外源腐殖酸对日光温室辣椒生长、产量及品质的影响

Effects of exogenous humic acid on growth，yield and quality of pepper in solar greenhouse

摘要

目的 研究叶面喷施不同浓度腐殖酸对日光温室越冬茬辣椒生长、产量及品质的影响，为腐殖酸在温室辣椒高产高质栽培中的应用提供技术依据。 方法 以华美105为试材，设置0（CK）、100、300、600、900、1 200 mg/L 6个腐殖酸浓度处理，于辣椒定植后30 d开始叶面喷施，每隔20 d喷施1次，共喷施6次，测定植株生长生理、产量及果实品质相关指标。 结果 叶面喷施不同浓度的腐殖酸可显著提高辣椒光合速率、株高、茎粗、叶片硝酸还原酶活性及植株氮素积累量，提高果实VC、可溶性糖、可溶性蛋白含量，降低果实硝酸盐含量。以900 mg/L腐殖酸应用效果较好，产量、果实VC、可溶性糖、可溶性蛋白含量分别较CK提高9.86%、27.21%、18.75%、48.24%。 结论 叶面喷施适宜浓度的腐殖酸可以促进日光温室越冬辣椒生长，提高产量与产品品质。

Abstract

Objective To study the effects of foliar spraying of different concentrations of humic acid on the growth，yield and quality of wintering pepper in solar greenhouses，to provide a technical basis for the application of humic acid in the high-yielding and high-quality cultivation of greenhouse pepper. Method Using 'Huamei 105' as the test material，0 (CK)，100，300，600，900，1 200 mg/L 6 concentrations of humic acid were set up，and foliar spraying was started 30 days after pepper transplanting and sprayed once every 20 days for a total of 6 sprays，and the relevant indicators of plant growth physiology，yield and fruit quality were determined. Result Foliar spraying of different concentrations of humic acid can significantly increase the photosynthetic rate，plant height，stem thickness，leaf nitrate reductase activity and plant nitrogen accumulation of pepper，increase the content of fruit VC，soluble sugar and soluble protein，and decrease the content of fruit nitrate.The application effect of 900 mg/L humic acid was better，and the yield，fruit VC，soluble sugar and soluble protein content were increased by 9.86%，27.21%，18.75% and 48.24% respectively compared with CK. Conclusion Foliar spraying of appropriate concentrations of humic acid can promote the growth of overwintering peppers in solar greenhouses，improving yield and product quality.

Graphical abstract

关键词

日光温室 / 辣椒 / 腐殖酸 / 氮素积累 / 产量 / 品质

Key words

solar greenhouse / pepper / humic acid / nitrogen accumulation / yield / quality

2018年《中共中央国务院关于实施乡村战略的意见》与《国家质量兴农战略规划（2018~2022年）》中指出，中国农业发展进入了以质量为导向的崭新阶段^［1］。甘肃省靖远县位于黄河上游，光照充足、阴雨天少，是发展日光温室的优势产区，已成为全省最大的蔬菜生产基地，辣椒为当地日光温室越冬茬生产的主栽作物，在增加农户收入，繁荣地方经济方面发挥着重要作用^［2］。但随着温室蔬菜种植年限的增加及连年连茬种植，土壤耕性降低、富营养化、次生盐渍化等问题不断积累^［3］，已成为制约日光温室蔬菜产量、品质及产业发展的重要问题。

腐殖酸是一类有机酸，含有丰富的羧基、酚羟基、羟基、甲氧基、氨基、酮基等官能团，具有较强的离子交换能力和酸碱缓冲能力^［4-5］，是自然界中广泛存在的天然高分子化合有机物，由动植物残体分解和微生物转化后，经过一系列化学过程而形成^［6-7］。它既是构成土壤有机质的重要成分，也是一种有机肥^［8-9］。具有刺激植物生长，促进作物养分吸收，改善品质、增强抗逆性等诸多功能^［10-14］，对于细胞呼吸及光合作用，提高酶活性等方面也有良好效果^［15-16］，在农业生产中具有较高的应用价值。近年来，叶面喷施腐殖酸多集中在番茄^［17］、黄瓜^［18］、樱桃萝卜^［19］、猕猴桃^［20］作物上，有关不同腐殖酸肥料对辣椒生长及品质影响的研究较少^［21］。本试验拟以辣椒华美105为试材，研究叶面喷施不同浓度腐殖酸对日光温室越冬辣椒生长生理、产品及品质的影响，以期为提高日光温室辣椒产量与品质提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于白银市靖远县东湾镇大坝村农业科技示范园。试验温室为土墙钢竹拱架日光温室，屋面拱圆型，长度84 m，跨度7.4 m，蓄热性能好，可以实现辣椒等喜温蔬菜的越冬生产。土壤类型为黄土偏碱性，全氮1.23 g/kg、全磷1.88 g/kg、全钾8.34 g/kg、碱解氮18.1 mg/kg、速效钾152.4 mg/kg、速效磷175.13 mg/kg、pH值7.28、EC值250.2 μs/cm。

1.2 试验材料

供试辣椒品种为华美105，是由酒泉市华美种子有限责任公司育成的羊角辣椒，其植株生长健壮，叶片小，节间短，低温下座果能力强，商品性好^［22］。

供试腐殖酸（HA，C₉H₉NO₆），呈黑色粉末，溶于碱性溶液，易溶于水，由上海源叶生物有限公司生产。

1.3 试验设计

试验设置6个腐殖酸浓度处理，分别为0（CK）、100（T₁）、300（T₂）、600（T₃）、900（T₄）、1 200 mg/L（T₅）。采用随机区组设计，小区面积为9.62 m²，定植株数为40株，重复4次。于2020年11月27日定植，采用“单垄双行覆膜”栽培模式，行距0.55 m、株距0.37 m。于定植后30、50、70、90、110、130 d喷施腐殖酸溶液，共喷施6次，单次用药量为43.3 L/666.7m²。田间管理与当地传统种植模式一致。

1.4 测定指标与方法

在每次喷施腐殖酸前，每小区随机选12株辣椒，测定株高和茎粗。在辣椒盛果期，选取长势一致的功能叶，测定叶绿素与光合参数；选取具有典型商品性状的果实测定横径、纵径、硬度、可溶性蛋白、可溶性糖、VC及硝酸盐含量等品质相关指标。辣椒植株拉秧前，每小区取3株，分别测定根、茎、叶、果实的鲜质量及干质量，并测定叶片硝酸还原酶活性及植株全氮含量。按小区分次记产，在试验结束后计算总产量。

1.4.1 株高、茎粗

株高测定茎基部至生长点的高度，茎粗测定茎基部的直径。

1.4.2 叶绿素、光合参数

叶绿素含量：采用80%丙酮浸提法^［23］测定。

光合参数：选择晴天上午，用CIRAS-2便携式光合仪测定叶片光合指标，包括净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）。每小区选择3株长势相同的辣椒植株，每株选择一片功能叶，重复3次。

1.4.3 果实形态、营养品质及硝酸盐含量

每小区随机取12个具有典型商品性状的辣椒果实，测定相关指标。以果实的总质量数与总个数的比作为单果质量。用卷尺和游标卡尺分别测定果实纵径与横径，用GY-4数显式水果硬度计测定果实硬度。采用2.6-二氯酚靛酚钠比色法^［24］测定VC含量，采用考马斯亮蓝法^［24］测定可溶性蛋白含量，采用蒽酮比色法^［24］测定可溶性糖含量，采用水盐酸比色法^［24］测定硝酸盐含量。

1.4.4 叶片硝酸还原酶及植株全氮

采用磺胺比色法^［25］测定叶片硝酸还原酶活性，用H₂SO₄-H₂O₂联合消煮后，采用凯氏定氮法^［26］测定植株全氮含量。

1.5 数据分析

使用Excel 2010软件进行数据整理及制图。采用IBM SPSS Statistics 26数据处理软件进行方差分析，显著性检验水平为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 叶面喷施腐殖酸对辣椒生长及生理指标的影响

2.1.1 叶面喷施腐殖酸对辣椒植株株高的影响

叶面喷施不同浓度腐殖酸处理下，不同时期温室辣椒的株高见图1。不同浓度的腐殖酸均可以促进辣椒株高增大，促进作用随施用浓度的增大呈现先增加后降低的趋势。定植后130 d（2021-04-06），腐殖酸处理下的株高均显著高于CK，T₁、T₂、T₃、T₄、T₅处理较CK分别提高了3.9%、7.68%、11.33%、15.63%和12.43%。高浓度腐殖酸的促进作用表现较早，低浓度腐殖酸的促进作用表现较晚。定植后50 d（2021-01-17），T₃、T₄、T₅即显著高于CK；定植后130 d，T₁处理的株高方显著高于CK。

2.1.2 叶面喷施腐殖酸对辣椒植株茎粗的影响

叶面喷施不同浓度腐殖酸处理下，不同时期温室辣椒的茎粗见图2。各处理下，辣椒茎粗在苗期及开花期增长迅速，进入结果期后茎粗增长速度明显减缓。随叶面喷施腐殖酸浓度的升高，辣椒茎粗呈先上升后下降的趋势，与株高变化趋势相似。定植后130 d，腐殖酸处理下的茎粗均显著高于CK，T₁、T₂、T₃、T₄、T₅处理较CK分别增加4.91%、6.63%、13.79%、19.96%、15.72%。

2.1.3 叶面喷施腐殖酸对辣椒盛果期叶片光合色素含量的影响

叶面喷施不同浓度腐殖酸处理下，盛果期辣椒叶片叶绿素含量见图3。叶面喷施腐殖酸可不同程度提高辣椒叶片叶绿素含量，随腐殖酸浓度的增加叶绿素含量呈先增加后降低趋势。定植后110 d（2021-03-17），T₂、T₃、T₄、T₅处理的叶片叶绿素a含量均显著高于CK，分别增加12.6%、22.83%、32.28%、18.90%；T5处理的叶绿素a含量显著低于T₄处理。T₂、T₃、T₄处理的叶片叶绿素b含量均显著高于CK，分别增加14.29%、30.95%、33.33%；T₅处理的叶绿素b含量显著低于T₄处理，与CK无显著差异。

2.1.4 叶面喷施腐殖酸对辣椒盛果期叶片光合作用的影响。

叶面喷施不同浓度腐殖酸对盛果期辣椒叶片光合作用的影响见图4。叶面喷施腐殖酸可提高辣椒叶片净光合速率，随腐殖酸浓度的增加，净光合速率呈先增加后降低的趋势。定植后110 d，T₂、T₃、T₄、T₅处理的叶片净光合速率显著高于CK，其中T₄最高，较CK增加31.91%。叶面喷施腐殖酸可提高辣椒叶片蒸腾速率与气孔导度，其变化趋势与净光合速率变化趋势相似。叶面喷施腐殖酸可降低叶片胞间CO₂浓度，趋势与净光合速率的变化相反。喷施腐殖酸处理下，叶片胞间CO₂浓度均显著低于CK。

2.2 叶面喷施腐殖酸对辣椒产量的影响

由表1可知，叶面喷施腐殖酸处理可提高辣椒产量。随腐殖酸处理浓度的增大，产量呈先增加后降低趋势。T₂、T₃、T₄、T₅处理的产量均显著高于CK，以T₄产量最高。T₂、T₃、T₄、T₅处理的产量分别较CK增加3.81%、6.38%、9.86%、8.59%，T₄与T₅处理的产量无显著差异。

2.3 叶面喷施腐殖酸对果实外观品质的影响

由表2可知，叶面喷施腐殖酸可改善辣椒果实外观品质。辣椒果实单果质量随腐殖酸浓度的增加呈先增加后降低的趋势，T₂、T₃、T₄、T₅单果质量均显著高于CK，其中T₄单果质量最大，较CK增加23.21%。T₄与T₅处理间单果质量无显著差异。腐殖酸浓度对果实横径、纵径及硬度的影响与单果质量相似，T₄处理横径、纵径及硬度最大，分别较CK增加21.41%、29.07%和34.4%。

2.4 叶面喷施腐殖酸对果实营养品质的影响

叶面喷施适当浓度腐殖酸可以改善辣椒果实营养品质（图5）。果实VC含量随腐殖酸浓度的增加呈上升趋势，除T₁外，T₂、T₃、T₄、T₅处理的VC含量较CK均显著增加，分别较CK增加12.5%、16.18%、27.21%和38.97%。腐殖酸浓度对果实可溶性糖含量的影响与VC相似，T₅处理的果实可溶性糖含量最高，较CK提高38.49%。可溶性蛋白含量随叶面喷施腐殖酸浓度的增加呈先增加后降低的趋势，T₁、T₂、T₃、T₄、T₅可溶性蛋白含量均显著高于CK，分别增加10.52%、22.80%、28.94%、48.24%和33.33%。T₂、T₃、T₄处理可降低辣椒果实硝酸盐含量，以T₄处理的硝酸盐含量最低，较CK降低32.47%。

2.5 叶面喷施腐殖酸对植株氮素代谢的影响

2.5.1 叶面喷施腐殖酸对植株叶片硝酸还原酶活性的影响

由图6可知，叶面喷施腐殖酸可提高叶片硝酸还原酶活性。随着腐殖酸浓度的增加，辣椒叶片硝酸还原酶活性呈先升高后降低的趋势。T₄处理的叶片硝酸还原酶活性最大，T₁、T₂、T₃、T₄、T₅处理较CK分别提高59.83%、195.9%、261.48%、369.67%、177.09%。T₅处理的叶片硝酸还原酶活性显著低于T₄。

2.5.2 叶面喷施腐殖酸对植株全氮含量的影响

由表3可知，叶面喷施腐殖酸可显著提高辣椒根、茎、叶及果实全氮含量。随腐殖酸浓度的增加全氮含量呈先增加后降低的趋势。T₂、T₃、T₄、T₅处理的根、茎、叶及果实全氮含量均显著高于CK，其中T₄处理的根、茎、叶及果实全氮含量较CK分别提高27.21%，29.17%，29.74%，22.87%。

2.5.3 叶面喷施腐殖酸对植株根、茎、叶氮素积累量的影响

叶面喷施腐殖酸可促进辣椒植株的氮素吸收，提高根、茎、叶的氮素积累量（表4）。随腐殖酸浓度增加，植株氮素积累量呈先增加后降低的趋势。T₂、T₃、T₄、T₅处理的根、茎、叶氮素积累量均显著高于CK，其中T₄处理均最高。T₁、T₂、T₃、T₄、T₅处理的植株氮素积累总量均显著高于CK，分别提高6.43%、20.9%、29.26%、47.58、27%。T₅处理的氮素积累总量显著低于T₄。

3 讨论

本研究表明，叶面喷施腐殖酸可促进辣椒植株生长、提高叶片叶绿素水平、提高净光合速率及产量。腐殖酸浓度过高或过低，对植株生长的促进作用和增产效果均降低。应永庆等^［27］在水稻上的研究表明，腐殖酸在适当浓度内，随着浓度的增加，水稻产量随之增加，当达到一定限度后，产量随腐殖酸浓度的增加而减小。郝水源等^［28］在番茄上的研究表明，腐殖酸的施用显著提高番茄叶片的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、降低了胞间CO₂浓度（C_i），均与本试验结论一致。在烤烟^［29］和小白菜^［30］试验中也呈现相似的变化趋势，这可能是由于腐殖酸吸附在细胞壁可增加质膜上的质子泵（H⁺-ATPase）数量，促进H⁺向细胞外输出，使细胞易于生长、分裂，促进植物生长，从而提高了产量。Pizzeghello等^［31］研究发现腐殖酸中含有细胞分裂素，可以增加果实横纵径，提高果实单个质量，但叶面喷施超出一定浓度后，植物组织中养分失去平衡，出现负效应。本试验中，叶面喷施腐殖酸浓度为900 mg/L时，显著促进辣椒植株生长，提高辣椒产量，产量达到9 200 kg/666.7m²以上，较CK增产9.86%，因此，叶面喷施腐殖酸需保持在适宜浓度范围内。

果实VC、可溶性糖及可溶性蛋白含量是反应蔬菜等农产品品质的重要指标，其含量的高低，决定着蔬菜的营养价值与商品价值。研究表明^［32-34］，施用腐殖酸可提高果实VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量。本试验结果表明，在叶面喷施一定浓度腐殖酸范围内，随其浓度的增加，辣椒果实VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量随之增加，超过一定浓度，辣椒果实可溶性蛋白含量降低。这可能是叶面喷施腐殖酸提高了叶片净光合速率，促进了作物体内糖转化酶以及蛋白质等合成相关酶，从而提高了果实VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量，改善了作物品质^［35-37］。

氮代谢是植物生长发育过程中重要的生理代谢过程。其中硝酸还原酶是存在于高等植物与藻类等生物体中进行硝酸盐同化的关键酶，其活性的提高有助于植物对氮素的吸收与利用。有大量研究表明^［38-39］，不同来源的腐殖酸及其复合肥可以促进不同培养环境下植株的生长发育，提高作物对氮素的吸收。另有研究表明^［40］，适量腐殖酸有利于提高番茄硝酸还原酶活性。徐婷等^［41］研究表明，叶面喷施一定浓度腐殖酸可降低白菜硝酸盐含量。本试验中，叶面喷施适宜浓度腐殖酸，提高了辣椒叶片硝酸还原酶活性，降低了果实硝酸盐含量，与前人研究结果一致，这可能是由于辣椒体内硝态氮在硝酸还原酶的作用下，通过氮同化途径促进了硝酸盐的还原与利用，被用于氮素同化过程中氨基酸与蛋白质的合成，从而降低了果实硝酸盐含量的残留。

4 结论

叶面喷施适宜浓度的腐殖酸可以促进日光温室越冬辣椒生长，增强叶片光合作用，提高氮素积累与产量，改善产品品质，以900 mg/L腐殖酸应用效果较好。

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基金资助

甘肃农业大学盛彤笙创新基金项目(GSAU-STS-2012-29)

国家重点研发计划项目(2016YFD0201005)

甘肃省瓜菜产业技术体系专项资金(GARS-GC-1)

甘肃省引导科技创新发展专项资金(2018ZX-02)