绿洲灌区膜下滴灌调亏对辣椒品质及产量的影响

高佳，张宏斌 ，张恒嘉* ，巴玉春

(1.甘肃农业大学水利水电工程学院，甘肃 兰州730070；2.甘肃省水利科学研究院，甘肃 兰州730000；3.民乐县洪水河管理处，甘肃 民乐 734500)

甘肃省重要的农业产区之一——河西走廊灌区，位于干旱地区，土地资源丰富，光热充足，具有发展农业的天然优势，但水资源短缺，农业用水紧张.独特的地理环境条件，为辣椒种植栽培提供了良好的生长条件，当地辣椒种植面积较广，但基本都采用传统的大水漫灌，不仅不利于辣椒生长发育和产量的提高，而且水分利用效率低，水资源浪费严重，这极大地制约了当地辣椒产业的可持续发展.膜下滴灌调亏技术是膜下滴灌技术与调亏灌溉技术有效结合的产物，可有效节约灌水量，降低棵间蒸发，提高膜下浅层土壤温度和增加产量等.但滴灌技术对水质要求较高，滴灌系统要进行经常性地检查与维修.目前，国内外关于滴灌调亏技术已有大量报道，如：万文亮等[1]、武阳等[2]、GREAVES等[3]、SARAIVA等[4]分别研究了滴灌调亏对春小麦、果树、玉米和西瓜等作物生长状况、产量和品质的影响，提出合理的滴灌调亏可以节约灌水量，增加产量，同时有效改善作物品质.目前，对于河西地区实施膜下滴灌调亏技术对马铃薯[5]、板蓝根[6]和葡萄[7]等作物生长状况、产量和品质的影响研究较多，而对当地辣椒种植栽培研究较少.并且，国内关于辣椒研究主要集中在植株生长、产量和水肥利用效率等方面[8-9]，对于辣椒水分调亏对营养品质、产量的综合研究较少.辣椒(CapsicumanmuumL)，茄科辣椒属，根系细短，吸收能力弱，既不耐涝也不耐旱.文中将膜下滴灌措施与调亏灌溉节水技术相结合，探究膜下滴灌调亏对“陇椒6号”营养品质及产量的影响.

1 材料和方法

1.1 试验区概况

益民灌溉试验站位于甘肃省民乐县张连庄村(100°43′E，38°39′N).位于半干旱气候区，光照强烈，年日照时数3 000 h左右，昼夜温差大.年平均温度6 ℃，年总降雨量183～285 mm，蒸发强度大，平均海拔1 970 m.无霜期109～174 d，田间正常持水量θf为24%(质量含水率)，pH值7.22，土壤容重1.4 t/m3.田间地下水位为20 m左右.2018年5月8日—8月28日灌溉试验站总降雨量约为113.05 mm.

1.2 试验材料及试验设计

“陇椒6号”辣椒苗为试验材料，大田起垄覆膜种植.温棚育苗(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.移栽定植前试验区进行控水，按照辣椒生长特点全生育期分苗期、开花坐果期、结果盛期和结果末期4个生育阶段.试验设6个处理，1个对照，如表1所示.表中，θ为占田间持水量的百分数，表示土壤水分控制上限和下限，I为全生育期总灌水量，mm.各试验小区面积2.4×6 m2(每个处理3次重复).人工起垄，滴灌带顺垄长方向铺于垄中间，滴头间隔30 cm，滴头平均流量为2.5 L/h.辣椒采取每垄双行定植，行距为45 cm，株距为35 cm.

表1 试验设计灌水方案Tab.1 Experimental irrigation design

1.3 测定项目及方法

1.3.1 土壤水分测定

采用土钻取土，烘干称重法计算土壤水分.取土深度设为30 cm，平均分成3个梯度.辣椒幼苗移栽前(5月7日)取土测量1次土壤水分，此后每隔8 d取土1次.当土壤水分低于设计下限时，以30 cm内土壤水分作为灌水依据，立即灌到设计上限，水表量水(控水).

1.3.2 产量测定

辣椒青果分3次采摘(7月15日、8月11日、8月29日)，每小区选取5株挂牌标记，当辣椒过长，达到18 cm以上，果实颜色由青绿色变成深绿色即可采摘.每次采摘这5株辣椒产量的平均值作为辣椒单株产量、单果鲜质量、单果长和果肩宽以此计算小区产量，最终换算成每公顷产量.

1.3.3 营养品质测定

采收时在5株挂牌植株上随机取3个果实，进行果实营养品质的测定：VC质量比采用比色法测定[10](称取0.3 g果实鲜样样品)；可溶性糖用蒽酮比色法测定[10](称取0.1 g烘干粉碎样品)；可溶性固形物用阿贝折射仪测定；可溶性蛋白质量比用考马斯亮蓝染色法测定[11](称取0.1 g烘干粉样品).

1.4 数据分析

选用软件SPSS 19.0和Excel 2016对试验过程采集的数据进行统计与分析.

2 结果与分析

2.1 不同处理对青果营养品质的影响

2.1.1 维生素C质量比

表2为不同调亏处理对果实维生素C质量比ωVC的影响.随着辣椒生长，果实中维生素C(VC)质量比逐渐增加.CK处理3次收获青果中平均VC质量比为1.367 mg/g.与对照相比，处理C1，C2的果实VC质量比在3次测量中均与对照差异不具有统计学意义(P>0.05).而处理C3，在3次测定中果实VC质量比显著低于CK(P<0.05)，并且3次收获的青果平均VC质量比与对照相比降低2.2%，说明在辣椒苗期进行重度水分调亏会降低辣椒果实VC质量比；处理C4，C5在结果盛期时比CK显著提高青果VC质量比9.1%和7.8%；处理C6与对照在青果VC质量比上差异不具有统计学意义.可见结果盛期进行轻度水分调亏有利于辣椒果实VC质量比的提高；苗期轻度、中度与结果末期轻度水分调亏不影响辣椒果实VC质量比；苗期重度水分调亏降低辣椒青果中VC质量比.

表2 不同调亏处理对果实维生素C质量比的影响Tab.2 Effect of different water treatments on vitamin content of pepper mg/g

2.1.2 可溶性糖质量分数

表3为不同调亏处理对果实可溶性糖质量分数ωS的影响.从表中可以得出，随着生育期的逐渐推进，辣椒可溶性糖逐渐增多.CK处理下3次采摘的青果平均可溶性糖质量分数为2.5%.整个生育期，C1，C2水分调亏与CK相比，可溶性糖的差异不具有统计学意义(P>0.05)；处理C3在3次收获中比CK显著降低青果可溶性糖质量分数3.9%，6.5%和11.1%(P<0.05)；处理C4，C5，第2次收获的果实相比CK，显著提高可溶性糖质量分数10.6%和9.8%，第3次收获显著提高4.2%和5.3%；处理C6与CK差异不具有统计学意义，说明结果末期实施轻度调亏灌溉对果实可溶性糖质量分数影响不具有统计学意义.处理C4，C5与CK相比(可溶性糖质量分数3次平均值)显著提高5.7%和6.1%.

表3 不同调亏处理对果实可溶性糖质量分数的影响Tab.3 Effect of different water treatments on so-luble sugar content of pepper %

2.1.3 可溶性固形物质量分数

可溶性固形物是果蔬中矿物质、还原性糖、酸及其他一些化合物的总和[12].如表4所示，在所有水分调亏处理下，辣椒果实中可溶性固形物质量分数ωT在第1次与第3次收获中含量较高，第2次收获的青果中相对较少.3次收获青果中处理C1，C2可溶性固形物与CK均处于同一水平，差异不具有统计学意义(P>0.05)；处理C3在3次收获中与CK相比显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次收获青果，处理C4，C5的可溶性固形物质量分数比CK分别显著提高4.2%和4.7%，说明结果盛期轻度水分调亏可显著提高第2次收获青果产量中可溶性固形物质量分数；处理C6与C2相比可溶性固形物差异不具有统计学意义.

表4 不同调亏处理对果实可溶性固形物质量分数的影响Tab.4 Effect of different water treatments on so-luble solid content of pepper %

2.1.4 可溶性蛋白质量分数

由表5可以看出，3次收获相比，以第2次收获的辣椒青果可溶性蛋白质量分数ωP最低.处理C1，C2下3次收获的可溶性蛋白质量分数平均值比CK分别显著提高6.7%和8.0%(P<0.05)；处理C3与CK相比，3次采摘的辣椒可溶性蛋白质量分数平均值差异不具有统计学意义.如表5所示，处理C4，C5第3次收获时的辣椒青果中可溶性蛋白质量分数比CK显著提高9.4%和10.4%.处理C6与CK差异不具有统计学意义.

表5 不同调亏处理对果实可溶性蛋白质量分数的影响Tab.5 Effect of different water treatments on so-luble protein content(%)of pepper %

2.2 不同处理对辣椒外观品质的影响

2.2.1 青果长

如表6所示，在3次采收中，青果长度最大为第2次采收.CK中，A2采收分别比A1和A3采收的青果长度l提高3.3%和2.3%.A1采收时处理C1，C2，C4，C5，C6青果长与CK差异不具有统计学意义(P>0.05)，C3比CK显著降低13.6%(P<0.05)；第2次采收，C4，C5比CK显著降低青果长度8.1%和11.3%；3次采收时，C6青果长度与CK处于同一水平,C3后的辣椒青果长均显著比CK降低13.7%,12.8%和12.5%.

表6 不同调亏处理对青果长度的影响Tab.6 Effect of different treatments on fruit length cm

2.2.2 青果肩宽

如表7所示，3次采收辣椒青果肩宽W从大到小依次为A2，A1，A3.CK的A2次收获平均果肩宽值最大，为2.82 cm.在3次采收的青果肩宽平均值中C3相比CK显著降低6.1%，4.6%和3.8%(P<0.05).C1和C2的3次采收的辣椒青果肩宽与CK差异不具有统计学意义(P>0.05).处理C4，C5分别与C1，C2相比辣椒果实肩宽差异不具有统计学意义.C6青果肩宽在A1，A2采收中与CK差异不具有统计学意义，但在A3采收时比CK显著降低3.4%.

表7 不同调亏处理对青果肩宽的影响Tab.7 Effect of different treatments on fruit width cm

2.2.3 青果单果质量

表8 为不同调亏处理对单果质量的影响，表中m为单果质量.由表8可知，C2，C3和C6在首次采摘时比CK显著提高单果质量15.3%，8.5%和14.3%(P<0.05)，C1与CK差异不具有统计学意义，C4，C5比CK显著降低单果质量7.9%和8.3%.C4，C5与CK对比在第2次采收时显著降低单果质量13.4%和19.4%；C2，C3和C6与CK相比辣椒平均单果质量分别显著提高22.8%，20.7%和21.6%(P<0.05).A3采收，C2，C3比CK显著提高16.1%和15.6%，C1，C4和C5的辣椒平均单果质量与CK差异不具有统计学意义，C6相比CK显著降低12.6%.

表8 不同调亏处理对单果质量的影响Tab.8 Effect of different treatments on fruit weight g

2.3 产量

2.3.1 第1次收获

第1次青果在结果盛期初期采收，C1，C4和CK处于最高值，如表9所示，表中Y为产量.C3青果产量最低，比CK显著降低20.8%(P<0.05)；处理C2，C5和C6的第1茬青果产量处于同一水平，与CK相比分别显著降低产量12.4%，12.3%和10.5%；处理C3第1次收获产量最低，比CK显著减产26.3%.

表9 不同调亏灌溉处理下辣椒产量Tab.9 Pepper fruit yield under different water treatments kg/hm2

2.3.2 第2次收获

第2次辣椒青果是在结果盛期末采收，处理C1，C2和C6辣椒青果产量处于同一水平，均与对照差异不具有统计学意义(P>0.05)；处理C3与CK相比显著减产12.0%(P<0.05).处理C4和C5与CK相比显著减产13.3%和13.4%；处理C4与C1相比显著减产12.5%；处理C5与C2相比显著减产9.01%.

2.3.3 第3次收获

辣椒第3次青果在结果末期结束时采收，C6与C2差异不具有统计学意义(P>0.05)；C1，C2，C4和C6的第3次辣椒青果产量分别与CK处于同一水平；C3 与CK相比显著减产23.1%(P<0.05).

2.3.4 总产量

处理C1的辣椒青果总产量最高，与CK处于同一水平，增产效果不具有统计学意义(P>0.05)；处理C2，C4，C5和C6与CK相比分别显著减产4.0%，7.5%，10.3%和2.3%(P<0.05)；处理C3总产量最低，与CK相比显著减产17.18%.

3 结 论

1) 辣椒苗期轻度、中度水分调亏和结果末期轻度调亏对可溶性蛋白、维生素C、可溶性固形物质量分数影响不具有统计学意义，辣椒结果盛期轻度水分调亏显著提高第2次采收辣椒VC质量比7.8%～9.1%，提高可溶性糖9.8%～10.6%.

2) 辣椒苗期轻度、中度和结果盛期轻度调亏对辣椒青果长和果肩宽影响不具有统计学意义(P>0.05).结果末期轻度水分调亏对第3次青果长无影响.苗期中度、重度调亏可显著提高辣椒单果质量18.0%，14.9%，结果盛期与结果末期轻度调亏显著降低辣椒单果质量16.4%和12.6%.

3) 苗期轻度水分调亏辣椒总产量最高，为36 107.61 kg/hm2，与对照差异不具有统计学意义.苗期重度水分调亏总产量最低，为29 954.97 kg/hm2，相比对照减产16.9%.