連作對大棚辣椒生長發(fā)育及品質(zhì)的影響

梁更生 趙春燕 趙國良 王娟 溫宏昌 唐瑞永 程鳳林

摘要：選取連續(xù)種植辣椒3、7、10、15 a的大棚土壤，以種植黃瓜的鄰棚土壤為對照進行盆栽試驗，研究了連作對辣椒植株株高、莖粗、葉面積、產(chǎn)量、葉片中光合色素質(zhì)量分數(shù)和果實品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，隨著連作年限增加，辣椒植株的株高、莖粗及產(chǎn)量都明顯低于對照；光合色素質(zhì)量分數(shù)降低，其中葉綠素a質(zhì)量分數(shù)和總?cè)~綠素質(zhì)量分數(shù)顯著低于對照。連作條件下辣椒果實品質(zhì)顯著下降，其中可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)和可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)均顯著低于對照。

關(guān)鍵詞：辣椒；大棚；連作土壤；生長發(fā)育；品質(zhì)

中圖分類號：S641.3 文獻標志碼：A 文章編號：1001-1463（2018）05-0050-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.05.016

Effects of Continuous Cropping on Growth and Quality of

Pepper in Grennhouse

LIANG Gengsheng， ZHAO Chunyan， ZHAO Guoliang， WANG Juan， WEN Hongchang， TANG Ruiyong， CHENG Fenglin

（Tianshui Institute of Agricultural Science， Tianshui Gansu 741000， China）

Abstract：The greenhouse soil with 3， 7， 10， and 15 years of continuous pepper growing was selected， with the soil of the adjacent shed planted cucumber as control， for a pot experiment which was conducted to study the effects of continuous cropping on plant height， stem diameter， leaf area， yield， photosynthetic pigment content and fruit quality of pepper plant. The results show that the plant height， stem diameter and yield were significantly less than the control with the number of continuous cropping year increases. The mass fraction of photosynthetic pigments decreased， and the mass fraction of chlorophyll a and total chlorophyll were significantly lower than that of the control. The fruit quality of pepper decreased significantly under continuous cropping， and the mass fraction of soluble solids and soluble protein were significantly lower than those of control.

Key words：Pepper；Greenhouse；Continuous cropping soil；Growth and development；Quality

辣椒是茄科辣椒屬一年生草本植物，富含維生素及氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，具有解熱、鎮(zhèn)痛，增加食欲、幫助消化，降脂減肥，預防腫瘤等功 效[1 ]。因其果實營養(yǎng)豐富、味道鮮美而在世界各地廣泛栽培，年種植面積130萬hm2以上[2 ]。設施大棚能克服低溫季節(jié)對作物生長的限制且方便種植管理，在人們的生產(chǎn)生活中扮演著不可或缺的角色[2 ]，目前辣椒已成為設施栽培的主要蔬菜種類之一，是我國許多省市縣的重要經(jīng)濟支柱作 物[4 ]。辣椒屬于不耐連作的茄果類蔬菜之一[5 ]。但由于設施農(nóng)業(yè)的集約化生產(chǎn)，許多地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的連作障礙，嚴重制約著設施生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[6 ]。據(jù)上海、無錫、南京、淮陰、濟南、北京等地的調(diào)查，玻璃溫室如使用不當，2～3 a就出現(xiàn)連作障礙，塑料大棚約5 a出現(xiàn)程度不同的連作障礙，減產(chǎn)在20%～50%，甚至達到70%。因此，土壤連作障礙已成為設施辣椒可持續(xù)生產(chǎn)的主要限制因子之一。

我們針對天水市農(nóng)業(yè)科學研究所大棚辣椒生產(chǎn)現(xiàn)狀，選取連續(xù)種植辣椒3、7、10、15 a的大棚土壤進行盆栽試驗，對辣椒連作危害在生理指標上進行定量分析，為進一步研究辣椒連作障礙機理和尋找防止辣椒連作障礙發(fā)生的有效途徑提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與處理

選取天水市農(nóng)業(yè)科學研究所蔬菜試驗站連作辣椒3、7、10、15 a的大棚土壤，以相鄰黃瓜大棚土壤為對照。土壤基礎肥力見表1。指示品種為天椒4號。

試驗于2016年7月20日在天水市農(nóng)業(yè)科學研究所蔬菜試驗站大棚內(nèi)進行。試驗共設5個處理：辣椒連作3 a土壤（處理A）、辣椒連作7 a土壤（處理B）、辣椒連作10 a土壤（處理C）、辣椒連作15 a土壤（處理D）、種植黃瓜的土壤（處理E，CK）。隨機區(qū)組排列，重復3次。采用盆栽試驗。于8月26日定植后每隔22 d取樣1次，連續(xù)取樣5次，測定植株株高、莖粗、葉面積、葉片中光合色素質(zhì)量分數(shù)。于12月3日每個處理選取長勢相同的辣椒苗5株，測定單株產(chǎn)量和果實品質(zhì)。試驗期間在營養(yǎng)生長階段澆灌清水，生殖生長階段澆灌1/2 Hoagland營養(yǎng)液以促進辣椒生長。

1.2 測定方法

1.2.1 生長發(fā)育指標 株高以植株莖最高部位距土面的高度為準，用直尺測量。莖粗以植株與土面的交界處地上莖直徑代表，用游標卡尺測量。收獲后觀測各處理地上莖分枝數(shù)，對株重及產(chǎn)量進行稱重，并按小區(qū)計產(chǎn)。

1.2.2 辣椒葉片光合色素質(zhì)量分數(shù)測定 定植30 d后，采集生長點下第2片展開葉進行色素質(zhì)量分數(shù)測定[7 ]，在波長665、649、470 nm下測定吸光度，計算葉綠素a的質(zhì)量分數(shù)、葉綠素b的質(zhì)量分數(shù)和類胡蘿卜素的質(zhì)量分數(shù)。

1.2.3 辣椒果實品質(zhì)指標測定 Vc質(zhì)量分數(shù)采用2，6-二氯酚靛酚法測定[8 ]；可溶性總糖質(zhì)量分數(shù)采用苯酚法測定[9 ]；可滴定酸質(zhì)量分數(shù)采用酸堿滴定法測定[7 ]；可溶性固形物用折光儀測定。每個樣品重復測定3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用EXCEL和軟件SPSS11.0進行單因素方差分析，多重比較采用LSR法（Duncan，s法），顯著水平P < 0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 連作對辣椒生長性狀及產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，連作土壤處理的辣椒生育期均較對照延長，隨著連作年限增加呈增加趨勢。其中以處理A（辣椒連作3 a）的辣椒生育期最短，較對照延長3 d；處理D（辣椒連作15 a）的辣椒生育期最長，較對照延長21 d。在辣椒生長過程中，各連作土壤處理的辣椒葉面積系數(shù)均低于對照，隨著連作年限增加呈減小趨勢。其中以處理D最小，為3.10，較對照低1.93；其余處理較對照低0.48～1.64。株高均矮于對照，隨著連作年限增加呈降低趨勢，其中以處理D最矮，為52.17 cm，較對照矮17.88 cm；其余處理較對照矮1.17～11.36 cm。莖粗均細于對照，隨著連作年限增加呈減小趨勢。其中以處理D最細，為0.51 cm，較對照細0.37 cm；其余處理較對照細0.06～0.23 cm。連作對辣椒株高、莖粗的抑制作用在辣椒開花后表現(xiàn)的較明顯，表現(xiàn)為CK > 處理A > 處理B > 處理C > 處理D。地上莖分枝數(shù)均少于對照，隨著連作年限增加呈減少趨勢。其中以處理D最少，為4個，較對照少4個；其余處理較對照少1～3個。平均株重也均低于對照，隨著連作年限增加呈降低趨勢。其中以處理D最低，為144.38 g/株，較對照降低65.80 g/株；其余處理較對照降低12.94～40.20 g/株。連作處理的辣椒平均折合產(chǎn)量也均低于對照，隨著連作年限增加呈降低趨勢。其中以處理D最低，為4.6 t/hm2，較對照減產(chǎn)17.9 t/hm2；其余處理較對照減產(chǎn)4.5～15.3 t/hm2。可見，辣椒生育期越短，葉面積系數(shù)就越大，植株生長旺盛，單株重和折合產(chǎn)量越高。說明連作土壤抑制了辣椒的生長，使辣椒株高降低、莖粗變細，連作3 a的辣椒長勢明顯好于連作年限較長的，而其連作年限越長，長勢越弱。

結(jié)合試驗地土壤基礎肥力的測定結(jié)果（表1）可知，連作年限越久的土壤，肥力明顯高于對照，可見提高連作土壤的肥力并沒有改變其對辣椒生長的抑制作用，由土壤理化環(huán)境引起的根際微生物和根系分泌物組分改變可能是導致這一結(jié)果的主要因素。

2.2 連作對辣椒葉綠素及類胡蘿卜素質(zhì)量分數(shù)的影響

由表3可知，連作土壤對辣椒葉綠素質(zhì)量分數(shù)的影響較大，對照葉綠素質(zhì)量分數(shù)明顯大于各連作辣椒土壤處理，辣椒葉片葉綠素a的質(zhì)量分數(shù)、葉綠素b的質(zhì)量分數(shù)和葉綠素總質(zhì)量分數(shù)均較對照顯著降低。葉綠素質(zhì)量分數(shù)的減少影響著連作辣椒的光合作用，進而影響植株地上部和地下部的生長，最終導致辣椒生長發(fā)育的障礙。與對照相比，連作3 a和7 a時葉綠素a下降幅度最大，分別下降33.5%和31.0%；葉綠素總量在連作條件下顯著降低。各連作辣椒土壤處理的類胡蘿卜素質(zhì)量分數(shù)與對照有差異，但不顯著。

2.3 連作對辣椒果實品質(zhì)的影響

從表4可以看出，辣椒單株果實數(shù)以處理A最多，為10.00個，較對照多0.50個，其余連作辣椒土壤處理均少于對照，較對照少0.25～1.25個。連作辣椒土壤處理的辣椒果實可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)均顯著低于對照，其中以處理B下降幅度最大，較對照下降了31.61%?？扇苄缘鞍踪|(zhì)量分數(shù)均低于對照，除處理D與對照差異顯著外，其余處理與對照差異不顯著。可溶性總糖質(zhì)量分數(shù)除處理B與對照持平外，其余處理均低于對照，處理A與對照差異不顯著，處理C、處理D與對照差異顯著，均較對照下降0.98%。Vc質(zhì)量分數(shù)均低于對照，但與對照顯著不差異?？傻味ㄋ豳|(zhì)量分數(shù)均高于對照，但與對照顯著不差異。

3 小結(jié)與討論

有研究認為，短期連作對大棚黃瓜產(chǎn)量沒有不良影響，而長期連作會造成產(chǎn)量的顯著降低[10 ]。這與本試驗中連作條件下辣椒單株產(chǎn)量、果實重比對照（非連作土壤，種植黃瓜）顯著下降的研究結(jié)果一致。通過對辣椒生長過程中生理發(fā)育指標的調(diào)查發(fā)現(xiàn)：在肥力充足的情況下，連作土壤仍然能夠抑制辣椒的生長發(fā)育。從生長狀況來看，隨著連作年限增加，辣椒植株矮小、細弱。這是由于連作條件下辣椒根系活力降低使對養(yǎng)分吸收能力的減弱，葉綠素質(zhì)量分數(shù)的減少影響著連作辣椒的光合作用，進而影響植株地上部和地下部的生長，最終導致連作辣椒生長發(fā)育的障礙。在不同連作年限辣椒中，連作3 a的辣椒葉面積最大、平均株重和產(chǎn)量最高，隨著連作年限的增加，呈現(xiàn)減弱趨勢，說明長期連作對辣椒的性狀和產(chǎn)量都有很大影響。

連作顯著降低了辣椒葉綠素a的質(zhì)量分數(shù)，這可能是由于環(huán)境脅迫提高了葉綠素酶的活性，促進了葉綠素降解[11 ]。同時，連作條件下葉綠素總量顯著低于對照，連作導致葉片光合色素質(zhì)量分數(shù)的降低，從而降低了葉片捕捉和利用光能的能力，同時也影響了光能在葉綠體中的分配。這可能是由于連作造成土壤理化性狀惡化，造成植株根系的吸收障礙，使其體內(nèi)營養(yǎng)水平降低，從而導致葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)降低。

本研究發(fā)現(xiàn)，辣椒果實的可溶性固形物、可溶性蛋白和可溶性總糖都有不同程度下降。這是由于連作顯著降低了辣椒葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)，影響其光合性能，從而影響辣椒果實的品質(zhì)。與此一致，有學者認為，連作年限較長時，將導致其產(chǎn)量、Vc和可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)均顯著降低[12 ]。

連作障礙的產(chǎn)生涉及到作物、土壤、環(huán)境等生物的、非生物的諸多復雜因素，長期連作導致土壤鹽漬化及酸化，結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，有益微生物的活動減弱[13 ]，土傳病害加重，造成作物減產(chǎn)，品質(zhì)下降[14 ]。加上這些因素的相互影響，使得解決這一問題更加復雜，任何單一的措施或通過少數(shù)幾個措施都很難收到理想的效果。由于作物種類和栽培條件不同，作物發(fā)生連作障礙的主要原因也各有不同，而迄今為止有關(guān)連作障礙的研究大都停留在單因子水平上，缺乏對其內(nèi)在相互關(guān)系、相互影響的深入了解，這方面的研究有待進一步加強。

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（本文責編：鄭立龍）