SRSC垄宽和垄高对日光温室甜椒生长及产量的影响

傅国海，杨其长，刘文科 ，闫文凯(中国农业科学院 农业环境与可持续发展研究所/农业部设施农业节能与废弃物处理重点实验室，北京 100081)

SRSC垄宽和垄高对日光温室甜椒生长及产量的影响

傅国海，杨其长，刘文科 ，闫文凯
(中国农业科学院 农业环境与可持续发展研究所/农业部设施农业节能与废弃物处理重点实验室，北京 100081)

为了探究不同宽度(基质或土壤体积)和高度的SRSC垄对甜椒生长及产量的影响，进而确定最优的SRSC栽培垄参数。以甜椒为试验材料，并以土壤栽培垄为对照(CK)，分别设置10 cm(W10)、35 cm(W35)和40 cm(W40/H15)不同宽度及0 cm(H0)、10 cm(H10)和15 cm(W40/H15)不同高度的SRSC栽培垄，测定采收时甜椒的生长及产量指标。结果表明：不同宽度的SRSC垄中， CK与W35和W40/H15的甜椒的各项生长指标没有显著差异，而W10的甜椒的株高、茎粗和地上干鲜质量低于其他处理，生长最差，但其产量高于CK；W40/H15的甜椒产量最高，比CK高34.2%；不同高度的SRSC栽培垄中，H10甜椒的株高、茎粗及地上干鲜质量显著低于CK，生长最差，而H0和W40/H15甜椒的株高、茎粗、地上及地下干鲜质量没有显著差异，且二者的甜椒生长优于H10。H0的产量最低，而W40/H15的产量最高，比H0高60.4%，同时比CK高34.2%。综上，W40/H15对甜椒生长的影响相对较优，并且对其产量的提升效果最好，即SRSC垄宽为40 cm，垄高为15 cm时，生产性能最优。

SRSC垄；垄宽；垄高；甜椒；产量

日光温室作为中国独有的设施类型，在国内蔬菜反季节生产中占有重要地位[1]。在日光温室生产过程中，土壤起垄栽培是较为传统且应用广泛的栽培方式。土壤起垄栽培具有节水、增产、增温和改善田间小气候的优点[2-3]，在生产中得到了较为广泛的应用。但是土壤起垄栽培在生产过程中存在一系列问题。由土壤栽培造成的土壤连作障碍、次生盐渍化和地下水污染等问题日益严重[4-6]，造成土壤水热条件失衡、资源浪费和生态环境污染，成为制约日光温室蔬菜生产的重要因素。近年来，无土栽培(基质栽培)逐步得到发展，成为解决土壤栽培过程中一系列生态环境问题和提高产量的有效途径[7]。但由于无土栽培应用基质材料的特殊性，使得其根区环境稳定性较差，容易造成根区水、热环境失衡[8-9]。此外，由于无土栽培技术要求和生产投入较高，难以在日光温室中推广应用。

为解决日光温室蔬菜栽培过程中的问题，结合土壤栽培和无土栽培各自的优势，我们提出了一种新型的栽培方式[10]——起垄内嵌式基质栽培方式(soil ridged substrate-embedded cultivation,SRSC)。即将基质栽培槽嵌入土垄进行蔬菜栽培。前期的研究结果表明，在日光温室冬季生产过程中，SRSC栽培垄能够有效提高作物根区温度，促进作物生长，提高作物产量[11]。

有研究表明，改变栽培垄的高度和宽度能够影响作物根区温度[2]，进而改变根区热效应，影响作物生长。而前期试验中并未研究SRSC栽培垄宽度和高度等规格参数的变化对其生产性能的影响。为了进一步探究SRSC栽培垄的生产性能，探究不同宽度和高度的SRSC垄对作物的生长及产量的影响，试验设计了不同宽度和高度的SRSC垄类型，以期确定最为优越的SRSC垄类型，为日光温室蔬菜生产提供高产高效的新型栽培方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在北京市顺义区大孙各庄镇的日光温室中进行，温室长60 m，跨度8 m，脊高3.8 m。试验小区长15 m，宽2 m，小区距温室最南端1.5 m，距西侧山墙4 m。供试作物为甜椒(CapsicumannuumL.)，品种为‘海丰16号’。试验甜椒采取穴盘育苗，待幼苗3叶1心时定植，株距30 cm，行距90 cm，定植时间为2015-11-20。试验采用全营养液滴灌方式进行甜椒栽培，不同处理的养分及水分供给保持一致。甜椒采收期测定植株各项指标。

试验中采用的起垄内嵌式基质栽培方式是将特别设计的基质栽培槽(细铁丝网槽，长×宽×高=120 cm×10 cm×15 cm，内嵌塑料薄膜)嵌在一定规格的土垄中，槽内装入按体积比混合均匀的栽培基质(草炭∶蛭石∶珍珠岩=1∶1∶1)，外侧土壤培垄完成后，垄表覆盖地膜，然后进行甜椒栽培。

1.2 试验设计

以前期试验中采用的标准起垄内嵌式基质栽培垄(SRSC)为基础，通过改变栽培垄的宽度(包括外侧土壤宽度和内嵌基质宽度)和高度，共设置6种栽培垄处理。处理1(CK)为土垄，处理2(W10)为外侧无土壤包被的SRSC垄(宽度为10 cm，高度为15 cm)，处理3(W35)为基质宽度减小一半SRSC垄，处理4(W40/H15)为标准的SRSC垄(宽度为40 cm，高度为15 cm)，处理5(H0)为高度为0 cm即槽体全嵌入水平面的SRSC垄；处理6(H10)为高度10 cm即槽体半嵌入水平面的SRSC垄。试验分为两部分，其中处理4为交叉处理，即垄宽试验包括CK，W10，W35和W40/H15处理；垄高试验包括CK，H0，H10和W40/H15处理。

1.3 测定方法

试验进行过程中，各处理采用相同的灌溉方式，保证各处理甜椒的养分及水分供应一致。收获时，测定田间的生物量和产量指标。每个处理随机选取5株植物进行标记，分3次采收，每次间隔7 d，并对随机选取的5株植物进行取样分析。采用直尺测定甜椒的株高；采用游标卡尺测定甜椒茎粗、果实长度及直径；采用天平测定甜椒植株干鲜生物量及产量等指标。

1.4 数据分析

采用Excel 2010软件处理数据及作图，并采用SAS 8.2软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 垄宽和垄高对甜椒生长的影响

由表1可知，垄宽和垄高对甜椒生长和生物量的形成影响不同。在宽度不同的栽培垄影响下， 土垄(CK)与W35和W40/H15的甜椒的株高、茎粗、地上干鲜质量及地下干鲜质量没有显著差异，三者甜椒的生长及生物量指标较为一致。CK与W10甜椒的地上及地下干鲜质量指标均有显著性差异。4种不同宽度栽培垄处理中，W10的甜椒除根系干鲜质量指标外表现最差，而其根系的干鲜质量比其他处理高80%以上。

由表1可知，不同高度的SRSC垄对甜椒的生长和生物量同样产生影响。10 cm高的SRSC垄(H10)甜椒的株高、茎粗及地上干鲜质量显著低于CK甜椒，生长最差，而全嵌入垄(H0)和SRSC垄(W40/H15)甜椒的株高、茎粗、地上及地下干鲜质量没有显著差异，且二者的甜椒生长优于H10。CK的地上及地下干质量都高于不同高度的SRSC垄处理。

表1 不同宽度和高度的SRSC栽培垄栽培甜椒的生长状况及生物量Table 1 The growth and biomass of sweet peppers cultivated on SRSC ridges with different height and width

注：同列不同小写字母表示处理间差异达显著性水平(P<0.05)，下同。

Note:The values with different lowercase letters in each column mean significant difference(P<0.05),the same as the following table.

2.2 垄宽和垄高对甜椒产量的影响

由表2可知，不同宽度的SRSC垄会对甜椒的产量产生影响。CK土垄的甜椒果实最小，其果实直径显著小于其他处理，但W10与CK甜椒的大小较为接近，而小于W35和W40/H15的甜椒果实大小。CK和W35单果质量显著高于W10和W40/H15，但CK和W35的甜椒果实数相对较少，而W10和W40/H15 具有较多的果实数，这也造成CK单株产量较低，且显著低于其他处理，其他3种处理的单株产量差异不显著。CK 的单位面积产量最低，低于其他3种无土栽培模式，分别比CK高15.6%、12.4%和34.2%，其中W40/H15甜椒的单位面积产量最高。

由表2可知，不同高度的SRSC垄对甜椒产量的影响不同。在4种处理的栽培垄中，CK 甜椒最小，其他处理的甜椒果实显著大于CK，且后三者的甜椒果实数量没有显著性差异，但多于CK。W40/H15的果实数量高于H0。CK单果质量显著高于其他处理，但其单株产量较低。其中W40/H15甜椒单株产量显著高于H0。4种栽培垄处理甜椒产量最低的是H0，而产量最高的是W40/H15，比H0高60.4%，同时比CK高34.2%。可见，栽培槽全嵌入式的栽培对产量的形成并不利。

表2 不同宽度和高度的SRSC栽培垄栽培甜椒的产量Table 2 The yield of sweet peppers cultivated on SRSC ridges with different height and width

3 讨论与结论

在日光温室生产过程中，起垄覆膜栽培是较为普遍的栽培方式，而不同的起垄覆膜方式能够影响作物的根区环境，进而影响作物的生长。孙玉莲等[12]研究认为，全膜双垄沟播对旱区玉米田土壤水分和温度有着良好的调节作用。傅国海等[2]研究认为，日光温室中不同的栽培垄体积对根区温度产生不同影响。试验探究了不同宽度和高度的SRSC垄对甜椒生长和产量的影响。

王晓凌等[13]研究表明，垄宽的变化能够影响玉米的生长发育。本试验不同宽度的栽培垄中，土垄对照(CK)与W35和W40/H15的甜椒生长指标没有显著差异，但是前者的产量低于后者，说明无土栽培的增产优势是明显的[14]。W40/H15的产量比W35的高，说明适宜的基质体积和栽培垄宽度是根系吸收和产量形成的必要条件。值得注意的是，W10的甜椒生物量指标相对较差，这可能是由于根区环境不稳定，根区遭受温度胁迫造成的，这在前期的研究中已经得到证明[15]。此外，W10甜椒根系生物量的增加可能是由于其外侧无土壤缓冲引起后期根区高温造成的。刘炜等[16]研究表明，根区高温能促进根系伸长。在4种处理中W40/H15的单产最高，生产性能最优。

唐永金等[17]研究表明，垄高会影响甘薯的生长发育。本试验中全嵌入垄(H0)和SRSC垄(W40/H15)甜椒的生长指标高于对照且表现较为一致，一方面说明外侧土壤包被相对裸垄能够增强根区环境的稳定性，改善根区环境有利于作物生长，另一方面说明全嵌入土壤与W40/H15外侧包被土壤的方式其效果基本一致。但本试验发现，W40/H15的产量高于H0达60.4%，这极有可能是由于起垄与平地栽培差异造成的，有研究表明起垄栽培(即具有一定的垄高)具有改善田间小气候，提高作物产量的作用[18]，W40/H15具有一定高度，其甜椒有较为优越的生长环境，进而获得高产。随着垄高的提升，产量得到提升。在4种处理中W40/H15的生产性能最优。

综上所述，通过改变SRSC垄的宽度和高度，发现以40 cm宽，15 cm高的SRSC垄的生产性能较优，作物生长和产量相对其他处理较为优越，尤其是其能够获得最高的产量指标。

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EffectsofSRSCRidgeswithDifferentWidthandHeightonGrowthandYieldofSweetPepper

FU Guohai,YANG Qichang,LIU Wenke and YAN Wenkai
(Institute of Environment and Sustainable Agricultural Development,Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Energy Conservation and Waste Management of Agricultural Structures,Ministry of Agriculture,Beijing 100081,China)

In order to study effects of soil ridged substrate-embedded cultivation (SRSC) with different width and height on the growth and yield of sweet peppers,and then to determine the optimal parameters of SRSC ridge,an experiment with sweet pepper as experimental material was designed. In the experiment,SRSC ridges with different widths and heights were designed compared with soil ridge designed as a control group (CK). The widths included 10 cm (W10),35 cm (W35) and 40 cm (W40/H15),and the heights included 0 cm (H0),10 cm (H10) and 15 cm (W40/H15),respectively. Finally,growth and yield of sweet peppers were measured after harvesting. Results showed that the soil ridge (CK) had no significant difference compared with W35 and W40/H15,and plant height,stem diameter and dry & fresh shoot mass of sweet peppers cultivated on W10 was the worst,however,the yield of W10 was higher than that of CK,and that of W40/H15 was the highest,which was 34.2% higher than that of CK. In ridges with different heights,plant height,stem diameter and dry &fresh shoot mass of H10 was significantly lower than that of CK,and the growth was the worst. Besides,all plant indexes of H0 and W40/H15 were not significantly different. The yield of H0 was the lowest while that of W40/H15 was the highest,and W40/H15 was 60.4% and 34.2% higher than H0 and CK,respectively. In conclusion,the influences of W40/H15 on growth of sweet peppers were relatively better,and the capacity of increasing production was the best. It means that the optimal parameters of SRSC were 40 cm in ridge width and 15 cm in height.

Soil ridged substrate-embedded cultivation (SRSC); Ridge width; Ridge height; Sweet pepper; Yield

2016-07-04

2016-08-27

Integrated Demonstration Project of Nitrogen and Phosphorus Leaching in Facility Farmland(No.2016YFD0801001);The National High Technology Research and Development Program(863 Program)(No.2013AA103001).

FU Guohai,male,master student.Research area: cultivation in Chinese solar greenhouse. E-mail:haifengzhisheng@126.com

S625.4

A

1004-1389(2017)09-1344-05

(责任编辑：潘学燕Responsibleeditor:PANXueyan)

日期：2017-09-12

网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20170912.1740.022.html

2016-07-04

2016-08-27

设施农田氮磷淋溶防控技术集成示范项目(2016YFD 0801001)；国家高技术研究发展计划(863 计划)(2013AA103001)。

傅国海，男，硕士研究生，研究方向为设施栽培。E-mail: haifengzhisheng@126.com

刘文科，男，博士生导师，研究员，研究方向为设施农业。E-mail: Liuwke@163.com

CorrespondingauthorLIU Wenke,male,doctoral supervisor,researcher.Research area:facility agriculture.E-mail:liuwke@163.com