簡易大棚生態環境對青椒生長的影響

張靜清，章文洪，楊 玫

（長子縣蔬菜研究會，山西長子046600）

青椒是簡易大棚的主要栽培作物。同一地塊連續種植幾年后出現的減產問題，長期困擾著廣大菜農。為了獲得較高產量，增加施肥量和澆水次數是主要技術措施。而采取這些措施往往卻事與愿違，不但產量沒有提高，部分簡易大棚還出現了以前沒有發生過的大面積空秧和一些栽培病，設施蔬菜的發展受到了嚴重影響。本研究對簡易大棚種植青椒進行定點跟蹤調查，以期查清簡易大棚減產的根本原因。

1 調查點基本情況

1.1 基本情況

于2009年4—7月在山西省長治市長子縣大李村進行調查。所在地地處北緯35～36°，東經112～113°，海拔910 m。屬溫帶半濕潤大陸性氣候，四季分明，冬不太寒，夏不太熱。季風強盛，雨熱同季。該地地處黃土高原，逢風必起灰塵。全年日照時數2 556.5 h，年均氣溫9.3℃，有效積溫3 157～3 240℃，年均降雨量為669.5 mm。被調查簡易大棚連續5 a種植青椒。

1.2 調查點的選擇

（1）地勢平坦，澆灌方便；（2）對大棚種植精于管理，技術操作水平在當地屬中等偏上，具有一定代表性的棚主；（3）棚主善于接受新技術，積極配合調查工作。

1.3 調查前準備及方法

（1）對所用器具進行校對，溫度計用冰水測試，誤差不超過±0.5℃。照度計、風速儀提前在有關場合進行測試比對。（2）定點調查，跟蹤記錄栽培周期的農事活動。（3）觀察記載時注意條件與時間的同一性，提高數據的可比性。

2 生態環境現狀與分析

2.1 棚體

中脊高2 m，腰高1.7 m，邊角高0.9 m，撐線距2 m，壓線距2 m，撐壓線相交進行，棚膜是上年用過的0.01 mm厚聚乙烯消霧膜。

棚體存在3個結構性問題：（1）沒有遮陽設施，對棚內高溫環境沒有調控能力；（2）棚體過低，秧苗頂部高溫層得不到有效緩沖，導致植株生長長期處于高溫脅迫環境之下；（3）大棚兩側裙膜開口過低，隨著植株的生長，棚內外空氣流通量逐漸減少，特別是對四門斗椒以上的青椒生長影響嚴重。

2.2 土壤

所調查田塊為黏土質地。活土層5 a以上沒有深耕，每年只是用旋耕機旋耕土壤，導致松土層只有20 cm左右。起壟起走10 cm松土，培土起走5 cm松土，畦底的松土層只有5 cm左右。施肥前取土化驗，土壤肥力為：有效N 254.3 mg/kg，有效P 30.92 mg/kg，有效 K 260.61 mg/kg，有機質29.52 mg/kg，pH值 7.56。

20 cm厚的松土層起壟和培土以后畦底離硬底層只有約5 cm的松土，這存在2個問題：（1）嚴重影響根系的生長；（2）為中耕帶來麻煩，后期不中耕不行，中耕必然會傷根。

2.3 施肥

底施未腐熟雞糞75 m3/hm2，尿素525 kg/hm2，磷肥 1 200 kg/hm2，硫酸鉀 600 kg/hm2，以及微肥硼砂 7.5 kg/hm2，鈣肥 7.5 kg/hm2，鋅肥 7.5 kg/hm2。追肥結合澆水，8次沖施各種化肥1 800 kg/hm2。底肥與追肥的化肥投入量共計4 147.5 kg/hm2。

化肥施用存在的問題：（1）施肥比例失調。據焦曉燕等[1]報道，青椒吸收N，P，K的比例一般為（6～8）∶1∶（7～8），而本調查點的施肥比例為2∶1.2∶2.4，N，K的比例偏低。（2）化肥施用量過大，施用各種化肥4 147.5 kg/hm2，在焦曉燕等[1]報道的施肥過量范圍之中，這不但打破土壤養分平衡系統，而且加劇簡易大棚青椒種植的連作障礙。（3）未腐熟雞糞的有害物質在土壤中的積累和腐熟過程中產生的負面效應[2-5]，對青椒正常生長造成較大影響。

2.4 水分

青椒的生長周期中，澆水10次，每次澆水畦內積水厚度在120～150 mm之間。壟、畦各占1/2，地面的積水量在60～75 mm之間。不同時期的澆水對土壤含水量產生不同的影響（表1）。

表1 不同時期土壤含水量情況調查結果

每次澆水后田間積水的平均深度達到60～75 mm，是大田解除旱象用水30 mm[6]的2.0～2.5倍。土壤的含水量有3種情況：（1）前期苗子小，地表受陽光直射的面積大，在高棚溫的作用下，土壤水分蒸發速度快。根系分布的10～30 cm土層含水量維持在較適宜狀態。（2）青椒生長的中后期，遮陰面積加大，土壤蒸發量減少。澆后的前3 d，根系分布的10～30 cm土層含水量維持在最高狀態。（3）由于水勢的原因，在棚外干旱75 d的條件下，距棚1 m比距棚4 m的0～50 cm各土層含水量平均高出1.5%。說明棚內青椒中后期，長期生長在多水的土壤狀態之中。澆水后3～4 d之內，20～30 cm土層含水量在20%以上會出現4種現象：（1）土壤嚴重缺氧[7]狀態累計有41 d，占整個青椒生長周期的1/2，是根系平伸的另一個主要原因。（2）根系呼吸困難，養分很難被吸收，肥料利用率大大降低。（3）11：00以后澆水，地溫隨之降低5℃，是落花落果的主要原因。（4）加重病害的發生，灰霉病、炭疽病的發生和溫度高、濕度大有直接關系。

2.5 光照

在自然弱光（天空有薄云，陽光可以照射到地表）條件下，自然光照強度7.5萬lx，新膜棚內為6萬lx，第2年舊膜棚內為5萬lx。在自然強光（天空無云，陽光可直射到地表）條件下，自然光照強度9.8萬lx，新膜棚內為7.6萬lx，第2年舊膜棚內為6.5萬lx。

第2年舊棚膜透光率只有67%，在弱光的脅迫下[8-9]，對青椒生長產生的影響有2種：（1）開花少，開花遲，坐果難。由于有效光合效率下降，造成成花素合成量減少，開花數量（四門斗椒以下）較棚外青椒單株減少30%以上。（2）有效光合效率下降導致果實的營養積累大幅度降低，致使果實色澤變淡，口感乏味，產量只有27 221 kg/hm2。

2.6 溫度

2.6.1 可控溫度 地溫：在青椒現蕾期6月13日11：00，棚外溫度 30℃；棚內 5～10 cm土層，澆水前23.5℃，澆水后18.5℃。氣溫：在與地溫同時測得棚內100cm高處澆水前32℃，澆水后28℃。

棚內地溫及50～100 cm處氣溫可隨人為調控得到短時間的升降變化。如澆水后，棚內5～10 cm處地溫可下降5℃，100 cm處氣溫可下降4℃。這成為菜農控制棚溫的重要手段。

2.6.2 不可控溫度 在自然條件下，各時段、各高度棚中部溫度升降差異顯著（圖1）。

由圖1可知，棚內溫度變化有2個特點：（1）高溫集中在 12：00—15：00之間，12：00以前升溫平穩，15：00以后降溫迅速。（2）棚內中部溫度層次比較明顯，溫度隨空間升高而升高。葉片與陽光的共同作用是50 cm處溫度高于100 cm處的主要原因。20 cm處（結果層）的溫度最低，150 cm處的溫度最高。由圖2可知，棚內側的溫度升降和棚中部一樣，層次不分明的原因主要是棚側膜低矮造成的。

溫度過高是大棚問題的根源，對青椒生長產生一系列負面影響：（1）在高溫情況下，節間變長，葉片增大，加上前期控制不當，往往形成椒秧瘋長。正常生長的青椒，株高一般為50～60 cm，徒長的青椒株高一般達70～80 cm甚至更高，瘋長的株高一般在90 cm以上[10]；（2）在開花期，棚中部地表以上50 cm高度，溫度超過34℃有4 h，超過35℃有2 h，超過36℃有1 h。超過34℃共有7 h，在這樣高的溫度條件下，一是植株呼吸強度加大，光合作用減弱。二是花藥敗育，失去受精能力，坐果率降低[11]。地表以上20～30 cm高度，達到34℃為1 h，引發花藥敗育的高溫時間減少75%，是對椒和四門斗椒坐果率較高的主要原因，而四門斗椒以上，由于高溫脅迫，坐果率大幅度降低。（3）在膨果期，白天棚溫達34℃以上持續時間較長，為了降溫，菜農的首選措施一是增加澆水次數和加大澆水量，二是在棚膜外涂抹泥漿進行遮光。這樣一方面因土壤缺氧，導致根系呼吸強度降低，影響水分及無機礦物質的吸收，另一方面由于棚膜透光率降低，影響光合作用的正常進行，光合效率降低，對果實發育造成不利影響。

2.7 通風

分2個時期在簡易棚內對不同部位進行了氣流測定（表2）。

表2 2009年不同時期棚內通風情況調查結果

從表2可以看出，通風對青椒生長發育的影響有3種：（1）在現蕾以后，靠近棚兩側通風口處的3行青椒受通風和溫濕度差異過大的影響，植株生長相對矮小，營養體不能充分發育。（2）在膨果期，隨著植株株高、株幅的增加，棚兩側處被植株遮擋，空氣流通不暢，棚中無風速反應（表2），植物所需碳源供應不足，光合作用受到抑制。（3）棚內溫度升至35～40℃時，而棚外溫度為20～25℃，棚內外較大的溫差，加速了空氣的流通，使30 cm高度以上青椒很難坐果，并且容易出現斑凸狀畸形果。

2.8 病蟲害

各種遷飛性害蟲入侵過多，棉鈴蟲等鉆蛀性害蟲當年沒有發生。炭疽病每點平均7株，白粉病每點平均9株，病毒病每點平均6株。黃板黏殺遷飛性各種害蟲100 cm2平均324頭，防治病蟲害時不考慮棚內的溫濕環境。

病害發生是直接影響青椒生長的主要原因之一。在防治病害上存在3個誤區：（1）注重化學防治，而忽視環境調控和改善生長條件。（2）在高溫高濕條件下引發的白粉病，在防治時不注意溫濕度變化，防治效果不理想[12]。（3）對蚜蟲、白粉虱等害蟲的防治不力，導致植株的病毒病大量發生。

2.9 植株形態與產量

青椒拉秧后進行調查，在土壤中根的生長呈3種形態：（1）須根在主根上著生區約2.5 cm長。（2）主根兩側長有須根為完全根，占被調查總數的83%，主根的一側長有須根為不完全根（也叫梳狀根），占被調查總數的17%，所有根系朝膜下生長的居多。（3）所有須根呈平斜狀生長，根的3種形態是在土壤環境脅迫之下形成的，20 cm的土壤耕層起壟占去87%，畦底只剩下13%，土壤立體和澆水過多是形成根系3種形態的主要原因。

主莖平均1.2 cm（直徑），莖高23 cm，1節分枝長10 cm，2節分枝長18 cm，3節分枝長21 cm，株高90 cm。由于棚內各個部位植株生長存在顯著差異，以厘米為單位進行了株高的調查，并對各調查點的數據進行了標準差計算。近棚頂部莖高為（85.4±3.2）cm，棚中部為（84.4±3.8）cm，棚邊部為（61.6±7.2）cm，全棚平均莖高為（78.2±16.3）cm。

2節分枝以上著生的葉片平均長20 cm，最寬處7 cm。對結果層（四門斗椒以下）可見花蕾進行了定株調查，著生門椒處平均現蕾數4.4個，著生對椒處平均現蕾數13.8個，著生四門斗椒處現蕾數22.7個。總現蕾數平均每株41個。對結果層（四門斗椒以下）可見花進行了定株調查，著生門椒處平均開花數1.2朵，著生對椒處平均開花數13.4朵，著生四門斗椒處平均開花數19.4朵，總平均開花數每株34朵。

初果期門椒平均結果0.8個，對椒平均結果2.3個，四門斗椒平均結果3.3個；成果期門椒平均結果0.4個，對椒平均結果1.5個，四門斗椒平均結果2個。

平均單果質量209 g，種軸胎座發育完全的3心室、4心室精品果占總果數的70.5%，種軸胎座發育不完全而形成的生理性畸形果占總果數的13.2%，種軸胎座發育完全外果皮一側呈淡黃色著生有褐色凸起狀斑點的非生理性畸形果占總果數的16.3%。種植密度為45 000株/hm2，青椒平均產量為37 620 kg/hm2，一級商品果達26 334 kg/hm2。

簡易大棚青椒的植株形態變化是各種環境因素的綜合反映。須根的平斜伸長，反映著松土層和土壤含氧量的情況；莖葉過旺，有效果實偏少，反映著光、熱、風的客觀實際。遷飛性蟲害過多，說明棚內外的通道暢通。這樣的植株形態，必然導致結果少、產量低。

3 結論

經過調查認為，簡易大棚青椒的低產現象是由土、肥、水、光、氣、熱等環境因素共同形成的。耕作層過淺，不利于根系生長；施肥過量，打破了土壤養分平衡，惡化了土壤環境。連年澆水過多，減少土壤含氧量，導致根呼吸受阻，營養和水分不能被根系正常吸收；棚膜尤其是2次使用，透光率下降33%，極大地影響了葉片對光能的利用；棚溫過高，直接影響到開花結果、葉片呼吸和光合作用的進行；前期通風過大，嚴重影響棚內的溫、濕環境，后期通風不暢，碳源供應不足，嚴重影響青椒生長；沒有切斷遷飛通道，加之防治不當，導致各種病害影響青椒正常生長。特別是水肥環境，形成了一個惡性循環的怪圈，澆水越多，土壤越不透氣，越不透氣，根土對氧氣的需求越得靠澆水來供應，而通過澆水供給的氧氣在根土系統中很快消失后，根呼吸還是被抑制，土壤缺氧后，養分分解受到限制，肥料利用率下降，出現了生理性缺肥，還得靠施肥來補充。這一惡性循環怪圈的結果是：施肥越多，青椒生理性缺肥越嚴重。澆水越多，青椒生理性缺水越重。而要走出這一怪圈，唯一的途徑是優化棚內生態環境，走低碳種植青椒之路。

［1］焦曉燕，王立革，張東玲，等.山西省日光節能溫室施肥現狀、存在問題及建議[J].山西農業科學，2010，38（4）：37-41.

［2］張靜清，章文洪.未腐熟雞糞對設施蔬菜的影響及解決方法探討[J].山西農業科學，2009，37（10）：46-47，50.

［3］朱立萍.天津市設施蔬菜栽培存在的問題及解決途徑[J].天津農業科學，2001，7（3）：16-19.

［4］蘇敏莉，林利龍，張德健，等.設施蔬菜無公害生產栽培技術[J].內蒙古農業科技，2001（6）：50-51.

［5］劉云，梁玉芹，劉文，等.設施蔬菜簡化栽培的技術方法探討[J].華北農學報，2008，23（增刊）：345-348.

［6］樊修武，池寶亮，張冬梅，等.不同水分梯度和種植密度對谷子雜交種產量及水分利用效率的影響 [J].山西農業科學，2010，38（8）：20-23，26.

［7］王芳德.蔬菜生產技術問答[J].中國蔬菜，2008（8）：45-47.

［8］馬維源，劉光基.弱光對不同甜椒品種生長發育的影響[J].中國蔬菜，2009（20）：55-58.

［9］劉立功，徐志剛，崔瑾，等.光環境調控及LED在蔬菜設施栽培中的應用和前景[J].中國蔬菜，2009（4）：1-5.

［10］胡啟山.如何規避設施蔬菜高溫障礙 [J].農業工程技術，2008（7）：41.

［11］王玉堂.夏季高溫蔬菜也中暑[J].蔬菜，2008（7）：25.

［12］王萱，王玉浩，石延霞，等.辣椒抗白粉病人工接種鑒定方法研究[J].中國蔬菜，2009（12）：24-27.