劉文宇 ，李彥儀 ，李 欣 ，余林蔓 ，張宇民

（河海大學農(nóng)業(yè)科學與工程學院，江蘇 南京 211100）

0 引言

辣椒原產(chǎn)于中部美洲，包括墨西哥、秘魯?shù)鹊?，其對種植環(huán)境的敏感度較高。我國絕大部分地區(qū)處于北溫帶，冬暖夏涼，光照充足，適合大面積種植生產(chǎn)辣椒。然而近年來隨著溫室效應(yīng)的加劇，全球氣溫顯著升高[1]，大棚、溫室辣椒越夏栽培的難度增大，辣椒的生長發(fā)育受到嚴重影響。同時，植物長勢減弱，抗性降低，進而導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)下降。研究辣椒耐熱性相關(guān)機理，培育耐熱品種成為應(yīng)對高溫問題的關(guān)鍵途徑之一。國內(nèi)外研究者已從不同的角度對熱脅迫下的辣椒生長發(fā)育進行研究[2-3]，對辣椒耐熱品種選育具有一定的參考價值[4]。潘寶貴等研究高溫脅迫對不同品種辣椒光合作用的影響[5]。胡志輝等對辣椒新品種耐熱性鑒定方法進行分析[6]。Karni等研究熱脅迫對辣椒花粉的發(fā)育和生活力的影響[7]。孟令波等研究高溫脅迫黃瓜幼苗根系生長的影響，指出了主根生長變化率與溫度脅迫呈正相關(guān)[8]。但這些研究大多建立在單方面的亞高溫條件下，忽視了土壤含水率的改變對辣椒生長的影響。同時，我國夏季適宜種植辣椒地區(qū)的溫度基本屬于介于常溫和高溫之間的亞高溫，以上研究對我國眾多農(nóng)戶種植的實用性不強。探索亞高溫環(huán)境下土壤含水率對辣椒形態(tài)性狀的影響，無疑對揭示辣椒的生長機理大有益處。本文分析了亞高溫環(huán)境下，不同土壤含水率對辣椒形態(tài)特征變化的影響，旨在進一步探究辣椒的生長機理，為適宜我國環(huán)境的辣椒土壤含水率方案及選種提供理論依據(jù)。

1 試驗過程

1.1 試驗設(shè)計

試驗在河海大學節(jié)水園實驗基地玻璃溫室中進行。本次試驗首先選取5個不同品種的辣椒，分別為DH27、DH260、DH196、DH200、DH168，所有種子由北京農(nóng)科院提供。研究小組于2021年4月26日首次播種，采用穴盤基質(zhì)育苗的方式，并用膜覆蓋來降低種子發(fā)育期失水率。因?qū)λ芰夏ぬ幚聿划敚瑢?dǎo)致種子生存環(huán)境溫度超過40 ℃，高于辣椒發(fā)芽溫度（25 ℃～30 ℃），種子直接死亡。

2021年6月5日，小組進行第二次種子的培育，共6個品種，分別為DH27、DH59、DH260、DH196、DH200、DH168。試驗地點選擇在通風大棚內(nèi)，預(yù)先將種子在陽光下暴曬1 h～2 h，隨后用溫水進行消毒，采用穴盤基質(zhì)育苗的方式育苗，未覆蓋保溫保水膜，每日7：00、17：00補充澆水。

種子發(fā)芽后，在其幼苗三葉一心時選擇長勢相同、葉面相對完整的每種植株9株轉(zhuǎn)入塑料營養(yǎng)缽中栽培。營養(yǎng)缽規(guī)格：口徑20.6 cm，高17.5 cm，地徑15 cm，每缽定植1株。營養(yǎng)土為園土∶黑土=8∶1。

1.2 測定內(nèi)容與方法

土壤含水率的測定：將每一品種的辣椒分為3組，每組3株，以便攜式土壤含水量測定儀顯示的數(shù)據(jù)為基準，分別按照土壤含水率30%、35%、40%進行灌溉澆水，記為處理1、處理2和處理3。每日7：00補充水分，間隔3日測量株高，其他按常規(guī)處理。

7月10日起，每3天對各處理樣本進行以下指標測定：利用卷尺測定植株株高、株幅，每次測定位置均一致；每1天澆兩次水，澆水時利用便攜式含水量測定儀使各盆的土壤含水率保持在30%、35%、40%。各指標均測定5株幼苗，作為5次重復(fù)，取平均值。

采用自動溫度采集器對環(huán)境溫度進行實時監(jiān)測，試驗期內(nèi)大棚內(nèi)環(huán)境溫度表現(xiàn)為35 ℃～40 ℃，遠高于辣椒適宜生長溫度（20 ℃～30 ℃），辣椒處于亞高溫狀態(tài)。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤含水率對辣椒株高的影響

不同土壤含水率下辣椒幼苗植株的株高如表1所示。處理1、處理2和處理3分別指保持土壤含水率為30%、35%、40%；品種1、2、3、4、5、6分別指DH27、DH59、DH260、DH196、DH200、DH168。不同土壤含水率下各試樣株高增長情況如圖1、圖2、圖3所示。

從表1、圖1、圖2、圖3可以看出，亞高溫下（39 ℃），各品種辣椒植株株高均呈穩(wěn)定增長趨勢，不同處理下辣椒幼苗的株高表現(xiàn)趨勢基本一致，處理1下辣椒幼苗株高最低，處理3辣椒幼苗株高最高，且三種處理呈等差增長。對于同一品種，在對應(yīng)日期內(nèi)，株高均為處理3＞處理2＞處理1?？梢娡粶囟拳h(huán)境下，處理3對辣椒幼苗株高長勢更有利。同時間內(nèi)，品種1、品種2相對增長最多，長勢較好；品種3相對增長最少，長勢較差?？梢娖贩N1、品種2耐高溫性較其他組強。

圖1 土壤含水率為30%6種辣椒幼苗株高增長情況

圖2 土壤含水率為35%6種辣椒幼苗株高增長情況

圖3 土壤含水率為40%6種辣椒幼苗株高增長情況

表1 不同土壤含水率下辣椒幼苗植株的株高

綜上，品種1、品種2在3種處理下均顯示出較高增長率，為耐高溫優(yōu)異品種。

2.2 同一品種在不同土壤含水率下的生長率

如圖4所示，在試驗周期中，辣椒植株均增長4 cm左右，其中在土壤含水率為40%時株高最高，達到了19.1 cm。亞高溫條件下（39 ℃），在不同的土壤含水率時，品種1辣椒株高均能保持穩(wěn)定持續(xù)增長，不過增長趨勢略有不同。在試驗檢驗的范圍內(nèi)，土壤含水率越高，辣椒植株株高越高，即對于品種1而言，增加土壤含水率，其耐高溫性能有所提高。在實際種植生產(chǎn)過程中，應(yīng)適度增加該品種的土壤含水率，有利于提高此種辣椒植株的株高與產(chǎn)量。

圖4 品種1在3種處理下辣椒幼苗株高增長情況

如圖5所示，在試驗周期中，辣椒植株增長4.2 cm～4.6 cm，在土壤含水率為40%時增長量最多且株高最高，從試驗開始時的18 cm增長到了22.6 cm，相比于30%土壤含水率下，多增高9.5%。亞高溫的條件下（39 ℃），在不同的土壤含水率時，品種2辣椒株高均能保持穩(wěn)定持續(xù)增長，不過增長趨勢略有不同。在試驗檢驗的范圍內(nèi)，土壤含水率越高，辣椒植株株高越高。在實際種植生產(chǎn)過程中，適度增加土壤含水率有利于提高品種2辣椒植株的株高與產(chǎn)量。

圖5 品種2在3種處理下辣椒幼苗株高增長情況

如圖6所示，在試驗周期中，在30%土壤含水率時，植株增長了2.8 cm，株高達到了最高9.3 cm；在35%土壤含水率時，植株增長量最小，為1.7 cm，株高為最低的6.9 cm；在40%土壤含水率時，植株增長量最大，為2.9 cm，株高達到了7.5 cm，相比于30%土壤含水率下，多增高3.6%。亞高溫的條件下（39 ℃），在不同的土壤含水率時，品種3辣椒株高均能保持穩(wěn)定增長，不過增長趨勢略有不同。在試驗檢驗的范圍內(nèi)，在處理1條件下，辣椒株高較高，在處理2條件下，株高較低，土壤含水率的增加對于品種3適應(yīng)亞高溫環(huán)境的影響較小，品種3較為抗旱。

圖6 品種3在3種處理下辣椒幼苗株高增長情況

如圖7所示，在試驗周期內(nèi)，在土壤含水率為30%時辣椒植株株高增長了4.5 cm；在土壤含水率為35%時株高增長了4.6 cm；在土壤含水率為40%時株高增長了4.6 cm，相比于30%土壤含水率下，多增高2.2%。在實際種植生產(chǎn)過程中，應(yīng)適度降低土壤含水率，提高辣椒種植的經(jīng)濟性。亞高溫的條件下（39 ℃），在不同的土壤含水率時，品種4辣椒株高均能保持穩(wěn)定持續(xù)增長。

圖7 品種4在3種處理下辣椒幼苗株高增長情況

如圖8所示，在試驗周期中，在土壤含水率為30%時辣椒植株株高增長了3.4 cm；在土壤含水率為35%時株高增長了4.6 cm，在土壤含水率為40%時株高增長了4.6 cm，相比于30%土壤含水率下，多增高35.3%。亞高溫的條件下（39 ℃），在不同的土壤含水率時，品種5辣椒均能保持穩(wěn)定持續(xù)增長。在試驗檢驗的范圍內(nèi)，土壤含水率提高，辣椒植株株高也會一定程度增高。在實際種植生產(chǎn)過程中，適度降低土壤含水率，有利于提高辣椒種植的經(jīng)濟性。

圖8 品種5在3種處理下辣椒幼苗株高增長情況

如圖9所示，試驗周期中，在30%土壤含水率時辣椒植株株高增長了3.5 cm；在35%土壤含水率時株高增長了3.8 cm；在40%土壤含水率時株高增長了4.4 cm，最終達到了14.8 cm，相比于30%土壤含水率下，多增高26%。亞高溫的條件下（39 ℃），在不同的土壤含水率時，品種6辣椒株高均能保持穩(wěn)定持續(xù)增長，增長趨勢隨著土壤含水率的升高而增加。

圖9 品種6在3種處理下辣椒幼苗株高增長情況

3 結(jié)論與討論

研究表明，辣椒是一種怕高溫、喜陽光的作物，在辣椒的整個生長周期中，適宜溫度范圍為16 ℃～25 ℃。在種子萌發(fā)過程中，如果遇到白天氣溫超過35 ℃，持續(xù)時間超過12個小時，辣椒種子將不會萌發(fā)[9]；在辣椒的生長過程中，如果氣溫長時間超過35 ℃會發(fā)生熱害，將嚴重影響辣椒的生長發(fā)育，使得落葉數(shù)和死亡率增加[10]。在全球變暖的大趨勢下，辣椒的栽培將會愈發(fā)容易遭遇亞高溫脅迫，嚴重影響辣椒的生長。

此次試驗中，設(shè)置了多組不同品種的辣椒在亞高溫下進行試驗，并設(shè)定了不同的含水率。試驗數(shù)據(jù)表明，在亞高溫條件下，不同品種的辣椒對土壤含水量的要求不同。品種1、2、6在試驗范圍內(nèi)，土壤含水率越高，株高越高，辣椒的結(jié)實率越高；品種3在試驗范圍內(nèi)，土壤含水率越低，株高越高；品種4在試驗范圍內(nèi)，土壤含水率變化時，株高變化不大。因此，對于不同品種的辣椒，只有經(jīng)過多次試驗才能找到在高溫下最適宜的土壤含水率，進而提高結(jié)實率和辣椒產(chǎn)量。此次試驗的6個品種中，在高溫脅迫下生長發(fā)育得最為良好的是品種2（DH59），其在試驗范圍內(nèi)的最適宜土壤含水率為40%，其在亞高溫條件下仍能保持較好的生長發(fā)育能力，具有較強的耐熱性。同時，可以通過調(diào)整土壤含水率改善亞高溫脅迫下辣椒落葉、落花、萎蔫等情況。土壤含水率過低時，會導(dǎo)致辣椒體內(nèi)的水分代謝和生理代謝失調(diào)，植株矮小、葉面積減小等，對植株生長有較大的影響。土壤含水率過高時，會影響辣椒植株的株高和莖高，使植株出現(xiàn)落花、落葉等情況。當面對亞高溫條件時，選擇合適的耐高溫品種，保持適宜的土壤含水率，注意覆蓋防曬、搭棚遮陽以及合理施肥，可以有效地緩解辣椒生長期的亞高溫脅迫，提高辣椒的發(fā)芽率與結(jié)實率。