氮肥供应对辣椒品质的影响及机制

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氮是植物必需的大量元素之一,施用氮肥对提高作物的产量和品质有重要作用。但在我国蔬菜生产中,氮肥的不合理施用现象严重,过量施用氮肥不但浪费资源、增加生产成本,而且增加污染环境的风险,对蔬菜品质也存在潜在威胁。维生素C、辣椒素和矿质元素对人体健康有举足轻重的作用。因此,如何调控蔬菜中的维生素C、辣椒素和矿质元素的质量分数,对于提高蔬菜营养价值和改善人体健康有重要意义。为此,本研究以辣椒为试材,通过盆栽和田间试验,研究氮肥施用对辣椒品质的影响及其机制。其中盆栽试验共设置4个氮肥水平,分别为0(N0)、60(N1)、120(N2)、240(N3)N mg/kg,探讨氮肥供应对辣椒维生素C、矿质元素质量分数的影响,并对其进行营养评价。田间试验共设置5个施氮处理,氮肥用量分别为:0(N0)、175(N1)、250(N2)、325(N3)、400(FNP)N kg/ha,同时设置摘除门椒处理,探讨氮肥供应对辣椒果实成熟过程中维生素C、辣椒素、矿质元素质量分数变化的影响,以及坐果层位、摘除门椒对辣椒果实维生素C、辣椒素、矿质元素质量分数的影响,为辣椒生产中合理施肥、采收时期及栽培措施提供科学依据。主要的研究结果如下:(1)盆栽氮水平试验表明,施氮处理对辣椒叶片和果实的维生素C质量分数具有显著影响,随着施氮量的增加呈先增后降的趋势,其中施氮60 mg/kg处理的维生素C质量分数最高,显著高于其他处理,且维生素C质量分数与Ga I LDH活性之间存在极显著的正相关关系。辣椒果实中不同矿质元素受氮肥的影响不一致:适量施用氮肥显著增加了果实的锌质量分数,其中施氮120 mg/kg处理的锌质量分数最高,氮肥施用对果实的铁、锰质量分数无明显影响,但过量施用氮肥(240 mg/kg)显著降低了果实的磷、钾、钙、镁、铜质量分数。通过营养评价发现,施用氮肥降低了果实磷、钾、钙和镁元素的营养质量指数(INQ)和风险指数,提高了锌元素和维生素C的INQ值和风险指数。辣椒果实中9种营养素(磷、钾、钙、镁、锌、铁、铜、锰、维生素C)的INQ值远远大于1,且风险指数低于100%。由此可见,合理施用氮肥有助于提高辣椒果实的维生素C质量分数,并协调果实的其他矿质营养,为消费者提供安全的辣椒产品。(2)氮肥供应对辣椒果实成熟过程中品质变化影响的研究结果表明,果实维生素C质量分数随着果实的发育先增后降,在转色期最高;辣椒素质量分数一直呈增加的趋势,在红熟期最高;矿质元素质量分数总体呈逐渐降低的变化趋势,在幼果期最高。另外,施用氮肥显著提高了辣椒产量,产量在250 kg/ha(N2)最高;施氮显著抑制了维生素C的积累;辣椒素质量分数随着施氮量的增加呈先增后降的趋势,在250 kg/ha(N2)施氮水平下达到最大值;施氮促进了磷、钙、铁、锰的积累,对镁和铜无明显影响;幼果期施氮有利于钾的积累,但绿熟期、转色期及红熟期施氮却起到了抑制作用;转色期、红熟期施氮可促进锌的积累,幼果期、绿熟期会抑制锌积累。由此可见,250 kg/ha(N2)为最佳施氮量,且进行果实采摘时应根据营养目标选择适宜的采摘时期。(3)坐果层位对辣椒果实品质影响的研究结果表明,在不同的施肥处理下,第4层辣椒果实单果重显著低于第1~3层。辣椒果实维生素C质量分数随着坐果层数的上移总体呈现先降低后增加的变化趋势,第1、4层果实维生素C质量分数高于第2、3层。在低氮水平(0,175 kg/ha)下,辣椒果实辣椒素质量分数随着坐果层数的上移逐渐降低;中高氮水平下(250,325,400 kg/ha),果实辣椒素质量分数随着坐果层数的上移先升高后减低,第1、2层果实辣椒素质量分数显著高于第3、4层。坐果层位对果实磷、钾、钙、镁质量分数无明显影响,但对铁、锰、铜、锌质量分数的影响较明显,总体表现为第1、2层高于第3、4层。(4)摘除门椒对辣椒果实品质影响的研究结果表明,不施氮(N0)时,摘除门椒显著提高了辣椒第1层果实单果重,但施氮时,摘除门椒对辣椒第1层果实单果重无明显影响。在不同施肥处理下,摘除门椒对辣椒第1层果实维生素C质量分数无明显影响。摘除门椒促进了辣椒素在辣椒第1层果实中的积累,其中在175、225和325 kg/ha(N1、N2和N3)施氮水平下,未摘除和摘除处理间的差异达到显著水平。摘除门椒对辣椒第1层果实磷、钾、钙、镁、铜、锌质量分数无明显影响,但显著促进了铁素在果实中的积累,抑制了锰在果实中的积累。
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