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线辣椒对矿质元素的要求

时间:2022-09-05 百科知识 版权反馈
【摘要】:辣椒对氮磷钾肥料均有较高的要求,此外还需要吸收钙镁铁硼钼锰等多种微量元素。这说明连作对线辣椒茎杆对氮素的吸收的抑制作用小于对根系的抑制作用。连作、正茬2处理的果实中氮素随着线辣椒的生长,其含量逐渐增加。推测,在这过程中,由于连作、正茬线辣椒体内氮素的迁移率不同,所以会造成在90d时出现正茬果实含氮量高于连作果实的现象。

1 辣椒生长发育对矿质元素的一般要求

通过系统的研究,目前已确定植物必需的元素共有17种。其中碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)等9种元素植物需要量相对较大,一般称为大量元素;铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、硼(B)、钼(Mo)、氯(Cl)和镍(Ni)等8种元素植物需要量极微,故称为微量元素。除C、H、O外,其余的14种元素均来自土壤,称为植物必需的矿质元素。

辣椒对氮磷钾肥料均有较高的要求,此外还需要吸收钙镁铁硼钼锰等多种微量元素。氮肥对于辣椒的营养生长和生殖生长十分重要,氮肥不足导致植株矮小、叶片小、分枝少、果实小、产量低。但是,氮肥偏多容易徒长,抗性下降。磷肥能够促进辣椒根系发育并促进提早开花结果。钾肥可以促进辣椒茎秆健壮和果实发育。

2 辣椒的相关施肥参数

(1)早在1070年,В.A.Рубин研究认为,获得100kg鲜辣椒产品需氮0.53kg,磷0.14kg,钾0.7kg,三要素的比例为N∶P2 O5∶K2 O=1∶0.27∶1.32,这种比例在各试验之间存在一定的差异,造成差异的主要原因有:品种、地域、气候、土壤、栽培方式等。

(2)一般情况下,氮肥的利用率为40%左右,磷肥的利用率为17%左右,钾肥的利用率为55%左右,各试验之间存在差异,主要原因有:肥料类型、土壤性质、气候条件、栽培技术等。

(3)需肥量的计算:根据辣椒的需肥实际和目前的研究进展,主要对N、P、K的需求量进行定量计算,其他微量元素根据实际情况具体掌握。

(4)需肥量(kg/hm2)=计划产量需肥量(kg/hm2)-土壤供肥量(kg/hm2)肥料养分含量(%)×肥料利用率(%)

3 线辣椒对矿质营养元素吸收的研究

3.1 连作对线辣椒矿质元素吸收的影响

有研究认为,线辣椒连坐会影响矿质营养元素的吸收。作者于2010年以线辣椒育种系5号为试材,利用陕西省关中地区的沙壤土进行盆栽试验。以连续种植线辣椒3年的土壤为“连作”处理,以同一块地未种植线辣椒的土壤为“正茬”(对照),试验前土壤的pH值、全氮、速效氮、有效磷、速效钾等见表2-10。

表2-10 供试土壤理化性状
Table 2-10 Physical and chemical properties of tested soil

(周倩,赵尊练,2010年)

在不同生长时期,对线辣椒不同器官(根、茎、叶、果实等)的矿质营养元素(氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、硼、锌、钼、锌等)含量进行了测定。

土壤中的全氮和速效氮以及线辣椒植株各部位的全氮均采用凯氏定氮法进行测定;线辣椒植株各部的磷含量的测定采用钼酸铵比色法;土壤速效磷的测定采用0.5mol·L-1 NaHCO3法(适应于中性偏碱土壤);线辣椒植株中钾、钙、镁、铁含量的测定采用火焰原子吸收法进行;线辣椒植株中锰、硼、锌、钼、铜含量的测定采用等离子质谱法(ICP-MS)进行。通过上述研究,取得下列主要结果:

3.1.1 连作对线辣椒氮素吸收的影响

(1)连作对不同生长期线辣椒根系含氮量的影响。连作对线辣椒根系含氮量的影响如图2-27所示。由图2-27可以看出,2个处理根系中的氮素随着线辣椒的生长发育,其含量逐渐下降。比较连作、正茬2个处理,正茬线辣椒根系含氮量在各个时期均高于连作线辣椒,且差异显著,各时期正茬根系含氮量比连作分别高出17.07%、5.93%、44.18%、19.58%。

图2-27 连作对线辣椒根系含氮量的影响
Fig.2-27 Effect of continuous cropping on nitrogen content of Xianlajiao chilli pepper root

(周倩,赵尊练,2010年)

(2)连作对不同生长期线辣椒茎秆含氮量的影响。连作对不同生长期线辣椒茎秆含氮量的影响如图2-28所示。由图可以看出,两个处理茎杆中的氮素从定植后0d到定植后30d总体呈下降趋势,30d之后变化比较平缓。连作、正茬2个处理之间含氮量差异小与根系间的差异,在定植后30d、90d正茬茎秆中含氮量比连作分别高出6.4%、9.09%,而在定植后60d、120d,连作线辣椒茎秆中氮素含量反而略高于正茬处理17.47%、6.15%。这说明连作对线辣椒茎杆对氮素的吸收的抑制作用小于对根系的抑制作用。

图2-28 连作对线辣椒茎杆含氮量的影响
Fig.2-28 Effect of continuous cropping on nitrogen content of Xianlajiao chilli pepper stem

(周倩,赵尊练,2010年)

(3)连作对不同生长期线辣椒叶片含氮量的影响。连作对不同生长期线辣椒叶片含氮量的影响如图2-29所示。由图可以看出,2个处理的叶片中氮素随着线辣椒的生长,其含量逐渐降低。比较连作、正茬2处理叶片含氮量,除定植后60d、90d连作叶片中含氮量比正茬分别高出3.32%、8.18%,定植后30d、120d正茬叶片中含氮量比连作分别高出0.31%、4.32%,与对根系氮素含量影响相比,连作对叶片氮素吸收的抑制作用较小。

图2-29 连作对线辣椒叶片含氮量的影响
Fig.2-29 Effect of continuous cropping on nitrogen content of Xianlajiao chilli pepper leave

(周倩,赵尊练,2010年)

(4)连作对不同生长期线辣椒果实含氮量的影响。连作对不同生长期线辣椒果实含氮量的影响如图2-30所示。连作、正茬2处理的果实中氮素随着线辣椒的生长,其含量逐渐增加。比较连作、正茬2处理果实含氮量,定植后60d、120d的连作果实中氮素含量比正茬辣椒果实中分别高11.52%、2.38%;定植后90d这一时期正茬辣椒果实含氮量比连作辣椒果实中高6.59%。在营养生长转为生殖生长的过程中,氮素从最初生长旺盛的根、叶等部位向果实移动。推测,在这过程中,由于连作、正茬线辣椒体内氮素的迁移率不同,所以会造成在90d时出现正茬果实含氮量高于连作果实的现象。与对根系氮素含量影响相比,连作对果实氮素吸收的抑制作用较小。

图2-30 连作对线辣椒果实含氮量的影响
Fig.2-30 Effect of continuous cropping on nitrogen content of Xianlajiao chilli pepper fruit

(周倩,赵尊练,2010年)

综上所述,线辣椒植株吸收的氮素在各器官中的分配随着生育期的不同也发生着变化。从定植后60d开始,植株氮素主要分布在叶片和果实中,两者含氮量为全株的70.02%~76.13%。随着开花结果、果实膨大,果实的需氮量增加,所以根系、茎秆和叶片中的氮分配比例呈下降趋势。

以上研究表明,连作对线辣椒的生长有一定的抑制作用,对根系生长的抑制作用最为显著,对茎秆、叶片和果实的抑制作用不明显。比较整个生长期线辣椒各部位氮素含量的变化,随着辣椒的生长连作对各部位氮素含量的影响程度逐渐减小。

3.1.2 连作对线辣椒磷吸收的影响

连作对定植后60d、90d线辣椒植株P含量的影响如表2-11所示。

表2-11 连作对线辣椒植株磷含量的影响
Table 2-11 Effect of continuous cropping on P content of Xianlajiao chilli pepper

(周倩,赵尊练,2010年)

注:同一列数据后标相同小写字母者表示差异不显著,不同小写字母者表示差异显著(P<0.05)。该试验并未对定植后60d和定植后90d线辣椒元素含量进行差异显著性分析,下同。

Note:Valuewith same letter within same column is not significant,with different superscripts lowercase represent significant at 0.05 level.The differences significant of content for element have not been tested in chilli pepper that planted for 60d and 90d.The same below.

由表2-11可以看出,定植后60d正茬线辣椒各器官磷含量均高于连作线辣椒。其中,茎秆和果实中磷含量比连作线辣椒分别高出6.31%和1.95%,但两者差异并没有达到显著水平(P>0.05),而正茬线辣椒根系和叶片中磷含量较连作辣椒分别高18.41%、27.70%,差异达到了显著水平(P<0.05)。磷素属于果实的品质元素,比较2个处理各器官磷素含量,果实中磷含量最高。

定植后90d正茬线辣椒根系、叶片和果实磷含量均高于连作线辣椒,分别高出18.36%、0.93%和6.73%,根系磷含量差异显著(P<0.05),叶片和果实中磷含量差异不显著(P>0.05),而茎秆中磷含量连作处理稍高于正茬线辣椒3.15%,差异不显著。与定植后60d相比,叶片中磷含量有所降低,根系、茎秆和果实中磷素均有不同程度的增加。两个时期线辣椒植株中,磷的分布规律较为一致:果>叶>茎>根。

3.1.3 连作对线辣椒钾吸收的影响连作对定植后60d、90d线辣椒植株K含量的影响如表2-12所示。

表2-12 连作对线辣椒植株钾含量影响
Table 2-12 Effect of continuous cropping on K content of Xianlajiao chilli pepper

(周倩,赵尊练,2010年)

由表2-12可以看出,定植后60d正茬线辣椒根系和叶片中钾含量均高于连作线辣椒,分别高出10.19%、7.71%,根系差异显著,叶片差异不显著;连作线辣椒茎秆和果实中钾含量比正茬分别高出12.18%和4.48%,茎秆钾含量差异显著,果实钾含量差异不显著。

定植后90d正茬线辣椒茎秆、叶片和果实钾含量均高于连作线辣椒,分别高出17.73%、9.09%和6.11%,茎秆钾含量差异显著(P<0.05),叶片和果实中磷含量差异不显著(P>0.05),而根系中钾含量连作处理稍高于正茬线辣椒22.54%,差异显著。与定植后60d相比,果实中钾含量有所降低,根系、茎秆和叶片中钾含量均有不同程度的增加。2个时期线辣椒植株中,钾的分布规律较为一致:叶>果>茎>根。

3.1.4 连作对线辣椒钙吸收的影响

连作对定植后60d、90d线辣椒植株Ca含量的影响如表2-13所示。

表2-13 连作对线辣椒植株钙含量的影响
Table 2-13 Effect of continuous cropping on Ca content of Xianlajiao chilli pepper

(周倩,赵尊练,2010年)

由表2-13可以看出,定植后60d正茬线辣椒各器官钙含量均高于连作线辣椒。其中,叶片中钙含量比连作线辣椒高出1.6%,但两者差异并没有达到显著水平(P>0.05),而根系、茎秆和果实中钙含量较连作辣椒分别高29%、12.5%、41.18%,差异达到了显著水平(P<0.05)。果实中钙含量高可以增加果实的硬度,提高了果实耐储运性。

定植后90d正茬线辣椒各器官钙含量均高于连作线辣椒。其中,叶片、茎秆和果实中钙含量比连作线辣椒分别高1.48%、5.89%、7.65%,但两者差异并没有达到显著水平,而根系中钙含量较连作辣椒分别高42.83%,差异达到了显著水平(P<0.05)。与定植后60d线辣椒相比,90d茎秆和叶片中钙含量没有变化,而根系和果实中的钙含量略有降低,随着果实成熟度的增加,果实中钙含量降低,果实硬度降低。2个时期线辣椒植株中,钙的分布规律一致:叶>根>茎>果。

3.1.5 连作对线辣椒镁吸收的影响

连作对定植后60d、90d线辣椒植株Mg含量的影响如表2-14所示。

表2-14 连作对线辣椒植株镁含量的影响
Table 2-14 Effect of continuous cropping on Mg content of Xianlajiao chilli pepper

(周倩,赵尊练,2010年)

由表2-14可知,定植后60d正茬线辣椒根系中镁的含量比连作根系镁含量高2.94%,差异不显著(P>0.05);叶片和果实中镁含量分别高14.59%、10%,两个处理叶片和果实的镁含量差异均达到显著(P<0.05)水平。而正茬辣椒茎秆中镁含量显著的低于连作辣椒茎杆镁含量。线辣椒植株镁的分布规律:叶>茎>根>果。

定植后90d正茬线辣椒根系中镁的含量比连作根系镁含量高61.62%,差异显著(P<0.05);叶片和果实中镁含量分别高18.13%、11.79%,2个处理叶片镁含量差异达到显著(P<0.05)水平;而正茬辣椒茎秆中镁含量低于连作辣椒茎秆镁含量27.48%,差异显著。与定植后60d线辣椒相比,连作茎秆镁含量增加了5.4%,其他器官镁含量均不同程度的降低了,90d线辣椒植株镁的分布规律:叶>茎>果>根。

3.1.6 连作对线辣椒铁吸收的影响

连作对定植后60d、90d线辣椒植株Fe含量的影响如表2-15所示。

表2-15 连作对线辣椒植株铁含量的影响
Table 2-15 Effect of continuous cropping on Fe content of Xianlajiao chilli pepper

(周倩,赵尊练,2010年)

表2-15结果表明,定植后60d线辣椒根系含铁量显著高于其他组织器官,叶片、茎秆次之,果实中铁含量相对最低;正茬线辣椒茎秆和叶片中铁含量较连作线辣椒分别高出63.59%和40.37%,均差异达到显著水平(P<0.05);而根系和果实中铁含量正茬线辣椒比连作线辣椒分别低了2.91%和6.58%,差异不显著。

定植后90d同定植后60d相同,线辣椒根系含铁量显著高于其他组织,叶片、茎秆次之,果实中铁含量相对最低;正茬线辣椒根系和叶片中铁含量较连作线辣椒分别高出22.37%和56.98%,均差异达到显著水平(P<0.05);而茎秆正茬线辣椒比连作线辣椒低62.39%,差异显著;果实中铁含量比连作线辣椒低6.71%,差异不显著。与60d线辣椒相比,90d线辣椒根系中铁含量明显降低,而茎秆、叶片和果实中铁含量显著增加。

3.1.7 连作对线辣椒锰吸收的影响

连作对定植后60d、90d线辣椒植株Mn含量的影响分别如表2-16所示。

表2-16 连作对线辣椒植株锰含量的影响
Table 2-16 Effect of continuous cropping on Mn content of Xianlajiao chilli pepper

(周倩,赵尊练,2010年)

从结果表2-16可以看出,定植后60d正茬线辣椒茎、叶中的锰含量较连作线辣椒分别高出1.29%、30.99%,茎秆中镁含量差异不显著,叶片镁含量差异达到显著水平(P<0.05)。而正茬辣椒根系和果实中锰含量低于连作辣椒,但差异并不显著。可见,连作对线辣椒植株叶片吸收锰有一定的抑制作用。

定植后90d正茬辣椒根系和果实中锰含量高于连作辣椒41.46%、5.39%,果实中锰含量差异并不显著;根系中锰含量差异显著。而正茬线辣椒茎、叶中的锰含量较连作线辣椒分别低46.96%、5.79%,茎秆中镁含量差异显著(P<0.05),叶片镁含量差异不显著。可见,连作对定植后90d线辣椒植株根系吸收锰有较强的抑制作用。与60d线辣椒相比,90d线辣椒的中连作茎秆的锰含量增加了37.66%,正茬果实中锰含量增加了9.26%,其他部位中锰含量都有降低的趋势。两个时期线辣椒植株锰的分布规律:叶>根>茎>果。

3.1.8 连作对线辣椒铜吸收的影响

连作对定植后60d、90d线辣椒植株Cu含量的影响分别如表2-17所示。

表2-17 连作对线辣椒植株铜含量的影响
Table 2-17 Effect of continuous cropping on Cu content of Xianlajiao chilli pepper

(周倩,赵尊练,2010年)

表2-17结果表明,定植后60d正茬线辣椒根、茎、叶和果中铜含量较连作线辣椒分别高出22.39%、1.9%、27.34%、16.75%,其中根系和叶片中铜含量差异达到显著水平(P<0.05)。茎秆铜含量差异不显著,果实铜含量有显著差异。这说明,连作对线辣椒根系和叶片吸收铜元素有很强的抑制作用,根系是铜优先积累的场所,所以线辣椒植株中根系铜含量相对最高。线辣椒植株铜的分布规律:根>果>叶>茎。

定植后90d正茬线辣椒根系和叶片中铜含量较连作线辣椒分别高20.67%、27.17%,差异均达到显著水平(P<0.05);而正茬线辣椒茎秆中铜含量比连作茎秆含铜量低19.23%,差异显著;果实中铜含量连作处理高约2.07%,差异不显著。这说明,连作对定植后90d线辣椒根系和叶片吸收铜元素有很强的抑制作用。比较2个时期线辣椒,除90d正茬果实铜含量略有降低外,线辣椒各器官的铜含量均显著增加,说明在定植后90d是线辣椒对铜元素吸收的最大效益期。90d线辣椒植株铜的分布规律:根>茎>叶>果。

3.1.9 连作对线辣椒锌吸收的影响

连作对定植后60d、90d线辣椒植株Zn含量的影响分别如表2-18所示。

表2-18 连作对线辣椒植株锌含量的影响
Table 2-18 Effect of continuous cropping on Zn content of Xianlajiao chilli pepper

(周倩,赵尊练,2010年)

结果表2-18表明,正茬线辣椒根、茎、叶中锌含量较连作线辣椒分别高出39.19%、13.37%、35.52%,根系、叶片和茎秆中的锌含量差异均达到显著水平(P<0.05)。果实中锌的含量则是连作处理较正茬高出6.38%,未达到显著水平。可以看出连作对线辣椒叶片和根系吸收锌元素有较强的抑制作用,对茎秆的抑制作用次之。锌是许多酶的组成成分,它能促进植物体内生长素的合成,对植物体内物质水解、氧化还原过程以及蛋白质的合成等有重要作用。线辣椒植株锌的分布规律:叶>根>茎>果。

定植后90d正茬线辣椒根系、叶片和果实中锌含量较连作线辣椒分别高出6.26%、43.83%、14.25%,叶片和果实中的锌含量差异达到显著水平(P<0.05),根系中的锌含量差异不显著;相反,茎秆中锌的含量则是连作处理较正茬高出42.67%,为达到显著水平。可以看出连作对定植后90d线辣椒叶片和果实吸收锌元素有较强的抑制作用,对根系的抑制作用次之。与60d线辣椒比较,90d连作茎秆中锌含量增加了39.34%,其他器官铜含量均不同程度的降低。90d线辣椒植株锌的分布规律:叶>茎>果>根。

3.1.10 连作对线辣椒钼吸收的影响

连作对定植后60d、90d线辣椒植株Mo含量的影响分别如表2-19所示。

表2-19 连作对线辣椒植株钼含量的影响
Table 2-19 Effect of continuous cropping on Mo content of Xianlajiao chilli pepper

(周倩,赵尊练,2010年)

由表2-19可以看出,连作线辣椒根、茎、叶和果中钼的含量较连作线辣椒分别高出3.57%、166.67%、33.33%、50%,根>茎>果>叶,差异均达到显著水平(P<0.05)。与其他矿质营养相比植物对钼的需求很低,作为植物养分,钼的功能是作为酶的金属组分。钼在植物中起到固氮及定色等生物化学的作用。钼的不足之处是在营养方面使生理组织生成大量分子配合物,导致植物死亡和破坏氮的转换。

定植后90d连作线辣椒茎、叶和果中钼的含量较正茬线辣椒分别高出99.01%、43.08%和36.09%,差异均达到显著水平(P<0.05)。而根系中钼含量正茬处理高于连作11.39%,差异显著。这说明,连作线辣椒植株中钼元素积累量显著高于正茬线辣椒,90d线辣椒植株锰的分布规律:根>叶>果>茎。

3.1.11 连作对线辣椒硼吸收的影响

连作对定植后60d、90d线辣椒植株B含量的影响分别如表2-20所示。

表2-20 连作对线辣椒植株硼含量的影响
Table 2-20 Effect of continuous cropping on B content of Xianlajiao chilli pepper

(周倩,赵尊练,2010年)

表2-20结果表明,正茬线辣椒根、叶和果中硼含量较连作线辣椒分别高出33.33%、13.56%、7.65%,其中根系和叶片硼含量差异均达到显著水平(P<0.05),而2个处理中果实硼含量差异不显著。连作线辣椒茎秆硼含量较正茬高13.29%,差异达到显著水平(P<0.05)。

定植90d正茬线辣椒根系、叶片和果实中硼含量较连作线辣椒分别高出50.08%、1.78%和14.64%,其中根系硼含量差异均达到显著水平(P<0.05),叶片硼含量差异不显著,果实中硼含量差异显著(P<0.05);而在茎秆中连作处理的线辣椒硼含量较正茬分别高14.23%,茎秆硼含量差异显著(P<0.05)。说明连作对定植后90d线辣椒根系吸收硼元素有较强的抑制作用。与60d线辣椒相比,90d线辣椒叶片硼含量降低,根系、茎秆和果实中硼含量增加,硼对作物生殖过程影响较大,所以会在花和果实中有较多积累。2个时期线辣椒植株中硼含量分配规律一致:叶>果>茎>根。

3.2 线辣椒连作种植对土壤矿质元素含量的影响

3.2.1 连作对土壤中有效钾、镁、铁、锌以及硼含量的影响

连作对土壤中有效钾、镁、铁、锌以及硼含量的影响分别如表2-21、表2-22所示。

表2-21 试验前不同处理土壤有效钾、镁、铁、锌、硼含量
Table 2-21 Available K,Mg,Fe,Zn,and B content in different soil treatment before test

(周倩,赵尊练,2010年)

对比连作土壤和正茬土壤中有效钾、镁、铁、锌以及硼含量,由表2-21可以看出,试验前连作土壤中有效钾、镁、铁、锌以及硼的含量均高于正茬土壤8.07%、11.35%、26.27%、9.24%和17.86%,除有效钾和锌差异不显著以外,有效铁、有效镁、有效硼含量差异显著。

表2-22 试验后不同处理土壤有效钾、镁、铁、锌、硼含量
Table 2-22 Available K,Mg,Fe,Zn,and B content in different soil treatment after test

(周倩,赵尊练,2010年)

由表2-22可以看出,试验后连作土壤中以上元素的含量仍高于试验后的正茬土壤26.96%、3.18%、24.64%、12.54%和1.85%,其中,有效镁和硼含量差异不显著,有效锌和有效钾及有效铁含量差异显著。对比试验前、后2组数据,试验后土壤中有效钾、镁和硼的含量均不同程度的减少,而土壤中有效铁和锌的含量试验后有不同程度的积累,有效铁的积累量达到试验前的44%。

3.2.2 连作对土壤中速效磷、有效钙、锰、铜以及钼含量的影响

连作对土壤中速效磷、有效钙、锰、铜以及钼含量的影响分别如表2-23、表2-24所示。

表2-23 试验前不同处理土壤有效磷、钙、锰、铜、钼含量
Table 2-23 Available P,Ca,Mn,Cu,and Mo content in different soil treatment before test

(周倩,赵尊练,2010年)

由表2-23可以看出,试验前连作土壤中有效钙和有效铜的含量高于正茬土壤0.95%、20.09%,有效钙含量差异不显著、而铜含量的差异显著;正茬土壤中速效磷、有效锰和钼含量高于连作土壤102.42%、29.78%和153.84%,差异显著。

表2-24 试验后不同处理土壤有效磷、钙、锰、铜、钼含量
Table 2-24 Available P,Ca,Mn,Cu,and Mo content in different soil treatment after test

(周倩,赵尊练,2010年)

由表2-24可以看出,试验后正茬土壤中速效磷、有效钙、锰、铜和钼的含量发生变化且均高于试验后的连作土壤2.07%、1.11%、27.09%、62.5%和72.18%,其中,速效磷和有效钙含量差异不显著,有效锰、钼和铜含量差异显著。对比试验前、后2组数据,试验后连作土壤中有效钙和有效铜含量较试验前降低,而速效磷含量较试验前增加;正茬土壤中有效钙和有效铜含量增加,土壤中有效锰和钼的含量试验后均有不同程度的降低。

3.3 连作线辣椒矿质养分吸收障碍及叶面施肥效果研究

针对线辣椒连作引起的部分矿质营养吸收障碍,选择由西北农林科技大学园艺学院辣椒课题组提供的线辣椒育种系5号为供试材料,于2011年在西北农林科技大学新天地试验地开展叶面喷施矿质元素效果试验。试验于2011年3月6日开始在日光温室内育苗,4月30日进行盆栽定植。塑料盆圆形桶状,盆高26cm,直径30cm。为了使试验过程中土壤的温度与大田接近,将塑料盆按26cm的深度埋在试验地里,盆沿与地面平齐。定植前先将供试土壤除去石块杂物后,风干碎细过筛,再充分拌合均匀,每盆装土22kg。按大田常规施肥量(N 300kg/hm2,P2O5 225kg/hm2)的2倍施肥,即每盆施入尿素10.52g(折合0.22g N/kg干土)、普通过磷酸钙31.17g(折合0.17g P2O5/kg干土)。试验设4个处理:①轮作(RC);②连作(CC);③连作+叶面喷施尿素(含N 46.70%)和磷酸二氢钾(含P2O5 52.17%、含K2O 34.53%)(CCT1);④连作+叶面喷施Fe、B、Zn、Mn(CCT2)。每个处理设3个小区,每小区15盆,每盆4株。叶面喷肥于6月1日、7月1日、8月1日各进行1次,喷施1种元素之后间隔24h再喷另1种元素。尿素的喷施浓度为0.3%,磷酸二氢钾的喷施浓度为0.2%,硼(硼砂)为0.2%,铁(硫酸亚铁)为0.02%,锰(硫酸锰)为0.05%,锌(硫酸锌)为0.03%。均以磷酸三丁酯(Tributyl phos-phate,TBP)50mg/L为表面活性剂。喷施量以叶面滴水为度。同时给其他2个处理喷施同等量的蒸馏水,以保证处理间温湿度一致。其他按常规管理。

在定植后0d、30d、60d、90d、120d,每个处理每小区随机选取5株(共15株),测量其高度,植株地上部5cm处茎秆的直径。最后每个处理取其3个小区的均值作为线辣椒的株高和茎粗。每个处理每小区随机选取5盆(共15盆),采用美国LI-COR,INC生产的LAI-2000型植物冠层分析仪测定叶面积指数。

土壤中的全氮和速效氮以及线辣椒植株各部位的全氮均采用凯氏定氮法(丹麦福斯集团FOSS-2300定氮仪)进行测定。土壤中的速效磷和线辣椒植株各部位的磷含量采用钼酸铵比色法测定。土壤和线辣椒植株中钾、钙、镁、铁含量的测定采用火焰原子吸收法(美国热电公司Solaar M6型原子吸收光谱仪)进行,其他元素含量的测定用美国瓦里安公司产820-MS型电感耦合等离子质谱仪进行。

3.3.1 供试土壤的pH值及矿质养分状况

试验前取土时连作土壤和轮作土壤的pH值分别为7.71和7.64,差异不显著,均为偏碱性土壤。从表2-25可知,连作土壤中的total N、available K和available Zn含量显著高于轮作土壤(P<0.05),其余元素的有效含量均与轮作土壤相当。根据陕西省第二次土壤普查养分分级标准可知,两种土壤中大量元素N、P、K、Ca、Mg的有效含量都处于比较充足的水平;两种土壤中微量元素Zn和Cu的有效含量都比较丰富,Mn和Mo的有效含量都比较缺乏,Fe的有效含量都为缺乏,B的有效含量都为极缺乏。

表2-25 试验前取土时连作和轮作土壤中矿质元素的含量(mg/kg)
Table 2-25 Mineral element contentsmeasured in the continuously cropped and rotation soils prior to the experiments(mg/kg).

(叶新华,赵尊练,2010年)

3.3.2 连作对线辣椒根系吸收大量元素的影响

从表2-26可以看出,与轮作处理(RC)相比,连作线辣椒根系中,N含量在盛果期显著提高(P<0.05);P和Mg含量在盛果期显著降低(P<0.05);K含量在盛花期和成熟期显著降低(P<0.05);Ca含量在盛花期显著提高(P<0.05)。这与周倩在上一年的研究结果不完全一致。在周倩的研究中,连作线辣椒根系对N、P、K、Ca、Mg的吸收都受到了抑制,对P的抑制程度也比本研究的重。这可能是其试验前连作土壤中速效N和速效P显著低于正茬(实为休闲)土壤的缘故。说明连作线辣椒根系对大量元素的吸收与土壤中N、P养分的有效含量有关,在土壤中N、P、K、Ca、Mg都充足的情况下,连作仍然会抑制根系对P、K、Mg的吸收,但抑制程度有所减轻,并且不再抑制根系对N和Ca的吸收。

表2-26 不同处理线辣椒根系中大量元素的含量(g/kg)
Table 2-26 Macronutrient contents of roots subjected to various treatments in Xianlajiao chilli pepper(g/kg).

(叶新华,赵尊练,2010年)

3.3.3 连作对线辣椒根系吸收微量元素的影响

与轮作处理(RC)相比,连作处理(CC)根系中的Fe、B、Zn、Mn、Cu含量总体上都有所降低(表2-27),盛花期B、Zn、Cu含量降低显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),盛果期Fe、Zn、Mn、Cu含量降低显著(P<0.05),成熟期B、Zn、Cu含量降低显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)。Mn含量在成熟期显著提高(P<0.05),Mo含量在盛花期至成熟期均为极显著提高(P<0.01)。说明连作对线辣椒根系吸收Fe、B、Zn、Mn、Cu均具有明显的抑制作用,抑制程度为B>Zn>Fe>Cu>Mn,抑制主要发生在盛果期和盛花期,其次是成熟期;连作对线辣椒根系吸收Mo有促进作用,但随着生育进程的推进,促进程度有逐步减小的趋势。这与周倩在上一年的研究结果基本一致。

表2-27 连作和轮作线辣椒根系中微量元素的含量(mg/kg)
Table 2-27 Micronutrient contents of roots with the CC treatment and RC treatment groups in Xianlajiao chilli pepper(mg/kg).

(叶新华,赵尊练,2010年)

3.3.4 连作对线辣椒叶片和果实中大量元素含量的影响及叶面施肥的效果

从表2-28可以看出,连作对线辣椒叶片中大量元素含量的影响比对根系的影响要小一些。与轮作处理(RC)相比,连作线辣椒叶片中,盛花期P和K含量显著降低(P<0.05),盛果期Ca和Mg含量极显著降低(P<0.01),成熟期5种元素含量均与轮作相当。连作线辣椒(CC)果实(commercial fruit,i.e.mature red fruit)中5种元素的含量都低于轮作处理,其中K、Mg降低显著(P<0.05)。总体来看,连作对线辣椒叶片中大量元素含量的影响程度为:盛花期>盛果期>成熟期。

表2-28 不同处理线辣椒叶片和果实中大量元素的含量(mg/g)
Table 2-28 Macronutrient contents in the leaves and fruits of Xianlajiao chilli pepper plants under different treatment regimens(mg/g)

续表

(叶新华,赵尊练,2010年)

与不叶面施肥的连作处理(CC)相比,叶面喷施Urea和KH2 PO4之后(CCT1),显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)提高了叶片中盛花期和成熟期的P含量,极显著(P<0.01)提高了果实中的P含量。说明叶面喷施Urea和KH2 PO4除了可以提高连作线辣椒植株中的P含量之外,对Mg的吸收也有一定的促进作用,但对N和K的吸收没有明显效果。

与不叶面施肥的连作处理(CC)相比,叶面喷施Fe+B+Zn+Mn(CCT2)之后,叶片中,盛花期P含量显著提高,Mg含量显著降低(P<0.05);盛果期Ca含量显著提高(P<0.05);成熟期,P含量显著提高、K含量显著降低(P<0.05)。果实中的P含量显著提高(P<0.05)。说明叶面喷施Fe+B+Zn+Mn对连作线辣椒叶片和果实中的P含量以及叶片中的Ca含量有一定的提高作用,对叶片中K和Mg含量有一定的拮抗作用,但两种作用都不是很大。

3.3.5连作对线辣椒叶片和果实中微量元素含量的影响及叶面施肥的效果

从表2-29可以看出,与轮作处理(RC)相比,连作线辣椒(CC)叶片中,除Mo含量在盛花期至成熟期均极显著(P<0.01)提高、Mn含量在成熟期显著(P<0.05)提高外,其余微量元素含量均有所降低,盛花期,Fe、B、Mn含量降低显著(P<0.05),Zn和Cu含量降低极显著(P<0.01);盛果期,B和Cu含量降低显著(P<0.05),Zn和Mn含量降低极显著(P<0.01);成熟期,B和Zn含量降低显著(P<0.05)。说明与根系中的情况一样,连作也抑制了线辣椒叶片对Fe、B、Zn、Mn、Cu的吸收,受抑制的程度为Zn>B>Fe>Mn>Cu;不同生长阶段各元素受抑制的总体程度为盛花期>盛果期>成熟期。另外,连作同样促进了叶片对Mo的吸收。与轮作处理相比,连作线辣椒红熟果实中的Fe、B、Zn、Cu含量显著(P<0.05)降低。

与不叶面施肥的连作处理(CC)相比,叶面喷施Urea+KH2 PO4之后(CCT1),显著(P<0.05)提高了叶片中盛果期和成熟期的Fe含量,显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)提高了叶片中盛果期和成熟期的Mo含量,但显著降低了这两个时期的Zn含量(P<0.05);极显著(P<0.01)降低了果实中的Zn含量。说明叶面喷施Urea+KH2 PO4对线辣椒叶片吸收Fe和Mo有促进作用,但对叶片及果实吸收Zn有拮抗作用,喷施次数越多,这2种作用都越强,而无论喷施几次,对吸收Mn和Cu的影响都不大。

表2-29 不同处理线辣椒叶片和果实中微量元素的含量(mg/kg)
Table 2-29 Micronutrient contents in the leaves and fruits of Xianlajiao chilli pepper under different treatments(mg/g)

(叶新华,赵尊练,2010年)

与不叶面施肥的连作处理(CC)相比,叶面喷施Fe+B+Zn+Mn之后(CCT2),叶片中,盛花期,B和Mn含量极显著提高,Mo含量极显著降低;盛果期,Fe含量显著提高,B、Zn、Mn含量极显著提高,Mo含量极显著降低;成熟期,Fe、B、Zn、Mn的含量均被极显著提高,Cu含量被极显著降低,Mo含量被降至植物缺钼的临界值(0.10mg/kg干物重。Liu,2002a)以下。果实中的Fe、B、Mn含量显著提高,Mo含量显著降低。说明叶面喷施Fe+B+Zn+Mn可以显著提高线辣椒叶片中Fe、B、Zn、Mn的含量,并能显著促进Fe、B、Mn向果实中的转移,但对Cu和Mo的吸收有拮抗作用,随着喷施次数的增多,提高效果增强,拮抗作用也增强。

3.3.6 连作对线辣椒产量及其构成因子的影响及叶面施肥的效果

由表2-30可知,连作线辣椒(CC)的果实长度、单果质量、单株结果数和单株商品果数分别比轮作(RC)降低10.65%、12.41%、7.71%和9.81%,与轮作的差异均达显著水平(P<0.05);小区产量比轮作降低21.63%,差异达极显著水平(P<0.01);果径比轮作降低3.73%,差异不显著。说明连作主要是通过使果实变短来降低单果质量,进而通过降低单果质量和单株商品果数来降低产量的。

表2-30 不同处理线辣椒的果实产量及其构成因子
Table 2-30 Fruit yield and its component factors in Xianlajiao chilli pepper under different treatments

(叶新华,赵尊练,2010年)

给连作线辣椒叶面喷施Urea+KH2 PO4的处理(CCT1),果径、单株结果数和单株商品果数与不喷元素的连作(CC)差异不显著,果实长度、单果质量和产量显著(P<0.05)高于不喷元素的连作(表2-30),果长和单果质量分别提高8.21%和10.66%,产量提高14.15%。说明叶面喷施Urea和KH2 PO4主要是通过提高果实长度和单果质量来提高产量的,但提高的幅度有限,远没有达到轮作的水平。

给连作线辣椒叶面喷施Fe+B+Zn+Mn的处理(CCT2),果长、果径和单果质量与不喷元素的连作(CC)差异不显著(表6),单株结果数、单株商品果数、产量分别提高12.85%、17.18%、21.23%,与不喷元素的连作差异达到显著和极显著水平。说明叶面喷施微量元素主要是通过提高单株商品果数来提高产量的,增产效果明显好于叶面喷施Urea+KH2 PO4的处理,产量已接近轮作的水平。

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