戈壁温室辣椒有机生态型无土栽培水分量化管理指标研究

李佳豫 孟秀芳 陈 媛 李文燕 夏思雨 陈修斌

（河西学院农业与生态工程学院 甘肃张掖 734000）

张掖市属于大陆干旱荒漠气候， 该地区大部分处于干旱或极度干旱区， 海拔高度1 410～2 230 m，年平均降水量仅118.4 mm，蒸发量高达2 337.6 mm，日照时间长、太阳辐射强、气温日较差大，是典型的沙漠绿洲农业区[1]。2022 年3 月，中共张掖市委、张掖市人民政府关于印发 《张掖市创建全国现代农业示范区行动方案（2022-2026 年）的通知》，提出大力加强现代设施农业建设，在甘州、临泽、高台近郊乡镇打造3 个绿洲设施农业发展优势区，打造10 个千亩设施农业产业园区， 努力建成西部高端设施农业示范样板、 具有全国影响力的河西走廊戈壁设施农业引领区。

辣椒（Capsicum annuumL.）是戈壁温室种植的主要蔬菜作物之一， 但在辣椒种植过程中的水分管理上，种植者往往凭经验进行盲目灌溉[2]，一方面导致水资源浪费，另一方面辣椒因为水分过多，植株生长不良，产量品质下降[3-4]。 Ozbahce 等[5]的研究表明，适当的水分亏缺可以提高番茄产量， 亏水25%的喷灌处理中番茄产量和水分利用效率均有不同程度的提高，刘建雄等[6]研究了水肥一体化条件下不同灌水量对甜菜产量质量的影响， 得到了甜菜在全生育期灌水量为4 697.90 m3/hm2时产量最高。 以上研究大多集中于露地作物栽培中， 而对辣椒水分用量指标研究较少。 针对当前戈壁温室辣椒无土栽培中因盲目灌水而导致水分利用率降低及产量品质下降等问题， 本试验研究不同水分处理对戈壁温室辣椒生长发育的影响，旨在得到辣椒最适宜的水分灌溉指标，为戈壁温室辣椒实现节水栽培及高产优质生产提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验2022 年3-10 月在临泽县戈壁温室内进行，采用地下式槽培方式进行，槽宽80 cm、长8 m，槽间距40 cm，槽内铺设塑料膜。 供试的基质玉米秸秆∶食用菌下脚料∶珍珠岩∶牛粪为2∶1∶1∶0.5， 按体积比混合均匀后装入栽培槽内；基质容重为0.36 g/cm3，总孔隙为73.65%，pH 6.85， 电导率 （EC 值）为2.56 mS/cm，有机质含量为11.85 g/kg，碱解氮含量为235.62 mg/kg，速效磷含量为168.73 mg/kg，速效钾含量为215.83 mg/kg。 供试辣椒品种为陇椒2 号，由甘肃绿星农业科技有限公司生产。

1.2 试验设计

参考潘德峰的方法[7]，本试验设置5 个处理：处理A1，基质水分占田间持水量的50%；处理A2，基质水分占田间持水量的60%；处理A3，基质水分占田间持水量的70%；处理A4，基质水分占田间持水量的80%；处理A5，基质水分占田间持水量90%。 试验采用田间随机区组排列设计，每个处理种植1 槽，小区面积9.6 m2，各处理重复3 次。 基质含水率测定采用称量法，每8 d 测定1 次。 辣椒定植株距45 cm，每槽定植35 株，保苗数2 430 株/亩，其他管理与常规管理相同。

1.3 测定项目

1.3.1 叶片光合特性测定 在辣椒生长中期， 于上午10：00-12：00，每个处理随机选择3 株同叶位的叶子，用CIRAS-2 型光合仪测定净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、细胞间隙CO2浓度（Ci）及气孔导度（Gs），取其平均值。

1.3.2 植株形态性状及产量测定 于辣椒采收初期，每处理随机选3 株，用卷尺测定其株高、茎粗，每次收获时，统计各处理结果数与产量，最后折合成亩产量。

1.3.3 果实品质测定 于辣椒收获期， 随机选取不同处理的12 个果实，测定其可溶性糖、可溶性固形物、维生素C、可溶性蛋白质和游离氨基酸含量；可溶性糖含量用苯酚法测定， 可溶性固形物含量采用TD-45 数字折光仪测定， 维生素C 采用钼蓝比色法测定，可溶性蛋白质含量用紫外分光光度法测定，游离氨基酸含量用茚三酮法[8]测定，重复3 次，取其平均值。

1.4 数据分析

采用DPS 9.50 和Excel 2010 软件进行数据计算与分析， 采用Duncan’s 法进行差异显著性分析，显著性水平设置为α=0.05。

2 结果与分析

2.1 不同处理对辣椒光合特性的影响

由表1 可知，A4 处理的辣椒植株的光合速率与蒸腾速率均高于其他处理，其值分别为10.73 μmol/（m2·s）与7.48 μmol/（m2·s），显著高于其他处理，不同处理间有差异。 辣椒叶片胞间CO2和气孔导度的变化与光合速率、蒸腾速率的变化相似，也以A4 处理最高，分别为356 μmol/（m2·s） 与285 μmol/（m2·s）， 说明A4 处理的水分能够显著促进辣椒光合作用， 植株保持较强的生理代谢能力。

表1 不同处理对辣椒光合特性影响

2.2 不同处理对辣椒生长及产量的影响

由表2 可知，A4 处理的辣椒株高、茎粗、单株结果数、单株产量和折亩产量数值最大，分别为119.54 cm、1.64 cm、34.62 个、1.57 kg 和3 815.10 kg；与A1 处理相比， 分别增加22.89 cm、0.48 cm、5.86 个、0.24 kg和583.20 kg。 随着灌水量增加， A1 处理到处理A4的辣椒植株的单株结果数、 单株产量与折亩产量有增加趋势，当灌水量达到A4 处理时，辣椒的产量又随之降低，这说明A4 处理的水分用量最适宜于辣椒对营养元素的吸收，促进了辣椒生长发育，植株形成了较高产量。

表2 不同处理对辣椒生长及产量的影响

2.3 不同处理对辣椒品质影响

由表3 可知，A4 处理辣椒的可溶性糖、可溶性固形物、维生素C、可溶性蛋白质、游离氨基酸含量的最大， 分别为32.26 mg/g、7.25%、3.35 mg/g、1.26 mg/g与263.15μg/g，与A1 处理相比分别高出10.73 mg/g、1.42%、1.22 mg/g、0.28 mg/g 与55.62 μg/g， 不同处理间差异显著，说明在A4 处理的水分含量条件下促进了辣椒对水分与养分的吸收， 增进了果实内营养物质的贮藏与转化，从而表现为品质指标数值的提高，这与李恭峰等[9]的研究结果相似。

表3 不同处理对辣椒品质的影响

3 讨论与结论

不同用量水分处理是通过水肥间的促进效应来达到提高作物生长与产量的效果， 合理灌水能够形成高产与促进增收[10]。 本试验中以A4 处理辣椒的株高、 茎粗、 单株结果数、 单株产量和亩产量等性状显著优于其他处理， 主要是因为A4 处理下的辣椒保持较强的光合代谢能力， 光合效率高， 促进了营养物质的贮藏与转化， 因此表现为A4 处理的辣椒形成较高产量。 果实品质高低与水分供应有着密切联系，可溶性糖是光合作用的重要产物，在物质代谢中有着重要作用， 果实内可溶性固形物含量与可溶性糖又存在一定联系， 灌水的多少都会引起果实维生素C 的积累[11]，本试验中以A4 处理辣椒的可溶性糖、可溶性固形物、维生素C、可溶性蛋白质、游离氨基酸含量等显著高于其他处理，说明A4 处理的水分条件最适宜于辣椒品质的提高，这与张富仓等[12]的研究结果一致。

本试验结果表明，采用A4 处理的灌水量，辣椒叶片保持较强的光合作用与生理代谢水平， 辣椒在株高、茎粗等农艺性状与折亩产量上表现最优，辣椒果实中可溶性糖、可溶性固形物、维生素C、可溶性蛋白质和游离氨基酸含量也显著高于其他处理。 这一研究结果可为戈壁温室辣椒有机生态型无土栽培实现科学水分调控及高产优质化生产提供理论指导。