生物有机肥用量对日光温室辣椒生长、产量及品质的影响

闫文涛，张建金，张 婧，刘天栋，李 静，张潇丹，颉建明

（1.甘肃农业大学园艺学院 兰州 730070； 2.靖远县农业技术推广中心 甘肃靖远 730600）

肥料是重要的农业生产资料，合理施肥是作物增产最有效的途径，然而农户在农业生产中为追求高产和高效益，不断加大化肥投入导致肥料利用率降低、作物品质下降、土壤板结等问题，不仅影响农业生产，而且造成了环境污染和资源浪费。为改善化肥过量所导致的环境污染问题，农业部于2015 年出台了《到2020 年化肥使用量零增长行动方案》，明确规定2020 年农作物化肥施用零增长，提出采用有机肥部分替代化肥、精准减量施肥等措施来解决化肥与农业可持续发展的平衡关系。在此背景下，生物有机肥对环境友好、绿色安全、资源节约等优点受到广泛关注。生物有机肥含有益微生物，可改善土壤理化性质，调控土壤微生物群落结构，减少土传病害的发生，并且具有肥效长久、营养全面和有机质丰富的特点。已有研究表明，合理施用生物有机肥可促进黄瓜根系生长、提高叶片叶绿素含量、显著增加黄瓜产量。刘翠玲等研究表明，施用生物有机肥能有效促进尖椒、油菜两种蔬菜的发育，使其生长健壮，叶片深绿肥厚，与不施生物有机肥相比分别增产20.81%和24.06%。李杰等研究表明，与单施化肥相比，配施生物有机肥能够明显改善花椰菜的品质、提高肥料利用率和光合效率，其中80%常规施肥+生物有机肥效果最佳。刘方春等研究表明，生物有机肥可增加土壤有机质含量、改善土壤环境、提高蔬菜品质。Marcotel等研究发现，增施生物肥有利于改善土壤理化性质，提高土壤微生物数量及土壤转化酶、磷酸酶、过氧化物酶和脲酶活性。

辣椒（L.）为茄科辣椒属植物，其因丰富的营养物质和独特的口感成为广受大众喜爱的蔬菜和调味品。过去10 年中，全球辣椒产量增长了35.34%，2019 年栽培面积共计199万hm；其中我国辣椒占世界总面积的40%（FAO，2019），已成为全球最大的辣椒生产、消费和出口国。随着辣椒市场需求的逐渐增加，设施越冬栽培面积日益增大，但前人对其研究多集中在抗逆增产、缓解连作障碍等方面，关于增施生物有机肥对辣椒生长和品质影响的研究鲜有报道。笔者以国内设施栽培辣椒品种华美105 为试验对象，研究增施生物有机肥对辣椒生长、产量及果实品质的影响，为日光温室辣椒生产中生物有机肥的合理施用提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点位于甘肃省白银市靖远县大坝高科技农业园区，海拔约1418 m，属于温带半干旱气候，年均气温8.9 ℃左右，年均降水量240 mm，年蒸发量1634 mm，年均日照时数2696 h，无霜期165 d。日光温室辣椒生产为当地农业主导产业。

1.2 材料

供试辣椒品种为华美105，由酒泉市华美种子有限责任公司提供，该品种耐寒性好，适宜设施越冬栽培。供试生物有机肥由甘肃绿能农业科技股份有限公司生产（有效活菌数≥0.2 亿CFU·g，有机质≥40%，水分≤30%）；施用化肥为硫酸钾复合肥（N∶PO∶KO=30∶5∶5，总养分≥40%）和磷酸二铵（N∶PO∶KO=18∶46∶0，总养分≥64%，海藻酸的质量分数≥500 mg·kg），以上肥料作基肥。追肥为氨基酸水溶肥（氨基酸≥100 g·L）和氨基酸复合肥（N∶PO∶KO=16∶6∶26），供试土壤理化性状：pH值7.32，EC 值250.2 μs·cm，碱解氮含量（，后同）17.78 mg·kg，速效磷含量23.9 mg·kg，速效钾含量179.73 mg·kg。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，设置5 个处理，以不施有机肥为对照（CK），设置增施300 kg·667 m（T1）、600 kg·667 m（T2）、900 kg·667 m（T3）、1200 kg·667 m（T4）共4 个生物有机肥用量。小区面积为9.62 m，每处理4 次重复。各处理于2021年2 月24 日追施氨基酸水溶肥30 kg·667 m，于3月10 日、3 月23 日、4 月6 日、4 月21 日、5 月5日、5 月19 日各追施氨基酸水溶肥30 kg·667 m和氨基酸复合肥15 kg·667 m。化肥用量与当地传统用量一致，见表1。

表1 试验各处理施肥量 （kg·667 m-2）

于2020 年9 月17 日育苗。定植前（10 月15日）将生物有机肥作基肥一次性施入，并翻入土壤。采用垄膜栽培，垄宽0.90 m，垄高0.24 m，垄长7.40 m。于11 月27 日进行一垄双行定植，株距0.37 m，每垄定植41 株。选取长势一致的植株挂牌，于定植后30 d（2020 年12 月27 日）开始测定相关指标，每30 d 测定1 次。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 生长指标 采用卷尺、电子游标卡尺测定株高、茎粗和果实横纵径。

1.4.2 叶绿素荧光参数 采用叶绿素荧光成像仪（IMAPING-PAM，德国）测定各处理辣椒生长点以下第5 片叶片的最大光化学效率（）、实际光化学效率（）、非光化学淬灭系数（NPQ）和光化学淬灭系数（）。

1.4.3 光合参数测定 在植株开花期，选择生长朝向一致的3 片真叶（植株生长点以下第4 片叶），利用光合仪（CIRAS-2，英国）测定其净光合速率（）、蒸腾速率（）、气孔导度（）、胞间CO浓度（）。

1.4.4 果实品质指标 于盛果期（定植后90 d）选取成熟度一致的果实测定品质指标，采用2，6-二氯酚靛酚钠染色法测定维生素C 含量，采用考马斯亮蓝G-250 溶液法测定可溶性蛋白含量，采用蒽酮－硫酸比色法测定可溶性糖含量。

1.4.5 产量 在辣椒采收期，收获并记录每个处理的产量折算成每667 m产量，统计果实数量，计算单果质量。

1.5 数据分析

采用IBM SPSS Statistics 26.0 进行统计学分析，利用Excel 2021 进行制图和数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同生物有机肥施肥量对辣椒生长的影响

由图1 可以看出，与CK 相比，生物有机肥处理后辣椒株高有不同程度的提升，定植60 d 后，生物有机肥处理的辣椒株高均高于CK。由图1-A 所示，定植后120 d，T1～T4 处理的辣椒株高均与CK达到差异显著水平，分别提高3.14%、6.00%、12.46%和9.82%。由图1-B 所示，定植30～60 d 时，与CK 相比，各生物有机肥处理对辣椒茎粗无显著影响。定植后120 d，T3 和T4 处理辣椒茎粗增长幅度显著高于CK 处理，分别增加8.91%和7.44%。

图1 不同生物有机肥施肥量对辣椒株高、茎粗的影响

2.2 不同生物有机肥施肥量对辣椒光合作用的影响

由表2 可看出，与CK 相比，生物有机肥处理辣椒叶片净光合速率（）、气孔导度（）均有所提高，胞间CO浓度（）则呈降低趋势。T2、T3 和T4 处理下辣椒叶片的净光合速率和气孔导度均与CK 达到差异显著水平，其中T3 处理最高，较CK 分别增加35.25%和84.80%。T2、T3 和T4 处理辣椒胞间CO浓度显著低于CK，其中T4 胞间CO浓度最低，较CK 降低7.04%。生物有机肥处理下，辣椒叶片蒸腾速率（）随生物有机肥用量的增加呈上升趋势，但各处理间无显著差异。

表2 辣椒光合参数

2.3 不同生物有机肥施肥量对辣椒叶绿素荧光参数的影响

由图2 所示，随着生物有机肥用量的增加，辣椒叶片的叶绿素荧光参数F、、均有不同程度的提高，NPQ 则呈降低趋势。与CK 相比，生物有机肥处理辣椒叶片的F、、分别增加4.28%～7.36%、2.63%～7.60%和4.14%～6.73%。其中T3 处理辣椒F、、均高于其他处理，且显著高于CK。T2、T3 和T4 处理的辣椒叶片NPQ 显著低于CK，分别降低9.99%、11.19%和13.89%。

图2 辣椒叶绿素荧光参数

2.4 不同生物有机肥施肥量对辣椒外观品质的影响

由表3 可以看出，生物有机肥处理对辣椒外观品质均有不同程度的影响。辣椒果实纵、横径在T3处理下均显著高于CK 与T1，较CK 分别增加24.81%和15.87% ，较T1 分别增加22.52%和15.76%。T3 处理下辣椒单果质量最大，显著高于CK，较CK 增加20.28%。

表3 不同生物有机肥施肥量对辣椒外观品质的影响

2.5 不同生物有机肥施肥量对辣椒营养品质的影响

由表4 可知，生物有机肥可有效改善辣椒果实营养品质。生物有机肥处理的辣椒果实维生素C、可溶性糖和可溶性蛋白含量均显著高于CK。其中T3 处理的辣椒果实维生素C、可溶性蛋白和可溶性糖含量均最高，较CK 分别增加7.26%、31.67%和40.83%。

表4 不同生物有机肥施肥量对辣椒营养品质的影响

2.6 不同生物有机肥施肥量对辣椒产量及经济效益的影响

从表5 可以看出，增施300～1200 kg·667 m生物有机肥可不同程度提高辣椒产量，其中T3 处理产量最高，较CK 增产13.56%，T4 处理较T3 处理产量略有降低，但无显著性差异。表明在一定施用范围内，适宜生物有机肥用量有助于辣椒产量的提高。

表5 不同施肥处理对辣椒产量与经济效益的影响

与CK 相比，各生物有机肥处理纯收入均显著高于CK，分别提高6.75%、7.27%、8.33%和6.18%。

3 讨论与结论

在农业生产中，合理有效地施肥是为了促进作物生长，提高作物产量，改善作物品质。张奇等研究表明，生物有机肥充足的养分有利于作物养分吸收，从而促进作物生长并提高产量。闫鹏科等研究发现，合理施加生物有机肥可显著提高枸杞产量，改善枸杞品质，从而获得更高的经济效益。本试验结果表明，生物有机肥处理下的辣椒较对照常规施肥的株高、茎粗、单果质量和产量都有所提高，表明生物有机肥能促进辣椒生长，提高产量，这与孔祥波等、刘玉英等和罗希榕等的研究结果一致。其原因可能是生物有机肥提高了土壤微生物区系丰度，从而产生更多影响植物生长和健康的可利用营养物质，促进作物生长。

光合作用是植物生长过程中生理代谢及物质积累的基本途径。本试验结果表明，增施600～1200 kg·667 m生物有机肥可显著提高辣椒叶片的光合速率，其原因可能是施加生物有机肥可有效促进CO在土壤中的释放，从而提高了辣椒叶片的光合速率。此外，增施生物有机肥对辣椒叶片气孔导度均有不同程度的提高，可能的原因是增施生物有机肥可促进CO更易进入叶肉细胞，对CO底物进行有效供应。气孔因素和非气孔因素是造成光合作用速率降低的原因，若光合速率和气孔导度与胞内CO浓度变化方向相反，则说明光合速率下降受到非气孔因素限制。本试验中，增施生物有机肥600～1200 kg·667 m可显著提高净光合速率和气孔导度，与胞间CO浓度变化趋势相反，表明增施生物有机肥可能是通过调节非气孔因素进而提高辣椒的光合作用效率，这与李杰等和李蒙等的研究结果一致。

叶绿素荧光特性是反映植物叶片在光合作用过程中光系统对光能的吸收、传递及转化的变量或常数值，反映植物的内在性的特点。研究表明在叶绿素荧光参数的变化中，值越大，植株最大光化学量子产量越高；反映了光系统Ⅱ反应中心的开放程度，值越大，植株获得的最大光能转换效率越高，NPQ 反映了光系统Ⅱ反应中心通过热能形式耗散的光能。本试验结果表明，生物有机肥处理的辣椒叶片叶绿素荧光参数和值均显著高于CK，而NPQ 值相对于CK 处理均有所降低，说明生物有机肥能有效增大辣椒叶片PSII 反应中心的开放程度与活性，增强PSII 的电子传递能力，减少光合作用中热能形式的耗散，保证了辣椒叶片光合作用的高效运行，在一定范围内促进光合产物的合成，这与张朝轩等、陈娜等的研究结果相似。

蔬菜品质与施肥密切相关，养分的不足或过量均对蔬菜的生长发育及品质产生不利影响，通过调整施肥量及改变施肥方式可有效改善蔬菜品质。李停锋等在研究生物有机肥对土壤肥力及西瓜品质的影响中发现，生物有机肥可有效改善土壤的理化性质，缓解土壤肥力，可显著提升西瓜的维生素C、可溶性糖和可溶性蛋白含量。孔祥波等研究表明，生物有机肥可显著促进生姜植株生长，改善生姜品质，提高根茎干物质和挥发油等的含量。本试验结果表明，相较于CK，生物有机肥处理辣椒维生素C 含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均有不同程度的提升，这与张俊峰等的研究结果相似。其原因可能是生物有机肥提高了必需元素浓度，促进了辣椒果实次生代谢产物的合成与积累，并且生物有机肥肥效缓慢，N 养分以NH或氨基酸形式供给作物吸收，减少了光合产物和能量消耗，增加了营养物质积累，从而提高了作物产量与品质。

综上所述，增施生物有机肥可有效促进日光温室辣椒植株生长，增强光合作用能力，提高果实产量，改善品质。在保证辣椒高产、高品质的同时，增施900 kg·667m生物有机肥（T3）能够获得最大经济收益。