辣椒属于茄科辣椒属草本植物,是我国种植范围最广的蔬菜作物之一,其果实富含维生素C,同时也是全球范围内重要的调味作物,经济价值显著。我国辣椒的种植面积与消费量均居世界前列,因此,辣椒产业的高质量发展对我国农业经济提升具有重要意义。
氮素是辣椒生长发育过程中最关键的营养元素之一,直接影响辣椒的产量形成与品质提升。相关研究表明,合理施用氮肥可促进辣椒对养分的吸收利用,进而提升产量与品质;
但在实际栽培过程中,为追求高产而过量施用氮肥,易引发土壤污染、水体污染等生态环境问题,因此,提高氮肥利用率、实现养分高效利用,已成为当前辣椒栽培领域亟待解决的核心问题。
聚谷氨酸(polyglutamic acid,PGA)是一种通过微生物发酵产生的水溶性多聚氨基酸,凭借其良好的水溶性、吸水性、阴离子吸附性及生物可降解性、无毒性等特性,已广泛应用于轻工业、医疗、美容及食品等多个领域。
近年来,聚谷氨酸在农业领域的应用研究逐渐深入,其可作为干旱地区植物的保水剂、酸性土壤的酸碱度缓冲剂,同时也可作为植物营养素与肥料增效剂,有效促进作物增产提质。
已有研究证实,聚谷氨酸增效复合肥可提高作物对养分的吸收利用率,减少化肥残留,改善土壤理化性状,增强植物抗逆性与抗病能力。但目前,将聚谷氨酸作为氮肥增效剂,系统探究其对辣椒生长及养分吸收调控作用的研究较为匮乏。
基于此,研究以辣椒为试验材料,探究聚谷氨酸作为肥料增效剂对辣椒氮肥吸收及生长发育的调控作用,为辣椒优质高效栽培提供科学理论依据与技术支撑。
试验设计
试验设置3种氮肥用量:不施加氮肥施、中氮3.5g/株、施高氮5g/株;2种聚谷氨酸喷施量:不喷施聚谷氨酸并以清水代替喷、施聚谷氨酸(50mg/L)试验所用氮肥类型为尿素,每种施氮处理分量施加3次,以溶液形式施加,同时每个处理配施相同量磷肥、钾肥和微量元素肥。
聚谷氨酸溶液每5d喷施一次。因此该试验共6个处理,每个处理设置5个重复。具体处理方案见表1。
对辣椒地上部形态生长的调控作用
株高:与对照(CK)相比,单独喷施聚谷氨酸(PGA)可显著提高辣椒幼苗期、始果期株高,增幅分别为10.47%、7.08%(P<0.05);中氮(N1)、高氮(N2)处理下,辣椒各生育期株高均显著高于对照,其中高氮处理幼苗期、始花期株高增幅最高,分别达39.15%、37.43%(P<0.05);
N1×PGA、N2×PGA交互处理均能显著增加各生育期株高,其中N2处理使辣椒幼苗期、始花期株高达到最大值,N2×PGA处理使始果期、盛果期株高达到最大值,表明高氮及高氮与聚谷氨酸配施对辣椒株高的促进作用最显著。
茎粗:单独喷施聚谷氨酸仅显著提高辣椒始果期茎粗,增幅为2.75%(P<0.05),对其他生育期无显著影响;N1、N2处理均能显著增加辣椒全生育期茎粗,其中N2处理盛果期茎粗增幅最高,达36.67%(P<0.05);
N1×PGA、N2×PGA交互处理均显著提升各生育期茎粗,N2×PGA处理使幼苗期、始果期、盛果期茎粗达到最大值,盛果期增幅达49.95%(P<0.05),表明高氮与聚谷氨酸配施对辣椒茎粗的促进效果最佳。
叶片形态:单独喷施聚谷氨酸可显著增加辣椒叶长、叶周长,增幅分别为13.29%、11.51%(P<0.05);N1、N2处理均能显著提升叶周长、叶面积、叶长、叶宽,其中N2处理叶面积增幅最高,达343.44%(P<0.05);
N1×PGA、N2×PGA交互处理均显著提升叶片各项形态指标,N2×PGA处理使叶长、叶宽、叶面积、叶周长均达到最大值,叶面积增幅达376.38%(P<0.05),说明高氮与聚谷氨酸配施可显著促进辣椒叶片生长,扩大光合面积。
对辣椒根系形态的调控作用
单独喷施聚谷氨酸可显著增加辣椒总根长、根表面积、根尖数、根体积,增幅分别为15.08%、32.69%、7.39%、15.85%(P<0.05);
N1、N2处理均能显著提升根长、根表面积、根尖数、根体积、根平均直径,其中N2处理根表面积增幅最高,达114.00%(P<0.05);
N1×PGA、N2×PGA交互处理均显著改善根系形态,N2×PGA处理使根长、根表面积、根尖数、根平均直径均达到最大值,根表面积增幅达120.08%(P<0.05),表明高氮与聚谷氨酸配施可显著促进辣椒根系发育,增强根系养分捕获能力。
对辣椒叶绿素含量的调控作用
与对照相比,单独喷施聚谷氨酸显著降低辣椒各生育期叶绿素含量;N1、N2处理均能显著提高各生育期叶绿素含量,其中N2处理盛果期叶绿素含量增幅最高,达103.74%(P<0.05);
N1×PGA、N2×PGA交互处理均显著提升各生育期叶绿素含量,N2处理使始花期、盛果期叶绿素含量达到最大值,N2×PGA处理使幼苗期、始果期叶绿素含量达到最大值,盛果期增幅达96.44%(P<0.05),表明高氮及高氮与聚谷氨酸配施可有效促进辣椒叶绿素合成,提升光合效率。
对辣椒生物量的调控作用
单独喷施聚谷氨酸可显著增加辣椒地上部、地下部生物量,增幅分别为20.98%、33.09%(P<0.05);N1、N2处理均能显著提升地上部、地下部生物量,其中N2处理地上部生物量增幅最高,达233.69%(P<0.05);
N1×PGA、N2×PGA交互处理均显著增加生物量积累,N2×PGA处理使地上部、地下部生物量均达到最大值,增幅分别为244.87%、156.12%(P<0.05),说明高氮与聚谷氨酸配施可显著促进辣椒干物质积累,为高产奠定物质基础。
对辣椒单株产量的调控作用
单独喷施聚谷氨酸对辣椒单株产量无显著影响;N1、N2处理均能显著提升单株产量,增幅分别为142.37%、245.76%(P<0.05);
N1×PGA、N2×PGA交互处理均显著提高单株产量,其中N2×PGA处理使单株产量达到最大值,较对照增幅达259.62%(P<0.05),表明高氮与聚谷氨酸配施对辣椒增产的调控效果最显著。
对辣椒养分吸收的调控作用
氮含量:
单独喷施聚谷氨酸仅显著增加辣椒果实全氮含量,增幅为11.68%(P<0.05),对根、茎、叶全氮含量无显著影响;N1、N2处理均能显著提升各器官全氮含量,其中N2处理果实全氮含量增幅最高,达92.68%(P<0.05);
N1×PGA、N2×PGA交互处理均显著提升各器官全氮含量,N2×PGA处理使各部位全氮含量均达到最大值,果实全氮含量增幅达100.52%(P<0.05),表明高氮与聚谷氨酸配施可显著促进辣椒对氮素的吸收利用。
根系铁、锌含量:
单独喷施聚谷氨酸对辣椒根系铁、锌含量无显著影响;N1处理对根系铁含量无显著影响,但显著增加根系锌含量,增幅为17.39%(P<0.05);N2处理显著提升根系铁、锌含量,增幅分别为29.47%、88.74%(P<0.05);
N1×PGA、N2×PGA交互处理均显著增加根系铁、锌含量,N2×PGA处理使根系铁、锌含量均达到最大值,增幅分别为37.53%、121.73%(P<0.05),说明高氮与聚谷氨酸配施可促进辣椒对铁、锌等微量元素的吸收,提升果实营养品质。
试验结论
本试验研究表明,与对照相比,单独施用中氮(3.5g/株)、高氮(5g/株)及两种氮肥水平与聚谷氨酸(450mg/L)配施,均能显著提升辣椒株高、茎粗、叶片形态指标、根系形态指标、叶绿素含量、生物量、单株产量,以及全株氮含量和根系铁、锌含量。
综合各项指标分析,高氮(5g/株)与聚谷氨酸(450mg/L)配施的调控效果最优,该组合可显著提高氮肥利用率,促进辣椒生长发育、干物质积累及产量形成,同时促进辣椒对氮素及铁、锌等微量元素的吸收,实现辣椒优质高产与养分高效利用的双重目标。
栽培应用建议
基于本试验结果,为实现辣椒优质高效栽培,建议生产中采用以下施肥方案:
1. 施肥配比:推荐采用高氮(5g/株)与聚谷氨酸(450mg/L)配施方案,氮肥选用尿素,同时配施等量磷肥、钾肥及微量元素肥,确保养分均衡供应。
2. 施用方式:氮肥分3次以溶液形式施用,避免一次性过量施用;聚谷氨酸溶液每5d喷施一次,重点在辣椒幼苗期、始花期、盛果期喷施,确保喷施均匀,以充分发挥其增效作用。
本研究明确了氮肥与聚谷氨酸配施对辣椒生长及养分吸收的调控作用,为辣椒绿色高效栽培提供了科学技术支撑,对减少化肥施用、保护生态环境、推动辣椒产业可持续发展具有重要意义。
引用
杨乾贵,彭海兰,许灵杰,等. 氮肥与聚谷氨酸配施对辣椒生长及养分吸收的影响[J]. 北方园艺,2025(15):49-56.
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版权说明
文案 | 来源 杨乾贵,彭海兰,许灵杰,等. 氮肥与聚谷氨酸配施对辣椒生长及养分吸收的影响[J]. 北方园艺,2025(15):49-56.
图片 | 来源 杨乾贵,彭海兰,许灵杰,等. 氮肥与聚谷氨酸配施对辣椒生长及养分吸收的影响[J]. 北方园艺,2025(15):49-56.其他图片来源 光华时代(海南)生物科技有限公司拍摄或设计(不可作其它商用)
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