不同類(lèi)型土壤對(duì)辣椒產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響

劉 娟 何海燕 熊紅英 熊 程 王軍偉,7 黃 科 劉明月,7 周 龍*

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128；2.湘潭市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，湖南湘潭 411100；3.漢壽縣辰陽(yáng)街道辦事處，湖南漢壽 415900；4.蔬菜生物學(xué)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410128；5.園藝作物種質(zhì)創(chuàng)新與新品種選育教育部工程研究中心，長(zhǎng)沙 410128；6.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部園藝作物（蔬菜、茶葉等）基因資源評(píng)價(jià)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410128；7.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)黃埔創(chuàng)新研究院，長(zhǎng)沙 410128）

辣椒（Capsicum annuumL.）屬茄科蔬菜作物，因其風(fēng)味獨(dú)特且具有豐富的維生素、辣椒素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而深受大眾喜愛(ài)，作為蔬菜的主要經(jīng)濟(jì)作物之一，其高效栽培技術(shù)已成為研究重點(diǎn)[1-3]。近年來(lái)對(duì)辣椒品質(zhì)及產(chǎn)量的研究多集中在肥料類(lèi)型、施用量、配比及施肥制度等方面，而關(guān)于土壤類(lèi)型及其自身養(yǎng)分對(duì)辣椒產(chǎn)量的影響研究很少。楊帆等[4]、王翠麗等[5]認(rèn)為施肥效應(yīng)與土壤養(yǎng)分含量密切相關(guān)，正確的施肥量、施肥方式有助于辣椒產(chǎn)量的提高；王曉莉等[6]通過(guò)對(duì)土壤類(lèi)型進(jìn)行比較，篩選出最適合寧夏設(shè)施辣椒種植的土壤類(lèi)型?？盗钟竦萚7]通過(guò)對(duì)辣椒根系和果實(shí)顯微結(jié)構(gòu)分析得出土壤類(lèi)型對(duì)辣椒生長(zhǎng)存在影響；王紹祥等[8]也通過(guò)對(duì)不同土壤類(lèi)型進(jìn)行分析，證明土壤類(lèi)型對(duì)辣椒產(chǎn)量及品質(zhì)有顯著影響；陳娟等[9]通過(guò)不同類(lèi)型土壤種植前后微生物群落差異也鑒定出最適合辣椒生長(zhǎng)的土壤類(lèi)型；關(guān)于不同土壤類(lèi)型對(duì)作物產(chǎn)量的影響在生姜[10]、油茶[11]、花生[12]也有報(bào)道。前人的研究表明，土壤類(lèi)型的差異不僅影響作物的產(chǎn)量，對(duì)其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)也有較大影響。本研究旨在探究不同類(lèi)型土壤及其養(yǎng)分對(duì)辣椒產(chǎn)量的影響，以及種植前后的土壤養(yǎng)分變化差異，為完善辣椒栽培科學(xué)施肥提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試?yán)苯菲贩N為‘豐抗21’，屬鮮食辣椒類(lèi)型，果實(shí)長(zhǎng)牛角形；供試土壤類(lèi)型分別是四紀(jì)紅土、紫色土、板頁(yè)巖土、河流沖積土、石灰?guī)r土，5 種類(lèi)型土壤由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院祁陽(yáng)土壤試驗(yàn)站提供。供試肥料為金正大集團(tuán)公司生產(chǎn)的硫酸鉀型復(fù)合肥料，N ∶P2O5∶K2O 質(zhì)量比為17 ∶17 ∶17。

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)為盆栽試驗(yàn)。設(shè)置四紀(jì)紅土、紫色土、板頁(yè)巖土、河流沖積土、石灰?guī)r土共5 種類(lèi)型土壤栽培處理，每個(gè)處理種植75 盆，共計(jì)375 盆，每盆裝入10 L 的栽培土，土壤質(zhì)量為4.5 kg。于2021 年2月20 日進(jìn)行穴盤(pán)播種，2021 年4 月28 日進(jìn)行盆栽定植并施入40 g 復(fù)合肥作基肥，2021 年6 月15日至10 月20 日為采摘期。盆栽群體置于薄膜連棟溫室內(nèi)管護(hù)，種植期間管理措施全部一致。

1.2.1 土壤采集與測(cè)定 在辣椒種植前、采收期結(jié)束后分別采集5 種類(lèi)型土壤各500 g，檢測(cè)全氮、全磷、全鉀、水解性氮、有效磷及速效鉀的含量。

1.2.2 果實(shí)指標(biāo)檢測(cè) 采收中期每個(gè)處理隨機(jī)選擇5 株采摘辣椒果實(shí)樣品，用電子天平稱(chēng)量單果質(zhì)量，用游標(biāo)卡尺測(cè)定果實(shí)長(zhǎng)度、果柄長(zhǎng)度、果實(shí)寬度（因辣椒為非規(guī)則形狀，測(cè)量位置為同一批次同一果實(shí)距離辣椒肩部1/3 的位置，進(jìn)行2 次剖面垂直測(cè)量）；采收中后期，每2 d 采收1 次紅熟辣椒，每10 d 進(jìn)行1 次產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)，各次收獲之和記為總產(chǎn)量。

采摘標(biāo)準(zhǔn)為：在辣椒果實(shí)質(zhì)感由軟變硬，平均單果質(zhì)量在12 g 以上時(shí)帶蒂采摘。采用最小刻度為0.1 g 電子天平進(jìn)行稱(chēng)質(zhì)量，并計(jì)錄各植株的總產(chǎn)量。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 采用Excel 和GraphPad Prism 8軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖，采用SPSS 21.0 軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 定植前土壤養(yǎng)分分析

由表1 可知，石灰?guī)r土全氮含量為1 398 mg/kg，其數(shù)值最高，其次是河流沖積土和紫色土，板頁(yè)巖土與四紀(jì)紅土的全氮含量更低，低于其他3種土壤50%左右；板頁(yè)巖土全磷含量最高（1 400 mg/kg），其次為紫色土、石灰?guī)r土、河流沖積土，四紀(jì)紅土全磷含量最低（346 mg/kg）；板頁(yè)巖土中全鉀含量最高（2.59 %），四紀(jì)紅土最低（1.16%）。分析土壤水解性氮含量可知，5 種土壤水解性氮含量差異較大，河流沖積土和石灰?guī)r土中水解性氮含量較高，分別為102 mg/kg 和105 mg/kg，紫色土含量次之（79 mg/kg），四紀(jì)紅土和板頁(yè)巖土水解性氮含量較低，分別為57 mg/kg 和33 mg/kg；此外，不同類(lèi)型土壤中有效磷含量也有較大差異，河流沖積土和紫色土中有效磷含量較高，分別為33.1 mg/kg 和21.1 mg/kg，其余3 種均低于7 mg/kg；5 種類(lèi)型土壤在速效鉀含量由高到低依次為河流沖積土、石灰?guī)r土、紫色土、板頁(yè)巖土、四紀(jì)紅土。

表1 辣椒定植前不同類(lèi)型土壤養(yǎng)分含量

2.2 采收后土壤養(yǎng)分分析

土壤肥力是土壤為植物生長(zhǎng)供應(yīng)和協(xié)調(diào)水、肥、氣、熱等因子的能力。土壤肥力的高低不僅受土壤養(yǎng)分、植物根系吸收能力和植物生長(zhǎng)環(huán)境各因子的獨(dú)立影響，更取決于各因子間的協(xié)調(diào)程度[13]。原始土壤種植作物后，經(jīng)過(guò)作物根系的吸收過(guò)程，土壤養(yǎng)分產(chǎn)生相應(yīng)的變化。本試驗(yàn)種植后土壤狀態(tài)為濕土，內(nèi)含較多植物根系，無(wú)其他異物；土壤顏色也呈現(xiàn)相應(yīng)的變化，紫色土轉(zhuǎn)為棕色，石灰?guī)r土轉(zhuǎn)為褐色，板頁(yè)巖土、河流沖積土、四紀(jì)紅土轉(zhuǎn)為紅棕色。

表2 為辣椒采收后的土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)，與原始土壤相比，辣椒采收后土壤養(yǎng)分含量產(chǎn)生了不同程度變化，紫色土、板頁(yè)巖土、河流沖積土的全氮含量都有增加，四紀(jì)紅土全氮含量則降低到570 mg/kg，石灰?guī)r土全氮含量則無(wú)明顯變化；5 種類(lèi)型土壤中全磷含量差異不明顯，其中紫色土與板頁(yè)巖土中含量相對(duì)較高，分別為2 170 mg/kg 和2 180 mg/kg；不同土壤中全鉀含量在定植前后無(wú)明顯變化；采收后不同土壤的水解性氮含量均低于100 mg/kg；板頁(yè)巖土壤中有效磷含量最高為227.5 mg/kg，遠(yuǎn)高于其他土壤類(lèi)型，河流沖積土與四紀(jì)紅土處理下低于90 mg/kg，紫色土與石灰?guī)r土中有效磷含量則不足30 mg/kg；速效鉀含量次序分別為板頁(yè)巖土（318 mg/kg）＞石灰?guī)r土（274 mg/kg）＞四紀(jì)紅土（251 mg/kg）＞紫色土（197 mg/kg）＞河流沖積土（153 mg/kg）。土壤本身養(yǎng)分含量不足以支撐植物的正常生長(zhǎng)，在正常水肥管理的情況下，水解性氮含量仍低于土壤本身的養(yǎng)分含量，說(shuō)明經(jīng)過(guò)植物不斷的吸收，其所需含量遠(yuǎn)大于本身養(yǎng)分含量，不同土壤統(tǒng)一施肥也不夠合理，應(yīng)根據(jù)土壤性質(zhì)進(jìn)行合理施肥才能促進(jìn)作物生長(zhǎng)。

表2 辣椒采收后不同類(lèi)型土壤養(yǎng)分含量

2.3 辣椒果實(shí)性狀分析

單果質(zhì)量、果長(zhǎng)、果柄長(zhǎng)及果寬都是辣椒農(nóng)藝性狀的重要指標(biāo)，是判斷其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的參考因素。由表3 可知，5 種不同土壤栽培下辣椒的單果質(zhì)量變化較小，僅有四紀(jì)紅土單果質(zhì)量顯著低于紫色土和石灰?guī)r土，除四紀(jì)紅土外的4 種土壤之間無(wú)顯著性差異；對(duì)不同土壤栽培下辣椒果長(zhǎng)差異分析表明，在紫色土、河流沖積土、石灰?guī)r土栽培處理下差異不顯著，但三者均顯著大于板頁(yè)巖土（7.91 cm）與四紀(jì)紅土（7.84 cm）；在5 種處理下果柄長(zhǎng)存在一定差距但幅度并不大，為石灰?guī)r土（2.87 cm）＞紫色土（2.85 cm）＞ 河流沖積土（2.59 cm）＞ 板頁(yè)巖土（2.47 cm）＞ 四紀(jì)紅土（2.38 cm）；此外，5 種不同土壤栽培下辣椒果寬無(wú)顯著性差異。

表3 不同類(lèi)型土壤下辣椒果實(shí)性狀

2.4 辣椒動(dòng)態(tài)產(chǎn)量分析

圖1 表示5 種土壤栽培下辣椒動(dòng)態(tài)產(chǎn)量趨勢(shì)，采收中，每2 d 采收1 次紅熟辣椒，每10 d 進(jìn)行一次產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)，此處為5 株總產(chǎn)量的動(dòng)態(tài)產(chǎn)量。由圖1可知，在剛進(jìn)入采收期后一個(gè)月內(nèi)板頁(yè)巖土和紫色土栽培下的辣椒產(chǎn)量明顯高于其他3 種土壤，7 月中旬單株產(chǎn)量達(dá)到最高，分別為462.32 g 和187.13 g，從7 月下旬開(kāi)始產(chǎn)量也呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在7 月下旬到8 月下旬期間5 種土壤類(lèi)型下產(chǎn)量均下降，其中僅河流沖積土栽培下的產(chǎn)量緩慢上升，其動(dòng)態(tài)產(chǎn)量為351.625 g。8 月下旬到9 月下旬辣椒產(chǎn)量逐漸上升，其中紫色土（252.715 g）、河流沖積土（210.165 g）、四紀(jì)紅土（213.875 g）、板頁(yè)巖土（71.795 g）的產(chǎn)量較低，而9 月中旬石灰?guī)r土栽培下產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他土壤類(lèi)型為560.275 g。在10月中下旬，除四紀(jì)紅土外，其他土壤栽培下的辣椒產(chǎn)量增加比較明顯，尤其是在10 月中旬石灰?guī)r土、紫色土、河流沖積土栽培下動(dòng)態(tài)產(chǎn)量達(dá)到最大值，分別為972.940 g、455.120 g、329.105 g。

圖1 不同類(lèi)型土壤栽培的辣椒動(dòng)態(tài)產(chǎn)量

2.5 辣椒總產(chǎn)量分析

本試驗(yàn)按單穴定植1 株，每667 m2定植2 000株的標(biāo)準(zhǔn)折算單位面積產(chǎn)量，即每667 m2產(chǎn)量=單株平均產(chǎn)量×2 000 株。在同一施肥量下，本試驗(yàn)將摘取的所有具有經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的椒果計(jì)總產(chǎn)量進(jìn)行分析。由圖2 總產(chǎn)量可知，其中石灰?guī)r土、紫色土、河流沖積土、板頁(yè)巖土之間差異不顯著，板頁(yè)巖土壤種植下辣椒總產(chǎn)量較低。石灰?guī)r土與四紀(jì)紅土之間差異十分顯著，石灰?guī)r土栽培下辣椒產(chǎn)量可達(dá)745.74 kg/667 m2，四紀(jì)紅土栽培下產(chǎn)量?jī)H為192.27 kg/667 m2，石灰?guī)r土比四紀(jì)紅土栽培下的辣椒產(chǎn)量增產(chǎn)287.86%；表明同一環(huán)境及管理下，不同土壤類(lèi)型對(duì)辣椒產(chǎn)量有著顯著的影響。

圖2 不同類(lèi)型土壤栽培的辣椒總產(chǎn)量

2.6 產(chǎn)量與養(yǎng)分相關(guān)性分析

土壤養(yǎng)分含量與作物產(chǎn)量密切相關(guān)，在蔬菜栽培種各階段的水肥管理起著至關(guān)重要的作用。由表4 可知全氮與全鉀的含量對(duì)辣椒產(chǎn)量起顯著的正相關(guān)作用，有效磷起負(fù)相關(guān)作用，但不顯著。說(shuō)明辣椒是喜氮肥、鉀肥的作物。

表4 辣椒產(chǎn)量與養(yǎng)分的相關(guān)性狀分析

3 結(jié)論與討論

辣椒作為主要蔬菜經(jīng)濟(jì)作物之一，如何提高產(chǎn)量一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)，而影響其產(chǎn)量的主要因素是土壤養(yǎng)分含量。本試驗(yàn)選取5 種不同類(lèi)型的土壤作為研究對(duì)象，探究其種植前后土壤養(yǎng)分含量與產(chǎn)量之間的關(guān)系。試驗(yàn)表明，石灰?guī)r土最適合辣椒生長(zhǎng)，其次是河流沖積土與紫色土，板頁(yè)巖土與四紀(jì)紅土條件下辣椒產(chǎn)量較低。此外，不同土壤類(lèi)型對(duì)辣椒果形也有一定影響。

研究表明，氮元素是植物生長(zhǎng)的限制性因素[14]，對(duì)作物最終產(chǎn)量的貢獻(xiàn)為40%～50%；施加適量氮肥有利于提高土壤微生物總量和作物產(chǎn)量[15]。磷元素與作物體內(nèi)的代謝過(guò)程關(guān)系密切，如磷素供應(yīng)不足時(shí)，會(huì)導(dǎo)致生育期延長(zhǎng)且植株瘦弱[16]。鉀元素影響著辣椒生產(chǎn)的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀，還可增強(qiáng)辣椒的抗逆性能力[8]。本次試驗(yàn)通過(guò)對(duì)原始土壤的檢測(cè)，綜合得出河流沖積土與石灰?guī)r土中有效元素可利用含量最高，有助于植物生長(zhǎng)，板頁(yè)巖土與四紀(jì)紅土中養(yǎng)分稍差。通過(guò)采收后不同土壤中的養(yǎng)分含量差異顯著表明，不同類(lèi)型土壤種植條件下，同一施肥制度是不科學(xué)的，應(yīng)針對(duì)不同類(lèi)型土壤自身養(yǎng)分是否滿(mǎn)足植物正常需求，合理配比氮磷鉀肥的用量，進(jìn)行適量施肥。這與祁海東等[17]、張?jiān)姮摰萚18]對(duì)辣椒氮磷鉀配施的研究結(jié)果相一致。

通過(guò)對(duì)辣椒單果質(zhì)量、果長(zhǎng)、果柄長(zhǎng)及果寬等指標(biāo)判定，紫色土中栽培的辣椒綜合指標(biāo)性狀最好，其次是石灰?guī)r土、河流沖積土，板頁(yè)巖土與四紀(jì)紅土中的指標(biāo)性狀最差，分析與土壤的養(yǎng)分含量有關(guān)；通過(guò)對(duì)辣椒的動(dòng)態(tài)產(chǎn)量與總產(chǎn)量分析比較得出，動(dòng)態(tài)產(chǎn)量中7 月、9 月、10 月中旬各處理下產(chǎn)量相對(duì)較高，石灰?guī)r土、紫色土、板頁(yè)巖土栽培下產(chǎn)量較高，河流沖積土栽培下辣椒動(dòng)態(tài)產(chǎn)量較穩(wěn)定。總產(chǎn)量中，石灰?guī)r土壤栽培下辣椒的總產(chǎn)量最高，可達(dá)745.74 kg/667 m2。河流沖積土和紫色土次之，板頁(yè)巖土處理與四紀(jì)紅土較低，其中四紀(jì)紅土最低，為192.27 kg/667 m2，這與產(chǎn)量性狀的其他指標(biāo)變化基本一致。

綜上所述，在5 種不同類(lèi)型土壤栽培條件下，通過(guò)對(duì)土壤養(yǎng)分含量、辣椒總產(chǎn)量及其農(nóng)藝性狀指標(biāo)等數(shù)據(jù)分析，表明5 種不同土壤中石灰?guī)r土最適合種植辣椒，河流沖積土與紫色土次之，板頁(yè)巖土與四紀(jì)紅土最不適合種植辣椒。土壤養(yǎng)分中板頁(yè)巖土、紫色土、河流沖積土養(yǎng)分含量最高，這與產(chǎn)量變化基本一致，說(shuō)明土壤養(yǎng)分含量對(duì)于辣椒產(chǎn)量起著決定性作用。其次，適合種植的土壤類(lèi)型也是提高產(chǎn)量的重要因素，需要配合合理的施肥才可以獲得高產(chǎn)。