不同栽培模式和土壤含水量對溫室青椒產量和品質的影響

王鐵良, 孫士博, 李 波

(沈陽農業大學水利學院,遼寧沈陽 110866）

不同栽培模式和土壤含水量對溫室青椒產量和品質的影響

王鐵良, 孫士博, 李 波

(沈陽農業大學水利學院,遼寧沈陽 110866）

為探求溫室春夏茬青椒的適宜覆膜模式及灌溉量,以土壤含水量作為控制灌水變量,在滴灌條件下研究覆膜與不覆膜2種栽培模式對青椒長勢、產量、水分利用效率及品質的影響。結果顯示：在同一栽培模式下,開花坐果期的土壤含水量為田間最大持水量的70%～80%時,青椒產量、水分利用效率、有機酸含量達到最大值,而VC含量相對較高；在同一水分處理下,與不覆膜處理相比,覆膜處理的青椒產量、水分利用效率、VC和有機酸含量高。因此,當開花坐果期的土壤含水量為田間最大持水量的70%～80%時,覆膜青椒的產量(46 426.20 kg/hm2）和水分利用效率(22.59 kg/m3）最高,青椒的品質也較其他處理有所提高。綜合考慮,溫室覆膜條件下,開花坐果期的土壤含水量為田間最大持水量的70%～80%時對青椒生長最為適宜。

青椒；覆膜；土壤含水率；產量；品質

青椒是一種對水分要求比較嚴格的作物,需水量較大,植物展開度大,生長力強,節間短,適宜日光溫室種植[1]。覆膜栽培技術在中國已有30多年歷史,自1978年從日本引進地膜覆蓋栽培技術以來,根據因地制宜的原則進行試驗和消化吸收,逐步形成了具有中國特色的地膜覆蓋栽培體系[2]。地膜覆蓋栽培技術的廣泛應用對提高作物產量起了很大的作用,能提高土壤溫度,保持土壤濕度,加快作物的生長發育進程,有效提高土地資源利用,調節作物生長季節,提高產量[3]。同時,地膜覆蓋也能有效保墑和利用水分,隔絕土壤與外界的水分交換,抑制潛熱和顯熱交換[4]。洪彬藝認為覆膜加快了花生的出苗速率,顯著提高花生的出苗率[5]。程俊珊在對玉米覆膜試驗中發現,與不覆膜相比,覆膜玉米行粒數增加8.0～8.7粒,每穗粒數增加112.0～121.8粒,千粒質量增加40.2～67.0 g,單株產量提高52.7～55.0 g[6]。覆膜對大豆也表現出同樣的增產效果,與裸地相比,覆膜菜用大豆株高、莢數、分枝數、主莖節數均多,具有更高的生產潛力[7]。本研究將分析覆膜對溫室春夏茬青椒長勢、產量、水分利用效率和品質的影響效應,為青椒的高產、優質栽培提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2013年4月至7月在沈陽農業大學水利學院綜合試驗基地日光溫室中進行。土壤為棕壤土,田間最大持水量為37.1%(體積含水量）,其化學性質見表1。供試材料為35-619青椒。

表1 土壤化學性質Table 1 Soil chemical properties

1.2 試驗設計

試驗設不覆膜(A）和覆膜(B）2種栽培模式,每種栽培模式下以土壤含水量為指標設4個處理,共8個處理(表2）；每個處理設3次重復,每個重復隨機排列。試驗以小區試驗方法進行,共計24個小區,每個小區面積為3 m2。在定植前,各重復間用埋深60 cm的塑料布做防滲透隔離處理,防止水分、養分的互滲或遷移。作物株距30 cm,行距50 cm。滴灌管鋪放在地表,出水孔間距30 cm,并與青椒植株相對應。

試驗將青椒全生育期劃分為苗期、開花坐果期、結果期3個生育期。各處理小區灌水量按公式(1）進行。

式中Q為小區一次灌水量(m3）；θ1為土壤含水量上限值(田間最大持水量）；θ2為實測土壤含水量平均值(土壤體積含水量）；h為計劃濕潤層深度(m）；p為土壤濕潤比(灌水后濕潤土壤體積占計劃濕潤層土壤體積的比例）,取p=0. 6；s為小區面積(m2）。每次灌水后對灌水量、灌水時間進行記錄。

表2 試驗設計Table 2 Experimental design

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤含水率 采用時域反射儀(TDR）每隔3 d測定一次,取平均值。

1.3.2 株高和莖粗 青椒定植緩苗后,每個重復選取長勢大致相同的4株青椒作為觀測對象,每隔7 d測量青椒的株高和莖粗。株高采用鋼卷尺直接測量,從植株最底部到植株主干分叉處；莖粗采用電子游標卡尺在地面以上1 cm處量取直徑。

1.3.3 產量 果實成熟過程中,采用電子秤測量每個處理的總量,精度為0.01 g,并在采收時定期,測量其單株青椒鮮質量,得出總產量。

1.3.4 品質 在果實采摘后期測定果實的品質,其中VC含量采用鉬藍比色法測定,有機酸含量采用堿式滴定法測定[8]。

2 結果與分析

2.1 不同栽培模式和土壤含水量對青椒長勢的影響

株高、莖粗是反映植株長勢的重要指標。圖1、圖2為覆膜與不覆膜兩種栽培模式下不同水分處理的青椒全生育期內株高、莖粗的變化。從水分處理來看,青椒的株高和莖粗變化趨勢一致。在整個生育期內,株高在前期均呈增長趨勢,但到結果期各處理走勢趨于平緩,因為此時果實膨大開始攝取水分和養分,導致植株增長速度變緩。由圖1可知,B3處理的株高明顯高于其他處理,其余處理株高從高到矮依次為：B2、A3、A4、B4、A1、A2、B1,而B1處理由于灌水量少且覆膜使土壤溫度變高,從而水分蒸發快導致土壤缺水,青椒生長受到抑制[9]。從圖2可以看出,在2種栽培模式下,青椒莖粗均為覆膜高于不覆膜處理；在同一栽培模式下,當開花坐果期的土壤水分為田間最大持水量的70%～80%時,青椒的莖粗最粗。綜上所述,覆膜條件下,B3處理適宜青椒的生長發育。

圖1 2種栽培模式4種土壤含水量條件下青椒株高變化Fig.1 Changes of plant height of pepper in two cultivation systems with different soil moistures

圖2 2種栽培模式4種土壤含水量條件下青椒莖粗變化Fig.2 Changes in stem diameter of pepper in two cultivation systems with different soil moistures

2.2 不同栽培模式和土壤含水量對青椒產量的影響

產量是衡量灌溉水分調控效果的一項重要指標。在不同栽培模式相同的水分處理中,對青椒產量的測定結果見表3。隨著土壤含水量的增加,青椒產量先增加后下降。從水分處理來看,處理3、處理4產量最高,處理1、處理2產量最低；從栽培模式看,覆膜產量高于不覆膜,且處理3最高。由此可見,土壤水分含量為田間最大持水量的70%～80%時,有利于提高青椒的產量,而在覆膜的栽培方式下效果最佳。

表3 不同栽培模式和土壤含水量對青椒產量的影響Table 3 Pepper yield affected by film-mulching modes and soil moistures

2.3 不同栽培模式和土壤含水量對青椒水分利用效率的影響

水分利用效率是指單位灌溉水量所產生的經濟產品的數量,由相同面積上的經濟產品總量除以灌溉總水量得到[10]。合理的節水灌溉是要使灌溉水量得到充分有效的利用,盡可能用最少的水量獲得作物較大產量[11]。本研究對不同栽培模式和土壤含水量下的青椒水分利用效率分析結果見表4。在覆膜條件下,各處理的水分利用效率表現為B3＞B4＞B1＞B2,說明覆膜條件下土壤含水量控制在田間最大持水量的70%～80%時,青椒的水分利用效率最高；在不覆膜條件下,A1處理的水分利用效率最高,其次為A3、A4,A2處理最低,這說明不覆膜條件下土壤含水量過低會提高青椒的水分利用效率。綜合總產量和水分利用效率的因素,灌水過多或過少均不能體現最佳效果,日光溫室春夏茬青椒在滴灌條件下,覆膜土壤含水量控制在田間最大持水量的70%～80%,可達到高產、省水的效果。

2.4 不同栽培模式和土壤含水量對青椒品質的影響

作為表征灌水制度優劣的重要指標,作物的品質與產量具有相同的重要性。維生素C(VC）能抗壞血病,廣泛存在于新鮮水果、蔬菜及許多生物體中,作為一種高活性物質,參與很多新陳代謝過程,對鑒別水果、蔬菜品質的優劣具有重要意義[12]。有機酸廣泛存在于植物中,它們在新陳代謝中占有重要地位[13]。

表4 不同栽培模式和土壤含水量條件下青椒的水分利用效率Table 4 Water use efficiency of peppers affected by film-mulching modes and soil moistures

不同的栽培模式和水分處理對青椒VC含量和有機酸含量的影響如表5所示。同一栽培模式下,青椒的VC含量隨開花坐果期土壤水分含量的增大而減少,這說明過多的水分會降低青椒的VC含量；同一水分處理,覆膜比不覆膜青椒的VC含量高,說明覆膜栽培和適當降低開花坐果期的土壤水分含量對溫室滴灌條件下春夏茬青椒VC含量的提高非常有利。同一栽培模式下,當青椒開花坐果期的土壤水分控制范圍在田間最大持水量的70%～80%時,有機酸含量最高；同一水分處理,青椒的有機酸含量所呈現的結果與VC含量相同,為覆膜比不覆膜的高。

由表5可知,相同水分處理下,當開花坐果期的土壤水分含量為田間最大持水量的50%～60%和70%～80%時,覆膜與不覆膜對青椒有機酸含量的影響均達到顯著水平；而當開花坐果期的土壤水分含量為田間最大持水量的60%～70%和80%～90%時,不同栽培模式對青椒有機酸含量的影響差異不顯著；相同栽培模式,覆膜條件下不同水分處理對青椒有機酸含量的影響差異顯著,而不覆膜條件下不同水分處理對青椒有機酸含量的影響差異不顯著。

3 結論

滴灌條件下不同栽培模式和土壤含水量,青椒莖粗逐漸增大,而株高則先增高,后期呈平穩趨勢,其中覆膜條件下株高和莖粗均以開花坐果期土壤含水量為田間最大持水量的70%～80%時最高。較低的土壤水分,明顯抑制了青椒的生長,而土壤水分過多,則引起植株徒長。

表5 不同栽培模式和土壤含水量對青椒果實品質的影響Table 5 Fruit quality of pepper affected by film-mulching modes and soil moistures

不同栽培模式和土壤含水量下,覆膜栽培模式下處理3的水分利用效率最高,為22.59 kg/m3。從節水高產角度考慮,覆膜條件下,開花坐果期的土壤含水量控制在田間最大持水量的70%～80%為宜。

滴灌條件下同一栽培模式的青椒維生素C含量隨著土壤含水量的變大而減少,而有機酸含量隨土壤含水量的增大先增加后減少；不同栽培模式下,青椒的維生素C和有機酸含量,均呈現覆膜高于不覆膜處理。覆膜條件下,不同水分處理對青椒的維生素C含量的影響差異顯著,不覆膜條件下,不同水分處理對青椒有機酸含量的影響差異顯著。

綜合考慮不同栽培模式和土壤含水量對青椒長勢、水分利用效率和產量以及果實品質的影響,覆膜條件下開花座果期的土壤含水量保持在田間最大持水量的70%～80%可以作為溫室春夏茬青椒理想的土壤水分控制指標。

[1] 李 晴,韓玉珠.國內外辣椒產業現狀與發展趨勢[J].湖北農業科學,2009,48(9）：2278-2281.

[2] 沈康榮,李家軍,汪曉春,等.蓮藕覆膜廂作高效栽培技術研究[J].華中農業大學學報,2001,20(6）：571-575.

[3] 韓廣泉,馮雪程,鄭 群,等.灌溉施肥技術對溫室辣椒生長、產量和品質的影響[J].中國農學通報,2013,29(7）：88-92.

[4] 張 紅,侯艷華.地膜覆蓋栽培對促進增產增收作用的研究[J].中國農業信息,2009(7）：29-30.

[5] 彭 強,梁銀麗,陳 晨,等.土壤含水量對結果期溫室辣椒生長及果實品質的影響[J].西北農林科技大學學報,2010,38 (1）：155-160.

[6] 程俊珊.渭源地區旱地玉米覆膜種植增溫效應及高產增效研究初報[J].干旱地區農業研究,2006,24(1）：39-42.

[7] 陳艷秋,宋書宏,王文斌,等.覆膜菜用大豆生長發育規律及產量構成的研究[J].大豆科學,2007(3）：439-441.

[8] 高俊鳳.植物生理學實驗技術[M].西安：世界圖書出版公司, 2000.

[9] 龍 攀,黃 璜.作物覆膜溫室效應研究進展[J].作物研究, 2010(1）：52-55.

[10]王聰聰,孫 磊,郭鳳臺,等.土壤水分狀況對溫室滴灌番茄水分利用效率及果實品質的影響[J].灌溉排水學報,2011,30 (2）：86-89.

[11]何 華,杜社妮,梁銀麗,等.土壤水分條件對溫室黃瓜需水規律和水分利用的影響[J].西北植物學報,2003,23(8）：1372-1376.

[12]陳 平,杜太生,王 峰,等.西北旱區溫室辣椒產量和品質對不同生育期灌溉調控的響應[J].中國農業科學,2009,42(9）： 3203-3208.

[13]申孝軍,孫景生,劉祖貴,等.灌水控制下限對冬小麥產量和品質的影響[J].農業工程學報,2010,26(12）：58-65.

(責任編輯：孫 寧）

Yield and quality of greenhouse green pepper affected by film-mulching patterns and soil moistures

WANG Tie-liang, SUN Shi-bo, LI Bo

(College of Water Conservancy,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110866,China）

To identify the suitable cultivation pattern(film mulching or no mulching）and soil moisture for greenhouse spring and summer green pepper with drip irrigation,the soil moisture content was taken as a variable in the experiment to study the effects of film mulching and irrigation on the growth,yield,water use efficiency and quality of peppers. In the same cultivation pattern,when the soil moisture at blossom and fruit period was between 70%and 80%of field capacity,green pepper yield,water use efficiency,organic acids contents reached the maximum,and the content of VCwas relatively high.In the same water irrigation treatment,the yield,water use efficiency,VCand organic acids contents of green pepper with film mulching outplayed those without film mulching.In conclusion,the soil moisture between 70%and 80%of field capacity at blossom and fruit period was in favorable for the yield and quality of green pepper with film mulching.

green pepper；film mulching；soil moisture；yield；quality

S641.307+.1

A

1000-4440(2015）01-0138-05

王鐵良,孫士博,李 波.不同栽培模式和土壤含水量對溫室青椒產量和品質的影響[J].江蘇農業學報,2015,31(1）：138-142.

10.3969/j.issn.1000-4440.2015.01.022

2014-11-10

遼寧省教育廳一般項目(L2012239）

王鐵良(1965-）,男,遼寧錦州人,博士,教授,從事生態環境與節水灌溉理論和技術研究。(E-mail）tieliangwang@ 126.com