不同類型土壤對辣椒產量及農藝性狀的影響

劉 娟 何海燕 熊紅英 熊 程 王軍偉,7 黃 科 劉明月,7 周 龍*

（1.湖南農業大學園藝學院，長沙 410128；2.湘潭市農業科學研究所，湖南湘潭 411100；3.漢壽縣辰陽街道辦事處，湖南漢壽 415900；4.蔬菜生物學湖南省重點實驗室，長沙 410128；5.園藝作物種質創新與新品種選育教育部工程研究中心，長沙 410128；6.農業農村部園藝作物（蔬菜、茶葉等）基因資源評價利用重點實驗室，長沙 410128；7.湖南農業大學黃埔創新研究院，長沙 410128）

辣椒（Capsicum annuumL.）屬茄科蔬菜作物，因其風味獨特且具有豐富的維生素、辣椒素等營養物質而深受大眾喜愛，作為蔬菜的主要經濟作物之一，其高效栽培技術已成為研究重點[1-3]。近年來對辣椒品質及產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，而關于土壤類型及其自身養分對辣椒產量的影響研究很少。楊帆等[4]、王翠麗等[5]認為施肥效應與土壤養分含量密切相關，正確的施肥量、施肥方式有助于辣椒產量的提高；王曉莉等[6]通過對土壤類型進行比較，篩選出最適合寧夏設施辣椒種植的土壤類型?？盗钟竦萚7]通過對辣椒根系和果實顯微結構分析得出土壤類型對辣椒生長存在影響；王紹祥等[8]也通過對不同土壤類型進行分析，證明土壤類型對辣椒產量及品質有顯著影響；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；關于不同土壤類型對作物產量的影響在生姜[10]、油茶[11]、花生[12]也有報道。前人的研究表明，土壤類型的差異不僅影響作物的產量，對其營養品質也有較大影響。本研究旨在探究不同類型土壤及其養分對辣椒產量的影響，以及種植前后的土壤養分變化差異，為完善辣椒栽培科學施肥提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試辣椒品種為‘豐抗21’，屬鮮食辣椒類型，果實長牛角形；供試土壤類型分別是四紀紅土、紫色土、板頁巖土、河流沖積土、石灰巖土，5 種類型土壤由中國農業科學院祁陽土壤試驗站提供。供試肥料為金正大集團公司生產的硫酸鉀型復合肥料，N ∶P2O5∶K2O 質量比為17 ∶17 ∶17。

1.2 試驗方法

本試驗為盆栽試驗。設置四紀紅土、紫色土、板頁巖土、河流沖積土、石灰巖土共5 種類型土壤栽培處理，每個處理種植75 盆，共計375 盆，每盆裝入10 L 的栽培土，土壤質量為4.5 kg。于2021 年2月20 日進行穴盤播種，2021 年4 月28 日進行盆栽定植并施入40 g 復合肥作基肥，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管護，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 果實指標檢測 采收中期每個處理隨機選擇5 株采摘辣椒果實樣品，用電子天平稱量單果質量，用游標卡尺測定果實長度、果柄長度、果實寬度（因辣椒為非規則形狀，測量位置為同一批次同一果實距離辣椒肩部1/3 的位置，進行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 進行1 次產量統計，各次收獲之和記為總產量。

采摘標準為：在辣椒果實質感由軟變硬，平均單果質量在12 g 以上時帶蒂采摘。采用最小刻度為0.1 g 電子天平進行稱質量，并計錄各植株的總產量。

1.2.3 數據處理 采用Excel 和GraphPad Prism 8軟件進行統計分析和作圖，采用SPSS 21.0 軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 定植前土壤養分分析

由表1 可知，石灰巖土全氮含量為1 398 mg/kg，其數值最高，其次是河流沖積土和紫色土，板頁巖土與四紀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、石灰巖土、河流沖積土，四紀紅土全磷含量最低（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，河流沖積土和石灰巖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、石灰巖土、紫色土、板頁巖土、四紀紅土。

表1 辣椒定植前不同類型土壤養分含量

2.2 采收后土壤養分分析

土壤肥力是土壤為植物生長供應和協調水、肥、氣、熱等因子的能力。土壤肥力的高低不僅受土壤養分、植物根系吸收能力和植物生長環境各因子的獨立影響，更取決于各因子間的協調程度[13]。原始土壤種植作物后，經過作物根系的吸收過程，土壤養分產生相應的變化。本試驗種植后土壤狀態為濕土，內含較多植物根系，無其他異物；土壤顏色也呈現相應的變化，紫色土轉為棕色，石灰巖土轉為褐色，板頁巖土、河流沖積土、四紀紅土轉為紅棕色。

表2 為辣椒采收后的土壤養分數據，與原始土壤相比，辣椒采收后土壤養分含量產生了不同程度變化，紫色土、板頁巖土、河流沖積土的全氮含量都有增加，四紀紅土全氮含量則降低到570 mg/kg，石灰巖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，遠高于其他土壤類型，河流沖積土與四紀紅土處理下低于90 mg/kg，紫色土與石灰巖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）＞石灰巖土（274 mg/kg）＞四紀紅土（251 mg/kg）＞紫色土（197 mg/kg）＞河流沖積土（153 mg/kg）。土壤本身養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分含量，說明經過植物不斷的吸收，其所需含量遠大于本身養分含量，不同土壤統一施肥也不夠合理，應根據土壤性質進行合理施肥才能促進作物生長。

表2 辣椒采收后不同類型土壤養分含量

2.3 辣椒果實性狀分析

單果質量、果長、果柄長及果寬都是辣椒農藝性狀的重要指標，是判斷其經濟價值的參考因素。由表3 可知，5 種不同土壤栽培下辣椒的單果質量變化較小，僅有四紀紅土單果質量顯著低于紫色土和石灰巖土，除四紀紅土外的4 種土壤之間無顯著性差異；對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、石灰巖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，為石灰巖土（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性狀

2.4 辣椒動態產量分析

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

2.5 辣椒總產量分析

本試驗按單穴定植1 株，每667 m2定植2 000株的標準折算單位面積產量，即每667 m2產量=單株平均產量×2 000 株。在同一施肥量下，本試驗將摘取的所有具有經濟產量的椒果計總產量進行分析。由圖2 總產量可知，其中石灰巖土、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量較低。石灰巖土與四紀紅土之間差異十分顯著，石灰巖土栽培下辣椒產量可達745.74 kg/667 m2，四紀紅土栽培下產量僅為192.27 kg/667 m2，石灰巖土比四紀紅土栽培下的辣椒產量增產287.86%；表明同一環境及管理下，不同土壤類型對辣椒產量有著顯著的影響。

圖2 不同類型土壤栽培的辣椒總產量

2.6 產量與養分相關性分析

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

表4 辣椒產量與養分的相關性狀分析

3 結論與討論

辣椒作為主要蔬菜經濟作物之一，如何提高產量一直是人們關注的重點，而影響其產量的主要因素是土壤養分含量。本試驗選取5 種不同類型的土壤作為研究對象，探究其種植前后土壤養分含量與產量之間的關系。試驗表明，石灰巖土最適合辣椒生長，其次是河流沖積土與紫色土，板頁巖土與四紀紅土條件下辣椒產量較低。此外，不同土壤類型對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]，對作物最終產量的貢獻為40%～50%；施加適量氮肥有利于提高土壤微生物總量和作物產量[15]。磷元素與作物體內的代謝過程關系密切，如磷素供應不足時，會導致生育期延長且植株瘦弱[16]。鉀元素影響著辣椒生產的產量及農藝性狀，還可增強辣椒的抗逆性能力[8]。本次試驗通過對原始土壤的檢測，綜合得出河流沖積土與石灰巖土中有效元素可利用含量最高，有助于植物生長，板頁巖土與四紀紅土中養分稍差。通過采收后不同土壤中的養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的，應針對不同類型土壤自身養分是否滿足植物正常需求，合理配比氮磷鉀肥的用量，進行適量施肥。這與祁海東等[17]、張詩瑩等[18]對辣椒氮磷鉀配施的研究結果相一致。

通過對辣椒單果質量、果長、果柄長及果寬等指標判定，紫色土中栽培的辣椒綜合指標性狀最好，其次是石灰巖土、河流沖積土，板頁巖土與四紀紅土中的指標性狀最差，分析與土壤的養分含量有關；通過對辣椒的動態產量與總產量分析比較得出，動態產量中7 月、9 月、10 月中旬各處理下產量相對較高，石灰巖土、紫色土、板頁巖土栽培下產量較高，河流沖積土栽培下辣椒動態產量較穩定?？偖a量中，石灰巖土壤栽培下辣椒的總產量最高，可達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紅土較低，其中四紀紅土最低，為192.27 kg/667 m2，這與產量性狀的其他指標變化基本一致。

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