不同土质及株距对鲜食胡萝卜农艺性状的影响

桑维峻，张 晶，武 喆，侯雷平，李梅兰

（1.山西农业大学 园艺学院/山西省设施蔬菜提质增效协同创新中心，山西 太谷 030801；2.西安地球环境创新研究院，陕西 西安 710061）

胡萝卜（Daucus carotaL. var.satiousD C.）属伞形花科胡萝卜属野胡萝卜种，是能形成肥大肉质根的2年生草本植物[1]，是全球十大蔬菜作物之一，具有很高的营养价值和较高的种植效益。自2010年以来，我国胡萝卜种植面积为52.7万hm2，总产量达908 万t，主要分布在华北、华中、西北、东北的部分省份[2-3]。

鲜食胡萝卜在国内种植较少，尤其是在北方大部分地区，目前存在栽植模式不规范、管理方式不统一、标准化生产较低等问题。为了提高胡萝卜的产量和营养品质，适应鲜食胡萝卜的生长需求，栽培模式的研究对于鲜食胡萝卜具有重要的意义。

土壤对于植物生长来说，是非常重要的物质基础，土壤的理化性质是作物生长发育、营养吸收和产量收益的直接影响因子[4]。胡萝卜属于根菜类蔬菜，食用部分为肉质根，肉质根的大小及品质与土壤质地和肥力密切相关，土壤疏松、酸碱度适中以及有机质含量高的沙壤土更利于胡萝卜的生长[5]。山西晋中地区位于山西省中部，耕作地主要为弱黏性的壤土[6]，适宜蔬菜和果树的种植，但是对于胡萝卜来说，黏性土壤对肉质根的生长不利，导致其畸形根率、裂根率增大以及病虫害的增多。之前的研究中，掺沙是用来改良盐碱地的一种方法，研究报道较多[7]。张宇航等[8]在黄河三角洲的盐碱地进行掺沙处理，在玉米种植土壤设置了0、5%、10%、15%、20%等5 个掺沙处理，结果表明，掺沙能够明显提高土壤的入渗能力，玉米在株高、茎粗、叶面积和产量方面均大于对照，最佳掺沙比例为15%。掺沙能够明显改善土壤透性，改变土壤水分运移规律和土壤理化性质，还可以进一步提升作物产量，目前土壤改良在胡萝卜种植方向的研究未见报道，因此，在栽植胡萝卜的土壤中掺入不同比例的沙子以改善土壤的黏性，从而达到改善胡萝卜肉质根生长环境的目的[9]，进而提高胡萝卜商品性以及营养品质。

栽培株距是影响外观、产量和品质性状的一个重要因素[10]，尤其对产量和外观品质的影响更大，胡萝卜肉质根的根长、根粗和整齐度取决于栽培株距，不同的栽培株距下胡萝卜的生长外观会发生改变[11]。陈建平等[12]研究发现，在甘肃永昌地区，栽植密度为7.5 cm×9.0 cm（保苗48万株/hm2）下胡萝卜的生长、品质、商品率及产量最佳。

本试验选取适宜北方栽植的鲜食胡萝卜品种彤心105 为研究对象，设置4 个掺沙梯度和3 个栽植株距，比较种植期间地上部分和采收后地下部分的生长指标，确定鲜食胡萝卜栽植较为适宜的掺沙比例和栽植株距，完善鲜食胡萝卜的栽培模式，为鲜食胡萝卜的栽植提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

本试验选用的鲜食胡萝卜品种为彤心105，购自北京育正泰种子有限公司。

1.2 试验设计

2020 年8 月栽植于山西农业大学园艺站试验大棚内。试验采用裂区设计，其中，土壤掺沙处理为一级处理，栽培株距为二级处理。

土壤掺沙设置4 个处理，分别为无掺沙（CK）、掺沙150 m3/hm（2沙1）、掺沙300 m3/hm（2沙2）和掺沙450 m3/hm（2沙3），每个一级处理小区的面积为12 m2。株距设置3 个处理，分别为3 cm（密度为67.5 万株/hm2）、5 cm（密度为 40.5 万株/hm2）、8 cm（密度为25.5 万株/hm2）。每个掺沙处理中又包含3 个株距处理。每个二级处理小区面积为4 m2。

种植前施入底肥，深耕土壤，之后按照一级处理将整个试验区分为4个区，按照掺沙比例依次掺沙，之后再一次深耕土壤；随后采用高垄条播的方式，在每个一级处理区内起3 条垄，每个垄为二级处理，垄宽1 m（包括垄沟），垄长4 m，垄高15 cm，每垄种2行，行间距为20 cm。于2020年8月6日播种，8 月 13 日出苗，9 月 1—10 日除草、间苗，间苗期间用直尺严格控制间距，按照株距梯度完成定苗。

1.3 测定项目及方法

从9月1日起，每个处理随机选取10株吊牌标记，每隔7 d 测量胡萝卜地上部分生长情况。11 月20日胡萝卜采收，并取带有吊牌标记的胡萝卜洗净晾干测量地下部分生长指标。

1.3.1 土壤理化性质的测定 胡萝卜采收后，取试验区0～20 cm深的土壤环刀样品和普通土壤样品。土壤含水量的测定采用烘干称重法[13]；容重的测定采用环刀法[14]；孔隙度的测定采用容重换算法[15]；pH 采用电位法；有机质采用岛津总有机碳分析仪测定[13]；总氮的测定采用凯氏定氮法[13]；速效磷采用连续流动分析仪测定[16]；速效钾的测定采用火焰光度计法[17]。

1.3.2 胡萝卜地上部分生长指标的测定 胡萝卜叶片数的测量采用直接计算法，株高采用卷尺测量。

1.3.3 胡萝卜地下部分生长指标的测定 用游标卡尺测量根长、根粗和中柱粗，计算畸形根率和劣根率，用天平测量单根质量并计算产量。

1.3.4 胡萝卜品质指标的测定 胡萝卜含水量的测定采用烘干称重法；Vc 含量的测定采用钼蓝比色法[18]；可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法[19]；可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝染色法[20]；有机酸含量的测定采用NaOH滴定法[18]。

1.4 数据分析

数据整理使用Excel 2013 软件，作图使用Origin 2018软件，方差分析使用SPSS 23.0软件。

2 结果与分析

2.1 不同掺沙比例下土壤理化性质比较

2.1.1 不同掺沙比例下土壤物理性质比较 由表1可知，土壤掺沙处理后含水量随着掺沙量的增加先增加后降低，依次为沙2＞沙1＞CK＞沙3，其中，沙1、沙2与沙3、CK差异显著，沙3与CK差异不显著；容重依次为CK＞沙1＞沙2＞沙3，每个掺沙处理与CK 差异均不显著；孔隙度的变化和容重相反，依次为沙3＞沙2＞沙1＞CK，最大值为45.44%，最小值为44.13%，孔隙度随着掺沙量的增加逐渐增大，沙1、沙2和沙3与CK之间均差异显著。

表1 不同掺沙比例下土壤物理性质比较Tab.1 Comparison of soil physical properties under different sand mixing ratios

2.1.2 不同掺沙比例下土壤化学性质比较 由表2可知，掺沙后土壤pH 值依次为沙3＞沙2＞沙1＞CK，pH值随着掺沙量的增加在逐渐变大，但是不同掺沙处理与CK 之间差异不显著；有机质和全氮含量的变化一致，均随着掺沙量的增加先增加后降低，依次为沙1＞CK＞沙2＞沙3，沙3和沙2中有机质和总氮的含量低于CK，并且沙1与其他处理之间差异显著，CK与沙2、沙3处理之间差异显著；速效磷、速效钾的含量均是随着掺沙量的增加而降低，依次为CK＞沙1＞沙2＞沙3，速效磷含量中沙3与CK、沙1 和沙2 之间差异显著，速效钾含量中沙1、沙2和沙3与CK之间差异显著，并且沙1、沙2与沙3之间差异显著。

表2 不同掺沙比例下土壤化学性质比较Tab.2 Comparison of soil chemical properties under different sand mixing ratios

2.2 不同掺沙比例下不同株距胡萝卜地上部分生长比较

2.2.1 不同掺沙比例下不同株距胡萝卜叶片数比较 从图1可以看出，从9月1—22日，12个栽培模式的叶片数和增加趋势一致，每个星期基本增加1 片叶。从9月22日开始，不同处理下叶片数增加数有所不同，表现为3 cm处理下叶片数增加依次为CK＞沙1＞沙2＞沙3，5 cm处理下叶片数增加依次为CK＞沙2＞沙1＞沙3，8 cm 处理下叶片数增加为沙2＞CK＞沙1＞沙3。至10 月20 日，叶片数最多的是CK 中5 cm 的处理，为10 片叶，叶片数最少的是沙3中8 cm的处理，其余处理的叶片数基本处于8～10片叶。

2.2.2 不同掺沙比例下不同株距胡萝卜株高比较 由图 2 可知，从 8 月 6 日播种到 9 月 1 日，不同株距处理下株高增加基本相同，均为7～9 cm，至10月20 日，每个处理的增加趋势基本一致，增加值有所不同，表现为3 cm和5 cm处理下株高增加为CK＞沙1＞沙2＞沙3，8 cm 处理下株高增加为沙2＞CK＞沙1＞沙3。同时，株高最高的是CK中3 cm的处理，为51.9 cm，株高最低的为沙3 中8 cm 的处理，为35.8 cm，其余处理的株高介于43～52 cm。

2.3 不同掺沙比例下不同株距胡萝卜地下部分生长比较

2.3.1 不同掺沙比例下不同株距胡萝卜外观品质比较 由表3和图3可知，比较12个处理下胡萝卜的根长，最长的是沙1中5 cm株距的处理，为20.80 cm，最短的是沙3中3 cm的处理，为17.35 cm。综合来看，不同掺沙处理在5 cm 株距下的根长最长，且各处理间差异不显著；比较12个处理下的根粗，最粗的是CK中8 cm株距的处理，为35.85 mm，最细的是沙3中5 cm处理，为27.61 mm。不同掺沙处理中在每个株距下根粗差异显著，说明不同掺沙比例对胡萝卜根粗的影响较大；中柱粗是评价胡萝卜品质好坏的一个重要指标。12个处理的中柱粗差异均不显著，其中，CK中8 cm处理的中心柱最粗，为10.24 mm，沙1中5 cm处理中心柱最细，为7.92 mm。比较12个不同处理下胡萝卜的整齐度，畸形根率最高的是CK处理中8 cm株距，为10%，而在沙3处理和沙1处理中5 cm 株距均未出现畸形根；裂根率最高的是CK处理中8 cm株距，为7%，而在沙1、沙2和沙3处理中均未出现劣根。每个株距处理中，沙3的畸形根率和裂根率均最小，其中，CK在8 cm株距的畸形根率为10%，较3 cm株距的畸形根率增加了7.6百分点，裂根率在8 cm 株距较3 cm 株距增加了5 百分点，CK的畸形根和裂根显著高于沙1、沙2和沙3，由此说明土壤中掺沙可以显著改善胡萝卜根的整齐度。

表3 不同株距下不同掺沙比例胡萝卜外观品质比较Tab.3 Comparison of appearance quality of carrot with different sand proportion at different plant spacing

2.3.2 不同掺沙比例下不同株距胡萝卜产量比较 从表4 可以看出，比较12 个处理胡萝卜的单根质量，不同株距的单根质量低依次是CK＞沙1＞沙2＞沙3，最大的是CK中8 cm的处理，为207.27 g，最小的是沙 3 中 5 cm 的处理，为 113.06 g，CK 中的单根质量略高于其他3个掺沙处理，并且CK和3个掺沙处理之间差异显著；比较12个处理的产量，不同的株距产量差异显著，3 cm 株距下，每个掺沙处理的产量均在61.6～71.0 t/hm2，5 cm 株距下，产量在33.9～48.0 t/hm2，8 cm 株距下，产量都在22.7～32.2 t/hm2，不同掺沙处理的产量依次为CK＞沙1＞沙2＞沙3。其中，产量最大的是沙1 中3 cm 处理，为 61.662 t/hm2，产量最小的是沙 3 中 8 cm 处理，为25.901 t/hm2，同一株距处理下产量CK 与沙1、沙2和沙3之间差异显著，并且同一掺沙处理下不同株距的产量间差异均显著。由此看出，减小栽植株距能够显著提升鲜食胡萝卜的产量。

表4 不同株距下不同掺沙比例胡萝卜产量比较Tab.4 Comparison of carrot yield with different sand proportion at different plant spacing

2.3.3 同一掺沙比例下不同株距胡萝卜营养品质比较 比较地上部分生长情况以及外观品质，沙1处理下的表现最好。因此，对比沙1处理中不同栽培株距鲜食胡萝卜的营养品质，以期挑选出适合的栽培株距。由表5可知，3个栽植株距下胡萝卜含水量在89%～91%，其中，8 cm 株距含水量最高，为91.23%，依次为5 cm、3 cm，且各株距间差异显著；VC含量依次为8 cm＞5 cm＞3 cm，其中，8 cm株距的VC含量为14.59 mg/100 g，与3 cm株距差异显著；可溶性糖含量依次为5 cm＞8 cm＞3 cm，5 cm 株距可溶性糖含量为5.89 g/100 g，与3 cm、8 cm 株距处理间差异显著；可溶性蛋白含量依次为5 cm＞3 cm＞8 cm，其中，5 cm株距下的蛋白含量为0.68 g/100 g，与8 cm株距蛋白含量差异显著；有机酸含量依次为5 cm＞8 cm＞3 cm，5 cm株距有机酸含量为0.59%，与3 cm株距处理的差异显著。综上所述，在沙1处理下，3 个栽植株距的鲜食胡萝卜营养品质在5 cm株距处理下的表现最好。

表5 沙1处理下不同栽植株距胡萝卜营养品质比较Tab.5 Comparison of nutritional quality of carrot at different plant spacing under treatment sand 1

3 结论与讨论

随着设施蔬菜的大规模发展，土壤问题日益突显，设施内土壤缺少雨水淋洗，加之长期栽培管理措施不当、施肥量过大，导致土壤板结、次生盐渍化、养分失衡等诸多问题[21]。时唯伟等[22]研究发现，随着栽培时间的延长设施大棚土壤硝态氮含量不断升高，土壤性质不断恶化，进而导致园艺作物生长发育受阻，产量下降，品质变劣。胡萝卜作为设施蔬菜的一种，同样受到类似问题的影响。

本试验表明，胡萝卜栽培土壤掺沙显著改变了其理化性状，土壤孔隙度和pH均增大，有机质和总氮先增大后降低，速效磷和速效钾含量减小；掺沙之后显著改善了胡萝卜地上部分和外观品质的生长情况，根长变大，根粗变小，显著降低了畸形根率和裂根率；不同栽植株距中，株距过小，营养品质积累变少，肉质根从土壤吸收养分的竞争变大，虽然胡萝卜的整齐度较好，但是在产量和营养品质上低于中等行距的；株距过大，产量变小，胡萝卜膨大过度，整齐度降低，商品性变低。这与赵圆峰等[23]在甘蓝上的研究结果类似。综合考虑，山西太谷地区鲜食胡萝卜土壤改良为掺沙150 m3/hm2，即孔隙度为44.46%的土壤为宜，栽培株距以5 cm为宜。

本试验由于目前适应北方地区栽植的鲜食胡萝卜品种较少，以及本试验旨在研究土壤及株距对胡萝卜影响，试验品种相对单一，后期的研究应该多增加几个品种以增加对比性；本试验侧重点在于掺沙和不同株距处理之后土壤的理化性质和胡萝卜的营养品质、产量及商品性的影响，但是对于导致以上性状和外观品质变化的机理没有进行阐明，有待进一步的研究。