连作对大棚辣椒生长发育及品质的影响

2018-09-10梁更生赵春燕赵国良王娟温宏昌唐瑞永程凤林

甘肃农业科技 2018年5期

梁更生赵春燕赵国良王娟温宏昌唐瑞永程凤林

摘要：选取连续种植辣椒3、7、10、15 a的大棚土壤，以种植黄瓜的邻棚土壤为对照进行盆栽试验，研究了连作对辣椒植株株高、茎粗、叶面积、产量、叶片中光合色素质量分数和果实品质的影响。结果表明，随着连作年限增加，辣椒植株的株高、茎粗及产量都明显低于对照；光合色素质量分数降低，其中叶绿素a质量分数和总叶绿素质量分数显著低于对照。连作条件下辣椒果实品质显著下降，其中可溶性固形物质量分数和可溶性蛋白质量分数均显著低于对照。

关键词：辣椒；大棚；连作土壤；生长发育；品质

中圖分类号：S641.3 文献标志码：A 文章编号：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

辣椒是茄科辣椒属一年生草本植物，富含维生素及氨基酸等营养物质，具有解热、镇痛，增加食欲、帮助消化，降脂减肥，预防肿瘤等功效[1 ]。因其果实营养丰富、味道鲜美而在世界各地广泛栽培，年种植面积130万hm2以上[2 ]。设施大棚能克服低温季节对作物生长的限制且方便种植管理，在人们的生产生活中扮演着不可或缺的角色[2 ]，目前辣椒已成为设施栽培的主要蔬菜种类之一，是我国许多省市县的重要经济支柱作物[4 ]。辣椒属于不耐连作的茄果类蔬菜之一[5 ]。但由于设施农业的集约化生产，许多地区出现了不同程度的连作障碍，严重制约着设施生产的可持续发展[6 ]。据上海、无锡、南京、淮阴、济南、北京等地的调查，玻璃温室如使用不当，2～3 a就出现连作障碍，塑料大棚约5 a出现程度不同的连作障碍，减产在20%～50%，甚至达到70%。因此，土壤连作障碍已成为设施辣椒可持续生产的主要限制因子之一。

我们针对天水市农业科学研究所大棚辣椒生产现状，选取连续种植辣椒3、7、10、15 a的大棚土壤进行盆栽试验，对辣椒连作危害在生理指标上进行定量分析，为进一步研究辣椒连作障碍机理和寻找防止辣椒连作障碍发生的有效途径提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料与处理

选取天水市农业科学研究所蔬菜试验站连作辣椒3、7、10、15 a的大棚土壤，以相邻黄瓜大棚土壤为对照。土壤基础肥力见表1。指示品种为天椒4号。

试验于2016年7月20日在天水市农业科学研究所蔬菜试验站大棚内进行。试验共设5个处理：辣椒连作3 a土壤（处理A）、辣椒连作7 a土壤（处理B）、辣椒连作10 a土壤（处理C）、辣椒连作15 a土壤（处理D）、种植黄瓜的土壤（处理E，CK）。随机区组排列，重复3次。采用盆栽试验。于8月26日定植后每隔22 d取样1次，连续取样5次，测定植株株高、茎粗、叶面积、叶片中光合色素质量分数。于12月3日每个处理选取长势相同的辣椒苗5株，测定单株产量和果实品质。试验期间在营养生长阶段浇灌清水，生殖生长阶段浇灌1/2 Hoagland营养液以促进辣椒生长。

1.2 测定方法

1.2.1 生长发育指标株高以植株茎最高部位距土面的高度为准，用直尺测量。茎粗以植株与土面的交界处地上茎直径代表，用游标卡尺测量。收获后观测各处理地上茎分枝数，对株重及产量进行称重，并按小区计产。

1.2.2 辣椒叶片光合色素质量分数测定定植30 d后，采集生长点下第2片展开叶进行色素质量分数测定[7 ]，在波长665、649、470 nm下测定吸光度，计算叶绿素a的质量分数、叶绿素b的质量分数和类胡萝卜素的质量分数。

1.2.3 辣椒果實品质指标测定 Vc质量分数采用2，6-二氯酚靛酚法测定[8 ]；可溶性总糖质量分数采用苯酚法测定[9 ]；可滴定酸质量分数采用酸碱滴定法测定[7 ]；可溶性固形物用折光仪测定。每个样品重复测定3次。

1.3 数据处理

数据用EXCEL和软件SPSS11.0进行单因素方差分析，多重比较采用LSR法（Duncan，s法），显著水平P < 0.05。

2 结果与分析

2.1 连作对辣椒生长性状及产量的影响

从表2可以看出，连作土壤处理的辣椒生育期均较对照延长，随着连作年限增加呈增加趋势。其中以处理A（辣椒连作3 a）的辣椒生育期最短，较对照延长3 d；处理D（辣椒连作15 a）的辣椒生育期最长，较对照延长21 d。在辣椒生长过程中，各连作土壤处理的辣椒叶面积系数均低于对照，随着连作年限增加呈减小趋势。其中以处理D最小，为3.10，较对照低1.93；其余处理较对照低0.48～1.64。株高均矮于对照，随着连作年限增加呈降低趋势，其中以处理D最矮，为52.17 cm，较对照矮17.88 cm；其余处理较对照矮1.17～11.36 cm。茎粗均细于对照，随着连作年限增加呈减小趋势。其中以处理D最细，为0.51 cm，较对照细0.37 cm；其余处理较对照细0.06～0.23 cm。连作对辣椒株高、茎粗的抑制作用在辣椒开花后表现的较明显，表现为CK > 处理A > 处理B > 处理C > 处理D。地上茎分枝数均少于对照，随着连作年限增加呈减少趋势。其中以处理D最少，为4个，较对照少4个；其余处理较对照少1～3个。平均株重也均低于对照，随着连作年限增加呈降低趋势。其中以处理D最低，为144.38 g/株，较对照降低65.80 g/株；其余处理较对照降低12.94～40.20 g/株。连作处理的辣椒平均折合产量也均低于对照，随着连作年限增加呈降低趋势。其中以处理D最低，为4.6 t/hm2，较对照减产17.9 t/hm2；其余处理较对照减产4.5～15.3 t/hm2。可见，辣椒生育期越短，叶面积系数就越大，植株生长旺盛，单株重和折合产量越高。说明连作土壤抑制了辣椒的生长，使辣椒株高降低、茎粗变细，连作3 a的辣椒长势明显好于连作年限较长的，而其连作年限越长，长势越弱。

结合试验地土壤基础肥力的测定结果（表1）可知，连作年限越久的土壤，肥力明显高于对照，可见提高连作土壤的肥力并没有改变其对辣椒生长的抑制作用，由土壤理化环境引起的根际微生物和根系分泌物组分改变可能是导致这一结果的主要因素。

2.2 连作对辣椒叶绿素及类胡萝卜素质量分数的影响

由表3可知，连作土壤对辣椒叶绿素质量分数的影响较大，对照叶绿素质量分数明显大于各连作辣椒土壤处理，辣椒叶片叶绿素a的质量分数、叶绿素b的质量分数和叶绿素总质量分数均较对照显著降低。叶绿素质量分数的减少影响着连作辣椒的光合作用，进而影响植株地上部和地下部的生长，最终导致辣椒生长发育的障碍。与对照相比，连作3 a和7 a时叶绿素a下降幅度最大，分别下降33.5%和31.0%；叶绿素总量在连作条件下显著降低。各连作辣椒土壤处理的类胡萝卜素质量分数与对照有差异，但不显著。

2.3 连作对辣椒果实品质的影响

从表4可以看出，辣椒单株果实数以处理A最多，为10.00个，较对照多0.50个，其余连作辣椒土壤处理均少于对照，较对照少0.25～1.25个。连作辣椒土壤处理的辣椒果实可溶性固形物质量分数均显著低于对照，其中以处理B下降幅度最大，较对照下降了31.61%。可溶性蛋白质量分数均低于对照，除处理D与对照差异显著外，其余处理与对照差异不显著。可溶性总糖质量分数除处理B与对照持平外，其余处理均低于对照，处理A与对照差异不显著，处理C、处理D与对照差异显著，均较对照下降0.98%。Vc质量分数均低于对照，但与对照显著不差异。可滴定酸质量分数均高于对照，但与对照显著不差异。

3 小结与讨论

有研究认为，短期连作对大棚黄瓜产量没有不良影响，而长期连作会造成产量的显著降低[10 ]。这与本试验中连作条件下辣椒单株产量、果实重比对照（非连作土壤，种植黄瓜）显著下降的研究结果一致。通过对辣椒生长过程中生理发育指标的调查发现：在肥力充足的情况下，连作土壤仍然能够抑制辣椒的生长发育。从生长状况来看，随着连作年限增加，辣椒植株矮小、细弱。这是由于连作条件下辣椒根系活力降低使对养分吸收能力的减弱，叶绿素质量分数的减少影响着连作辣椒的光合作用，进而影响植株地上部和地下部的生长，最终导致连作辣椒生长发育的障碍。在不同连作年限辣椒中，连作3 a的辣椒叶面积最大、平均株重和产量最高，随着连作年限的增加，呈现减弱趋势，说明长期连作对辣椒的性状和产量都有很大影响。

连作显著降低了辣椒叶绿素a的质量分数，这可能是由于环境胁迫提高了叶绿素酶的活性，促进了叶绿素降解[11 ]。同时，连作条件下叶绿素总量显著低于对照，连作导致叶片光合色素质量分数的降低，从而降低了叶片捕捉和利用光能的能力，同时也影响了光能在叶绿体中的分配。这可能是由于连作造成土壤理化性状恶化，造成植株根系的吸收障碍，使其体内营养水平降低，从而导致叶片叶绿素质量分数降低。

本研究发现，辣椒果实的可溶性固形物、可溶性蛋白和可溶性总糖都有不同程度下降。这是由于连作显著降低了辣椒叶片叶绿素质量分数，影响其光合性能，从而影响辣椒果实的品质。与此一致，有学者认为，连作年限较长时，将导致其产量、Vc和可溶性固形物质量分数均显著降低[12 ]。

連作障碍的产生涉及到作物、土壤、环境等生物的、非生物的诸多复杂因素，长期连作导致土壤盐渍化及酸化，结构发生改变，有益微生物的活动减弱[13 ]，土传病害加重，造成作物减产，品质下降[14 ]。加上这些因素的相互影响，使得解决这一问题更加复杂，任何单一的措施或通过少数几个措施都很难收到理想的效果。由于作物种类和栽培条件不同，作物发生连作障碍的主要原因也各有不同，而迄今为止有关连作障碍的研究大都停留在单因子水平上，缺乏对其内在相互关系、相互影响的深入了解，这方面的研究有待进一步加强。

参考文献：

[1] 唐胜球，董小英，邹晓庭. 辣椒素研究及其应用[J]. 江西饲料，2003（3）：13-16.

[2] 邹学校. 中国辣椒[M]. 北京：中国农业出版社，2002：1-60.

[3] 刘蕾. 我国设施农业发展现状与对策分析[J]. 农业科技与装备，2013（4）：57-58.

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[6] 杨琳，王克雄，王斐. 宁南山区设施辣椒连作障碍因子及防控措施[J]. 现代农业科技，2016（5）：115-118.

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[10] 刘德，吴凤芝，栾非时. 不同连作年限土壤对大棚黄瓜根系活力及光合速率的影响[J]. 东北农业大学学报，1998，29（3）：219-223.

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