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

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?？偖a(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）