不同类型土壤对辣椒产量及农艺性状的影响

刘 娟 何海燕 熊红英 熊 程 王军伟,7 黄 科 刘明月,7 周 龙*

（1.湖南农业大学园艺学院，长沙 410128；2.湘潭市农业科学研究所，湖南湘潭 411100；3.汉寿县辰阳街道办事处，湖南汉寿 415900；4.蔬菜生物学湖南省重点实验室，长沙 410128；5.园艺作物种质创新与新品种选育教育部工程研究中心，长沙 410128；6.农业农村部园艺作物（蔬菜、茶叶等）基因资源评价利用重点实验室，长沙 410128；7.湖南农业大学黄埔创新研究院，长沙 410128）

辣椒（Capsicum annuumL.）属茄科蔬菜作物，因其风味独特且具有丰富的维生素、辣椒素等营养物质而深受大众喜爱，作为蔬菜的主要经济作物之一，其高效栽培技术已成为研究重点[1-3]。近年来对辣椒品质及产量的研究多集中在肥料类型、施用量、配比及施肥制度等方面，而关于土壤类型及其自身养分对辣椒产量的影响研究很少。杨帆等[4]、王翠丽等[5]认为施肥效应与土壤养分含量密切相关，正确的施肥量、施肥方式有助于辣椒产量的提高；王晓莉等[6]通过对土壤类型进行比较，筛选出最适合宁夏设施辣椒种植的土壤类型。康林玉等[7]通过对辣椒根系和果实显微结构分析得出土壤类型对辣椒生长存在影响；王绍祥等[8]也通过对不同土壤类型进行分析，证明土壤类型对辣椒产量及品质有显著影响；陈娟等[9]通过不同类型土壤种植前后微生物群落差异也鉴定出最适合辣椒生长的土壤类型；关于不同土壤类型对作物产量的影响在生姜[10]、油茶[11]、花生[12]也有报道。前人的研究表明，土壤类型的差异不仅影响作物的产量，对其营养品质也有较大影响。本研究旨在探究不同类型土壤及其养分对辣椒产量的影响，以及种植前后的土壤养分变化差异，为完善辣椒栽培科学施肥提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试辣椒品种为‘丰抗21’，属鲜食辣椒类型，果实长牛角形；供试土壤类型分别是四纪红土、紫色土、板页岩土、河流冲积土、石灰岩土，5 种类型土壤由中国农业科学院祁阳土壤试验站提供。供试肥料为金正大集团公司生产的硫酸钾型复合肥料，N ∶P2O5∶K2O 质量比为17 ∶17 ∶17。

1.2 试验方法

本试验为盆栽试验。设置四纪红土、紫色土、板页岩土、河流冲积土、石灰岩土共5 种类型土壤栽培处理，每个处理种植75 盆，共计375 盆，每盆装入10 L 的栽培土，土壤质量为4.5 kg。于2021 年2月20 日进行穴盘播种，2021 年4 月28 日进行盆栽定植并施入40 g 复合肥作基肥，2021 年6 月15日至10 月20 日为采摘期。盆栽群体置于薄膜连栋温室内管护，种植期间管理措施全部一致。

1.2.1 土壤采集与测定 在辣椒种植前、采收期结束后分别采集5 种类型土壤各500 g，检测全氮、全磷、全钾、水解性氮、有效磷及速效钾的含量。

1.2.2 果实指标检测 采收中期每个处理随机选择5 株采摘辣椒果实样品，用电子天平称量单果质量，用游标卡尺测定果实长度、果柄长度、果实宽度（因辣椒为非规则形状，测量位置为同一批次同一果实距离辣椒肩部1/3 的位置，进行2 次剖面垂直测量）；采收中后期，每2 d 采收1 次红熟辣椒，每10 d 进行1 次产量统计，各次收获之和记为总产量。

采摘标准为：在辣椒果实质感由软变硬，平均单果质量在12 g 以上时带蒂采摘。采用最小刻度为0.1 g 电子天平进行称质量，并计录各植株的总产量。

1.2.3 数据处理 采用Excel 和GraphPad Prism 8软件进行统计分析和作图，采用SPSS 21.0 软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 定植前土壤养分分析

由表1 可知，石灰岩土全氮含量为1 398 mg/kg，其数值最高，其次是河流冲积土和紫色土，板页岩土与四纪红土的全氮含量更低，低于其他3种土壤50%左右；板页岩土全磷含量最高（1 400 mg/kg），其次为紫色土、石灰岩土、河流冲积土，四纪红土全磷含量最低（346 mg/kg）；板页岩土中全钾含量最高（2.59 %），四纪红土最低（1.16%）。分析土壤水解性氮含量可知，5 种土壤水解性氮含量差异较大，河流冲积土和石灰岩土中水解性氮含量较高，分别为102 mg/kg 和105 mg/kg，紫色土含量次之（79 mg/kg），四纪红土和板页岩土水解性氮含量较低，分别为57 mg/kg 和33 mg/kg；此外，不同类型土壤中有效磷含量也有较大差异，河流冲积土和紫色土中有效磷含量较高，分别为33.1 mg/kg 和21.1 mg/kg，其余3 种均低于7 mg/kg；5 种类型土壤在速效钾含量由高到低依次为河流冲积土、石灰岩土、紫色土、板页岩土、四纪红土。

表1 辣椒定植前不同类型土壤养分含量

2.2 采收后土壤养分分析

土壤肥力是土壤为植物生长供应和协调水、肥、气、热等因子的能力。土壤肥力的高低不仅受土壤养分、植物根系吸收能力和植物生长环境各因子的独立影响，更取决于各因子间的协调程度[13]。原始土壤种植作物后，经过作物根系的吸收过程，土壤养分产生相应的变化。本试验种植后土壤状态为湿土，内含较多植物根系，无其他异物；土壤颜色也呈现相应的变化，紫色土转为棕色，石灰岩土转为褐色，板页岩土、河流冲积土、四纪红土转为红棕色。

表2 为辣椒采收后的土壤养分数据，与原始土壤相比，辣椒采收后土壤养分含量产生了不同程度变化，紫色土、板页岩土、河流冲积土的全氮含量都有增加，四纪红土全氮含量则降低到570 mg/kg，石灰岩土全氮含量则无明显变化；5 种类型土壤中全磷含量差异不明显，其中紫色土与板页岩土中含量相对较高，分别为2 170 mg/kg 和2 180 mg/kg；不同土壤中全钾含量在定植前后无明显变化；采收后不同土壤的水解性氮含量均低于100 mg/kg；板页岩土壤中有效磷含量最高为227.5 mg/kg，远高于其他土壤类型，河流冲积土与四纪红土处理下低于90 mg/kg，紫色土与石灰岩土中有效磷含量则不足30 mg/kg；速效钾含量次序分别为板页岩土（318 mg/kg）＞石灰岩土（274 mg/kg）＞四纪红土（251 mg/kg）＞紫色土（197 mg/kg）＞河流冲积土（153 mg/kg）。土壤本身养分含量不足以支撑植物的正常生长，在正常水肥管理的情况下，水解性氮含量仍低于土壤本身的养分含量，说明经过植物不断的吸收，其所需含量远大于本身养分含量，不同土壤统一施肥也不够合理，应根据土壤性质进行合理施肥才能促进作物生长。

表2 辣椒采收后不同类型土壤养分含量

2.3 辣椒果实性状分析

单果质量、果长、果柄长及果宽都是辣椒农艺性状的重要指标，是判断其经济价值的参考因素。由表3 可知，5 种不同土壤栽培下辣椒的单果质量变化较小，仅有四纪红土单果质量显著低于紫色土和石灰岩土，除四纪红土外的4 种土壤之间无显著性差异；对不同土壤栽培下辣椒果长差异分析表明，在紫色土、河流冲积土、石灰岩土栽培处理下差异不显著，但三者均显著大于板页岩土（7.91 cm）与四纪红土（7.84 cm）；在5 种处理下果柄长存在一定差距但幅度并不大，为石灰岩土（2.87 cm）＞紫色土（2.85 cm）＞ 河流冲积土（2.59 cm）＞ 板页岩土（2.47 cm）＞ 四纪红土（2.38 cm）；此外，5 种不同土壤栽培下辣椒果宽无显著性差异。

表3 不同类型土壤下辣椒果实性状

2.4 辣椒动态产量分析

图1 表示5 种土壤栽培下辣椒动态产量趋势，采收中，每2 d 采收1 次红熟辣椒，每10 d 进行一次产量统计，此处为5 株总产量的动态产量。由图1可知，在刚进入采收期后一个月内板页岩土和紫色土栽培下的辣椒产量明显高于其他3 种土壤，7 月中旬单株产量达到最高，分别为462.32 g 和187.13 g，从7 月下旬开始产量也呈现下降趋势。在7 月下旬到8 月下旬期间5 种土壤类型下产量均下降，其中仅河流冲积土栽培下的产量缓慢上升，其动态产量为351.625 g。8 月下旬到9 月下旬辣椒产量逐渐上升，其中紫色土（252.715 g）、河流冲积土（210.165 g）、四纪红土（213.875 g）、板页岩土（71.795 g）的产量较低，而9 月中旬石灰岩土栽培下产量远远高于其他土壤类型为560.275 g。在10月中下旬，除四纪红土外，其他土壤栽培下的辣椒产量增加比较明显，尤其是在10 月中旬石灰岩土、紫色土、河流冲积土栽培下动态产量达到最大值，分别为972.940 g、455.120 g、329.105 g。

图1 不同类型土壤栽培的辣椒动态产量

2.5 辣椒总产量分析

本试验按单穴定植1 株，每667 m2定植2 000株的标准折算单位面积产量，即每667 m2产量=单株平均产量×2 000 株。在同一施肥量下，本试验将摘取的所有具有经济产量的椒果计总产量进行分析。由图2 总产量可知，其中石灰岩土、紫色土、河流冲积土、板页岩土之间差异不显著，板页岩土壤种植下辣椒总产量较低。石灰岩土与四纪红土之间差异十分显著，石灰岩土栽培下辣椒产量可达745.74 kg/667 m2，四纪红土栽培下产量仅为192.27 kg/667 m2，石灰岩土比四纪红土栽培下的辣椒产量增产287.86%；表明同一环境及管理下，不同土壤类型对辣椒产量有着显著的影响。

图2 不同类型土壤栽培的辣椒总产量

2.6 产量与养分相关性分析

土壤养分含量与作物产量密切相关，在蔬菜栽培种各阶段的水肥管理起着至关重要的作用。由表4 可知全氮与全钾的含量对辣椒产量起显著的正相关作用，有效磷起负相关作用，但不显著。说明辣椒是喜氮肥、钾肥的作物。

表4 辣椒产量与养分的相关性状分析

3 结论与讨论

辣椒作为主要蔬菜经济作物之一，如何提高产量一直是人们关注的重点，而影响其产量的主要因素是土壤养分含量。本试验选取5 种不同类型的土壤作为研究对象，探究其种植前后土壤养分含量与产量之间的关系。试验表明，石灰岩土最适合辣椒生长，其次是河流冲积土与紫色土，板页岩土与四纪红土条件下辣椒产量较低。此外，不同土壤类型对辣椒果形也有一定影响。

研究表明，氮元素是植物生长的限制性因素[14]，对作物最终产量的贡献为40%～50%；施加适量氮肥有利于提高土壤微生物总量和作物产量[15]。磷元素与作物体内的代谢过程关系密切，如磷素供应不足时，会导致生育期延长且植株瘦弱[16]。钾元素影响着辣椒生产的产量及农艺性状，还可增强辣椒的抗逆性能力[8]。本次试验通过对原始土壤的检测，综合得出河流冲积土与石灰岩土中有效元素可利用含量最高，有助于植物生长，板页岩土与四纪红土中养分稍差。通过采收后不同土壤中的养分含量差异显著表明，不同类型土壤种植条件下，同一施肥制度是不科学的，应针对不同类型土壤自身养分是否满足植物正常需求，合理配比氮磷钾肥的用量，进行适量施肥。这与祁海东等[17]、张诗莹等[18]对辣椒氮磷钾配施的研究结果相一致。

通过对辣椒单果质量、果长、果柄长及果宽等指标判定，紫色土中栽培的辣椒综合指标性状最好，其次是石灰岩土、河流冲积土，板页岩土与四纪红土中的指标性状最差，分析与土壤的养分含量有关；通过对辣椒的动态产量与总产量分析比较得出，动态产量中7 月、9 月、10 月中旬各处理下产量相对较高，石灰岩土、紫色土、板页岩土栽培下产量较高，河流冲积土栽培下辣椒动态产量较稳定。总产量中，石灰岩土壤栽培下辣椒的总产量最高，可达745.74 kg/667 m2。河流冲积土和紫色土次之，板页岩土处理与四纪红土较低，其中四纪红土最低，为192.27 kg/667 m2，这与产量性状的其他指标变化基本一致。

综上所述，在5 种不同类型土壤栽培条件下，通过对土壤养分含量、辣椒总产量及其农艺性状指标等数据分析，表明5 种不同土壤中石灰岩土最适合种植辣椒，河流冲积土与紫色土次之，板页岩土与四纪红土最不适合种植辣椒。土壤养分中板页岩土、紫色土、河流冲积土养分含量最高，这与产量变化基本一致，说明土壤养分含量对于辣椒产量起着决定性作用。其次，适合种植的土壤类型也是提高产量的重要因素，需要配合合理的施肥才可以获得高产。