劉 娟 何海燕 熊紅英 熊 程 王軍偉,7 黃 科 劉明月,7 周 龍*

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，長沙 410128；2.湘潭市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，湖南湘潭 411100；3.漢壽縣辰陽街道辦事處，湖南漢壽 415900；4.蔬菜生物學(xué)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長沙 410128；5.園藝作物種質(zhì)創(chuàng)新與新品種選育教育部工程研究中心，長沙 410128；6.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部園藝作物（蔬菜、茶葉等）基因資源評(píng)價(jià)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長沙 410128；7.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)黃埔創(chuàng)新研究院，長沙 410128）

辣椒（Capsicum annuumL.）屬茄科蔬菜作物，因其風(fēng)味獨(dú)特且具有豐富的維生素、辣椒素等營養(yǎng)物質(zhì)而深受大眾喜愛，作為蔬菜的主要經(jīng)濟(jì)作物之一，其高效栽培技術(shù)已成為研究重點(diǎn)[1-3]。近年來對(duì)辣椒品質(zhì)及產(chǎn)量的研究多集中在肥料類型、施用量、配比及施肥制度等方面，而關(guān)于土壤類型及其自身養(yǎng)分對(duì)辣椒產(chǎn)量的影響研究很少。楊帆等[4]、王翠麗等[5]認(rèn)為施肥效應(yīng)與土壤養(yǎng)分含量密切相關(guān)，正確的施肥量、施肥方式有助于辣椒產(chǎn)量的提高；王曉莉等[6]通過對(duì)土壤類型進(jìn)行比較，篩選出最適合寧夏設(shè)施辣椒種植的土壤類型?？盗钟竦萚7]通過對(duì)辣椒根系和果實(shí)顯微結(jié)構(gòu)分析得出土壤類型對(duì)辣椒生長存在影響；王紹祥等[8]也通過對(duì)不同土壤類型進(jìn)行分析，證明土壤類型對(duì)辣椒產(chǎn)量及品質(zhì)有顯著影響；陳娟等[9]通過不同類型土壤種植前后微生物群落差異也鑒定出最適合辣椒生長的土壤類型；關(guān)于不同土壤類型對(duì)作物產(chǎn)量的影響在生姜[10]、油茶[11]、花生[12]也有報(bào)道。前人的研究表明，土壤類型的差異不僅影響作物的產(chǎn)量，對(duì)其營養(yǎng)品質(zhì)也有較大影響。本研究旨在探究不同類型土壤及其養(yǎng)分對(duì)辣椒產(chǎn)量的影響，以及種植前后的土壤養(yǎng)分變化差異，為完善辣椒栽培科學(xué)施肥提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試?yán)苯菲贩N為‘豐抗21’，屬鮮食辣椒類型，果實(shí)長牛角形；供試土壤類型分別是四紀(jì)紅土、紫色土、板頁巖土、河流沖積土、石灰?guī)r土，5 種類型土壤由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院祁陽土壤試驗(yàn)站提供。供試肥料為金正大集團(tuán)公司生產(chǎn)的硫酸鉀型復(fù)合肥料，N ∶P2O5∶K2O 質(zhì)量比為17 ∶17 ∶17。

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)為盆栽試驗(yàn)。設(shè)置四紀(jì)紅土、紫色土、板頁巖土、河流沖積土、石灰?guī)r土共5 種類型土壤栽培處理，每個(gè)處理種植75 盆，共計(jì)375 盆，每盆裝入10 L 的栽培土，土壤質(zhì)量為4.5 kg。于2021 年2月20 日進(jìn)行穴盤播種，2021 年4 月28 日進(jìn)行盆栽定植并施入40 g 復(fù)合肥作基肥，2021 年6 月15日至10 月20 日為采摘期。盆栽群體置于薄膜連棟溫室內(nèi)管護(hù)，種植期間管理措施全部一致。

1.2.1 土壤采集與測定 在辣椒種植前、采收期結(jié)束后分別采集5 種類型土壤各500 g，檢測全氮、全磷、全鉀、水解性氮、有效磷及速效鉀的含量。

1.2.2 果實(shí)指標(biāo)檢測 采收中期每個(gè)處理隨機(jī)選擇5 株采摘辣椒果實(shí)樣品，用電子天平稱量單果質(zhì)量，用游標(biāo)卡尺測定果實(shí)長度、果柄長度、果實(shí)寬度（因辣椒為非規(guī)則形狀，測量位置為同一批次同一果實(shí)距離辣椒肩部1/3 的位置，進(jìn)行2 次剖面垂直測量）；采收中后期，每2 d 采收1 次紅熟辣椒，每10 d 進(jìn)行1 次產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)，各次收獲之和記為總產(chǎn)量。

采摘標(biāo)準(zhǔn)為：在辣椒果實(shí)質(zhì)感由軟變硬，平均單果質(zhì)量在12 g 以上時(shí)帶蒂采摘。采用最小刻度為0.1 g 電子天平進(jìn)行稱質(zhì)量，并計(jì)錄各植株的總產(chǎn)量。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 采用Excel 和GraphPad Prism 8軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖，采用SPSS 21.0 軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 定植前土壤養(yǎng)分分析

由表1 可知，石灰?guī)r土全氮含量為1 398 mg/kg，其數(shù)值最高，其次是河流沖積土和紫色土，板頁巖土與四紀(jì)紅土的全氮含量更低，低于其他3種土壤50%左右；板頁巖土全磷含量最高（1 400 mg/kg），其次為紫色土、石灰?guī)r土、河流沖積土，四紀(jì)紅土全磷含量最低（346 mg/kg）；板頁巖土中全鉀含量最高（2.59 %），四紀(jì)紅土最低（1.16%）。分析土壤水解性氮含量可知，5 種土壤水解性氮含量差異較大，河流沖積土和石灰?guī)r土中水解性氮含量較高，分別為102 mg/kg 和105 mg/kg，紫色土含量次之（79 mg/kg），四紀(jì)紅土和板頁巖土水解性氮含量較低，分別為57 mg/kg 和33 mg/kg；此外，不同類型土壤中有效磷含量也有較大差異，河流沖積土和紫色土中有效磷含量較高，分別為33.1 mg/kg 和21.1 mg/kg，其余3 種均低于7 mg/kg；5 種類型土壤在速效鉀含量由高到低依次為河流沖積土、石灰?guī)r土、紫色土、板頁巖土、四紀(jì)紅土。

表1 辣椒定植前不同類型土壤養(yǎng)分含量

2.2 采收后土壤養(yǎng)分分析

土壤肥力是土壤為植物生長供應(yīng)和協(xié)調(diào)水、肥、氣、熱等因子的能力。土壤肥力的高低不僅受土壤養(yǎng)分、植物根系吸收能力和植物生長環(huán)境各因子的獨(dú)立影響，更取決于各因子間的協(xié)調(diào)程度[13]。原始土壤種植作物后，經(jīng)過作物根系的吸收過程，土壤養(yǎng)分產(chǎn)生相應(yīng)的變化。本試驗(yàn)種植后土壤狀態(tài)為濕土，內(nèi)含較多植物根系，無其他異物；土壤顏色也呈現(xiàn)相應(yīng)的變化，紫色土轉(zhuǎn)為棕色，石灰?guī)r土轉(zhuǎn)為褐色，板頁巖土、河流沖積土、四紀(jì)紅土轉(zhuǎn)為紅棕色。

表2 為辣椒采收后的土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)，與原始土壤相比，辣椒采收后土壤養(yǎng)分含量產(chǎn)生了不同程度變化，紫色土、板頁巖土、河流沖積土的全氮含量都有增加，四紀(jì)紅土全氮含量則降低到570 mg/kg，石灰?guī)r土全氮含量則無明顯變化；5 種類型土壤中全磷含量差異不明顯，其中紫色土與板頁巖土中含量相對(duì)較高，分別為2 170 mg/kg 和2 180 mg/kg；不同土壤中全鉀含量在定植前后無明顯變化；采收后不同土壤的水解性氮含量均低于100 mg/kg；板頁巖土壤中有效磷含量最高為227.5 mg/kg，遠(yuǎn)高于其他土壤類型，河流沖積土與四紀(jì)紅土處理下低于90 mg/kg，紫色土與石灰?guī)r土中有效磷含量則不足30 mg/kg；速效鉀含量次序分別為板頁巖土（318 mg/kg）＞石灰?guī)r土（274 mg/kg）＞四紀(jì)紅土（251 mg/kg）＞紫色土（197 mg/kg）＞河流沖積土（153 mg/kg）。土壤本身養(yǎng)分含量不足以支撐植物的正常生長，在正常水肥管理的情況下，水解性氮含量仍低于土壤本身的養(yǎng)分含量，說明經(jīng)過植物不斷的吸收，其所需含量遠(yuǎn)大于本身養(yǎng)分含量，不同土壤統(tǒng)一施肥也不夠合理，應(yīng)根據(jù)土壤性質(zhì)進(jìn)行合理施肥才能促進(jìn)作物生長。

表2 辣椒采收后不同類型土壤養(yǎng)分含量

2.3 辣椒果實(shí)性狀分析

單果質(zhì)量、果長、果柄長及果寬都是辣椒農(nóng)藝性狀的重要指標(biāo)，是判斷其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的參考因素。由表3 可知，5 種不同土壤栽培下辣椒的單果質(zhì)量變化較小，僅有四紀(jì)紅土單果質(zhì)量顯著低于紫色土和石灰?guī)r土，除四紀(jì)紅土外的4 種土壤之間無顯著性差異；對(duì)不同土壤栽培下辣椒果長差異分析表明，在紫色土、河流沖積土、石灰?guī)r土栽培處理下差異不顯著，但三者均顯著大于板頁巖土（7.91 cm）與四紀(jì)紅土（7.84 cm）；在5 種處理下果柄長存在一定差距但幅度并不大，為石灰?guī)r土（2.87 cm）＞紫色土（2.85 cm）＞ 河流沖積土（2.59 cm）＞ 板頁巖土（2.47 cm）＞ 四紀(jì)紅土（2.38 cm）；此外，5 種不同土壤栽培下辣椒果寬無顯著性差異。

表3 不同類型土壤下辣椒果實(shí)性狀

2.4 辣椒動(dòng)態(tài)產(chǎn)量分析

圖1 表示5 種土壤栽培下辣椒動(dòng)態(tài)產(chǎn)量趨勢，采收中，每2 d 采收1 次紅熟辣椒，每10 d 進(jìn)行一次產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)，此處為5 株總產(chǎn)量的動(dòng)態(tài)產(chǎn)量。由圖1可知，在剛進(jìn)入采收期后一個(gè)月內(nèi)板頁巖土和紫色土栽培下的辣椒產(chǎn)量明顯高于其他3 種土壤，7 月中旬單株產(chǎn)量達(dá)到最高，分別為462.32 g 和187.13 g，從7 月下旬開始產(chǎn)量也呈現(xiàn)下降趨勢。在7 月下旬到8 月下旬期間5 種土壤類型下產(chǎn)量均下降，其中僅河流沖積土栽培下的產(chǎn)量緩慢上升，其動(dòng)態(tài)產(chǎn)量為351.625 g。8 月下旬到9 月下旬辣椒產(chǎn)量逐漸上升，其中紫色土（252.715 g）、河流沖積土（210.165 g）、四紀(jì)紅土（213.875 g）、板頁巖土（71.795 g）的產(chǎn)量較低，而9 月中旬石灰?guī)r土栽培下產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他土壤類型為560.275 g。在10月中下旬，除四紀(jì)紅土外，其他土壤栽培下的辣椒產(chǎn)量增加比較明顯，尤其是在10 月中旬石灰?guī)r土、紫色土、河流沖積土栽培下動(dòng)態(tài)產(chǎn)量達(dá)到最大值，分別為972.940 g、455.120 g、329.105 g。

圖1 不同類型土壤栽培的辣椒動(dòng)態(tài)產(chǎn)量

2.5 辣椒總產(chǎn)量分析

本試驗(yàn)按單穴定植1 株，每667 m2定植2 000株的標(biāo)準(zhǔn)折算單位面積產(chǎn)量，即每667 m2產(chǎn)量=單株平均產(chǎn)量×2 000 株。在同一施肥量下，本試驗(yàn)將摘取的所有具有經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的椒果計(jì)總產(chǎn)量進(jìn)行分析。由圖2 總產(chǎn)量可知，其中石灰?guī)r土、紫色土、河流沖積土、板頁巖土之間差異不顯著，板頁巖土壤種植下辣椒總產(chǎn)量較低。石灰?guī)r土與四紀(jì)紅土之間差異十分顯著，石灰?guī)r土栽培下辣椒產(chǎn)量可達(dá)745.74 kg/667 m2，四紀(jì)紅土栽培下產(chǎn)量僅為192.27 kg/667 m2，石灰?guī)r土比四紀(jì)紅土栽培下的辣椒產(chǎn)量增產(chǎn)287.86%；表明同一環(huán)境及管理下，不同土壤類型對(duì)辣椒產(chǎn)量有著顯著的影響。

圖2 不同類型土壤栽培的辣椒總產(chǎn)量

2.6 產(chǎn)量與養(yǎng)分相關(guān)性分析

土壤養(yǎng)分含量與作物產(chǎn)量密切相關(guān)，在蔬菜栽培種各階段的水肥管理起著至關(guān)重要的作用。由表4 可知全氮與全鉀的含量對(duì)辣椒產(chǎn)量起顯著的正相關(guān)作用，有效磷起負(fù)相關(guān)作用，但不顯著。說明辣椒是喜氮肥、鉀肥的作物。

表4 辣椒產(chǎn)量與養(yǎng)分的相關(guān)性狀分析

3 結(jié)論與討論

辣椒作為主要蔬菜經(jīng)濟(jì)作物之一，如何提高產(chǎn)量一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)，而影響其產(chǎn)量的主要因素是土壤養(yǎng)分含量。本試驗(yàn)選取5 種不同類型的土壤作為研究對(duì)象，探究其種植前后土壤養(yǎng)分含量與產(chǎn)量之間的關(guān)系。試驗(yàn)表明，石灰?guī)r土最適合辣椒生長，其次是河流沖積土與紫色土，板頁巖土與四紀(jì)紅土條件下辣椒產(chǎn)量較低。此外，不同土壤類型對(duì)辣椒果形也有一定影響。

研究表明，氮元素是植物生長的限制性因素[14]，對(duì)作物最終產(chǎn)量的貢獻(xiàn)為40%～50%；施加適量氮肥有利于提高土壤微生物總量和作物產(chǎn)量[15]。磷元素與作物體內(nèi)的代謝過程關(guān)系密切，如磷素供應(yīng)不足時(shí)，會(huì)導(dǎo)致生育期延長且植株瘦弱[16]。鉀元素影響著辣椒生產(chǎn)的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀，還可增強(qiáng)辣椒的抗逆性能力[8]。本次試驗(yàn)通過對(duì)原始土壤的檢測，綜合得出河流沖積土與石灰?guī)r土中有效元素可利用含量最高，有助于植物生長，板頁巖土與四紀(jì)紅土中養(yǎng)分稍差。通過采收后不同土壤中的養(yǎng)分含量差異顯著表明，不同類型土壤種植條件下，同一施肥制度是不科學(xué)的，應(yīng)針對(duì)不同類型土壤自身養(yǎng)分是否滿足植物正常需求，合理配比氮磷鉀肥的用量，進(jìn)行適量施肥。這與祁海東等[17]、張?jiān)姮摰萚18]對(duì)辣椒氮磷鉀配施的研究結(jié)果相一致。

通過對(duì)辣椒單果質(zhì)量、果長、果柄長及果寬等指標(biāo)判定，紫色土中栽培的辣椒綜合指標(biāo)性狀最好，其次是石灰?guī)r土、河流沖積土，板頁巖土與四紀(jì)紅土中的指標(biāo)性狀最差，分析與土壤的養(yǎng)分含量有關(guān)；通過對(duì)辣椒的動(dòng)態(tài)產(chǎn)量與總產(chǎn)量分析比較得出，動(dòng)態(tài)產(chǎn)量中7 月、9 月、10 月中旬各處理下產(chǎn)量相對(duì)較高，石灰?guī)r土、紫色土、板頁巖土栽培下產(chǎn)量較高，河流沖積土栽培下辣椒動(dòng)態(tài)產(chǎn)量較穩(wěn)定。總產(chǎn)量中，石灰?guī)r土壤栽培下辣椒的總產(chǎn)量最高，可達(dá)745.74 kg/667 m2。河流沖積土和紫色土次之，板頁巖土處理與四紀(jì)紅土較低，其中四紀(jì)紅土最低，為192.27 kg/667 m2，這與產(chǎn)量性狀的其他指標(biāo)變化基本一致。

綜上所述，在5 種不同類型土壤栽培條件下，通過對(duì)土壤養(yǎng)分含量、辣椒總產(chǎn)量及其農(nóng)藝性狀指標(biāo)等數(shù)據(jù)分析，表明5 種不同土壤中石灰?guī)r土最適合種植辣椒，河流沖積土與紫色土次之，板頁巖土與四紀(jì)紅土最不適合種植辣椒。土壤養(yǎng)分中板頁巖土、紫色土、河流沖積土養(yǎng)分含量最高，這與產(chǎn)量變化基本一致，說明土壤養(yǎng)分含量對(duì)于辣椒產(chǎn)量起著決定性作用。其次，適合種植的土壤類型也是提高產(chǎn)量的重要因素，需要配合合理的施肥才可以獲得高產(chǎn)。