西北旱区温室辣椒产量和品质对不同生育期灌溉调控的响应

中国农业科学2009,42(9):3203-3208ScientiaAgriculturaSinicadoi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.09.023收稿日期：2008-12-23；接受日期：2009-05-14基金项目：国家“863”计划项目（2006AA100203）、国家自然科学基金项目（50709038）、国家科技支撑计划项目（2007BAD88B07-3）作者简介：陈平（1982－），男，江苏连云港人，硕士研究生，研究方向为节水灌溉理论与新技术。E-mail：[e-mail]。通信作者杜太生（1975－），男，山东东阿人，副教授，博士，研究方向为节水灌溉理论与技术。E-mail：[e-mail]西北旱区温室辣椒产量和品质对不同生育期灌溉调控的响应陈平1，杜太生2，王峰２，董平国3（1西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室，陕西杨凌712100；2中国农业大学中国农业水问题研究中心，北京100083；3甘肃省武威市水利科学研究所，甘肃武威733000）摘要：【目的】提出基于水分-品质响应温室作物合理的节水优质高效灌溉模式。【方法】以陇椒1号为试验材料，在日光温室内对温室辣椒苗期、开花坐果期和果实成熟期分别进行灌溉调控，研究不同处理辣椒产量、果实品质和水分利用效率对灌溉调控的响应。【结果】温室辣椒产量对果实成熟期的灌溉调控最为敏感，在此生育期不宜实施灌溉调控。开花坐果期和果实成熟期，辣椒果实的可溶性蛋白含量和干物质含量对灌溉调控的响应程度较低，而果实维生素C含量、可溶性固形物含量和硬度对灌溉调控的响应程度较高。产量和品质与耗水量的关系可用对数函数来描述。【结论】通过灌溉调控将60cm土壤含水量在开花坐果期控制在45%～60%田间持水量（θf），在苗期和果实成熟期控制在80%～90%θf，在节水和保证较高产量的同时，可以显著提高辣椒维生素C含量、可溶性固形物含量和硬度，是西北旱区温室辣椒可行的节水优质高效灌溉调控模式。关键词：温室；辣椒；灌溉调控；产量；品质；水分-品质响应ResponseofYieldandQualityofHotPepperinGreenhousetoIrrigationControlatDifferentStagesinAridNorthwestChinaCHENPing1,DUTai-sheng2,WANGFeng2,DONGPing-guo3(1KeyLaboratoryofAgriculturalSoilandWaterEngineeringinAridandSemiaridAreas,MinistryofEducation,NorthwestAgricultureandForestryUniversity,Yangling712100,Shaanxi;2CenterforAgriculturalWaterResearchinChina,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100083;3WuweiInstituteofWaterConservancy,Wuwei733000,Gansu)Abstract:【Objective】Theobjectiveofthisstudyistobringforwardasuitablewater-savingefficientirrigationpatternforimprovingfruitqualitybasedontheresponseofqualityofgreenhousecropstowaterstress.【Method】Anexperimentwasconductedtoevaluatetheresponseofyield,fruitqualityandwateruseefficiencytodifferentwaterstresstreatmentsatseedling,flowering-fruitsettingandfruitmaturingstagesofhotpepper(CapsicumannumL.cv.Lonjiao1,alocalhybridvariety)ingreenhouse.【Result】Theresultsshowedthatfruitmaturingstagewasthemostsensitivestagetotheyieldthusseverewaterstressshouldnotbeappliedatthisstages.Thesolubleproteinanddrymassofthefruitwerenotsensitive,butvitaminC,totalsolublesolidcontentandhardnessofthefruitweresensitivetowaterstressatflowering-fruitsettingandfruitmaturingstages.Themathematicalexpressionthatbetterfitstherelationbetweentheyield,fruitqualityandevapotranspirationislogarithmfunction.【Conclusion】Itsuggestedthatsoilwatercontentshouldbecontrolledbetween45%and60%offieldwatercapacity(θf)indepthof60cmatflowering-fruitsettingstageand80%to90%θfatseedlingandfruitmaturingstagesisasuitablewater-savingefficientirrigationpatternforimprovingfruitquality,whichcanimprovefruitvitaminC,totalsolublesolidcontentandhardnesswithhigheryieldbutlesswater.Keywords:hotpepper;greenhouse;irrigationcontrol;yield;fruitquality;water-fruitqualityresponse0引言【研究意义】中国西北地区用水矛盾突出，大力发展日光温室产业，不仅能够解决西北旱区耕地面积少、农民收入低的问题，而且还能够节约宝贵的水资源。同时，随着人们生活水平的日益提高，对蔬菜的3204中国农业科学42卷需求量逐年上升，并开始从数量需求向品质需求转变。但消费者越来越多地抱怨蔬菜产品缺乏原有风味。在温室环境条件下，土壤水分主要由灌溉进行调控，灌水过多会使温室中相对湿度增大，易造成病虫害并导致品质下降，灌水过少会造成减产，因此适宜的灌溉调控措施对温室作物的生长发育、产量和品质的形成都有很大的影响。【前人研究进展】调亏灌溉技术是20世纪70年代由澳大利亚持续灌溉农业研究所提出来的新型灌溉技术[1]。至今为止，国内外学者对温室作物的调亏灌溉进行了大量的研究，并达到了提高水分利用效率、改善果实品质的效果[2-7]。相关研究表明，调亏灌溉不仅可以提高温室番茄果实可溶性固形物含量（Brix）、滴定酸度、糖酸比、VC含量[8]，而且还能提高温室黄瓜果实的还原糖、可溶性总糖、VC以及可溶性蛋白质的含量[9]。【本研究切入点】中国过去有关农业节水技术的研究主要集中在大田作物方面，对温室蔬菜等作物的耗水规律和灌溉制度的研究也主要是集中于节水和增产方面，基于水分-品质的响应进行节水优质高效灌溉模式的研究较少[10-11]。【拟解决的关键问题】本文通过系统研究温室辣椒产量和果实品质指标对不同生育期灌溉调控的响应规律，基于温室辣椒产量和品质对不同生育期灌溉调控的敏感性指标，初步提出温室辣椒适宜的节水优质高效灌溉模式，以期为西北旱区基于水分-品质响应的节水优质高效灌溉技术研究与推广应用提供理论依据。1材料与方法1.1试验区概况试验于2007年9月－2008年6月在位于甘肃武威的中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站日光温室内进行。该站地处东经102°51′，北纬37°52′，海拔1581m，属武威市平川灌区。该区常年干旱少雨，多年平均有效降水量仅67.42mm，年均蒸发量1508mm，日照时数3000h，昼夜温差较大，为典型温带干旱大陆性气候。日光温室面积75m×7m，温室内土壤为轻质沙壤土，0～60cm平均土壤容重为1.33g·cm-3，田间昀大持水量为30.82%（体积含水率）。温室内土壤肥力均匀，定植前施有机肥150m3·hm-2，磷酸二铵1095kg·hm-2，硫酸钾型复合肥1095kg·hm-2。1.2试验设计供试作物为当地主栽品种陇椒1号（CapsicumannumL.cv.Lonjiao1），种植方式为高垄地膜覆盖，垄侧种植，垄宽75cm，沟宽40cm，株距为50cm，覆膜宽为120cm。每穴内植入两株幼苗，每公顷保苗74925株，根据当地温室种植习惯，2007年9月22日定植，2007年11月17进入开花坐果期，2008年1月27日进入果实成熟期，2008年6月27日收获完毕，灌溉方式为膜下沟灌。试验期间灌水量用土壤含水率上下限控制，即当土壤含水率降到下限时，灌水至上限，根据不同生育期的计划湿润层深度不一致，取平均计划湿润层深度为60cm。根据土壤特性和单沟的灌水量将昀高灌水上限设定为90%的田间持水量，昀低灌水下限设定为45%的田间持水量[12]，试验共设7个水分处理（表1），3次重复，共21个小区。小区为南北走向，小区面积6.5m×3.45m，随机区组布置。每个小区6行，为了防止水分侧渗对试验的影响，选取小区中间4行作物作为观测对象，除水分处理外，温室内各小区日常管理和农艺措施均相同。表1温室辣椒水分-品质响应试验处理Table1Treatmentsofexperimentonwater-fruitqualityresponseofhotpepperingreenhouse处理Treatments苗期Seedling(%)开花坐果期Flowering-fruitsetting(%)果实成熟期Fruitmaturing(%)T145～6080～9080～90T260～8080～9080～90T380～9045～6080～90T480～9060～8080～90T580～9080～9045～60T680～9080～9060～80T7(Control)80～9080～9080～90表中数据为占田间持水量的百分数Datainthetablearethepercentageofthefieldwatercapacity(θf)1.3试验测定项目与方法土壤含水量采用Diviner2000土壤水分仪测定，并用烘干法每10cm进行分层修正，每个小区分别在中部的沟底和垄上各埋设一根土壤水分观测管，监测深度为100cm，每层10cm。间隔3～5d测1次，灌水前后加测，当土壤含水量降至控水下限时，立即灌水。辣椒果实的VC和可溶性蛋白含量分别用滴定法和考马斯亮蓝G-250染色法测定[13]，果实的可溶性固形物含量用手持式折射仪（糖量计）测定，果实硬度用硬度计测定，果实的干物质含量采用烘干法测定。9期陈平等：西北旱区温室辣椒产量和品质对不同生育期灌溉调控的响应32052结果与分析2.1温室辣椒产量对灌溉调控的响应一般说来，作物产量受光、温、水、肥等多种因子的影响，水分是作物获得高产不可缺少的重要媒介。表2中的耗水量采用水量平衡法计算获得，通过Diviner2000土壤水分仪和取土法测定土壤水分，辣椒产量由每个小区中间4行产量换算得到，由于定植之前进行了一次泡田，使土壤含水量较高，所以不同处理的耗水量都大于其灌水量。在本试验范围内，辣椒产量随灌水量的增加而增加，不同生育期减少灌水都会导致不同程