简易大棚生态环境对青椒生长的影响

张静清，章文洪，杨 玫

（长子县蔬菜研究会，山西长子046600）

青椒是简易大棚的主要栽培作物。同一地块连续种植几年后出现的减产问题，长期困扰着广大菜农。为了获得较高产量，增加施肥量和浇水次数是主要技术措施。而采取这些措施往往却事与愿违，不但产量没有提高，部分简易大棚还出现了以前没有发生过的大面积空秧和一些栽培病，设施蔬菜的发展受到了严重影响。本研究对简易大棚种植青椒进行定点跟踪调查，以期查清简易大棚减产的根本原因。

1 调查点基本情况

1.1 基本情况

于2009年4—7月在山西省长治市长子县大李村进行调查。所在地地处北纬35～36°，东经112～113°，海拔910 m。属温带半湿润大陆性气候，四季分明，冬不太寒，夏不太热。季风强盛，雨热同季。该地地处黄土高原，逢风必起灰尘。全年日照时数2 556.5 h，年均气温9.3℃，有效积温3 157～3 240℃，年均降雨量为669.5 mm。被调查简易大棚连续5 a种植青椒。

1.2 调查点的选择

（1）地势平坦，浇灌方便；（2）对大棚种植精于管理，技术操作水平在当地属中等偏上，具有一定代表性的棚主；（3）棚主善于接受新技术，积极配合调查工作。

1.3 调查前准备及方法

（1）对所用器具进行校对，温度计用冰水测试，误差不超过±0.5℃。照度计、风速仪提前在有关场合进行测试比对。（2）定点调查，跟踪记录栽培周期的农事活动。（3）观察记载时注意条件与时间的同一性，提高数据的可比性。

2 生态环境现状与分析

2.1 棚体

中脊高2 m，腰高1.7 m，边角高0.9 m，撑线距2 m，压线距2 m，撑压线相交进行，棚膜是上年用过的0.01 mm厚聚乙烯消雾膜。

棚体存在3个结构性问题：（1）没有遮阳设施，对棚内高温环境没有调控能力；（2）棚体过低，秧苗顶部高温层得不到有效缓冲，导致植株生长长期处于高温胁迫环境之下；（3）大棚两侧裙膜开口过低，随着植株的生长，棚内外空气流通量逐渐减少，特别是对四门斗椒以上的青椒生长影响严重。

2.2 土壤

所调查田块为黏土质地。活土层5 a以上没有深耕，每年只是用旋耕机旋耕土壤，导致松土层只有20 cm左右。起垄起走10 cm松土，培土起走5 cm松土，畦底的松土层只有5 cm左右。施肥前取土化验，土壤肥力为：有效N 254.3 mg/kg，有效P 30.92 mg/kg，有效 K 260.61 mg/kg，有机质29.52 mg/kg，pH值 7.56。

20 cm厚的松土层起垄和培土以后畦底离硬底层只有约5 cm的松土，这存在2个问题：（1）严重影响根系的生长；（2）为中耕带来麻烦，后期不中耕不行，中耕必然会伤根。

2.3 施肥

底施未腐熟鸡粪75 m3/hm2，尿素525 kg/hm2，磷肥 1 200 kg/hm2，硫酸钾 600 kg/hm2，以及微肥硼砂 7.5 kg/hm2，钙肥 7.5 kg/hm2，锌肥 7.5 kg/hm2。追肥结合浇水，8次冲施各种化肥1 800 kg/hm2。底肥与追肥的化肥投入量共计4 147.5 kg/hm2。

化肥施用存在的问题：（1）施肥比例失调。据焦晓燕等[1]报道，青椒吸收N，P，K的比例一般为（6～8）∶1∶（7～8），而本调查点的施肥比例为2∶1.2∶2.4，N，K的比例偏低。（2）化肥施用量过大，施用各种化肥4 147.5 kg/hm2，在焦晓燕等[1]报道的施肥过量范围之中，这不但打破土壤养分平衡系统，而且加剧简易大棚青椒种植的连作障碍。（3）未腐熟鸡粪的有害物质在土壤中的积累和腐熟过程中产生的负面效应[2-5]，对青椒正常生长造成较大影响。

2.4 水分

青椒的生长周期中，浇水10次，每次浇水畦内积水厚度在120～150 mm之间。垄、畦各占1/2，地面的积水量在60～75 mm之间。不同时期的浇水对土壤含水量产生不同的影响（表1）。

表1 不同时期土壤含水量情况调查结果

每次浇水后田间积水的平均深度达到60～75 mm，是大田解除旱象用水30 mm[6]的2.0～2.5倍。土壤的含水量有3种情况：（1）前期苗子小，地表受阳光直射的面积大，在高棚温的作用下，土壤水分蒸发速度快。根系分布的10～30 cm土层含水量维持在较适宜状态。（2）青椒生长的中后期，遮阴面积加大，土壤蒸发量减少。浇后的前3 d，根系分布的10～30 cm土层含水量维持在最高状态。（3）由于水势的原因，在棚外干旱75 d的条件下，距棚1 m比距棚4 m的0～50 cm各土层含水量平均高出1.5%。说明棚内青椒中后期，长期生长在多水的土壤状态之中。浇水后3～4 d之内，20～30 cm土层含水量在20%以上会出现4种现象：（1）土壤严重缺氧[7]状态累计有41 d，占整个青椒生长周期的1/2，是根系平伸的另一个主要原因。（2）根系呼吸困难，养分很难被吸收，肥料利用率大大降低。（3）11：00以后浇水，地温随之降低5℃，是落花落果的主要原因。（4）加重病害的发生，灰霉病、炭疽病的发生和温度高、湿度大有直接关系。

2.5 光照

在自然弱光（天空有薄云，阳光可以照射到地表）条件下，自然光照强度7.5万lx，新膜棚内为6万lx，第2年旧膜棚内为5万lx。在自然强光（天空无云，阳光可直射到地表）条件下，自然光照强度9.8万lx，新膜棚内为7.6万lx，第2年旧膜棚内为6.5万lx。

第2年旧棚膜透光率只有67%，在弱光的胁迫下[8-9]，对青椒生长产生的影响有2种：（1）开花少，开花迟，坐果难。由于有效光合效率下降，造成成花素合成量减少，开花数量（四门斗椒以下）较棚外青椒单株减少30%以上。（2）有效光合效率下降导致果实的营养积累大幅度降低，致使果实色泽变淡，口感乏味，产量只有27 221 kg/hm2。

2.6 温度

2.6.1 可控温度 地温：在青椒现蕾期6月13日11：00，棚外温度 30℃；棚内 5～10 cm土层，浇水前23.5℃，浇水后18.5℃。气温：在与地温同时测得棚内100cm高处浇水前32℃，浇水后28℃。

棚内地温及50～100 cm处气温可随人为调控得到短时间的升降变化。如浇水后，棚内5～10 cm处地温可下降5℃，100 cm处气温可下降4℃。这成为菜农控制棚温的重要手段。

2.6.2 不可控温度 在自然条件下，各时段、各高度棚中部温度升降差异显著（图1）。

由图1可知，棚内温度变化有2个特点：（1）高温集中在 12：00—15：00之间，12：00以前升温平稳，15：00以后降温迅速。（2）棚内中部温度层次比较明显，温度随空间升高而升高。叶片与阳光的共同作用是50 cm处温度高于100 cm处的主要原因。20 cm处（结果层）的温度最低，150 cm处的温度最高。由图2可知，棚内侧的温度升降和棚中部一样，层次不分明的原因主要是棚侧膜低矮造成的。

温度过高是大棚问题的根源，对青椒生长产生一系列负面影响：（1）在高温情况下，节间变长，叶片增大，加上前期控制不当，往往形成椒秧疯长。正常生长的青椒，株高一般为50～60 cm，徒长的青椒株高一般达70～80 cm甚至更高，疯长的株高一般在90 cm以上[10]；（2）在开花期，棚中部地表以上50 cm高度，温度超过34℃有4 h，超过35℃有2 h，超过36℃有1 h。超过34℃共有7 h，在这样高的温度条件下，一是植株呼吸强度加大，光合作用减弱。二是花药败育，失去受精能力，坐果率降低[11]。地表以上20～30 cm高度，达到34℃为1 h，引发花药败育的高温时间减少75%，是对椒和四门斗椒坐果率较高的主要原因，而四门斗椒以上，由于高温胁迫，坐果率大幅度降低。（3）在膨果期，白天棚温达34℃以上持续时间较长，为了降温，菜农的首选措施一是增加浇水次数和加大浇水量，二是在棚膜外涂抹泥浆进行遮光。这样一方面因土壤缺氧，导致根系呼吸强度降低，影响水分及无机矿物质的吸收，另一方面由于棚膜透光率降低，影响光合作用的正常进行，光合效率降低，对果实发育造成不利影响。

2.7 通风

分2个时期在简易棚内对不同部位进行了气流测定（表2）。

表2 2009年不同时期棚内通风情况调查结果

从表2可以看出，通风对青椒生长发育的影响有3种：（1）在现蕾以后，靠近棚两侧通风口处的3行青椒受通风和温湿度差异过大的影响，植株生长相对矮小，营养体不能充分发育。（2）在膨果期，随着植株株高、株幅的增加，棚两侧处被植株遮挡，空气流通不畅，棚中无风速反应（表2），植物所需碳源供应不足，光合作用受到抑制。（3）棚内温度升至35～40℃时，而棚外温度为20～25℃，棚内外较大的温差，加速了空气的流通，使30 cm高度以上青椒很难坐果，并且容易出现斑凸状畸形果。

2.8 病虫害

各种迁飞性害虫入侵过多，棉铃虫等钻蛀性害虫当年没有发生。炭疽病每点平均7株，白粉病每点平均9株，病毒病每点平均6株。黄板黏杀迁飞性各种害虫100 cm2平均324头，防治病虫害时不考虑棚内的温湿环境。

病害发生是直接影响青椒生长的主要原因之一。在防治病害上存在3个误区：（1）注重化学防治，而忽视环境调控和改善生长条件。（2）在高温高湿条件下引发的白粉病，在防治时不注意温湿度变化，防治效果不理想[12]。（3）对蚜虫、白粉虱等害虫的防治不力，导致植株的病毒病大量发生。

2.9 植株形态与产量

青椒拉秧后进行调查，在土壤中根的生长呈3种形态：（1）须根在主根上着生区约2.5 cm长。（2）主根两侧长有须根为完全根，占被调查总数的83%，主根的一侧长有须根为不完全根（也叫梳状根），占被调查总数的17%，所有根系朝膜下生长的居多。（3）所有须根呈平斜状生长，根的3种形态是在土壤环境胁迫之下形成的，20 cm的土壤耕层起垄占去87%，畦底只剩下13%，土壤立体和浇水过多是形成根系3种形态的主要原因。

主茎平均1.2 cm（直径），茎高23 cm，1节分枝长10 cm，2节分枝长18 cm，3节分枝长21 cm，株高90 cm。由于棚内各个部位植株生长存在显著差异，以厘米为单位进行了株高的调查，并对各调查点的数据进行了标准差计算。近棚顶部茎高为（85.4±3.2）cm，棚中部为（84.4±3.8）cm，棚边部为（61.6±7.2）cm，全棚平均茎高为（78.2±16.3）cm。

2节分枝以上着生的叶片平均长20 cm，最宽处7 cm。对结果层（四门斗椒以下）可见花蕾进行了定株调查，着生门椒处平均现蕾数4.4个，着生对椒处平均现蕾数13.8个，着生四门斗椒处现蕾数22.7个。总现蕾数平均每株41个。对结果层（四门斗椒以下）可见花进行了定株调查，着生门椒处平均开花数1.2朵，着生对椒处平均开花数13.4朵，着生四门斗椒处平均开花数19.4朵，总平均开花数每株34朵。

初果期门椒平均结果0.8个，对椒平均结果2.3个，四门斗椒平均结果3.3个；成果期门椒平均结果0.4个，对椒平均结果1.5个，四门斗椒平均结果2个。

平均单果质量209 g，种轴胎座发育完全的3心室、4心室精品果占总果数的70.5%，种轴胎座发育不完全而形成的生理性畸形果占总果数的13.2%，种轴胎座发育完全外果皮一侧呈淡黄色着生有褐色凸起状斑点的非生理性畸形果占总果数的16.3%。种植密度为45 000株/hm2，青椒平均产量为37 620 kg/hm2，一级商品果达26 334 kg/hm2。

简易大棚青椒的植株形态变化是各种环境因素的综合反映。须根的平斜伸长，反映着松土层和土壤含氧量的情况；茎叶过旺，有效果实偏少，反映着光、热、风的客观实际。迁飞性虫害过多，说明棚内外的通道畅通。这样的植株形态，必然导致结果少、产量低。

3 结论

经过调查认为，简易大棚青椒的低产现象是由土、肥、水、光、气、热等环境因素共同形成的。耕作层过浅，不利于根系生长；施肥过量，打破了土壤养分平衡，恶化了土壤环境。连年浇水过多，减少土壤含氧量，导致根呼吸受阻，营养和水分不能被根系正常吸收；棚膜尤其是2次使用，透光率下降33%，极大地影响了叶片对光能的利用；棚温过高，直接影响到开花结果、叶片呼吸和光合作用的进行；前期通风过大，严重影响棚内的温、湿环境，后期通风不畅，碳源供应不足，严重影响青椒生长；没有切断迁飞通道，加之防治不当，导致各种病害影响青椒正常生长。特别是水肥环境，形成了一个恶性循环的怪圈，浇水越多，土壤越不透气，越不透气，根土对氧气的需求越得靠浇水来供应，而通过浇水供给的氧气在根土系统中很快消失后，根呼吸还是被抑制，土壤缺氧后，养分分解受到限制，肥料利用率下降，出现了生理性缺肥，还得靠施肥来补充。这一恶性循环怪圈的结果是：施肥越多，青椒生理性缺肥越严重。浇水越多，青椒生理性缺水越重。而要走出这一怪圈，唯一的途径是优化棚内生态环境，走低碳种植青椒之路。

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