SRSC壟寬和壟高對日光溫室甜椒生長及產量的影響

傅國海，楊其長，劉文科 ，閆文凱(中國農業科學院 農業環境與可持續發展研究所/農業部設施農業節能與廢棄物處理重點實驗室，北京 100081)

SRSC壟寬和壟高對日光溫室甜椒生長及產量的影響

傅國海，楊其長，劉文科 ，閆文凱
(中國農業科學院 農業環境與可持續發展研究所/農業部設施農業節能與廢棄物處理重點實驗室，北京 100081)

為了探究不同寬度(基質或土壤體積)和高度的SRSC壟對甜椒生長及產量的影響，進而確定最優的SRSC栽培壟參數。以甜椒為試驗材料，并以土壤栽培壟為對照(CK)，分別設置10 cm(W10)、35 cm(W35)和40 cm(W40/H15)不同寬度及0 cm(H0)、10 cm(H10)和15 cm(W40/H15)不同高度的SRSC栽培壟，測定采收時甜椒的生長及產量指標。結果表明：不同寬度的SRSC壟中， CK與W35和W40/H15的甜椒的各項生長指標沒有顯著差異，而W10的甜椒的株高、莖粗和地上干鮮質量低于其他處理，生長最差，但其產量高于CK；W40/H15的甜椒產量最高，比CK高34.2%；不同高度的SRSC栽培壟中，H10甜椒的株高、莖粗及地上干鮮質量顯著低于CK，生長最差，而H0和W40/H15甜椒的株高、莖粗、地上及地下干鮮質量沒有顯著差異，且二者的甜椒生長優于H10。H0的產量最低，而W40/H15的產量最高，比H0高60.4%，同時比CK高34.2%。綜上，W40/H15對甜椒生長的影響相對較優，并且對其產量的提升效果最好，即SRSC壟寬為40 cm，壟高為15 cm時，生產性能最優。

SRSC壟；壟寬；壟高；甜椒；產量

日光溫室作為中國獨有的設施類型，在國內蔬菜反季節生產中占有重要地位[1]。在日光溫室生產過程中，土壤起壟栽培是較為傳統且應用廣泛的栽培方式。土壤起壟栽培具有節水、增產、增溫和改善田間小氣候的優點[2-3]，在生產中得到了較為廣泛的應用。但是土壤起壟栽培在生產過程中存在一系列問題。由土壤栽培造成的土壤連作障礙、次生鹽漬化和地下水污染等問題日益嚴重[4-6]，造成土壤水熱條件失衡、資源浪費和生態環境污染，成為制約日光溫室蔬菜生產的重要因素。近年來，無土栽培(基質栽培)逐步得到發展，成為解決土壤栽培過程中一系列生態環境問題和提高產量的有效途徑[7]。但由于無土栽培應用基質材料的特殊性，使得其根區環境穩定性較差，容易造成根區水、熱環境失衡[8-9]。此外，由于無土栽培技術要求和生產投入較高，難以在日光溫室中推廣應用。

為解決日光溫室蔬菜栽培過程中的問題，結合土壤栽培和無土栽培各自的優勢，我們提出了一種新型的栽培方式[10]——起壟內嵌式基質栽培方式(soil ridged substrate-embedded cultivation,SRSC)。即將基質栽培槽嵌入土壟進行蔬菜栽培。前期的研究結果表明，在日光溫室冬季生產過程中，SRSC栽培壟能夠有效提高作物根區溫度，促進作物生長，提高作物產量[11]。

有研究表明，改變栽培壟的高度和寬度能夠影響作物根區溫度[2]，進而改變根區熱效應，影響作物生長。而前期試驗中并未研究SRSC栽培壟寬度和高度等規格參數的變化對其生產性能的影響。為了進一步探究SRSC栽培壟的生產性能，探究不同寬度和高度的SRSC壟對作物的生長及產量的影響，試驗設計了不同寬度和高度的SRSC壟類型，以期確定最為優越的SRSC壟類型，為日光溫室蔬菜生產提供高產高效的新型栽培方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在北京市順義區大孫各莊鎮的日光溫室中進行，溫室長60 m，跨度8 m，脊高3.8 m。試驗小區長15 m，寬2 m，小區距溫室最南端1.5 m，距西側山墻4 m。供試作物為甜椒(CapsicumannuumL.)，品種為‘海豐16號’。試驗甜椒采取穴盤育苗，待幼苗3葉1心時定植，株距30 cm，行距90 cm，定植時間為2015-11-20。試驗采用全營養液滴灌方式進行甜椒栽培，不同處理的養分及水分供給保持一致。甜椒采收期測定植株各項指標。

試驗中采用的起壟內嵌式基質栽培方式是將特別設計的基質栽培槽(細鐵絲網槽，長×寬×高=120 cm×10 cm×15 cm，內嵌塑料薄膜)嵌在一定規格的土壟中，槽內裝入按體積比混合均勻的栽培基質(草炭∶蛭石∶珍珠巖=1∶1∶1)，外側土壤培壟完成后，壟表覆蓋地膜，然后進行甜椒栽培。

1.2 試驗設計

以前期試驗中采用的標準起壟內嵌式基質栽培壟(SRSC)為基礎，通過改變栽培壟的寬度(包括外側土壤寬度和內嵌基質寬度)和高度，共設置6種栽培壟處理。處理1(CK)為土壟，處理2(W10)為外側無土壤包被的SRSC壟(寬度為10 cm，高度為15 cm)，處理3(W35)為基質寬度減小一半SRSC壟，處理4(W40/H15)為標準的SRSC壟(寬度為40 cm，高度為15 cm)，處理5(H0)為高度為0 cm即槽體全嵌入水平面的SRSC壟；處理6(H10)為高度10 cm即槽體半嵌入水平面的SRSC壟。試驗分為兩部分，其中處理4為交叉處理，即壟寬試驗包括CK，W10，W35和W40/H15處理；壟高試驗包括CK，H0，H10和W40/H15處理。

1.3 測定方法

試驗進行過程中，各處理采用相同的灌溉方式，保證各處理甜椒的養分及水分供應一致。收獲時，測定田間的生物量和產量指標。每個處理隨機選取5株植物進行標記，分3次采收，每次間隔7 d，并對隨機選取的5株植物進行取樣分析。采用直尺測定甜椒的株高；采用游標卡尺測定甜椒莖粗、果實長度及直徑；采用天平測定甜椒植株干鮮生物量及產量等指標。

1.4 數據分析

采用Excel 2010軟件處理數據及作圖，并采用SAS 8.2軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 壟寬和壟高對甜椒生長的影響

由表1可知，壟寬和壟高對甜椒生長和生物量的形成影響不同。在寬度不同的栽培壟影響下， 土壟(CK)與W35和W40/H15的甜椒的株高、莖粗、地上干鮮質量及地下干鮮質量沒有顯著差異，三者甜椒的生長及生物量指標較為一致。CK與W10甜椒的地上及地下干鮮質量指標均有顯著性差異。4種不同寬度栽培壟處理中，W10的甜椒除根系干鮮質量指標外表現最差，而其根系的干鮮質量比其他處理高80%以上。

由表1可知，不同高度的SRSC壟對甜椒的生長和生物量同樣產生影響。10 cm高的SRSC壟(H10)甜椒的株高、莖粗及地上干鮮質量顯著低于CK甜椒，生長最差，而全嵌入壟(H0)和SRSC壟(W40/H15)甜椒的株高、莖粗、地上及地下干鮮質量沒有顯著差異，且二者的甜椒生長優于H10。CK的地上及地下干質量都高于不同高度的SRSC壟處理。

表1 不同寬度和高度的SRSC栽培壟栽培甜椒的生長狀況及生物量Table 1 The growth and biomass of sweet peppers cultivated on SRSC ridges with different height and width

注：同列不同小寫字母表示處理間差異達顯著性水平(P<0.05)，下同。

Note:The values with different lowercase letters in each column mean significant difference(P<0.05),the same as the following table.

2.2 壟寬和壟高對甜椒產量的影響

由表2可知，不同寬度的SRSC壟會對甜椒的產量產生影響。CK土壟的甜椒果實最小，其果實直徑顯著小于其他處理，但W10與CK甜椒的大小較為接近，而小于W35和W40/H15的甜椒果實大小。CK和W35單果質量顯著高于W10和W40/H15，但CK和W35的甜椒果實數相對較少，而W10和W40/H15 具有較多的果實數，這也造成CK單株產量較低，且顯著低于其他處理，其他3種處理的單株產量差異不顯著。CK 的單位面積產量最低，低于其他3種無土栽培模式，分別比CK高15.6%、12.4%和34.2%，其中W40/H15甜椒的單位面積產量最高。

由表2可知，不同高度的SRSC壟對甜椒產量的影響不同。在4種處理的栽培壟中，CK 甜椒最小，其他處理的甜椒果實顯著大于CK，且后三者的甜椒果實數量沒有顯著性差異，但多于CK。W40/H15的果實數量高于H0。CK單果質量顯著高于其他處理，但其單株產量較低。其中W40/H15甜椒單株產量顯著高于H0。4種栽培壟處理甜椒產量最低的是H0，而產量最高的是W40/H15，比H0高60.4%，同時比CK高34.2%。可見，栽培槽全嵌入式的栽培對產量的形成并不利。

表2 不同寬度和高度的SRSC栽培壟栽培甜椒的產量Table 2 The yield of sweet peppers cultivated on SRSC ridges with different height and width

3 討論與結論

在日光溫室生產過程中，起壟覆膜栽培是較為普遍的栽培方式，而不同的起壟覆膜方式能夠影響作物的根區環境，進而影響作物的生長。孫玉蓮等[12]研究認為，全膜雙壟溝播對旱區玉米田土壤水分和溫度有著良好的調節作用。傅國海等[2]研究認為，日光溫室中不同的栽培壟體積對根區溫度產生不同影響。試驗探究了不同寬度和高度的SRSC壟對甜椒生長和產量的影響。

王曉凌等[13]研究表明，壟寬的變化能夠影響玉米的生長發育。本試驗不同寬度的栽培壟中，土壟對照(CK)與W35和W40/H15的甜椒生長指標沒有顯著差異，但是前者的產量低于后者，說明無土栽培的增產優勢是明顯的[14]。W40/H15的產量比W35的高，說明適宜的基質體積和栽培壟寬度是根系吸收和產量形成的必要條件。值得注意的是，W10的甜椒生物量指標相對較差，這可能是由于根區環境不穩定，根區遭受溫度脅迫造成的，這在前期的研究中已經得到證明[15]。此外，W10甜椒根系生物量的增加可能是由于其外側無土壤緩沖引起后期根區高溫造成的。劉煒等[16]研究表明，根區高溫能促進根系伸長。在4種處理中W40/H15的單產最高，生產性能最優。

唐永金等[17]研究表明，壟高會影響甘薯的生長發育。本試驗中全嵌入壟(H0)和SRSC壟(W40/H15)甜椒的生長指標高于對照且表現較為一致，一方面說明外側土壤包被相對裸壟能夠增強根區環境的穩定性，改善根區環境有利于作物生長，另一方面說明全嵌入土壤與W40/H15外側包被土壤的方式其效果基本一致。但本試驗發現，W40/H15的產量高于H0達60.4%，這極有可能是由于起壟與平地栽培差異造成的，有研究表明起壟栽培(即具有一定的壟高)具有改善田間小氣候，提高作物產量的作用[18]，W40/H15具有一定高度，其甜椒有較為優越的生長環境，進而獲得高產。隨著壟高的提升，產量得到提升。在4種處理中W40/H15的生產性能最優。

綜上所述，通過改變SRSC壟的寬度和高度，發現以40 cm寬，15 cm高的SRSC壟的生產性能較優，作物生長和產量相對其他處理較為優越，尤其是其能夠獲得最高的產量指標。

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EffectsofSRSCRidgeswithDifferentWidthandHeightonGrowthandYieldofSweetPepper

FU Guohai,YANG Qichang,LIU Wenke and YAN Wenkai
(Institute of Environment and Sustainable Agricultural Development,Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Energy Conservation and Waste Management of Agricultural Structures,Ministry of Agriculture,Beijing 100081,China)

In order to study effects of soil ridged substrate-embedded cultivation (SRSC) with different width and height on the growth and yield of sweet peppers,and then to determine the optimal parameters of SRSC ridge,an experiment with sweet pepper as experimental material was designed. In the experiment,SRSC ridges with different widths and heights were designed compared with soil ridge designed as a control group (CK). The widths included 10 cm (W10),35 cm (W35) and 40 cm (W40/H15),and the heights included 0 cm (H0),10 cm (H10) and 15 cm (W40/H15),respectively. Finally,growth and yield of sweet peppers were measured after harvesting. Results showed that the soil ridge (CK) had no significant difference compared with W35 and W40/H15,and plant height,stem diameter and dry & fresh shoot mass of sweet peppers cultivated on W10 was the worst,however,the yield of W10 was higher than that of CK,and that of W40/H15 was the highest,which was 34.2% higher than that of CK. In ridges with different heights,plant height,stem diameter and dry &fresh shoot mass of H10 was significantly lower than that of CK,and the growth was the worst. Besides,all plant indexes of H0 and W40/H15 were not significantly different. The yield of H0 was the lowest while that of W40/H15 was the highest,and W40/H15 was 60.4% and 34.2% higher than H0 and CK,respectively. In conclusion,the influences of W40/H15 on growth of sweet peppers were relatively better,and the capacity of increasing production was the best. It means that the optimal parameters of SRSC were 40 cm in ridge width and 15 cm in height.

Soil ridged substrate-embedded cultivation (SRSC); Ridge width; Ridge height; Sweet pepper; Yield

2016-07-04

2016-08-27

Integrated Demonstration Project of Nitrogen and Phosphorus Leaching in Facility Farmland(No.2016YFD0801001);The National High Technology Research and Development Program(863 Program)(No.2013AA103001).

FU Guohai,male,master student.Research area: cultivation in Chinese solar greenhouse. E-mail:haifengzhisheng@126.com

S625.4

A

1004-1389(2017)09-1344-05

(責任編輯：潘學燕Responsibleeditor:PANXueyan)

日期：2017-09-12

網絡出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20170912.1740.022.html

2016-07-04

2016-08-27

設施農田氮磷淋溶防控技術集成示范項目(2016YFD 0801001)；國家高技術研究發展計劃(863 計劃)(2013AA103001)。

傅國海，男，碩士研究生，研究方向為設施栽培。E-mail: haifengzhisheng@126.com

劉文科，男，博士生導師，研究員，研究方向為設施農業。E-mail: Liuwke@163.com

CorrespondingauthorLIU Wenke,male,doctoral supervisor,researcher.Research area:facility agriculture.E-mail:liuwke@163.com