邬刚　袁嫚嫚　王家宝　董慧　魏素君　张其安　孙义祥

摘要 為探明不同优化管理模式对设施辣椒养分吸收、品质和经济效益的影响。通过田间试验，设置了农户习惯管理（FP）、农民习惯管理+土壤改良（OPT1）、农民习惯管理+土壤改良+优化群体（OPT2）和土壤改良+优化群体+水肥优化处理（OPT3）4个处理，主要研究了辣椒干物质累积、养分吸收、辣椒素、VC、产量和经济效益等对不同优化管理模式的响应。结果表明，FP和OPT1之间各指标的差异不显著。与FP相比，OPT2处理辣椒的地上部干物质积累、氮、磷和钾吸收量分别增加了14.1%、16.8%、11.4%和15.5%，OPT3处理辣椒的地上部干物质积累、氮、磷和钾吸收量分别增加了22.3%、28.5%、25.2%和21.8%，优化水肥管理可提高辣椒的品质，OPT3处理的辣椒素和VC含量较农户习惯分别显著增加了19.9%和22.7%。OPT3处理辣椒的平均产量最高，达48 556 kg/hm2，平均纯收益为459 134 元/hm2。因此，集成土壤改良、群体密度优化和全生育期养分调控的优化管理模式能够提高设施辣椒的干物质积累、养分吸收和品质，促进农民增产增收。

关键词 优化管理;设施辣椒;养分吸收;品质

中图分类号 S 63文献标识码 A文章编号 0517-6611（2020）23-0083-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.23.021

Effects of Optimal Management on Nutrient Absorption， Quality and Economic Benefits in Greenhouse Pepper

WU Gang1，2， YUAN Man-man1，2， WANG Jia-bao1，2 et al

（1. Soil and Fertilizer Research Institute， Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei，Anhui 230031;2.Key Laboratory of Nutrient Cycling， Resources and Environment of Anhui， Hefei，Anhui 230031）

Abstract The effects of different optimal management models on nutrient absorption， quality and economic benefits in greenhouse pepper were investigated. Three different optimal management models and a control were used in this experiment including farmers fertilizer practice （FP）， optimizing the soil management based on FP （OPT1）， optimizing crop population based on OPT1 （OPT2）， optimizing water and nutrient management based on OPT2 （OPT3）. The pepper dry matter accumulation and its nutrient absorption， the content of capsaicin and vitamin C， yield and economic benefits were determined. The results showed that there was no significant difference between FP and OPT1. Compared with FP treatment， the above-ground dry matter accumulation， nitrogen， phosphorus and potassium absorption of pepper treated with OPT2 significantly increased by 14.1%， 16.8%， 11.4% and 15.5%， respectively.The above-ground dry matter accumulation， nitrogen， phosphorus and potassium absorption of pepper treated with OPT3 significantly increased by 22.3%， 28.5%， 25.2% and 21.8%， respectively as compared with FP treatment. The content of capsaicin and vitamin C treated with OPT3 significantly increased by 19.9% and 22.7%， respectively. The average yield of pepper treated with OPT3 was the highest， reaching 48 556 kg/hm2， with an average net profit of 459 134 yuan /hm2.The integrated techniques of soil improvement， optimizing crop population and optimizing water and nutrient management can improve the dry matter accumulation， nutrient absorption and quality of greenhouse pepper， and promote the increase of farmers production and income.

Key words Optimal management;Greenhouse pepper;Nutrient absorption;Quality

我国是世界第一大辣椒生产国和消费国，播种面积约占世界辣椒播种面积的40%[1]。近年来，随着设施栽培技术的普及，设施辣椒栽培面积越来越大，据统计，2019年我国辣椒种植面积约213.89万hm2，其中设施栽培面积约为56.81万hm2，占比26.6%。设施栽培环境下蔬菜等作物能充分利用光能和热能，促进作物对养分和水分的吸收利用，从而增加其经济产量和农户效益[2-3]。但我国设施蔬菜栽培中化肥过量和不合理施用现象普遍[4]，从而导致化肥利用率低和生产效率低下，同时还可能造成土壤酸化、次生盐渍化和土壤连作障碍等一系列严重问题[5-7]。因此，针对目前设施辣椒化肥施用与土壤质量方面的突出问题进行技术优化对设施蔬菜产业的绿色可持续发展具有重要意义。

研究表明，石灰氮和生石灰等土壤改良剂的施用可减少设施土壤交换性总量，提高土壤pH[8]，降低土壤EC值，缓解土壤盐渍化程度[9]。石灰氮水解过程中产生的碱性物质是土壤pH变化的直接原因。生物有机肥可提高连作辣椒根际土壤微生物群落结构多样性指数、丰富度指数和稳定性指数，降低真菌和病原菌数量，从而促进辣椒正常生长和发育[10]。此外，水肥管理的优化有助于促进辣椒干物质和养分积累，增加果实中养分的分配比例[11]，提高肥料的利用效率，减少氮素的损失[12]。上述研究表明，土壤改良剂和生物有机肥的施用、水肥管理的优化对促进设施辣椒的增产和设施土壤环境的改善均具有显著作用，但这些研究主要为单项技术研究，而对综合多项技术的研究较少[13]。笔者在土壤改良、适度增密和全生育期养分管理的优化等综合技术应用的基础上研究设施辣椒产量及品质、干物质累积、养分吸收和经济效益等参数，为设施辣椒提质增效和绿色可持续发展提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2018年分别在肥西县安徽绿溪洲农业科技发展有限公司和舒城县农业科学研究所内进行。2个试验地均属北亚热带湿润气候，年平均气温12.9～15.6 ℃，年均降雨量为1 033～1 596 mm，无霜期多年平均270 d，年均日照时数1 969 h。供试辣椒品种为皖椒101（安徽省农业科学院园艺研究所培育品种），2018年1月24日进行穴盘育苗，3月24日定植。2个试验地土壤类型均为黄棕壤，地力均匀，耕层（0～20 cm）土壤的基本理化性质见表1。

1.2 试验设计

共设4个处理，每个处理3次重复，每个小区面积为20 m2，分别为农户习惯（FP）：施肥和田间管理情况基于农户调研的平均值;优化管理1（OPT1）：改变农户土壤处理的方式，施用石灰氮高温闷棚和商品有机肥;优化管理2（OPT2）：在优化管理1的基础上，适度增加辣椒移栽密度，构建高产群体;优化管理3（OPT3）：在优化管理2的基础上，优化各生育期的养分管理（具体试验方案见表2）。基肥施用方式为表面撒施后旋耕，追肥方式为膜下微喷灌。试验所用干鸡粪为合肥温氏畜牧有限公司生产，石灰氮为宁夏大荣实业集团有限公司生产，微生物有机肥为江阴市联业生物科技有限公司生产，复合肥（15-15-15）、（18-7-20）和水溶肥（18-7-30）为安徽省司尔特肥业股份有限公司生产，叶面肥为山东海岱绿洲生物工程有限公司生产的糖醇钙。其中（15-15-15）复合肥价格为2.24元/kg;（18-7-20）复合肥价格为3.75元/kg;鸡粪价格为0.43元/kg;生物有机肥价格为0.89元/kg;石灰氮价格为8元/kg;（18-7-30）水溶肥价格为9.8元/kg;糖醇钙价格为70元/kg;辣椒苗价格为0.3元/棵;人工費为80元/d。

1.3 样品采集与测定

1.3.1 样品采集。按小区对辣椒进行人工分次采收，单独记产。第一次采收时，采集辣椒果实样品，第二次采收后，同时采集辣椒果实和茎叶样品。采集的辣椒果实和茎叶样品经105 ℃下杀青30 min后于75 ℃烘干至恒重，称重后粉碎，分别测定果实和茎叶的全氮、全磷和全钾含量。第二次采收时取果实鲜样测定还原糖、维生素C和辣椒素含量。

1.3.2 样品测定。采用H2SO4-H2O2消煮法，全氮含量测定采用半微量凯氏法，全磷含量测定采用钼锑抗比色法，全钾含量测定采用火焰光度计法。辣椒VC含量采用2，6-二氯靛酚滴定法测定;还原糖含量采用蒽酮比色法测定;辣椒素含量采用高效液相色谱法测定。

1.4 数据分析

地上部养分累积量（kg/hm2）=叶养分浓度×叶干物质累积量+茎养分浓度×茎干物质累积量+果实养分浓度×果实干物质累积量

试验数据采用Microsoft Excel 2007、SPSS 17.0软件进行数据处理，均值多重比较采用Duncans比较法。

2 结果与分析

2.1 优化管理对设施辣椒干物质积累和养分吸收的影响

由表3可知，在肥西和舒城2个试验点，辣椒地上部、茎、叶和果实干物质积累量均表现为农户习惯（FP）<优化管理1（OPT1）<优化管理2（OPT2）<优化管理3（OPT3）。其中在肥西试验点，与农户习惯（FP）和优化管理1（OPT1）相比，优化管理2（OPT2）和优化管理3（OPT3）的辣椒地上部干物质积累量分别显著增加了15.6%、11.6%和23.9%、19.7%。优化管理3（OPT3）的辣椒茎、叶和果实的干物质积累量较农户习惯（FP）分别显著提高了23.5%、12.3%和34.4%;在舒城试验点，与农户习惯（FP）和优化管理1（OPT1）相比，优化管理3（OPT3）的辣椒地上部干物质积累量分别显著增加了20.6%和17.7%;优化管理3（OPT3）的辣椒茎、叶和果实的干物质积累量较农户习惯（FP）分别显著提高了20.7%、14.9%和26.4%。2个试验点的农户习惯与优化处理1差异不显著。2个试验点的干物质分配比例存在差异，肥西试验点的茎、叶和果实的干物质分配比例为0.3∶0.3∶0.4，而舒城试验点的比例为0.4∶0.3∶0.3。

不同优化管理的辣椒地上部氮磷钾养分积累和分配情况见表4。在肥西试验点，与农户习惯（FP）相比，优化管理2（OPT2）和优化管理3（OPT3）的辣椒地上部氮、磷、钾的养分积累分别显著增加20.6%、18.2%、20.3%和35.4%、33.0%、29.4%，其中优化管理3（OPT3）的辣椒茎、叶和果实的氮素积累量较农户习惯（FP）显著提高45.0%、37.0%和29.5%。与农户习惯（FP）相比，优化管理2（OPT2）和优化管理3（OPT3）辣椒叶的磷、钾的养分积累量分别显著增加了16.9%、26.2%和27.9%、35.5%。优化管理3（OPT3）的辣椒果实磷、钾的养分积累较农户习惯（FP）分别显著提高36.8%和34.0%。在舒城试验点，与农户习惯（FP）相比，优化管理3（OPT3）的辣椒地上部氮、磷、钾的养分积累分别显著增加21.5%、17.4%和14.2%，其中优化管理3（OPT3）的辣椒叶和果实氮、钾的养分积累较农户习惯（FP）分别显著提高25.3%、19.3%和23.7%、15.3%。

从表4可以看出，无论辣椒的茎、叶和果实，对氮磷钾元素的吸收量表现为钾>氮>磷。对辣椒地上各部位对氮、磷、钾素吸收量的大小进行比较，叶部的氮素吸收量最大，其次是果实，茎的吸氮量最小。果实的磷素吸收量最大，其次是叶部，最小的是茎部。2个试验点钾素在辣椒各部位的分配存在差异，肥西试验点果实钾素吸收量最大，其次是叶部，茎部吸收量最小，而舒城试验点茎、叶和果实的钾素吸收量相当，各占地上部的1/3。

2.2 优化管理对设施辣椒品质的影响

还原糖、辣椒素和VC含量是辣椒品质的主要指标。2个试验点处理间的还原糖含量无显著差异（图1）。由图2可知，在肥西试验点，优化管理3（OPT3）的辣椒素含量最高，为0.26%;优化管理2（OPT2）次之，为0.25%，两者差异不显著;农户习惯（FP）处理的辣椒素含量最低，为0.21%;在舒城试验点，优化管理3（OPT3）的辣椒素含量最高，为0.22%;优化管理2（OPT2）次之，为0.19%;优化管理1（OPT1）处理的辣椒素含量最低，为0.18%。与农户习惯（FP）相比，肥西和舒城试验点优化处理3辣椒的辣椒素含量分别显著增加了23.7%和16.1%。

由图3可知，在肥西和舒城2个试验点，辣椒VC含量表现为优化管理3（OPT3）>优化管理2（OPT2）>农户习惯（FP）>优化管理1（OPT1），但优化管理2（OPT2）、农户习惯（FP）和优化管理1（OPT1）3个处理差异不显著。肥西和舒城试验点优化处理3辣椒的VC含量较农户习惯（FP）分别显著增加了23.0%和22.4%。说明优化生育期养分可促进辣椒品质的提高。

2.3 优化管理对设施辣椒产量及经济效益的影响

由表5可知，通过优化管理措施，辣椒产量、商品性和收益均有所提高。辣椒产量表现为农户习惯（FP）<优化管理1（OPT1）<优化管理2（OPT2）<优化管理3（OPT3），与农户习惯（FP）相比，肥西和舒城试验点优化管理3（OPT3）的辣椒产量分别增加了11 439.2和6 021.3 kg/hm2，增幅为27.6%和15.8%。2个试验点辣椒商品率最高的处理均为优化管理3（OPT3），较农户习惯（FP）分别提高了5.1%和8.9%。将肥料成本、育苗成本和人工成本除去，辣椒的纯收益表现为农户习惯（FP）<优化管理1（OPT1）<优化管理2（OPT2）<优化管理3（OPT3），與农户习惯（FP）相比，肥西和舒城试验点优化管理3（OPT3）的辣椒纯收益分别增加了14 084.5和5 957.7元/hm2，增幅为36.7%和17.8%。

3 讨论

田间管理措施是影响辣椒生长和发育的重要因素之一，该研究结果表明，与农户习惯相比，土壤的改良、移栽密度的提高和全生育期养分管理的优化等综合技术（优化管理3）能提高辣椒地上部干物质积累，其增加幅度为20.6%～23.9%，其中，果实的干物质增加最多，增幅达26.4%～34.4%，为辣椒增产打下物质基础。其变化原因可能是土壤改良剂配合有机肥的施用不仅能起到杀菌、防治连作障碍等问题，还能增加土壤有机质含量，保证植物生长所需的养分[9]。适度增加辣椒的定植密度可增加群体光能利用效率，从而充分发挥群体效应[14]，增加干物质累积。优化肥水管理有利于适时适量地将水和养分输送至作物生长的根区，促进辣椒各器官的生长和光合产物的合理分配[11]。

氮、磷、钾养分是辣椒生长发育所必需的大量营养元素，辣椒对氮、磷、钾养分的吸收、同化和分配直接影响辣椒的产量形成。该试验结果表明，优化管理2和优化管理3的辣椒地上部的氮、磷、钾吸收量较农户习惯分别增加了13.1%～35.4%、4.6%～33.0%和10.6%～29.4%，说明在土壤改良基础上，适度增加群体密度和优化水肥管理能促进辣椒的养分吸收利用。合理密植增加了植物光合效率和根系的数量，有利于根系对养分的吸收，促进植物的同化产物向果实转移[15]，此外，优化水肥管理能提高养分积累量，并增加果实中的分配比例[11]。

该研究结果表明，相比农户习惯管理，优化管理3辣椒的产量增加15.8%～27.6%，商品率提高5.1%～8.9%，从而增加17.8%～36.7%的纯收益。说明通过合理的土壤处理、密植和养分管理促进了辣椒的经济产量形成，同时增加农户的效益。研究表明，在传统管理基础上进行土壤改良、合理密植和优化水肥管理均能增加辣椒的产量和效益[8，11，14]，但不是定植密度越高产量越高，定植过密不利于光合作用和植株根系生长，胡建超等[14]认为定植密度过大会造成单株根系的长度、表面积和体积变小;随着密度的增加，光合速率逐渐降低。因此，确定合理的移栽密度需要根据辣椒品种、气候和当地农户操作习惯而定。