷相比，在施钙的交互作用下，既能保证辣椒的植株生长状况、产量和品质，又能提高经济效益，是一种值得推广的施肥方式。

4 结语

(1) 优化施肥和优化施肥+钙处理在减氮、减磷的条件下，并未影响辣椒的株高、茎粗和冠幅生长，对叶片形状和叶绿素含量也没有产生显著的抑制作用。

(2) 减氮、减磷和加钙处理没有明显降低辣椒的外观品质(即果形指数)。

(3) 在常规施肥的基础上适当减氮、减磷并补充一定量的钙，有利于促进辣椒产量的提高，也有利于提高经济效益。

综合分析认为，对“南韩紫金塔”辣椒而言，优化施肥+钙处理是值得推广的施肥方式。

ckwx 参考文献

KE Y J, LIU T G, JIANG H K, et al. A preliminary study on SSR molecular markers of white character of capsicum[J]. Agricultural Biotechnology, 2018, 7(3): 72-74.

何志学. 氮素水平对辣椒生长生理和养分利用的影响[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2016.

余高, 陈芬, 谢英荷, 等. 化肥减施、有机肥配施对辣椒产量及品质的影响[J]. 北方园艺, 2020(4): 47-53.

杨中周. 我国辣椒品种选育进展与展望[J]. 中国瓜菜, 2017, 30(5): 1-6.

张冬明, 雷菲, 肖彤斌, 等. 硫酸钾钙镁肥在辣椒上的施用效果[J]. 中国瓜菜, 2018, 31(4): 30-33.

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.

邢素芝, 汪建飞, 姚春芬. 辣椒NPK肥料配施数学模型的研究[J]. 土壤通报, 2003, 34(3): 238-240.

李士敏. 氮、磷、钾肥料施用对辣椒产量和经济效益的影响[J]. 土壤肥料, 2005(1): 14-16.

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.

MOTAMEDI M, HAGHIGHI M, GOLI A. Physiological changes of sweet and hot peppers in vegetative and reproductive growth stages treated by Ca and H₂O₂ under unforeseen heat stresses[J]. Scientia Horticulturae, 2019, 249: 306-313.

张化生, 郭晓冬, 王萍. Ca²⁺与钙调素拮抗剂对辣椒幼苗抗冷性的影响[J]. 内蒙古农业大学学报(自然科学版), 2007, 28(3): 209-212.

莫熙礼, 罗玲, 赵同贵, 等. 钙对辣椒幼苗抗旱性的影响[J]. 现代农业科技, 2015(11): 99-100.

张恩让, 任媛媛, 胡华群, 等. 钙对淹水胁迫下辣椒幼苗根系生长和呼吸代谢的影响[J]. 园艺学报, 2009, 36(12): 1749-1754.

郭晓冬, 邹志荣, 张化生. 硝酸钙浸种对低温下辣椒幼苗渗透调节物质的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2008, 26(5): 160-164.

康林玉. 不同类型土壤下辣椒的生长发育及辣椒种植对微生物的影响[D]. 长沙: 湖南大学, 2018.

陈燕霞. 施肥对覆膜辣椒产量效益的影响[J]. 南方农业, 2016, 10(31): 19-20.

GRASSO R, DE SOUZA R, PEÑA-FLEITAS M T, et al. Root and crop responses of sweet pepper (Capsicum annuum) to increasing N fertilization[J]. Scientia Horticulturae, 2020, 273: 109645.

李燕青, 赵秉强, 李壮. 有机无机结合施肥制度研究进展[J]. 农学学报, 2017, 7(7): 22-30.

刘仁波, 李翠兰, 周富忠. 硫酸钾镁肥在辣椒上的肥效研究[J]. 长江蔬菜, 2015(8): 56-58.

胡宝期, 黄霞, 廖日艳, 等. 有机钙镁硼肥不同用量对辣椒产量与效益的影响[J]. 农业科技通讯, 2017(7): 205-207.

陈芬, 余高, 陈容, 等. 减磷配施有机肥对辣椒生长及光合荧光特性的影响[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2021, 49(7): 114-125.

姜怡帆. 减施磷肥增施木霉菌对露地红干椒生长、产量及品质的影响[D]. 沈阳: 沈阳农业大学, 2020.

YIN J, YUAN L, SUI Z M, et al. Mobilization of organic nitrogen and phosphorus and reduction of synthetic fertilizer usage by Ceriporia lacerata HG2011 in pepper cultivation[J]. Scientia Horticulturae, 2022, 293: 110721.

李传哲. 设施菜地养分状况调查及水肥一体化技术应用效果研究——以常熟市碧溪农业园区为例[D]. 南京: 南京农业大学, 2016.

马文娟. 不同经济作物养分吸收与累积规律研究[D]. 咸阳: 西北农林科技大学, 2010.

丁锐锋, 雷鸣, 唐国昌. 小辣椒专用配方肥料的施用[J]. 磷肥与复肥, 2009, 24(3): 84.

鲁耀, 段宗颜, 杨华, 等. 干制辣椒土壤养分调查及配方施肥[J]. 辣椒杂志, 2011, 9(1): 25-28.

梁怡, 卢明, 姚智, 等. 含钙镁辣椒配方肥对辣椒生产及品质的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2021(1): 109-116.

CHATTERJEE D, DUTTA S K, KIKON Z J, et al. Recycling of agricultural wastes to vermicomposts: characterization and application for clean and quality production of green bell pepper (Capsicum annuum L. )[J]. Journal of Cleaner Production, 2021, 315: 128115.