戈壁溫室辣椒有機(jī)生態(tài)型無土栽培水分量化管理指標(biāo)研究

李佳豫 孟秀芳 陳 媛 李文燕 夏思雨 陳修斌

（河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學(xué)院 甘肅張掖 734000）

張掖市屬于大陸干旱荒漠氣候， 該地區(qū)大部分處于干旱或極度干旱區(qū)， 海拔高度1 410～2 230 m，年平均降水量僅118.4 mm，蒸發(fā)量高達(dá)2 337.6 mm，日照時間長、太陽輻射強(qiáng)、氣溫日較差大，是典型的沙漠綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)[1]。2022 年3 月，中共張掖市委、張掖市人民政府關(guān)于印發(fā) 《張掖市創(chuàng)建全國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)行動方案（2022-2026 年）的通知》，提出大力加強(qiáng)現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)，在甘州、臨澤、高臺近郊鄉(xiāng)鎮(zhèn)打造3 個綠洲設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢區(qū)，打造10 個千畝設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)， 努力建成西部高端設(shè)施農(nóng)業(yè)示范樣板、 具有全國影響力的河西走廊戈壁設(shè)施農(nóng)業(yè)引領(lǐng)區(qū)。

辣椒（Capsicum annuumL.）是戈壁溫室種植的主要蔬菜作物之一， 但在辣椒種植過程中的水分管理上，種植者往往憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行盲目灌溉[2]，一方面導(dǎo)致水資源浪費(fèi)，另一方面辣椒因?yàn)樗诌^多，植株生長不良，產(chǎn)量品質(zhì)下降[3-4]。 Ozbahce 等[5]的研究表明，適當(dāng)?shù)乃痔澣笨梢蕴岣叻旬a(chǎn)量， 虧水25%的噴灌處理中番茄產(chǎn)量和水分利用效率均有不同程度的提高，劉建雄等[6]研究了水肥一體化條件下不同灌水量對甜菜產(chǎn)量質(zhì)量的影響， 得到了甜菜在全生育期灌水量為4 697.90 m3/hm2時產(chǎn)量最高。 以上研究大多集中于露地作物栽培中， 而對辣椒水分用量指標(biāo)研究較少。 針對當(dāng)前戈壁溫室辣椒無土栽培中因盲目灌水而導(dǎo)致水分利用率降低及產(chǎn)量品質(zhì)下降等問題， 本試驗(yàn)研究不同水分處理對戈壁溫室辣椒生長發(fā)育的影響，旨在得到辣椒最適宜的水分灌溉指標(biāo)，為戈壁溫室辣椒實(shí)現(xiàn)節(jié)水栽培及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)2022 年3-10 月在臨澤縣戈壁溫室內(nèi)進(jìn)行，采用地下式槽培方式進(jìn)行，槽寬80 cm、長8 m，槽間距40 cm，槽內(nèi)鋪設(shè)塑料膜。 供試的基質(zhì)玉米秸稈∶食用菌下腳料∶珍珠巖∶牛糞為2∶1∶1∶0.5， 按體積比混合均勻后裝入栽培槽內(nèi)；基質(zhì)容重為0.36 g/cm3，總孔隙為73.65%，pH 6.85， 電導(dǎo)率 （EC 值）為2.56 mS/cm，有機(jī)質(zhì)含量為11.85 g/kg，堿解氮含量為235.62 mg/kg，速效磷含量為168.73 mg/kg，速效鉀含量為215.83 mg/kg。 供試?yán)苯菲贩N為隴椒2 號，由甘肅綠星農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

參考潘德峰的方法[7]，本試驗(yàn)設(shè)置5 個處理：處理A1，基質(zhì)水分占田間持水量的50%；處理A2，基質(zhì)水分占田間持水量的60%；處理A3，基質(zhì)水分占田間持水量的70%；處理A4，基質(zhì)水分占田間持水量的80%；處理A5，基質(zhì)水分占田間持水量90%。 試驗(yàn)采用田間隨機(jī)區(qū)組排列設(shè)計(jì)，每個處理種植1 槽，小區(qū)面積9.6 m2，各處理重復(fù)3 次。 基質(zhì)含水率測定采用稱量法，每8 d 測定1 次。 辣椒定植株距45 cm，每槽定植35 株，保苗數(shù)2 430 株/畝，其他管理與常規(guī)管理相同。

1.3 測定項(xiàng)目

1.3.1 葉片光合特性測定 在辣椒生長中期， 于上午10：00-12：00，每個處理隨機(jī)選擇3 株同葉位的葉子，用CIRAS-2 型光合儀測定凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、細(xì)胞間隙CO2濃度（Ci）及氣孔導(dǎo)度（Gs），取其平均值。

1.3.2 植株形態(tài)性狀及產(chǎn)量測定 于辣椒采收初期，每處理隨機(jī)選3 株，用卷尺測定其株高、莖粗，每次收獲時，統(tǒng)計(jì)各處理結(jié)果數(shù)與產(chǎn)量，最后折合成畝產(chǎn)量。

1.3.3 果實(shí)品質(zhì)測定 于辣椒收獲期， 隨機(jī)選取不同處理的12 個果實(shí)，測定其可溶性糖、可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白質(zhì)和游離氨基酸含量；可溶性糖含量用苯酚法測定， 可溶性固形物含量采用TD-45 數(shù)字折光儀測定， 維生素C 采用鉬藍(lán)比色法測定，可溶性蛋白質(zhì)含量用紫外分光光度法測定，游離氨基酸含量用茚三酮法[8]測定，重復(fù)3 次，取其平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用DPS 9.50 和Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算與分析， 采用Duncan’s 法進(jìn)行差異顯著性分析，顯著性水平設(shè)置為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對辣椒光合特性的影響

由表1 可知，A4 處理的辣椒植株的光合速率與蒸騰速率均高于其他處理，其值分別為10.73 μmol/（m2·s）與7.48 μmol/（m2·s），顯著高于其他處理，不同處理間有差異。 辣椒葉片胞間CO2和氣孔導(dǎo)度的變化與光合速率、蒸騰速率的變化相似，也以A4 處理最高，分別為356 μmol/（m2·s） 與285 μmol/（m2·s）， 說明A4 處理的水分能夠顯著促進(jìn)辣椒光合作用， 植株保持較強(qiáng)的生理代謝能力。

表1 不同處理對辣椒光合特性影響

2.2 不同處理對辣椒生長及產(chǎn)量的影響

由表2 可知，A4 處理的辣椒株高、莖粗、單株結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量和折畝產(chǎn)量數(shù)值最大，分別為119.54 cm、1.64 cm、34.62 個、1.57 kg 和3 815.10 kg；與A1 處理相比， 分別增加22.89 cm、0.48 cm、5.86 個、0.24 kg和583.20 kg。 隨著灌水量增加， A1 處理到處理A4的辣椒植株的單株結(jié)果數(shù)、 單株產(chǎn)量與折畝產(chǎn)量有增加趨勢，當(dāng)灌水量達(dá)到A4 處理時，辣椒的產(chǎn)量又隨之降低，這說明A4 處理的水分用量最適宜于辣椒對營養(yǎng)元素的吸收，促進(jìn)了辣椒生長發(fā)育，植株形成了較高產(chǎn)量。

表2 不同處理對辣椒生長及產(chǎn)量的影響

2.3 不同處理對辣椒品質(zhì)影響

由表3 可知，A4 處理辣椒的可溶性糖、可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸含量的最大， 分別為32.26 mg/g、7.25%、3.35 mg/g、1.26 mg/g與263.15μg/g，與A1 處理相比分別高出10.73 mg/g、1.42%、1.22 mg/g、0.28 mg/g 與55.62 μg/g， 不同處理間差異顯著，說明在A4 處理的水分含量條件下促進(jìn)了辣椒對水分與養(yǎng)分的吸收， 增進(jìn)了果實(shí)內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的貯藏與轉(zhuǎn)化，從而表現(xiàn)為品質(zhì)指標(biāo)數(shù)值的提高，這與李恭峰等[9]的研究結(jié)果相似。

表3 不同處理對辣椒品質(zhì)的影響

3 討論與結(jié)論

不同用量水分處理是通過水肥間的促進(jìn)效應(yīng)來達(dá)到提高作物生長與產(chǎn)量的效果， 合理灌水能夠形成高產(chǎn)與促進(jìn)增收[10]。 本試驗(yàn)中以A4 處理辣椒的株高、 莖粗、 單株結(jié)果數(shù)、 單株產(chǎn)量和畝產(chǎn)量等性狀顯著優(yōu)于其他處理， 主要是因?yàn)锳4 處理下的辣椒保持較強(qiáng)的光合代謝能力， 光合效率高， 促進(jìn)了營養(yǎng)物質(zhì)的貯藏與轉(zhuǎn)化， 因此表現(xiàn)為A4 處理的辣椒形成較高產(chǎn)量。 果實(shí)品質(zhì)高低與水分供應(yīng)有著密切聯(lián)系，可溶性糖是光合作用的重要產(chǎn)物，在物質(zhì)代謝中有著重要作用， 果實(shí)內(nèi)可溶性固形物含量與可溶性糖又存在一定聯(lián)系， 灌水的多少都會引起果實(shí)維生素C 的積累[11]，本試驗(yàn)中以A4 處理辣椒的可溶性糖、可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸含量等顯著高于其他處理，說明A4 處理的水分條件最適宜于辣椒品質(zhì)的提高，這與張富倉等[12]的研究結(jié)果一致。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，采用A4 處理的灌水量，辣椒葉片保持較強(qiáng)的光合作用與生理代謝水平， 辣椒在株高、莖粗等農(nóng)藝性狀與折畝產(chǎn)量上表現(xiàn)最優(yōu)，辣椒果實(shí)中可溶性糖、可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白質(zhì)和游離氨基酸含量也顯著高于其他處理。 這一研究結(jié)果可為戈壁溫室辣椒有機(jī)生態(tài)型無土栽培實(shí)現(xiàn)科學(xué)水分調(diào)控及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)化生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。