綠洲灌區(qū)膜下滴灌調(diào)虧對辣椒品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

高佳，張宏斌 ，張恒嘉* ，巴玉春

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)水利水電工程學(xué)院，甘肅 蘭州730070；2.甘肅省水利科學(xué)研究院，甘肅 蘭州730000；3.民樂縣洪水河管理處，甘肅 民樂 734500)

甘肅省重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)之一——河西走廊灌區(qū)，位于干旱地區(qū)，土地資源豐富，光熱充足，具有發(fā)展農(nóng)業(yè)的天然優(yōu)勢，但水資源短缺，農(nóng)業(yè)用水緊張.獨特的地理環(huán)境條件，為辣椒種植栽培提供了良好的生長條件，當?shù)乩苯贩N植面積較廣，但基本都采用傳統(tǒng)的大水漫灌，不僅不利于辣椒生長發(fā)育和產(chǎn)量的提高，而且水分利用效率低，水資源浪費嚴重，這極大地制約了當?shù)乩苯樊a(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展.膜下滴灌調(diào)虧技術(shù)是膜下滴灌技術(shù)與調(diào)虧灌溉技術(shù)有效結(jié)合的產(chǎn)物，可有效節(jié)約灌水量，降低棵間蒸發(fā)，提高膜下淺層土壤溫度和增加產(chǎn)量等.但滴灌技術(shù)對水質(zhì)要求較高，滴灌系統(tǒng)要進行經(jīng)常性地檢查與維修.目前，國內(nèi)外關(guān)于滴灌調(diào)虧技術(shù)已有大量報道，如：萬文亮等[1]、武陽等[2]、GREAVES等[3]、SARAIVA等[4]分別研究了滴灌調(diào)虧對春小麥、果樹、玉米和西瓜等作物生長狀況、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，提出合理的滴灌調(diào)虧可以節(jié)約灌水量，增加產(chǎn)量，同時有效改善作物品質(zhì).目前，對于河西地區(qū)實施膜下滴灌調(diào)虧技術(shù)對馬鈴薯[5]、板藍根[6]和葡萄[7]等作物生長狀況、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究較多，而對當?shù)乩苯贩N植栽培研究較少.并且，國內(nèi)關(guān)于辣椒研究主要集中在植株生長、產(chǎn)量和水肥利用效率等方面[8-9]，對于辣椒水分調(diào)虧對營養(yǎng)品質(zhì)、產(chǎn)量的綜合研究較少.辣椒(CapsicumanmuumL)，茄科辣椒屬，根系細短，吸收能力弱，既不耐澇也不耐旱.文中將膜下滴灌措施與調(diào)虧灌溉節(jié)水技術(shù)相結(jié)合，探究膜下滴灌調(diào)虧對“隴椒6號”營養(yǎng)品質(zhì)及產(chǎn)量的影響.

1 材料和方法

1.1 試驗區(qū)概況

益民灌溉試驗站位于甘肅省民樂縣張連莊村(100°43′E，38°39′N).位于半干旱氣候區(qū)，光照強烈，年日照時數(shù)3 000 h左右，晝夜溫差大.年平均溫度6 ℃，年總降雨量183～285 mm，蒸發(fā)強度大，平均海拔1 970 m.無霜期109～174 d，田間正常持水量θf為24%(質(zhì)量含水率)，pH值7.22，土壤容重1.4 t/m3.田間地下水位為20 m左右.2018年5月8日—8月28日灌溉試驗站總降雨量約為113.05 mm.

1.2 試驗材料及試驗設(shè)計

“隴椒6號”辣椒苗為試驗材料，大田起壟覆膜種植.溫棚育苗(2018年3月21日)，移栽定植(2018年5月8日)，辣椒青果分3次采收.移栽定植前試驗區(qū)進行控水，按照辣椒生長特點全生育期分苗期、開花坐果期、結(jié)果盛期和結(jié)果末期4個生育階段.試驗設(shè)6個處理，1個對照，如表1所示.表中，θ為占田間持水量的百分數(shù)，表示土壤水分控制上限和下限，I為全生育期總灌水量，mm.各試驗小區(qū)面積2.4×6 m2(每個處理3次重復(fù)).人工起壟，滴灌帶順壟長方向鋪于壟中間，滴頭間隔30 cm，滴頭平均流量為2.5 L/h.辣椒采取每壟雙行定植，行距為45 cm，株距為35 cm.

表1 試驗設(shè)計灌水方案Tab.1 Experimental irrigation design

1.3 測定項目及方法

1.3.1 土壤水分測定

采用土鉆取土，烘干稱重法計算土壤水分.取土深度設(shè)為30 cm，平均分成3個梯度.辣椒幼苗移栽前(5月7日)取土測量1次土壤水分，此后每隔8 d取土1次.當土壤水分低于設(shè)計下限時，以30 cm內(nèi)土壤水分作為灌水依據(jù)，立即灌到設(shè)計上限，水表量水(控水).

1.3.2 產(chǎn)量測定

辣椒青果分3次采摘(7月15日、8月11日、8月29日)，每小區(qū)選取5株掛牌標記，當辣椒過長，達到18 cm以上，果實顏色由青綠色變成深綠色即可采摘.每次采摘這5株辣椒產(chǎn)量的平均值作為辣椒單株產(chǎn)量、單果鮮質(zhì)量、單果長和果肩寬以此計算小區(qū)產(chǎn)量，最終換算成每公頃產(chǎn)量.

1.3.3 營養(yǎng)品質(zhì)測定

采收時在5株掛牌植株上隨機取3個果實，進行果實營養(yǎng)品質(zhì)的測定：VC質(zhì)量比采用比色法測定[10](稱取0.3 g果實鮮樣樣品)；可溶性糖用蒽酮比色法測定[10](稱取0.1 g烘干粉碎樣品)；可溶性固形物用阿貝折射儀測定；可溶性蛋白質(zhì)量比用考馬斯亮藍染色法測定[11](稱取0.1 g烘干粉樣品).

1.4 數(shù)據(jù)分析

選用軟件SPSS 19.0和Excel 2016對試驗過程采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對青果營養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.1.1 維生素C質(zhì)量比

表2為不同調(diào)虧處理對果實維生素C質(zhì)量比ωVC的影響.隨著辣椒生長，果實中維生素C(VC)質(zhì)量比逐漸增加.CK處理3次收獲青果中平均VC質(zhì)量比為1.367 mg/g.與對照相比，處理C1，C2的果實VC質(zhì)量比在3次測量中均與對照差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05).而處理C3，在3次測定中果實VC質(zhì)量比顯著低于CK(P<0.05)，并且3次收獲的青果平均VC質(zhì)量比與對照相比降低2.2%，說明在辣椒苗期進行重度水分調(diào)虧會降低辣椒果實VC質(zhì)量比；處理C4，C5在結(jié)果盛期時比CK顯著提高青果VC質(zhì)量比9.1%和7.8%；處理C6與對照在青果VC質(zhì)量比上差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義.可見結(jié)果盛期進行輕度水分調(diào)虧有利于辣椒果實VC質(zhì)量比的提高；苗期輕度、中度與結(jié)果末期輕度水分調(diào)虧不影響辣椒果實VC質(zhì)量比；苗期重度水分調(diào)虧降低辣椒青果中VC質(zhì)量比.

表2 不同調(diào)虧處理對果實維生素C質(zhì)量比的影響Tab.2 Effect of different water treatments on vitamin content of pepper mg/g

2.1.2 可溶性糖質(zhì)量分數(shù)

表3為不同調(diào)虧處理對果實可溶性糖質(zhì)量分數(shù)ωS的影響.從表中可以得出，隨著生育期的逐漸推進，辣椒可溶性糖逐漸增多.CK處理下3次采摘的青果平均可溶性糖質(zhì)量分數(shù)為2.5%.整個生育期，C1，C2水分調(diào)虧與CK相比，可溶性糖的差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；處理C3在3次收獲中比CK顯著降低青果可溶性糖質(zhì)量分數(shù)3.9%，6.5%和11.1%(P<0.05)；處理C4，C5，第2次收獲的果實相比CK，顯著提高可溶性糖質(zhì)量分數(shù)10.6%和9.8%，第3次收獲顯著提高4.2%和5.3%；處理C6與CK差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，說明結(jié)果末期實施輕度調(diào)虧灌溉對果實可溶性糖質(zhì)量分數(shù)影響不具有統(tǒng)計學(xué)意義.處理C4，C5與CK相比(可溶性糖質(zhì)量分數(shù)3次平均值)顯著提高5.7%和6.1%.

表3 不同調(diào)虧處理對果實可溶性糖質(zhì)量分數(shù)的影響Tab.3 Effect of different water treatments on so-luble sugar content of pepper %

2.1.3 可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)

可溶性固形物是果蔬中礦物質(zhì)、還原性糖、酸及其他一些化合物的總和[12].如表4所示，在所有水分調(diào)虧處理下，辣椒果實中可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)ωT在第1次與第3次收獲中含量較高，第2次收獲的青果中相對較少.3次收獲青果中處理C1，C2可溶性固形物與CK均處于同一水平，差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；處理C3在3次收獲中與CK相比顯著降低可溶性固形物3.3%，2.0%和6.7%(P<0.05)；由表4可以看出，第2次收獲青果，處理C4，C5的可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)比CK分別顯著提高4.2%和4.7%，說明結(jié)果盛期輕度水分調(diào)虧可顯著提高第2次收獲青果產(chǎn)量中可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)；處理C6與C2相比可溶性固形物差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義.

表4 不同調(diào)虧處理對果實可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)的影響Tab.4 Effect of different water treatments on so-luble solid content of pepper %

2.1.4 可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)

由表5可以看出，3次收獲相比，以第2次收獲的辣椒青果可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)ωP最低.處理C1，C2下3次收獲的可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)平均值比CK分別顯著提高6.7%和8.0%(P<0.05)；處理C3與CK相比，3次采摘的辣椒可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)平均值差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義.如表5所示，處理C4，C5第3次收獲時的辣椒青果中可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)比CK顯著提高9.4%和10.4%.處理C6與CK差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義.

表5 不同調(diào)虧處理對果實可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)的影響Tab.5 Effect of different water treatments on so-luble protein content(%)of pepper %

2.2 不同處理對辣椒外觀品質(zhì)的影響

2.2.1 青果長

如表6所示，在3次采收中，青果長度最大為第2次采收.CK中，A2采收分別比A1和A3采收的青果長度l提高3.3%和2.3%.A1采收時處理C1，C2，C4，C5，C6青果長與CK差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，C3比CK顯著降低13.6%(P<0.05)；第2次采收，C4，C5比CK顯著降低青果長度8.1%和11.3%；3次采收時，C6青果長度與CK處于同一水平,C3后的辣椒青果長均顯著比CK降低13.7%,12.8%和12.5%.

表6 不同調(diào)虧處理對青果長度的影響Tab.6 Effect of different treatments on fruit length cm

2.2.2 青果肩寬

如表7所示，3次采收辣椒青果肩寬W從大到小依次為A2，A1，A3.CK的A2次收獲平均果肩寬值最大，為2.82 cm.在3次采收的青果肩寬平均值中C3相比CK顯著降低6.1%，4.6%和3.8%(P<0.05).C1和C2的3次采收的辣椒青果肩寬與CK差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05).處理C4，C5分別與C1，C2相比辣椒果實肩寬差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義.C6青果肩寬在A1，A2采收中與CK差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，但在A3采收時比CK顯著降低3.4%.

表7 不同調(diào)虧處理對青果肩寬的影響Tab.7 Effect of different treatments on fruit width cm

2.2.3 青果單果質(zhì)量

表8 為不同調(diào)虧處理對單果質(zhì)量的影響，表中m為單果質(zhì)量.由表8可知，C2，C3和C6在首次采摘時比CK顯著提高單果質(zhì)量15.3%，8.5%和14.3%(P<0.05)，C1與CK差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，C4，C5比CK顯著降低單果質(zhì)量7.9%和8.3%.C4，C5與CK對比在第2次采收時顯著降低單果質(zhì)量13.4%和19.4%；C2，C3和C6與CK相比辣椒平均單果質(zhì)量分別顯著提高22.8%，20.7%和21.6%(P<0.05).A3采收，C2，C3比CK顯著提高16.1%和15.6%，C1，C4和C5的辣椒平均單果質(zhì)量與CK差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，C6相比CK顯著降低12.6%.

表8 不同調(diào)虧處理對單果質(zhì)量的影響Tab.8 Effect of different treatments on fruit weight g

2.3 產(chǎn)量

2.3.1 第1次收獲

第1次青果在結(jié)果盛期初期采收，C1，C4和CK處于最高值，如表9所示，表中Y為產(chǎn)量.C3青果產(chǎn)量最低，比CK顯著降低20.8%(P<0.05)；處理C2，C5和C6的第1茬青果產(chǎn)量處于同一水平，與CK相比分別顯著降低產(chǎn)量12.4%，12.3%和10.5%；處理C3第1次收獲產(chǎn)量最低，比CK顯著減產(chǎn)26.3%.

表9 不同調(diào)虧灌溉處理下辣椒產(chǎn)量Tab.9 Pepper fruit yield under different water treatments kg/hm2

2.3.2 第2次收獲

第2次辣椒青果是在結(jié)果盛期末采收，處理C1，C2和C6辣椒青果產(chǎn)量處于同一水平，均與對照差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；處理C3與CK相比顯著減產(chǎn)12.0%(P<0.05).處理C4和C5與CK相比顯著減產(chǎn)13.3%和13.4%；處理C4與C1相比顯著減產(chǎn)12.5%；處理C5與C2相比顯著減產(chǎn)9.01%.

2.3.3 第3次收獲

辣椒第3次青果在結(jié)果末期結(jié)束時采收，C6與C2差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；C1，C2，C4和C6的第3次辣椒青果產(chǎn)量分別與CK處于同一水平；C3 與CK相比顯著減產(chǎn)23.1%(P<0.05).

2.3.4 總產(chǎn)量

處理C1的辣椒青果總產(chǎn)量最高，與CK處于同一水平，增產(chǎn)效果不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；處理C2，C4，C5和C6與CK相比分別顯著減產(chǎn)4.0%，7.5%，10.3%和2.3%(P<0.05)；處理C3總產(chǎn)量最低，與CK相比顯著減產(chǎn)17.18%.

3 結(jié) 論

1) 辣椒苗期輕度、中度水分調(diào)虧和結(jié)果末期輕度調(diào)虧對可溶性蛋白、維生素C、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)影響不具有統(tǒng)計學(xué)意義，辣椒結(jié)果盛期輕度水分調(diào)虧顯著提高第2次采收辣椒VC質(zhì)量比7.8%～9.1%，提高可溶性糖9.8%～10.6%.

2) 辣椒苗期輕度、中度和結(jié)果盛期輕度調(diào)虧對辣椒青果長和果肩寬影響不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05).結(jié)果末期輕度水分調(diào)虧對第3次青果長無影響.苗期中度、重度調(diào)虧可顯著提高辣椒單果質(zhì)量18.0%，14.9%，結(jié)果盛期與結(jié)果末期輕度調(diào)虧顯著降低辣椒單果質(zhì)量16.4%和12.6%.

3) 苗期輕度水分調(diào)虧辣椒總產(chǎn)量最高，為36 107.61 kg/hm2，與對照差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義.苗期重度水分調(diào)虧總產(chǎn)量最低，為29 954.97 kg/hm2，相比對照減產(chǎn)16.9%.