连作对大棚辣椒生长发育及品质的影响.pdf

甘 肃农业科技 Gansu Agr. Sci. and Techn. No. 5 2018 2018 年 第 5 期 甘肃农业科技 收稿日期 2017-09-26； 修订日期 2018-02-21 基金项目 甘肃省青年科技基金项目（ 1610RJYE145）、甘肃省农业科学院农业科技创新专项计划（ 2017GAAS51）资助。 作者简介 梁更生（ 1973），男，甘肃礼县人，副研究员， 主要从事蔬菜育种与栽培研究工作。 E-mail gstslgs163. com 。 执 笔 人 赵春燕。 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 中图分类号 S641.3 文献标志码 A 文章编号 1001-1463 （ 2018） 05-0050-04doi 10.3969/j.issn.1001-1463.2018.05.016 EffectsofContinuousCroppingonGrowthandQualityof PepperinGrennhouse 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 连作对大棚辣椒生长发育及品质的影响 梁更生，赵春燕，赵国良，王 娟，温宏昌，唐瑞永，程凤林 （天水市农业科学研究所， 甘肃 天水 741001） 率及水肥交互作用的影响［ J］ .干旱地区农业研究， 2008， 26（ 5） 10-16. ［ 2］ 张立勤， 马忠明， 杨君林， 等 .灌水和施肥对垄作沟 灌啤酒大麦产量及水分利用效率的影响［ J］ .麦类作物 学报， 2015 ， 35 （ 10） 1419-1425. ［ 3］ 王晓娟， 贾志宽， 梁连友， 等 .旱地有机培肥对玉米 产量和水分利用效率的影响［ J］ .西北农业学报， 2009， 18（ 2） 93-97. ［ 4］ 袁颖红， 樊后保， 黄欠如， 等 .长期施肥对水稻光合 特性及水分利用效率的影响［ J］ .生态学杂志， 2009， 28（ 11） 2239-2244. ［ 5］ 雷建明， 张建学， 范提平， 等 .强抗寒冬油菜新品种 天油 8号选育报告［ J］ .甘肃农业科技， 2011 （ 11） 3- 5. ［ 6］ 郑惠典， 李淑仪， 张育灿， 等 .施肥对小白菜产量和 品质的影响［ J］ .生态环境， 2004， 13 （ 2） 276-276. ［ 7］ 徐艳丽， 鲁剑巍， 周世力， 等 .氮磷钾肥对高羊茅生 长及抗寒性的影响［ J］ .植物营养与肥料学报， 2007， 13 （ 6） 1173-1177. ［ 8］ 胡中科， 庄文化， 刘 超， 等 .紫色土地区水钾耦合 对油菜产量及水分利用效率的影响研究［ J］ .水土保持 研究， 2014， 21 （ 4） 87-91. ［ 9］ 王淑英， 樊庭录， 丁宁平， 等 .长期定位施肥条件下 黄土旱塬农田作物产量、 水分利用效率的变化［ J］ .核 农学报， 2010， 24 （ 5） 1044-1050. （本文责编 郑立龙） 50 甘 肃农业科技 Gansu Agr. Sci. and Techn. No. 5 2018 2018 年 第 5 期 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 hm 2 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 辣椒果实 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 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/hm 2 ， 较对照减产 17.9 t/hm 2 ； 其 余处理较对照减产 4.5～15.3 t/hm 2 。 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 表 3 土壤连作对辣椒叶绿素质量分数的影响 表 4 土壤连作对辣椒果实品质的影响 52 甘 肃农业科技 Gansu Agr. Sci. and Techn. No. 5 2018 2018 年 第 5 期 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 ］ 。 连作障碍的产生涉及 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 . ［ 4］ 马艳青 .我国辣椒产业形势分析［ J］ .辣椒杂志， 2011 （ 1） 1-5. ［ 5］ 张周让， 上官金虎 .宝鸡市辣椒产业发展现状、问题 与对策［ J］ .陕西农业科学， 2005（ 4） 64-66. ［ 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. ［ 7］ 李合生 .植物生理生化实验原理和技术［ M ］ .北京 高等教育出版社， 2000 134-137. ［ 8］ 张宪政 .植物生理学实验技术［ M ］ .辽阳 辽宁科学 技术出版社， 1989. ［ 9］ 高俊凤 .植物生理学试验技术［ M ］ .西安 世界图书 出版公司， 2000. ［ 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. ［ 11］ 朱新广， 张其德 . Nacl 对光合作用影响研究进展［ J］ . 植物学通报， 1999 ， 16（ 4） 332-338. ［ 12］ 吴凤芝， 孟立君， 文景芝 .黄瓜根系分泌物对枯萎 病菌菌丝生长的影响［ J］ .中国蔬菜， 2002（ 5） 26- 27. ［ 13］ 吴玉娥， 姚怀莲， 林惠莲， 等 .设施蔬菜作物连作 障碍研究进展［ J］ .中国园艺文摘， 2013（ 3） 46-48 . ［ 14］ 胡丽可， 胡远亮， 胡咏梅， 等 .连作辣椒大棚施用 5406抗生菌肥的效果［ J］ .华中农业大学学报， 2016， 35（ 3） 61-65. （ 本文责编 郑立龙） 53