桑維峻，張 晶，武 喆，侯雷平，李梅蘭

（1.山西農業(yè)大學 園藝學院/山西省設施蔬菜提質增效協同創(chuàng)新中心，山西 太谷 030801；2.西安地球環(huán)境創(chuàng)新研究院，陜西 西安 710061）

胡蘿卜（Daucus carotaL. var.satiousD C.）屬傘形花科胡蘿卜屬野胡蘿卜種，是能形成肥大肉質根的2年生草本植物[1]，是全球十大蔬菜作物之一，具有很高的營養(yǎng)價值和較高的種植效益。自2010年以來，我國胡蘿卜種植面積為52.7萬hm2，總產量達908 萬t，主要分布在華北、華中、西北、東北的部分省份[2-3]。

鮮食胡蘿卜在國內種植較少，尤其是在北方大部分地區(qū)，目前存在栽植模式不規(guī)范、管理方式不統一、標準化生產較低等問題。為了提高胡蘿卜的產量和營養(yǎng)品質，適應鮮食胡蘿卜的生長需求，栽培模式的研究對于鮮食胡蘿卜具有重要的意義。

土壤對于植物生長來說，是非常重要的物質基礎，土壤的理化性質是作物生長發(fā)育、營養(yǎng)吸收和產量收益的直接影響因子[4]。胡蘿卜屬于根菜類蔬菜，食用部分為肉質根，肉質根的大小及品質與土壤質地和肥力密切相關，土壤疏松、酸堿度適中以及有機質含量高的沙壤土更利于胡蘿卜的生長[5]。山西晉中地區(qū)位于山西省中部，耕作地主要為弱黏性的壤土[6]，適宜蔬菜和果樹的種植，但是對于胡蘿卜來說，黏性土壤對肉質根的生長不利，導致其畸形根率、裂根率增大以及病蟲害的增多。之前的研究中，摻沙是用來改良鹽堿地的一種方法，研究報道較多[7]。張宇航等[8]在黃河三角洲的鹽堿地進行摻沙處理，在玉米種植土壤設置了0、5%、10%、15%、20%等5 個摻沙處理，結果表明，摻沙能夠明顯提高土壤的入滲能力，玉米在株高、莖粗、葉面積和產量方面均大于對照，最佳摻沙比例為15%。摻沙能夠明顯改善土壤透性，改變土壤水分運移規(guī)律和土壤理化性質，還可以進一步提升作物產量，目前土壤改良在胡蘿卜種植方向的研究未見報道，因此，在栽植胡蘿卜的土壤中摻入不同比例的沙子以改善土壤的黏性，從而達到改善胡蘿卜肉質根生長環(huán)境的目的[9]，進而提高胡蘿卜商品性以及營養(yǎng)品質。

栽培株距是影響外觀、產量和品質性狀的一個重要因素[10]，尤其對產量和外觀品質的影響更大，胡蘿卜肉質根的根長、根粗和整齊度取決于栽培株距，不同的栽培株距下胡蘿卜的生長外觀會發(fā)生改變[11]。陳建平等[12]研究發(fā)現，在甘肅永昌地區(qū)，栽植密度為7.5 cm×9.0 cm（保苗48萬株/hm2）下胡蘿卜的生長、品質、商品率及產量最佳。

本試驗選取適宜北方栽植的鮮食胡蘿卜品種彤心105 為研究對象，設置4 個摻沙梯度和3 個栽植株距，比較種植期間地上部分和采收后地下部分的生長指標，確定鮮食胡蘿卜栽植較為適宜的摻沙比例和栽植株距，完善鮮食胡蘿卜的栽培模式，為鮮食胡蘿卜的栽植提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

本試驗選用的鮮食胡蘿卜品種為彤心105，購自北京育正泰種子有限公司。

1.2 試驗設計

2020 年8 月栽植于山西農業(yè)大學園藝站試驗大棚內。試驗采用裂區(qū)設計，其中，土壤摻沙處理為一級處理，栽培株距為二級處理。

土壤摻沙設置4 個處理，分別為無摻沙（CK）、摻沙150 m3/hm（2沙1）、摻沙300 m3/hm（2沙2）和摻沙450 m3/hm（2沙3），每個一級處理小區(qū)的面積為12 m2。株距設置3 個處理，分別為3 cm（密度為67.5 萬株/hm2）、5 cm（密度為 40.5 萬株/hm2）、8 cm（密度為25.5 萬株/hm2）。每個摻沙處理中又包含3 個株距處理。每個二級處理小區(qū)面積為4 m2。

種植前施入底肥，深耕土壤，之后按照一級處理將整個試驗區(qū)分為4個區(qū)，按照摻沙比例依次摻沙，之后再一次深耕土壤；隨后采用高壟條播的方式，在每個一級處理區(qū)內起3 條壟，每個壟為二級處理，壟寬1 m（包括壟溝），壟長4 m，壟高15 cm，每壟種2行，行間距為20 cm。于2020年8月6日播種，8 月 13 日出苗，9 月 1—10 日除草、間苗，間苗期間用直尺嚴格控制間距，按照株距梯度完成定苗。

1.3 測定項目及方法

從9月1日起，每個處理隨機選取10株吊牌標記，每隔7 d 測量胡蘿卜地上部分生長情況。11 月20日胡蘿卜采收，并取帶有吊牌標記的胡蘿卜洗凈晾干測量地下部分生長指標。

1.3.1 土壤理化性質的測定 胡蘿卜采收后，取試驗區(qū)0～20 cm深的土壤環(huán)刀樣品和普通土壤樣品。土壤含水量的測定采用烘干稱重法[13]；容重的測定采用環(huán)刀法[14]；孔隙度的測定采用容重換算法[15]；pH 采用電位法；有機質采用島津總有機碳分析儀測定[13]；總氮的測定采用凱氏定氮法[13]；速效磷采用連續(xù)流動分析儀測定[16]；速效鉀的測定采用火焰光度計法[17]。

1.3.2 胡蘿卜地上部分生長指標的測定 胡蘿卜葉片數的測量采用直接計算法，株高采用卷尺測量。

1.3.3 胡蘿卜地下部分生長指標的測定 用游標卡尺測量根長、根粗和中柱粗，計算畸形根率和劣根率，用天平測量單根質量并計算產量。

1.3.4 胡蘿卜品質指標的測定 胡蘿卜含水量的測定采用烘干稱重法；Vc 含量的測定采用鉬藍比色法[18]；可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[19]；可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍染色法[20]；有機酸含量的測定采用NaOH滴定法[18]。

1.4 數據分析

數據整理使用Excel 2013 軟件，作圖使用Origin 2018軟件，方差分析使用SPSS 23.0軟件。

2 結果與分析

2.1 不同摻沙比例下土壤理化性質比較

2.1.1 不同摻沙比例下土壤物理性質比較 由表1可知，土壤摻沙處理后含水量隨著摻沙量的增加先增加后降低，依次為沙2＞沙1＞CK＞沙3，其中，沙1、沙2與沙3、CK差異顯著，沙3與CK差異不顯著；容重依次為CK＞沙1＞沙2＞沙3，每個摻沙處理與CK 差異均不顯著；孔隙度的變化和容重相反，依次為沙3＞沙2＞沙1＞CK，最大值為45.44%，最小值為44.13%，孔隙度隨著摻沙量的增加逐漸增大，沙1、沙2和沙3與CK之間均差異顯著。

表1 不同摻沙比例下土壤物理性質比較Tab.1 Comparison of soil physical properties under different sand mixing ratios

2.1.2 不同摻沙比例下土壤化學性質比較 由表2可知，摻沙后土壤pH 值依次為沙3＞沙2＞沙1＞CK，pH值隨著摻沙量的增加在逐漸變大，但是不同摻沙處理與CK 之間差異不顯著；有機質和全氮含量的變化一致，均隨著摻沙量的增加先增加后降低，依次為沙1＞CK＞沙2＞沙3，沙3和沙2中有機質和總氮的含量低于CK，并且沙1與其他處理之間差異顯著，CK與沙2、沙3處理之間差異顯著；速效磷、速效鉀的含量均是隨著摻沙量的增加而降低，依次為CK＞沙1＞沙2＞沙3，速效磷含量中沙3與CK、沙1 和沙2 之間差異顯著，速效鉀含量中沙1、沙2和沙3與CK之間差異顯著，并且沙1、沙2與沙3之間差異顯著。

表2 不同摻沙比例下土壤化學性質比較Tab.2 Comparison of soil chemical properties under different sand mixing ratios

2.2 不同摻沙比例下不同株距胡蘿卜地上部分生長比較

2.2.1 不同摻沙比例下不同株距胡蘿卜葉片數比較 從圖1可以看出，從9月1—22日，12個栽培模式的葉片數和增加趨勢一致，每個星期基本增加1 片葉。從9月22日開始，不同處理下葉片數增加數有所不同，表現為3 cm處理下葉片數增加依次為CK＞沙1＞沙2＞沙3，5 cm處理下葉片數增加依次為CK＞沙2＞沙1＞沙3，8 cm 處理下葉片數增加為沙2＞CK＞沙1＞沙3。至10 月20 日，葉片數最多的是CK 中5 cm 的處理，為10 片葉，葉片數最少的是沙3中8 cm的處理，其余處理的葉片數基本處于8～10片葉。

2.2.2 不同摻沙比例下不同株距胡蘿卜株高比較 由圖 2 可知，從 8 月 6 日播種到 9 月 1 日，不同株距處理下株高增加基本相同，均為7～9 cm，至10月20 日，每個處理的增加趨勢基本一致，增加值有所不同，表現為3 cm和5 cm處理下株高增加為CK＞沙1＞沙2＞沙3，8 cm 處理下株高增加為沙2＞CK＞沙1＞沙3。同時，株高最高的是CK中3 cm的處理，為51.9 cm，株高最低的為沙3 中8 cm 的處理，為35.8 cm，其余處理的株高介于43～52 cm。

2.3 不同摻沙比例下不同株距胡蘿卜地下部分生長比較

2.3.1 不同摻沙比例下不同株距胡蘿卜外觀品質比較 由表3和圖3可知，比較12個處理下胡蘿卜的根長，最長的是沙1中5 cm株距的處理，為20.80 cm，最短的是沙3中3 cm的處理，為17.35 cm。綜合來看，不同摻沙處理在5 cm 株距下的根長最長，且各處理間差異不顯著；比較12個處理下的根粗，最粗的是CK中8 cm株距的處理，為35.85 mm，最細的是沙3中5 cm處理，為27.61 mm。不同摻沙處理中在每個株距下根粗差異顯著，說明不同摻沙比例對胡蘿卜根粗的影響較大；中柱粗是評價胡蘿卜品質好壞的一個重要指標。12個處理的中柱粗差異均不顯著，其中，CK中8 cm處理的中心柱最粗，為10.24 mm，沙1中5 cm處理中心柱最細，為7.92 mm。比較12個不同處理下胡蘿卜的整齊度，畸形根率最高的是CK處理中8 cm株距，為10%，而在沙3處理和沙1處理中5 cm 株距均未出現畸形根；裂根率最高的是CK處理中8 cm株距，為7%，而在沙1、沙2和沙3處理中均未出現劣根。每個株距處理中，沙3的畸形根率和裂根率均最小，其中，CK在8 cm株距的畸形根率為10%，較3 cm株距的畸形根率增加了7.6百分點，裂根率在8 cm 株距較3 cm 株距增加了5 百分點，CK的畸形根和裂根顯著高于沙1、沙2和沙3，由此說明土壤中摻沙可以顯著改善胡蘿卜根的整齊度。

表3 不同株距下不同摻沙比例胡蘿卜外觀品質比較Tab.3 Comparison of appearance quality of carrot with different sand proportion at different plant spacing

2.3.2 不同摻沙比例下不同株距胡蘿卜產量比較 從表4 可以看出，比較12 個處理胡蘿卜的單根質量，不同株距的單根質量低依次是CK＞沙1＞沙2＞沙3，最大的是CK中8 cm的處理，為207.27 g，最小的是沙 3 中 5 cm 的處理，為 113.06 g，CK 中的單根質量略高于其他3個摻沙處理，并且CK和3個摻沙處理之間差異顯著；比較12個處理的產量，不同的株距產量差異顯著，3 cm 株距下，每個摻沙處理的產量均在61.6～71.0 t/hm2，5 cm 株距下，產量在33.9～48.0 t/hm2，8 cm 株距下，產量都在22.7～32.2 t/hm2，不同摻沙處理的產量依次為CK＞沙1＞沙2＞沙3。其中，產量最大的是沙1 中3 cm 處理，為 61.662 t/hm2，產量最小的是沙 3 中 8 cm 處理，為25.901 t/hm2，同一株距處理下產量CK 與沙1、沙2和沙3之間差異顯著，并且同一摻沙處理下不同株距的產量間差異均顯著。由此看出，減小栽植株距能夠顯著提升鮮食胡蘿卜的產量。

表4 不同株距下不同摻沙比例胡蘿卜產量比較Tab.4 Comparison of carrot yield with different sand proportion at different plant spacing

2.3.3 同一摻沙比例下不同株距胡蘿卜營養(yǎng)品質比較 比較地上部分生長情況以及外觀品質，沙1處理下的表現最好。因此，對比沙1處理中不同栽培株距鮮食胡蘿卜的營養(yǎng)品質，以期挑選出適合的栽培株距。由表5可知，3個栽植株距下胡蘿卜含水量在89%～91%，其中，8 cm 株距含水量最高，為91.23%，依次為5 cm、3 cm，且各株距間差異顯著；VC含量依次為8 cm＞5 cm＞3 cm，其中，8 cm株距的VC含量為14.59 mg/100 g，與3 cm株距差異顯著；可溶性糖含量依次為5 cm＞8 cm＞3 cm，5 cm 株距可溶性糖含量為5.89 g/100 g，與3 cm、8 cm 株距處理間差異顯著；可溶性蛋白含量依次為5 cm＞3 cm＞8 cm，其中，5 cm株距下的蛋白含量為0.68 g/100 g，與8 cm株距蛋白含量差異顯著；有機酸含量依次為5 cm＞8 cm＞3 cm，5 cm株距有機酸含量為0.59%，與3 cm株距處理的差異顯著。綜上所述，在沙1處理下，3 個栽植株距的鮮食胡蘿卜營養(yǎng)品質在5 cm株距處理下的表現最好。

表5 沙1處理下不同栽植株距胡蘿卜營養(yǎng)品質比較Tab.5 Comparison of nutritional quality of carrot at different plant spacing under treatment sand 1

3 結論與討論

隨著設施蔬菜的大規(guī)模發(fā)展，土壤問題日益突顯，設施內土壤缺少雨水淋洗，加之長期栽培管理措施不當、施肥量過大，導致土壤板結、次生鹽漬化、養(yǎng)分失衡等諸多問題[21]。時唯偉等[22]研究發(fā)現，隨著栽培時間的延長設施大棚土壤硝態(tài)氮含量不斷升高，土壤性質不斷惡化，進而導致園藝作物生長發(fā)育受阻，產量下降，品質變劣。胡蘿卜作為設施蔬菜的一種，同樣受到類似問題的影響。

本試驗表明，胡蘿卜栽培土壤摻沙顯著改變了其理化性狀，土壤孔隙度和pH均增大，有機質和總氮先增大后降低，速效磷和速效鉀含量減小；摻沙之后顯著改善了胡蘿卜地上部分和外觀品質的生長情況，根長變大，根粗變小，顯著降低了畸形根率和裂根率；不同栽植株距中，株距過小，營養(yǎng)品質積累變少，肉質根從土壤吸收養(yǎng)分的競爭變大，雖然胡蘿卜的整齊度較好，但是在產量和營養(yǎng)品質上低于中等行距的；株距過大，產量變小，胡蘿卜膨大過度，整齊度降低，商品性變低。這與趙圓峰等[23]在甘藍上的研究結果類似。綜合考慮，山西太谷地區(qū)鮮食胡蘿卜土壤改良為摻沙150 m3/hm2，即孔隙度為44.46%的土壤為宜，栽培株距以5 cm為宜。

本試驗由于目前適應北方地區(qū)栽植的鮮食胡蘿卜品種較少，以及本試驗旨在研究土壤及株距對胡蘿卜影響，試驗品種相對單一，后期的研究應該多增加幾個品種以增加對比性；本試驗側重點在于摻沙和不同株距處理之后土壤的理化性質和胡蘿卜的營養(yǎng)品質、產量及商品性的影響，但是對于導致以上性狀和外觀品質變化的機理沒有進行闡明，有待進一步的研究。