不同施肥處理的連作障礙辣椒成分特征分析及綜合評(píng)價(jià)

柳小蘭 鄧廷飛 高安勤 魏福曉 林紹霞 張清海 王道平

柳小蘭，鄧廷飛，高安勤，等. 不同施肥處理的連作障礙辣椒成分特征分析及綜合評(píng)價(jià)［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024，52（7）：169-178.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2024.07.023

（1.貴州醫(yī)科大學(xué)省部共建藥用植物功效與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州貴陽(yáng) 550014； 2.貴州省天然產(chǎn)物研究中心，貴州貴陽(yáng) 550014； 3.貴州省六盤(pán)水市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局種植業(yè)發(fā)展中心，貴州六盤(pán)水 553002； 4.貴州醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，貴州貴陽(yáng) 550025）

摘要：為探明不同施肥處理對(duì)連作障礙辣椒果實(shí)礦質(zhì)元素和品質(zhì)指標(biāo)的影響，以期尋求有效緩解辣椒連作障礙的最佳施肥處理，為辣椒產(chǎn)業(yè)高效高質(zhì)發(fā)展提供理論依據(jù)。采用相關(guān)性分析和主成分分析對(duì)不同施肥處理辣椒中12種礦質(zhì)元素及3個(gè)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行差異分析，并采用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型對(duì)辣椒中重金屬Cr、Cu、Pb、Cd、As和Hg進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，除了T2和T11處理重金屬Cd含量分別為0.253、0.269 mg/kg，接近限量值0.3 mg/kg外，其余各處理中的各重金屬含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于限量值，且各施肥處理的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估危害指數(shù)HI辣椒均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1.0，即不會(huì)產(chǎn)生明顯的健康影響，但應(yīng)對(duì)Cd引起重視；辣度與辣椒素含量、二氫辣椒素含量、Ca含量和Sr含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.97、0.79、0.81、0.70，均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.01）；T6處理礦質(zhì)元素Ca、Ni、Be、Sr的含量在各處理中均最高，分別為CK的1.64、1.36、1.36、2.75倍，且T6處理的辣椒素含量、二氫辣椒素含量及辣度分別較CK提高了2452%、36.16%和26.80%，較其他施肥處理均明顯增加（T5、T7處理的二氫辣椒素含量除外）；T6處理的主成分分析（PCA）的綜合得分為3.575，排名第一，評(píng)價(jià)最高。說(shuō)明T6（復(fù)合肥+功能性有機(jī)肥+枯草芽孢桿菌菌劑）處理能夠提高辣椒辣度，改善辣椒品質(zhì)，可安全有效緩解辣椒的連作障礙現(xiàn)象，為最佳施肥方式。

關(guān)鍵詞：辣椒；連作障礙；相關(guān)性分析；主成分分析；健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

中圖分類號(hào)：S147.2；S641.306? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? 文章編號(hào)：1002-1302（2024）07-0169-10

辣椒（Capsicum annuum L.）屬茄科，是世界上最大的調(diào)味料作物，我國(guó)在辣椒種植和產(chǎn)量上位居世界第一［1］。辣椒味辛辣是因其含有辣椒素和二氫辣椒素，辣椒素類物質(zhì)具有鎮(zhèn)痛止癢、降脂降糖、抗癌、抗菌、降壓、保護(hù)心腦血管系統(tǒng)和消化系統(tǒng)等作用［2］。辣椒富含微量元素、維生素和礦物質(zhì)等多種人類需要的營(yíng)養(yǎng)成分［3］。

作為貴州省重點(diǎn)推進(jìn)的農(nóng)村產(chǎn)業(yè)革命12個(gè)特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)之一，辣椒產(chǎn)業(yè)已成為貴州農(nóng)民增收的重要產(chǎn)業(yè)，近年來(lái)辣椒種植面積逐年擴(kuò)大，但產(chǎn)量、品質(zhì)卻不盡人意，這與農(nóng)民連續(xù)多年單一種植制度、為求高產(chǎn)盲目施肥以及噴施農(nóng)藥等引發(fā)的連作障礙有關(guān)。有研究表明，連作障礙是辣椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要制約因素［4-5］，成為辣椒生產(chǎn)上的一大限制因子和急需解決的問(wèn)題。此外，貴州很多地方的蔬菜中鉛（Pb）、砷（As）、鎘（Cd）等重金屬含量接近臨界值［6］，甚至存在超標(biāo)情況，辣椒屬于重金屬高積累作物之一，其果實(shí)超標(biāo)問(wèn)題早有報(bào)道，尤其是Cd。重金屬超標(biāo)不僅降低營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì)，還限制了無(wú)公害辣椒的生產(chǎn)及相關(guān)副產(chǎn)品的出口，大大降低經(jīng)濟(jì)效益［7］，且長(zhǎng)期食用還會(huì)對(duì)人體肝臟等器官造成傷害［8-9］。目前，通過(guò)施肥技術(shù)緩解連作障礙來(lái)改善辣椒品質(zhì)的研究較多，其中施用有機(jī)肥［10-11］、施用微生物菌肥［12-13］、微生物菌劑復(fù)配［14-17］、化肥減量配施有機(jī)肥［18］等均可促進(jìn)辣椒果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育，改善辣椒品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增產(chǎn)增效。有研究表明，微量元素能促進(jìn)植物體內(nèi)的各種代謝過(guò)程，進(jìn)而影響果實(shí)品質(zhì)［19］；礦質(zhì)元素與作物產(chǎn)量和品質(zhì)形成密不可分［20-21］。但目前的研究大多集中在辣椒農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和主要品質(zhì)指標(biāo)等方面，對(duì)辣椒果實(shí)礦質(zhì)元素、重金屬含量、品質(zhì)的影響以及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面無(wú)系統(tǒng)性研究。因此，本研究以大田試驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用有機(jī)肥、生物菌劑和復(fù)合肥的不同組合處理，探討其對(duì)辣椒果實(shí)中無(wú)機(jī)元素含量及品質(zhì)的影響，并對(duì)辣椒中重金屬進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，尋找最優(yōu)施肥處理，以期利用綠色環(huán)保的現(xiàn)代技術(shù)指導(dǎo)辣椒的科學(xué)合理施肥，保障辣椒質(zhì)量安全，把貴州由“辣椒大省”打造成“辣椒強(qiáng)省”，這對(duì)貴州辣椒產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試?yán)苯菲贩N：香辣四號(hào)（108A×017），由貴州力合農(nóng)業(yè)科技有限公司提供［GPD辣椒（2020）520012］。

供試肥料：復(fù)合肥（市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)），氮、磷、鉀含量均為18%。微生物菌劑（貴州萬(wàn)和生態(tài)環(huán)保有限公司提供）：枯草芽孢桿菌菌劑（1 000億CFU/g）、解淀粉芽孢桿菌復(fù)合菌劑（200億CFU/g）、淡紫擬青霉菌劑（260億CFU/g）。功能性有機(jī)肥（利用磷石膏和廢棄菌棒等原料發(fā)酵自制，制備方法已申請(qǐng)發(fā)明專利）經(jīng)貴州省中國(guó)科學(xué)院天然產(chǎn)物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，肥料pH值為6.09、全氮含量1.48%、全磷含量1.95%、全鉀含量1.31%、有機(jī)質(zhì)含量41.25%、總腐殖酸含量25.89%。

1.2 主要儀器

石墨爐-火焰原子吸光光度計(jì)（Agilent 240Z/FS，安捷倫科技有限公司）、雙通道原子熒光光度計(jì)（AFS-2100，北京海光儀器有限公司）、電感耦合等離子發(fā)射光譜儀（Prodigy XP，北京利曼科技有限公司）、高效液相色譜儀（Agilent 1260，安捷倫科技有限公司）。

1.3 試驗(yàn)區(qū)概況

力合農(nóng)業(yè)種植基地位于貴州省貴陽(yáng)市花溪區(qū)黔陶鄉(xiāng)，地處106°45′42″E，26°19′2″N，屬東部低中丘陵谷盆地區(qū)，地勢(shì)東北高、西南低，地域北寬南窄，平均海拔1 350 m左右，屬亞熱帶高原季風(fēng)氣候，年平均氣溫15.6 ℃；年平均無(wú)霜期285 d，年平均日照時(shí)數(shù)1 350 h，年平均降水量1 100 mm。試驗(yàn)地為連續(xù)7年種植香辣四號(hào)品種的辣椒種植基地。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021年3—8月在基地展開(kāi)大田試驗(yàn)。辣椒于2月中下旬在大棚中育苗，3月底起壟施肥后，覆膜，按株距×行距為30 cm×50 cm移栽定植后，將微生物菌劑兌水后沖施根部，定植后進(jìn)行常規(guī)管理，試驗(yàn)期間不噴灑任何藥劑，人工除草。每個(gè)區(qū)域試驗(yàn)設(shè)12個(gè)處理，3次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)排列，共劃分36個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為 6.0 m2，常規(guī)施肥為對(duì)照 （CK） 。復(fù)合肥施用量為1 125 kg/hm2，功能性有機(jī)肥施用量為15 t/hm2，復(fù)合肥和有機(jī)肥均為根部施肥；微生物菌劑施用量為7.5 kg/hm2，按照菌劑 ∶水為1 g ∶250 mL沖施根部。具體施肥方案見(jiàn)表1。

1.5 樣品采集與制備

于2021年8月7日對(duì)成熟期辣椒進(jìn)行采摘，每個(gè)處理選取長(zhǎng)勢(shì)基本一致的植株采摘辣椒2 kg左右，及時(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室，并將所有辣椒樣品用自來(lái)水沖洗3 遍，再用超純水（電阻率18.2 MΩ·cm）沖洗3 遍，置于恒溫鼓風(fēng)干燥箱中于105 ℃殺青30 min后，以65 ℃烘干至恒重，去除辣椒的胎座，采用高速萬(wàn)能粉碎機(jī)磨碎，過(guò)200目尼龍篩，裝入聚乙烯塑料自封袋中，作好標(biāo)記，密封保存。

1.6 指標(biāo)測(cè)定與評(píng)估

1.6.1 測(cè)定指標(biāo) 辣椒采用HNO3消解、超純水定容，其中各元素的檢測(cè)方法：[JP2]鉛和鎘的含量采用石墨爐原子吸收法（GB 5009.12—2017和GB 5009.15—[JP]2014）測(cè)定；砷和汞（Hg）的含量采用原子熒光光譜法（GB? 5009.11—2014和GB 5009.17—2014）測(cè)定；鈣（Ca）、鎂（Mg）、鋁（Al）、鐵（Fe）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鉻（Cr）、鎳（Ni）、鍶（Sr）、鈹（Be）、硼（B）、鉬（Mo）、錳（Mn）和鈷（Co）的含量采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法（GB 5009.268—2016）測(cè)定；辣椒素和二氫辣椒素的含量采用高效液相色譜法（GB/T 21266—2007）測(cè)定；辣度測(cè)定參照GB/T 21266—2007。檢測(cè)依據(jù)均為現(xiàn)行有效的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

1.6.2 評(píng)估方法

本試驗(yàn)以WM/T 2—2004《藥用植物及制劑外經(jīng)貿(mào)綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》［22］作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)辣椒中重金屬Cu、Pb、Cd、As和Hg進(jìn)行評(píng)價(jià)。

為研究某一成年居民通過(guò)食用辣椒而帶來(lái)的健康風(fēng)險(xiǎn)，本研究采用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型對(duì)辣椒中Cr、Pb、Cd、Cu、As和Hg 的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。具體公式［23］如下：

CDI辣椒＝（C×IR×ED×EF）/（BW×AT×365）。（1）

式中：CDI辣椒為重金屬污染物通過(guò)辣椒進(jìn)入人體的平均攝入量，mg/（kg·d）；C為辣椒重金屬濃度，mg/kg；IR為攝入量，kg/d；ED為暴露時(shí)間，年；EF為暴露頻率，d/年；BW為體質(zhì)量，kg，按人平均體質(zhì)量60 kg計(jì)算；AT為平均暴露時(shí)間，年，以平均壽命計(jì)。

根據(jù)美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局（USEPA）［24］和世界衛(wèi)生組織（WHO）［25］推薦評(píng)價(jià)有毒污染物的參考暴露劑量，Cr、Pb、Cd、Cu、As和Hg的RfD分別為1.5、0.004、0.001、0.04、0.000 3、0.000 3 mg/（kg·d）；ED為30年；EF為350 d/年；AT為74.83年（根據(jù)目前的實(shí)際情況進(jìn)行了修正）；在貴州，每人每年平均干辣椒消費(fèi)量為2.5 kg［26］，則IR為0.006 9 kg/d。以HQ辣椒表征由辣椒攝入引起的重金屬暴露風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。HQ辣椒計(jì)算公式如下：

HQ辣椒=CDI辣椒/RfD。（2）

式中：HQ辣椒為危害商，表示發(fā)生某種特定有害健康效應(yīng)而造成等效死亡的終身危險(xiǎn)度；RfD為化學(xué)污染物在某種暴露途徑下的日參考計(jì)量，mg/（kg·d）。

由于同一介質(zhì)中潛在存在的有毒物質(zhì)的毒性風(fēng)險(xiǎn)是疊加的，因此如果存在多種毒性物質(zhì)時(shí)，彼此之間的交互作用應(yīng)引起重視。為了解辣椒中多種重金屬對(duì)健康的危害程度，采用由每種重金屬的HQ辣椒 相加得到總和來(lái)評(píng)估，即

HI辣椒=∑HQi （i=1，2，3，…，n）。（3）

式中：HI辣椒為危害指數(shù)，即多種污染物危害商的總和。如果HI辣椒≤1.0，表明人不會(huì)受到明顯的傷害；HI辣椒>1.0，表明人體健康受危害的可能性很大；當(dāng)HI辣椒>10.0，表明存在嚴(yán)重的慢性風(fēng)險(xiǎn)。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法

采用Excel 2013和SPSS 21.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理辣椒的礦質(zhì)元素含量

由表2可知，不同處理下辣椒中的礦質(zhì)元素含量變化范圍較大，其中Ca含量為551.77～1 204.80 mg/kg，各處理表現(xiàn)為T(mén)6＞T3＞T4＞T2＞T5＞CK＞T1＞T7＞T8＞T11＞T9＞T10；Mg含量為1 042.52～1 600.24 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)4＞T11＞T2＞T5＞T3＞T7＞T8＞T1＞T6＞CK＞T10＞T9；Al含量為6.27～13.57 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)4＞T5＞T6＞T11＞T2＞T10＞T7＞T8＞CK＞T3＞T1＞T9；Fe含量為33.88～43.15 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)5＞T6＞T4＞T8＞T10＞T2＞T7＞CK＞T11＞T1＞T3＞T9；Zn含量為16.29～22.36 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)8＞T4＞T7＞T5＞T2＞T1＞T3＞T6＞T11＞CK＞T10＞T9；Mn含量為21.51～31.67 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)3＞T8＞T4＞T7＞CK＞T6＞T5＞T11＞T10＞T1＞T9＞T2；Ni含量為0.81～2.01 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)6＞T3＞T11＞T8＞T2＞T9＞T1＞CK＞T7＞T10＞T4＞T5；B含量為13.38～18.25 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)3＞T8＞T5＞T4＞T7＞T2＞CK＞T10＞T6＞T1＞T11＞T9；Be含量為0.11～0.19 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)6＞T8=T5=T11=T9=T1=T7=CK＞T10=T2＞T4=T3；Sr含量為0.38～1.65 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)6＞T3＞T4＞CK＞T1＞T5＞T10＞T2＞T7＞T11＞T8＞T9；Co含量為0.01～0.37 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)3＞CK＞T1＞T4＞T7＞T2=T6＞T8=T5=T11＞T10＞T9；Mo含量為0.02～1.41 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)7＞T6＞T9＞T10＞T2＞T1＞T5＞CK＞T8＞T11＞T3＞T4。

整體而言，不同施肥處理對(duì)辣椒中礦質(zhì)元素含量影響不同，且同一礦質(zhì)元素在各處理中變異程度也不同，其中Co和Mo含量的變異程度相對(duì)較大，變化系數(shù)分別為33.33%～135.97%和10.92%～16526%，其次是Al元素，其含量變異系數(shù)范圍 為24.09%～93.15%。施用單一肥料（CK、T1、T9、T10和T11）處理的各元素含量均無(wú)明顯差異，其中T1（單施功能性有機(jī)肥）處理Mg、Zn、Ni和Mo的含量分別為CK（單施復(fù)合肥）的1.04、1.08、1.03、1.49倍，其余8種元素含量均低于CK；T2（復(fù)合肥+功能性有機(jī)肥）處理除了Mn、Be、Sr和Co以外，其余8種元素含量均高于T1處理和CK；T3處理Ca、Mg、Zn、Mn、Ni、B、Sr和Co元素的含量分別是CK的1.17、1.08、1.08、1.18、1.30、1.14、1.22、1.07倍，其中Ni元素增幅最大；T4處理Ca、Mg、Al、Fe、Zn、Mn、B和Sr 元素的含量分別是CK的1.08、1.10、1.77、1.08、1.15、1.03、1.04、1.08倍，其中Al元素增幅最大；T5處理Ca、Mg、Al、Fe、Zn、B、Be 和Mo元素的含量分別是CK的1.05、1.09、1.64、1.22、1.14、1.09、1.00、1.41倍，其中Al元素增幅最大；T6處理Ca、Al、Fe、Zn、Ni、Be、Sr和Mo元素的含量分別是CK的1.64、1.49、1.11、1.06、1.36、1.36、2.74、1.86倍，其中Mg含量基本沒(méi)有變化，Sr含量增幅最大；T7處理Mg、Al、Fe、Zn、B和Mo元素的含量分別是CK的1.06、1.17、1.02、1.14、1.02、2.20倍，其中Mn和Be的含量基本沒(méi)有變化，Mo含量增幅最大；T8處理Mg、Al、Fe、Zn、Mn、Ni、B和Be元素的含量分別是CK的1.04、1.11、1.07、1.17、1.06、1.21、1.10、1.06倍，其中Ni元素增加幅度最大。

綜合來(lái)看，T3處理的Mn、B和Co含量，T4處理的Mg和Al含量，T5處理的Fe含量，T6處理的Ca、Ni、Be和Sr含量，T7的Mo含量以及T8處理的Zn含量在各處理中均最高，且T2～T8處理具有共性之處，均為肥料的配合施用，其中T6處理元素含量增幅較明顯且元素的增加種類較豐富。

2.2 不同施肥處理辣椒的重金屬元素含量

由表3可知，不同施肥處理辣椒的重金屬含量具有較大的變化，其中Cr含量為0.06～1.75 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)10＞CK＞T11=T7＞T1＞T2＞T8＞T6＞T5＞T4＞T9＞T3；Cu含量為7.18～8.86 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)6＞T10＞T4＞T3＞T5＞T2＞T7＞T1＞T8＞T11＞T9＞CK；Pb含量為0.114～0.750 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)3＞T2＞T4＞T5＞T6＞T7＞T11＞T8＞T9＞T10＞CK＞T1；Cd含量為0.175～0.269 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)11＞T2＞T4＞T10＞T6＞CK＞T5＞T3＞T7＞T1＞T9＞T8；As含量為 0.008～0.197 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)4＞CK＞T1＞T5=T10＞T6＞T2=T11＞T9＞T3＞T8＞T7；Hg含量為0.000～0.003 mg/kg，表現(xiàn)為T(mén)8=T9=T7=CK＞T6=T10=T11，T1～T5處理未檢出或低于儀器檢出限。

鑒于辣椒具有一定藥理作用，在藥用行業(yè)中潛力巨大［2］，對(duì)辣椒中重金屬Cu、Pb、Cd、As和Hg進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，T1（單施功能性有機(jī)肥）處理中除了Cu 外，其余5種重金屬元素含量均低于CK（單施復(fù)合肥）；T2（復(fù)合肥+功能性有機(jī)肥）處理較T1處理而言，除了Pb含量大幅增加外，其余元素含量無(wú)明顯變化；就功能性有機(jī)肥+生物菌劑配合施用（T3、T4、T5）處理情況看，除了T3（功能性有機(jī)肥+枯草芽孢桿菌菌劑）處理Cr含量較低和Pb含量較高，以及T4（功能性有機(jī)肥+解淀粉芽孢桿菌復(fù)合菌劑）處理的As含量較高外，T3、T4、T5處理的同一元素含量差異均較?。痪蛷?fù)合肥+功能性有機(jī)肥+生物菌劑配合施用（T6、T7、T8）處理情況看，除了T6（復(fù)合肥+功能性有機(jī)肥+枯草芽孢桿菌菌劑）處理的As含量、T7處理的Cr含量相對(duì)偏高外，各處理間的同一元素含量無(wú)明顯差異；就單施不同種類生物菌劑（T9、T10、T11）處理看，除了3個(gè)處理的Cr含量差異較大外，其余重元素含量在各處理間差異不明顯。

整體而言，T1～T5處理未檢出Hg或Hg含量低于儀器檢出限；除了T2和T11處理的Cd含量較接近限量臨界值0.3 mg/kg外，其余各處理中的重金屬含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于限量值。此外，各處理中各元素的變異程度不同，且除了Cu元素外，其余元素在各處理中變異程度均較大。不同施肥處理下的辣椒均可作為人體獲取營(yíng)養(yǎng)素既豐富又安全的來(lái)源，雖然人體從辣椒中攝入重金屬元素的量是相對(duì)安全的，但對(duì)Cd應(yīng)引起重視。

2.3 不同施肥處理辣椒的品質(zhì)性狀

辣椒素、二氫辣椒素和辣度是反映辣椒食用品質(zhì)的重要指標(biāo)。由表4可知，不同施肥處理的辣椒品質(zhì)各不相同，其中辣椒素含量為0.673～0.838 mg/g，表現(xiàn)為T(mén)6＞T9＞T3＞T2＞T4＝T7＞T8＞T5＞T1＞T11＞T10＞CK；二氫辣椒素含量為0.177～0.246 mg/g，表現(xiàn)為T(mén)7＞T5＞T6＞T3＞T8＞T2＞T4＞T11＞T10＞T9＞T1＞CK；辣度為 97～123（SHU），表現(xiàn)為T(mén)6＞T3＞T2=T7＞T5＞T8＞T4＞T9＞T1＞T10=T11＞CK的趨勢(shì)。

整體而言，各處理的辣椒素和二氫辣椒素含量以及辣度均高于常規(guī)施肥的CK，其中T1～T11處理辣椒果實(shí)的辣椒素含量較CK分別提高3.27%、12.63%、13.82%、8.47%、5.79%、24.52%、8.47%、8.02%、14.56%、0.45%和0.59%；二氫辣椒素含量較CK分別提高11.86%、20.34%、31.64%、18.08%、37.85%、36.16%、38.98%、24.29%、12.43%、16.95%和17.51%；辣度較CK分別提高5.15%、14.43%、17.53%、10.31%、12.37%、26.80%、14.43%、11.34%、7.22%、4.12%和4.12%。肥料配合施用（T2～T8）處理的各品質(zhì)指標(biāo)較單一肥料（T1、T9、T10、T11和CK）處理均明顯增加，與上述礦質(zhì)元素含量分析結(jié)果相吻合；單施微生物菌劑（T9、T10、T11）處理中T9（枯草芽孢桿菌）處理的辣椒素含量和辣度均高于T10（解淀粉芽孢桿菌復(fù)合菌劑）處理和T11（淡紫擬青霉菌劑）處理，且功能性有機(jī)肥+生物菌劑組合（T3、T4、T5）處理中T3（功能性有機(jī)肥+枯草芽孢桿菌菌劑）處理各品質(zhì)指標(biāo)高于T4（功能性有機(jī)肥+解淀粉復(fù)合菌劑）處理和T5（功能性有機(jī)肥+淡紫擬青霉菌劑）處理；復(fù)合肥+功能性有機(jī)肥+生物菌劑組合（T6、T7、T8）處理中T6（復(fù)合肥+功能性有機(jī)肥+枯草芽孢桿菌菌劑）處理辣椒素含量和辣度均最高，分別高達(dá)0.838 mg/g和123，同時(shí)T6處理各品質(zhì)指標(biāo)均高于T2（復(fù)合肥+功能性有機(jī)肥）處理和T3處理。

2.4 不同施肥處理辣椒礦質(zhì)元素含量與品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性

對(duì)辣椒中礦質(zhì)元素含量與品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果（表5）表明，辣椒中礦質(zhì)元素Fe含量與Al含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），相關(guān)系數(shù)為0.75；Zn含量與Mg含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.83；B含量與Mg、Zn、Mn的含量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.71、078、0.74；Sr含量與Ca含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.92，與Be含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05）；Co含量與Mn含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系；Mo含量與Be含量呈顯著正相關(guān)；辣椒素含量與Ca含量和Sr含量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.88、0.78；二氫辣椒素含量與辣椒素含量之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.62；辣度與辣椒素含量、二氫辣椒素含量、Ca含量、Sr含量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.97、0.79、0.81、0.70。

2.5 PCA不同施肥處理辣椒果實(shí)礦質(zhì)元素含量和品質(zhì)指標(biāo)的關(guān)系

不同施肥處理的辣椒果實(shí)各指標(biāo)主成分分析結(jié)果見(jiàn)表6，可以看出，前4個(gè)成分的特征值均大于1，方差貢獻(xiàn)率分別為36.219%、23.743%、16387%和6.512%，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)82.861%，可代表原始數(shù)據(jù)的大部分信息，可以此為基礎(chǔ)對(duì)本研究中不同施肥處理的辣椒果實(shí)樣品品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析，篩選出最優(yōu)施肥處理。

為綜合考慮不同指標(biāo)對(duì)辣椒果實(shí)品質(zhì)的影響，采用4個(gè)主成分的得分情況，以各自的特征值為權(quán)重，二者相乘求和構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)得分函數(shù)，計(jì)算出各個(gè)施肥處理的綜合得分及排名。

將辣椒果實(shí)各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后，計(jì)算各主成分得分，并以各個(gè)處理的辣椒果實(shí)樣品對(duì)應(yīng)主成分的特征值為權(quán)重，以構(gòu)建辣椒果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)得分函數(shù)：F=0.437F1＋0.287F2＋0.198F3＋0.079F4，得出不同處理的綜合得分，從高到低排序結(jié)果如表7所示。綜合得分越高表明該施肥處理效果越好，各處理綜合得分表現(xiàn)為T(mén)6＞T3＞T2＞T7＞T5＞T4＞T8＞T1＞T11＞T9＞CK＞T10。

2.6 不同施肥處理辣椒中重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中的公式（1）至公式（3）計(jì)算可得不同施肥處理辣椒中重金屬的HQ辣椒和HI辣椒，結(jié)果見(jiàn)表8。不同施肥處理辣椒中重金屬元素的危害商HQ辣椒各不相同，其中Cr-HQ辣椒為1.65×10-6～5.16×10-5，Cu-HQ辣椒為0.008～0.010，Pb-HQ辣椒為0.001～0.008，Cd-HQ辣椒為0.008～0.012，As-HQ辣椒為0.001～0.029，Hg-HQ辣椒為0.000 0～0.000 5。不同施肥處理的Cr-HQ辣椒或Hg-HQ辣椒最小；各處理的Cu-HQ辣椒和Cd-HQ辣椒差異較小；此外，就Pb-HQ辣椒和As-HQ辣椒而言，除T3和T7處理的Pb-HQ辣椒大于As-HQ辣椒外，其余處理的Pb-HQ辣椒均≤As-HQ辣椒。

不同施肥處理的危害指數(shù)HI辣椒表現(xiàn)為T(mén)8=T9＜T7＜T1＜T3=T11=CK＜T2=T6＜T5=T10＜T4，其中重金屬Cr含量的貢獻(xiàn)率最小，而Cu和Cd含量的貢獻(xiàn)率相對(duì)最大。

3 討論

本研究結(jié)果表明，單一肥料（CK、T1、T9、T10和T11）處理的各礦質(zhì)元素含量多數(shù)差異較小，這與李艷平等的研究結(jié)果（施用煙稈有機(jī)肥使煙葉中磷、鋅、鐵、錳元素的含量顯著提高）［27］不一致；與吳慧等的研究結(jié)果（不同有機(jī)肥促進(jìn)了果實(shí)中部分營(yíng)養(yǎng)元素含量的增加，如蚯蚓糞處理能夠?qū)е鹿麑?shí)中氮、磷、鉀3種大量元素含量的增加，菜籽餅處理則能誘導(dǎo)果實(shí)中鐵、鋅和錳3種微量元素含量的大幅度增加）［28］也不相同。本研究中肥料配合施用（T2～T8）處理中各有1種或幾種礦質(zhì)元素含量與CK相比明顯增加，這與劉紅明等的研究結(jié)果（化肥羊糞配施對(duì)火龍果果實(shí)品質(zhì)動(dòng)態(tài)及礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的影響研究表明，施用有機(jī)肥僅增加了果實(shí)中K和Fe元素的含量）［29］ 不符，與李經(jīng)洽等的研究結(jié)果（在配方施肥對(duì)庫(kù)爾勒香梨葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量的影響研究中，配方施肥2年，香梨葉片中Ca、Mg、Zn含量有不同程度增加，而Fe元素含量呈下降趨勢(shì)）［30］也不同。這可能是由于作物種類、土壤類型以及肥料種類及配比不同等造成的。此外，除了Co和Mo含量變異程度相對(duì)較大外，其余元素變異程度無(wú)明顯規(guī)律，這可能與人為因素影響以及大氣沉降等因素有關(guān)。

T1（單施功能性有機(jī)肥）處理除了Cu外，其余5種重金屬元素含量均低于CK（單施復(fù)合肥），表明有機(jī)肥對(duì)辣椒中這5種重金屬的累積具有一定的抑制作用。單施不同種類生物菌劑（T9～T11）處理中，除了3個(gè)處理的Cr含量差異較大外，其余重元素含量在各處理間差異不明顯，表明僅單施不同種類的生物菌劑對(duì)重金屬的影響有所區(qū)別，但影響較小。除了T2和T11處理的Cd含量較接近限量臨界值0.3 mg/kg外，其余各處理中的重金屬含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于限量值，說(shuō)明T2和T11處理可能具有促進(jìn)辣椒莖葉中的Cd向辣椒果實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)的作用，再次印證了前人研究中辣椒對(duì)重金屬Cd具有一定富集能力的結(jié)論［31-32］，且各施肥處理中危害指數(shù)HI辣椒均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1.0，表明成年人從辣椒中攝入重金屬元素的量是相對(duì)安全的，不會(huì)產(chǎn)生明顯的健康影響，但對(duì)Cd應(yīng)引起重視。

本研究發(fā)現(xiàn)，辣椒果實(shí)中Fe含量與Al含量，Zn含量與Mg含量，B含量與Mg含量、Zn含量、Mn含量，Sr含量與Ca含量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系；Sr含量與Be含量、Co含量與Mn含量、Mo含量與Be含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系；Mo含量與Mn含量、Co含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；辣椒素含量與Ca含量、Sr含量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，這與張建等的研究結(jié)果（在貴州遵義辣椒礦質(zhì)元素含量與其品質(zhì)相關(guān)性分析中發(fā)現(xiàn)，辣椒中Fe含量與Zn含量、Mn含量與Co含量、Cu含量與Zn含量、Ni含量與Co含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，辣椒素含量與K、P、S、Mo的含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與Co含量呈正相關(guān)關(guān)系）［33］不同，同時(shí)與郭杰等的研究結(jié)果（辣椒果實(shí)中Zn含量與Ca含量、Fe含量與Ca含量、Fe含量與Mn含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，Zn含量與Fe含量和Mn含量、Cu含量與Mn含量和Fe含量呈正相關(guān)關(guān)系）［3］也不同，可能與肥料種類、施肥方式以及辣椒品種等有關(guān)系。此外，本研究結(jié)果顯示，辣度與辣椒素含量、二氫辣椒素含量也呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，這是由于辣度是由辣椒素和二氫辣椒素含量計(jì)算得出的，另外辣度還與Ca、Sr含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明可通過(guò)調(diào)控辣椒中礦質(zhì)元素Ca和Sr的含量來(lái)提升辣椒品質(zhì)，同時(shí)表明辣椒品質(zhì)與礦質(zhì)元素Ca和Sr的含量存在一定的量效關(guān)系，即通過(guò)對(duì)具有相關(guān)性次生代謝物種一個(gè)指標(biāo)的檢測(cè)，可以初步評(píng)估另外一個(gè)指標(biāo)含量的高低［34］，同時(shí)表明這些指標(biāo)間具有相互協(xié)同、促進(jìn)吸收的關(guān)系，也說(shuō)明辣椒在富集以上無(wú)機(jī)元素和品質(zhì)指標(biāo)時(shí)具有較強(qiáng)的協(xié)同作用。負(fù)相關(guān)關(guān)系表明該對(duì)元素間具有相互拮抗、抑制吸收的關(guān)系，如Mo含量與Mn含量、Co含量之間。辣椒的生長(zhǎng)過(guò)程中這些指標(biāo)之間是如何相互影響的仍有待進(jìn)一步研究。

本研究表明，不同施肥處理的辣椒品質(zhì)各不相同，T1～T11處理辣椒果實(shí)的辣椒素含量均高于CK，這與陳俊陽(yáng)的研究結(jié)果（有機(jī)肥的施用可提高辣椒素含量）［35］相符。肥料的配合施用（T2～T8處理）比單一肥料（CK、T1、T9、T10和T11處理）效果好，其中T6處理的Ca、Ni、Be和Sr這4種礦質(zhì)元素含量最大，說(shuō)明肥料配合施用使礦質(zhì)元素含量保持在適宜范圍，并表現(xiàn)出提高效應(yīng)，結(jié)合T3～T11處理比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌菌劑優(yōu)于其他2種微生物菌劑，且T6（復(fù)合肥+功能性有機(jī)肥+枯草芽孢桿菌）處理辣椒素含量與辣度均最高，表明T6處理的配合施用效果最佳。再通過(guò)主成分分析法對(duì)12種施肥處理下辣椒果實(shí)的礦質(zhì)元素含量和品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，在所選取的16個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目范圍內(nèi)，T6處理的綜合評(píng)價(jià)最高，再次證實(shí)了T6處理的施肥效果最好，能夠提升辣椒品質(zhì)，可有效緩解辣椒的連作障礙現(xiàn)象。

4 結(jié)論

本研究除了T2和T11處理重金屬Cd含量接近限量值0.3 mg/kg外，其余各處理中的重金屬含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于限量值；各施肥處理的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估危害指數(shù)HI辣椒均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1.0，其中重金屬Cu和Cd含量的貢獻(xiàn)率相對(duì)最大，但應(yīng)更加重視Cd含量；相關(guān)性分析結(jié)果顯示，辣度與辣椒素含量、二氫辣椒素含量、Ca含量和Sr含量均具有極顯著正相關(guān)關(guān)系；從礦質(zhì)元素含量和品質(zhì)指標(biāo)看，肥料配合施用（T2～T8）處理與單一施肥（T1、T9、T10、T11和CK）處理相比多數(shù)有所增加，其中T6處理的Ca、Ni、Be、Sr含量在各處理中均達(dá)最高，且T6處理辣椒素含量、二氫辣椒素含量以及辣度均較其他施肥處理明顯增加；此外，通過(guò)主成分分析得出T6處理綜合得分最高。綜上所述，T6處理施肥效果最好，能改善辣椒品質(zhì)，為最佳施肥處理，可有效緩解辣椒的連作障礙。

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基金項(xiàng)目：貴州省科技計(jì)劃（編號(hào)：黔科合支撐［2020］1Y121號(hào)、黔科合中引地［2023］026）；國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31960507）；貴州省科技計(jì)劃（編號(hào)：黔科合支撐［2022］一般177）；貴州省高等學(xué)校工程研究中心 （編號(hào)：黔教合KY［2020］014）；貴州省科技計(jì)劃（編號(hào)：黔科合服企［2020］4013）。

作者簡(jiǎn)介：柳小蘭（1988—），女，貴州盤(pán)州人，碩士，副研究員，主要從事化學(xué)分析檢驗(yàn)檢測(cè)、環(huán)境及土壤資源保護(hù)與利用研究工作。E-mail：952741179@qq.com。

通信作者：王道平，副研究員，從事中藥質(zhì)量控制分析工作。E-mail：wdp_7897@aliyun.com。