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Effect of fertilization on the qualities of sweet pepper in greenhouse culture

施肥对大棚甜椒品质的影响



全 文 :应用生态学报  2002年 1月  第 13卷  第 1期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Jan. 2002, 13( 1) : 63~ 66
施 肥 对 大 棚 甜椒 品 质 的 影 响*
隋方功1  王运华1* *  长友诚2  樗木直也3  乌尼木仁3  稻永醇二3
( 1 华中农业大学资源环境与农业化学系, 武汉 430070; 2日本鹿儿岛县农业试验场,鹿儿岛, 日本 890;
3 日本鹿儿岛大学农学部, 鹿儿岛,日本 890)
摘要  对塑料大棚栽培的甜椒进行滴灌施肥, 研究不同用量的氮磷钾肥料对甜椒品质的影响. 结果表
明,侧枝是甜椒硝态氮的敏感反应部位,且含量最高. 叶片次之,果实最少. 高量施肥对甜椒果实的硝态氮
与可溶性糖含量没有产生不良影响. 果实是甜椒糖分的主要贮存器官, 其可溶性总糖含量在 50% ~ 55%
范围内, 高于叶片和侧枝.施肥量减少, 果实中肌醇和蔗糖的含量增加. 葡萄糖与果糖是甜椒果实主要的可
溶性糖类. 高量施肥削弱叶片的 C 素代谢作用,表现为抑制同化物淀粉在叶片的积累. 粗淀粉在果实中的
含量最高. 叶片脂类含量均超过侧枝和果实 3~ 4倍以上, 可能是由于叶片中叶绿素含量高所致.
关键词  滴灌施肥  碳水化合物  脂类  品质  甜椒
文章编号  1001- 9332( 2002) 01- 0063- 04 中图分类号  S641 3  文献标识码  A
Effect of fertilization on the qualities of sweet pepper in greenhouse culture. SUI Fanggong1 , WANG Yunhua1 ,
Makoto Nagatomo2, Naoya Chishaki3, Wunimuren3 and Shunji Inanagea3 ( 1H uazhong Agricultural University ,
Wuhan 4300700; 2K agoshima Agr icultural Exp er iment Station, K agoshima, Japan 890; 3K agoshima Univer
sity , K agoshima, Japan 890) . Chin. J . A pp l . Ecol. , 2002, 13( 1) : 63~ 66.
In order to study the effect of fertilization on the qualities of sw eet pepper ( Cap sicum annul L ) cultured in gr een
house, the experiment was carried out by drop irrigation. The r esults showed that the most sensitive organ of
sw eet pepper for nitr ate was lateral branch, in which the nitrate content was highest. The nitr ate content in leaf
was lower than that in lateral br anch, and in fruit, the nir tate content was the lowest. High fert ilization of N, P
and K had no negative influence on content of nitr ate and total soluble sugars in fruit. T he content o f soluble sug
ars in fruit w er e about 50% ~ 55% under all treatment and higher than that in leaf and lateral branch. Decreas
ing fert ilization would cause increasing of the inosital and sucrose contents. Glucose and fructose w ere the main
soluble sugars in fruit . The metabolism of carbohydrates was weakened by high fertilization, and it experessed as
restraining the accumulation of starch content in leaf. The content of star ch w as the highest in fruit. The lipid
content were exceed 3~ 4 times in the leaf than in the lateral branch and fruit, and perhaps, it was due to the hi
her content of chlorophyll in the leaf.
Key words  Drop irr igate fertilization, Carbohydrate, Lipid, Quality , Sweet pepper.
* 国家留学基金资助项目( 98837013) .
* * 通讯联系人.
2001- 04- 09收稿, 2001- 07- 03接受.
1  引   言
蔬菜的生长发育和产品品质在一定程度上受到
环境因素的影响,尤其与养分和水分的协调供应密
切相关.甜椒是塑料大棚主要的栽培蔬菜之一.由于
甜椒收获期长, 产量高, 对肥料的需求量大, 因而甜
椒施肥显得特别重要. 大量研究注重化学肥料特别
是氮肥和钾肥对甜椒品质的影响[ 6, 7, 9] . 近年来, 滴
灌与施肥相结合的滴灌施肥技术已在设施栽培中有
所应用.卢丽萍等[ 3]进行了大棚黄瓜滴灌应用技术
的研究.作者报道了不同肥料用量的滴灌施肥技术
的节肥效果及其对土壤和蔬菜产量的影响[ 8] . 本文
运用滴灌技术进行甜椒大棚土壤栽培, 研究不同用
量的氮磷钾肥料对甜椒品质的影响.
2  材料与方法
21  试验材料
试验所用甜椒品种为京丰,供试土壤为中粗粒灰色台地
火山灰土, 其基本理化性状为: pH61,电导率 011 Ds!m- 1,
无机态氮 14 1mg! kg- 1 , 全 N110g! kg- 1, 有效 P 102mg!
kg- 1, 阳离子交换量 9 12cmol( + ) !kg - 1, 有效 K 1 53cmol
( + ) !kg- 1 ,交换性 Ca 4 42cmol( + ) !kg- 1 ,交换性 Mg 2 42
cmol( + ) !kg- 1 .
2 2 试验方法与设计
塑料大棚甜椒试验于 1999 年 10 月至 2000 年 5 月在日
本鹿儿岛县农业试验场进行. 预备试验已发现, 供试土壤大
棚栽培甜椒的适宜氮磷钾化肥施用比例为 N∀P 2O5∀K 2O= 1
∀1∀1. 因此 , 试验设高量施肥 ( N∀P2O5∀K2O 为 360∀360∀
360kg!hm- 2 ) 、低量施肥( N∀P2O 5∀K 2O 为 300∀300∀300kg!
hm- 2)和无肥 3 个处理.各处理重复 3 次, 随机排列. 施肥处
理均用养液土耕 3 号滴灌专用复合肥( N∀P2O5∀K 2O 为 15∀
15∀15) , 2 月底以前分别每日供应 N15kg!hm- 2和 10kg!
hm- 2, 2 月底以后每日供应 N 均为 30kg!hm- 2. 所有试验
处理均在定植前一次性施用 19700kg!hm- 2牛粪堆肥(折合
全 N、P2O 5和 K2O 分别为 200、660 和 170kg!hm- 2 ) . 甜椒定
植后各处理土壤含水量均维持在相同水平(土水势 pF18~
pF20 之间) , 定植至拉秧期间所有处理的灌水总量相等
( 5370m3!hm- 2 ) . 8 月 20 日播种育苗, 10 月 7 日定植, 起垄
宽度 180cm,株距 50cm,大棚内最低夜温保持在 18 # 以上,
采用 4 主枝整枝法.收获期 11 月 1 日至翌年 5 月 25 日.
于采果中期( 2000 年 2 月 21 日)每处理采取有代表性
的侧枝( 8~ 10 个)、叶片( 30~ 40 片)和果实( 20 个)进行冷
冻干燥,粉碎后分别测定脂类含量 (三氯甲烷甲醇提取, 重
量法)、淀粉(蒽酮比色法)、可溶性糖总量(蒽酮比色法 )、主
要糖类的分级测定 (离子色谱法 Ion Chromatog raph 4000,
DIONEX)以及铵态氮和硝态氮(离子色谱法 Ion Chromato
gr aph 4000, DIONEX)的测定.
23  植物样品主要碳氮化合物的系统提取
按稻永等[ 1, 2]所用的方法进行系统化. 称取经冷冻干燥
粉碎后的植物样品 1g (精确到 00001g )于 50ml具塞玻璃离
心管中, 加入 30ml 80% 乙醇, 加塞后放置过夜. 于 2800r!
min- 1下离心分离 10min.上清液置于减压旋转蒸发器内. 残
渣继续用 80%乙醇 30ml提取两次,上清液并于减压旋转蒸
发器内, 于 50# 下浓缩至 1~ 3ml后转移于 25ml容量瓶内,
用蒸馏水定容得提取液 A.
剩余残渣于通风橱内放置过夜.加入 5ml水后置于沸水
浴中边搅拌边加热 3min, 立即放入冷水中冷却, 然后, 边冷
却边加入 9 2mol HClO 4 5 0ml, 用玻璃棒搅拌 15min, 于
3000r!min- 1下离心分离 10min, 上清液转移于 100ml 容量
瓶.剩余的残渣再用 4 2mol HClO4 10 0ml提取两次后弃去,
两次上清液均并于 100ml容量瓶内,用蒸馏水定容后用于淀
粉含量的测定.
提取液 A 立即盛于塑料离心管中, 于 10000r!min- 1
- 10 # 高速冷冻离心分离 30min, 取 5 0ml 上清液通过阴/
阳离子树脂交换柱( DOWEX50WX8/ DOWEX1X8) ,用蒸馏
水洗数次后 ,滤液定容至 100ml, - 20# 下保存, 用于测定可
溶性中性糖总量和主要糖类的分级测定.将剩余的未经树脂
交换柱处理的离心分离上清液盛于塑料容器内, 于- 20 # 下
保存,用作铵态氮和硝态氮的测定. 残渣弃去.
3  结果与分析
31  施肥对甜椒地上部器官中铵态氮与硝态氮含
量的影响
不同施肥处理对甜椒地上部器官中铵态氮的影
响极为显著.由图 1可看出,高量施肥处理甜椒果实
中铵态氮含量显著降低, 甜椒地上部不同部位的器
官中铵态氮含量差异不明显, 大致范围在 110 ~
140mg!kg - 1之间.与无肥处理相比, 无论是高量施
肥还是低量施肥处理都显著增加了甜椒叶片和侧枝
中的铵态氮含量.
  甜椒地上部器官中硝态氮含量变化幅度远远大
于铵态氮(图 2) , 所有处理的侧枝中硝态氮含量最
高,均在 8500mg!kg- 1以上. 叶片次之, 为 2000~
3 000mg!kg- 1 .果实中最少, 为600~ 850mg!kg- 1.
图 1  甜椒地上部器官中的铵态氮
Fig. 1 NH +4N contents in aerial part organs of sw eet pepper.∃ 高量施肥High fert ilizat ion, % 低量施肥 Lower fert ilizat ion, &
无肥 Drip irrigat ion.下同 T he same below .
尽管侧枝中硝态氮受到高施肥量的强烈影响,但是,
在果实中不同处理之间并无显著差异.这至少说明,
在 N、P、K 配合施用的滴灌条件下, 硝酸盐一般是
难以在甜椒果实中积累的.叶片中硝酸盐含量也随
着施肥量的增加而提高. 不同器官间硝态氮含量的
差异可能是由甜椒本身的生物学特性所决定的.
图 2  甜椒地上部器官中的硝态氮
Fig. 2 NO-3 N contents in aerial part organs of sw eet pepper.
32  施肥对甜椒体内碳水化合物的影响
321  施肥对甜椒地上部不同部位器官中可溶性
总糖含量的影响  随着施肥量的增加, 甜椒地上部
营养器官中可溶性总糖含量并没有受到显著的影响
(图 3) .然而在果实中,高量施肥处理显著提高了可
溶性糖的含量.糖作为植株体内主要的碳水化合物,
以贮存形式大量积累于果实中. 本试验条件下甜椒
果实中总糖含量在 50% ~ 55% (以干基的葡萄糖%
64 应  用  生  态  学  报                   13卷
含量计)范围内, 大大高于叶片和侧枝, 后两者的可
溶性总糖含量均在 10%左右, 说明甜椒果实是叶片
合成的糖类碳水化合物最重要的贮藏器官.
图 3  甜椒地上部器官中的全糖含量
Fig. 3 T otal sugar contents in aerial part organs of sw eet pepper.
322  施肥对甜椒地上部器官中主要糖分含量的
影响  进一步分析甜椒地上部不同器官中主要糖类
及其含量发现, 葡萄糖和果糖在所有部位器官中的
含量都没有受到施肥量的显著影响(表 1) . 果实中
肌醇和蔗糖含量受施肥量的影响较显著(表 2) . 似
乎随着施肥量的减少, 肌醇与蔗糖的含量反而有增
加的趋势,并且无肥处理更加剧了这种趋势.
表 1  甜椒地上部器官中葡萄糖与果糖的含量
Table 1 Contents of glucose and fructose in aerial part organs of sweet
pepper
处理
T reatment
葡萄糖 Glucose( % )
侧枝
Lateral
branch
叶片
Leaf
果实
Fruit
果糖 Fructose(% )
侧枝
L ateral
branch
叶片
Leaf
果实
Fruit
高量施肥 0 563 1 286 12762 0653 1543 14197
H igh fer tilizat ion
低量施肥 0 506 1 194 13961 0622 1445 15962
L ower fer tilization
无肥 0 456 1 318 12200 0527 1623 14610
Drip irr igation
F 值 F value 0 250 0 141 0705 0289 0126 0391
323  施肥对甜椒地上部器官中粗淀粉含量的影
响  甜椒淀粉合成的主要器官叶片中的粗淀粉含量
强烈地受到施肥量的影响(图 4) . 随着施肥量的减
少叶片中粗淀粉含量大幅度增加,而以无肥处理的
甜椒叶片粗淀粉含量最高,差异达极显著水平.低量
施肥处理的侧枝中, 粗淀粉含量显著高于其它处理.
而在果实中不同处理间则无显著差异. 另外, 从不同
部位器官的粗淀粉含量来看, 果实中的含量最高, 为
13% ~ 14%(以干基的葡萄糖%含量计)大大高于侧
枝和叶片, 后两者均在5%~ 8%之间,说明甜椒果
表 2  甜椒地上部器官中肌醇与蔗糖的含量
Table 2 Contents of inosi tal and sucrose in aerial part organs of sweet
pepper
处理
Treatment
肌醇 Inos ital( % )
侧枝
Lateral
branch
叶片
Leaf
果实
Fruit
蔗糖 Sucrose( % )
侧枝
Lateral
branch
叶片
Leaf
果实
Fruit
高量施肥 0565 0680 1 677Cc* * 2901 146 0 1 406Bb* *
High fertilization
低量施肥 0608 0597 2 978Bb 3630 157 2 2 240Aa
Lower fertilization
无肥 0588 0659 4 572A a 3200 171 7 2 463A a
Drip irrigation
F值 F value 0719 1127 9 845 1372 018 7 6 709
* * 大、小写字母分别表示 1%和 5%显著性差异水准 Figures with same capital or small are
not different at the 1% or 5% level, respectively.
图 4  甜椒地上部器官中粗淀粉含量
Fig. 4 Stuch contents in aerial part organs of sw eet pepper.
图 5  甜椒地上部器官中脂类含量
Fig. 5 Lipid content in aerial part organs sw eet pepper.
实也是淀粉的主要贮藏场所.
33  施肥对甜椒地上部器官中脂类含量的影响
各处理的甜椒叶片脂类含量 (约 10%)极显著
地高于其它部位(图 5) . 侧枝和果实中含量很低,约
为 2% ~ 3%左右.并且除了高量施肥处理侧枝中的
脂类含量高于其它处理的以外, 差异均不显著.
651 期                 隋方功等: 施肥对大棚甜椒品质的影响        
4  讨   论
植物体内氨浓度过高容易发生氨中毒. 与无肥
处理相比, 无论是高量施肥还是低量施肥处理都显
著增加了叶片和侧枝中的铵态氮含量, 在果实中则
是无肥处理显著高于施肥处理(图 1) .然而,继续增
加肥料用量时, 果实中铵态氮又有升高的趋势[ 8] .
其原因以及引起甜椒植株氨中毒的铵态氮临界值,
尚有待深入研究.
蔬菜可食部分硝酸盐含量的高低是其品质指标
之一.甜椒侧枝中硝态氮含量最高, 叶片次之, 果实
中最少(图 2) .就不同器官硝态氮含量的比例而言,
叶片与果实之比受施肥的影响较少,而侧枝与果实
之比则受到高量施肥的强烈影响,比无肥处理和低
量施肥处理约提高 1 倍, 说明侧枝是甜椒硝态氮的
敏感反应部位, 进行营养诊断选取诊断部位时应当
予以充分注意.
大多数植物体内糖的主要运输形态是蔗糖[ 4] .
蔗糖作为叶片光合作用的产物之一,在向贮藏器官
果实的运输过程中受到库容大小的制约, 也受到体
内 C、N 平衡关系的影响. 分析发现, 甜椒侧枝可能
既起着将蔗糖和肌醇由叶片运向果实的运输组织的
作用,又扮演着这些糖的临时贮藏组织的角色.在光
合产物的∋源流库(运转关系中, ∋装载(和∋运输(
顺利进行时, ∋卸载(的进行是光合产物在体内运转
的主要制约因子.由此决定了碳水化合物在体内不
同部位和器官中的分配比率. 在甜椒果实中葡萄糖
与果糖的含量相近且远远高于其它糖类. 认为是经
由侧枝运往果实的蔗糖再次分解的结果.已知 1mol
蔗糖可分解为 1mol葡萄糖和等量的果糖[ 10] . 在果
实中蔗糖仅为葡萄糖和果糖的 10%左右,说明甜椒
果实主要可溶性糖类是葡萄糖与果糖.
王远程等[ 9]认为定植时高 N 处理有利于果实
膨大, 低 N处理有利于座果, 中量 N 素条件下甜椒
的产量最高. Shrivastava 等[ 5]报道, 与中、低量施肥
处理相比, 高量施肥处理的甜椒开花延迟 4d, 着果
延迟 7d.且单株果数、单果鲜重、单株产量均出现在
中量施肥处理. 宋世君[ 6, 7]也认为甜椒产量以中等
N 量最高, 过量 N 素处理增加座果率, 但是由于小
果率增多而影响品质.可见与王远程等[ 9]低 N 处理
有利于座果的研究结果相互矛盾.分析认为,这种相
互矛盾的结果极有可能是由于两者均是仅仅注重单
一 N 素的产量效应而忽视了 C、N 联合互作效应所
产生的.本试验条件下,降低 N、P、K营养水平, C素代谢旺盛进行, 叶片中淀粉积累增加(图 4) . 另外,
考虑到甜椒产量[ 8]、果实中可溶性糖的总量(图 3)
以及葡萄糖与果糖等主要糖类的含量(表 1、表 2)也
都没有因为高量施肥而降低, 认为高 N、P、K 营养
对处于结果盛期甜椒果实的生长没有产生不良影
响,但可能因为与碳素代谢的平衡关系受到影响而
不利于花芽分化和幼果的座果. 脂类大部分存在于
果实和种子中, 而营养器官很少[ 10] .然而本试验发
现,叶片脂类含量均超过侧枝和果实 3~ 4 倍以上
(图 5) ,可能是由于叶片中叶绿素含量高所致.
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作者简介  隋方功, 男, 1956 年出生, 在职博士生, 副教授,
主要从事植物营养与肥料方向的研究, 发表论文 30 余篇. E
mail: fg sui@ lyac. edu. cn
66 应  用  生  态  学  报                   13卷