高國文，楊 斌，劉 斌，王 惠

（宜昌市種子監(jiān)督站，湖北 宜昌 443000）

辣椒是宜昌市二高山區(qū)（海拔800～1 200 m）的農業(yè)支柱產業(yè)之一，宜昌市二高山及以上地區(qū)辣椒種植面積已達1.3萬hm2，但辣椒育苗方式落后、育苗體力強度大和農民自育苗生育期短、產量低等問題長期困繞著當?shù)剞r民。近年來，二高山區(qū)農業(yè)企業(yè)興建溫室大棚進行輔助加溫育苗，雖可解決上述問題，但卻帶來了育苗成本大幅增加、耗能高和CO2排放增加等問題。

胡淼[1]曾介紹過低山10月育苗，次年4月5日開始移栽的低山溫室加溫育苗二高山移栽簡易保護地栽培技術，但未曾考慮長達100多天的越冬溫室因加溫導致CO2排放增加以及低山工廠苗二高山露地移栽適應性的問題。此外，未見有相關報道。宜昌市海拔最大高程差達2 381.6 m，按每100 m高程溫差0.6 ℃測算[2]，即使不考慮城市熱島效應，最大溫差亦超過13 ℃。能否利用區(qū)域內天然的垂直氣候資源，通過低山工廠育苗替代二高山農民就地育苗以及二高山建造溫室輔助加溫育苗，是本研究的主要目的，通過田間小區(qū)試驗，主要驗證低山工廠苗對二高山較大晝夜溫差的適應性、低山工廠苗二高山移栽的增產降本性和在二高山建造育苗工廠育苗大幅增加成本、能耗和碳排放等問題，以期為二高山辣椒增產增效、減排固碳提供技術依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗時間與地點

低山工廠育苗地點位于湖北省宜昌市猇亭區(qū)高湖村，海拔65 m；二高山移栽地點位于五峰縣長樂坪鎮(zhèn)三教廟村，海拔1 100 m。田間管理按當?shù)剞r民習慣進行：每667 m2撒施商品有機肥150 kg、45%復合肥（15-15-15）100 kg后旋耕起壟，壟上覆黑色地膜，待移栽試驗地最低氣溫穩(wěn)定在10 ℃以上時（4月底至5月初）進行移栽，每667 m2栽3 000株。

1.2 試驗方法

1.2.1 同一品種辣椒不同播期比較試驗

試驗設計：設5個處理，3次重復，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積16 m2，每小區(qū)定植72株。供試辣椒品種為當?shù)剞r民大面積種植的“楚農118”。

處理1：2月28日低山工廠育苗，5月1日移栽；處理2：3月8日低山工廠育苗，5月1日移栽；處理3：3月15日低山工廠育苗，5月1日移栽；處理4（CK1）：3月15日二高山農民自育苗（以下簡稱“農民自育苗”），5月1日移栽；處理5（CK2）：3月15日農民自育苗，5月5日移栽（依據(jù)農民要求增設）。

調查項目及方法：移栽前隨機連續(xù)調查10株幼苗葉片數(shù)，計算平均值。各小區(qū)分別采收計產，按不同收獲時間的銷售價格分別計算收益。對產量和葉片數(shù)進行線性相關性分析。

1.2.2 不同辣椒品種育苗移栽對比試驗

試驗設計：根據(jù)1.2.1試驗結果，設置了3個不同類型辣椒品種薄皮椒“楚農118”、螺絲椒“新美螺絲椒”、泡椒“驕農909”，分別進行低山工廠育苗與農民自育苗的二高山移栽對比試驗，共設7個處理，均于3月15日育苗，小區(qū)面積44.7 m2，每小區(qū)定植200株，不設重復。

處理6：“楚農118”低山工廠育苗，5月1日移栽；處理7：“楚農118”農民自育苗，5月1日移栽；處理8：“楚農118”農民自育苗，5月5日移栽（依據(jù)農民要求增設）；處理9：“新美螺絲椒”低山工廠育苗，5月1日移栽；處理10：“新美螺絲椒”農民自育苗，5月1日移栽；處理11：“驕農909”低山工廠育苗，5月1日移栽；處理12：“驕農909”農民自育苗，5月1日移栽。

調查項目及方法：移栽前隨機確定一個育苗盤的辣椒苗，隨機連續(xù)調查10株幼苗葉片數(shù)并計算平均值；觀察記載移栽后辣椒苗的緩苗、死苗情況，凡調查時發(fā)現(xiàn)補苗點均記作死苗；當有符合商品要求的辣椒時，每小區(qū)固定采摘60株計產。

1.2.3 低山工廠育苗二高山大面積移栽生產試驗

為檢驗低山工廠育苗二高山大面積移栽的適應性，設置2個處理：即低山工廠育苗5月1日移栽（處理13）與農民自育苗5月5日移栽（處理14）。采用“楚農118”辣椒品種，均于3月15日播種。兩處理區(qū)面積各9 338 m2，不設重復。分別固定72株采收計產（與小區(qū)試驗采摘時間、頻次相同）。

1.2.4 不同地點育苗成本與碳排放測算

以形狀、大?。?60 m2）相同的鋼架拱形塑料大棚為模型，分別在低山和二高山建立模型大棚，測算二高山模型大棚棚內溫度較棚外始終高6 ℃并維持該溫度差60 d所需補充的熱量。計算過程中，以海拔每升高100 m則降溫0.6 ℃為準，同時不考慮猇亭區(qū)的城市熱島效應帶來的更大溫差。

分別計算加熱模型大棚內空氣需要的熱量Q1、每天需補充模型大棚因覆蓋塑料薄膜散失的熱量Q2、加熱模型大棚內地面至地下1 m的土壤需要的熱量Q3（土溫影響深度很少超過1 m[3]），以上述三者之和為模型大棚棚內溫度較棚外始終高6 ℃并維持該溫度差60 d需補充的熱量Q，并折算成需燃燒的無煙煤質量，計算公式為：需燃燒無煙煤的質量＝Q/單位無煙煤的低位發(fā)熱值；無煙煤含碳量＝需燃燒無煙煤的質量×無煙煤的碳含量（70%）。

計算參數(shù)：塑料薄膜厚度0.15 mm、空氣平均密度1.23 kg/m3[3]，塑料導熱系數(shù)4.6 J/（m2·℃·s）[4]，空氣比熱容1 251.85 J/（m3·℃）[3]，純水的比熱容4 186.8 k J/（ m3·℃ ）[3]， 土 壤 腐 殖 質 的 比熱 容 2 516.5 k J/（ m3·℃ ）[3]， 干 土 壤 比 熱容2.4 kJ/（m3·℃）[3]，1 kg無煙煤的低位發(fā)熱值按20 930 kJ計算[5]，無煙煤的含碳量按70%計算[5]，燃燒1 L汽油放熱值33 588 kJ[6]，汽油含碳量按85%計算[6]，無煙煤按1 600元/t計算[7]，92號汽油按8.6元/L計算。

計算公式：Q＝Q1+Q2+Q3；Q1＝棚內空氣質量×6 ℃×空氣比熱容；棚內空氣質量＝大棚容積×空氣密度；大棚容積＝弓面積×棚長。Q2＝模型大棚1 h傳出的熱量（q1）×24 h/d×60 d；q1＝塑料傳熱系數(shù)×模型棚覆蓋塑料面積×6 ℃×3 600 s。Q3＝含水土壤的比熱容（cv）×大棚內1 m深土體的容積×6 ℃。

因棚內每日澆水，大孔隙充滿水分，故按單位土壤固相50%（干土壤48.5%+有機質1.5%）、水分30%、空氣20%計算，空氣可忽略不計。則cv值計算如下[16]：

cv＝4 8.5%干土壤比熱容+3 0%水比熱容+1.5%有機質比熱容+2 0%空氣比熱容＝48.5%× 2.4kJ/（m3·℃）+30%× 4186.8kJ/（m3·℃）+1.5%×2516.5 kJ/（m3·℃）＝1 294.9 kJ/（m3·℃）。

18萬株苗包裝后需用4車次運輸，每車辣椒苗載質量約1 000 kg，按運距150 km往返300 km計算，每100 km綜合油耗按15 L計（跟車測算而來）。則低山工廠苗轉運到二高山的能耗及二氧化碳排放測算如下。

碳折CO2計算公式：CO2＝C×44/12；

排碳量計算公式：C＝油耗H×汽油碳含量；

油耗氫計算公式：H＝每100 km油耗×單次往返里程×運輸次數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

采用Excel和SPSS軟件對小區(qū)試驗產量結果進行方差分析，多重比較，將移栽苗葉片數(shù)與小區(qū)試驗產量結果進行線性相關性分析；建立大棚模型，對低山、二高山同一模型分別需要的燃料及碳排放量進行測算。

2 結果與分析

2.1 不同播種期對低山工廠育苗二高山移栽辣椒生長及產量的影響

如表1所示，5個播期處理667 m2產量由高到低的順序為處理1＞處理2＞處理3＞處理4＞處理5。低山工廠育苗的3個處理（處理1、2、3）之間無顯著差異，但均顯著高于2個農民自育苗處理（處理4和處理5）。低山工廠育苗較農民自育苗每667 m2最高增產1 058.2 kg，增產率70.5%；最低增產892.1 kg，增產率56.7%。移栽幼苗葉片數(shù)也表現(xiàn)出與產量同樣的順序：處理1＞處理2＞處理3＞處理4＞處理5，處理1最高，為8.0片，處理5最低，為2.0片。

表1 不同播種期辣椒幼苗葉片數(shù)量及產量對比

如圖1所示，5個處理小區(qū)辣椒667 m2產量與其移栽時幼苗葉片數(shù)呈線性正相關，即移栽時葉片越多則產量越高。計算公式為：y＝196.82x+1 125.5（x≥2），相關系數(shù)R2＝0.957 3。

圖1 移栽時幼苗葉片數(shù)與667 m2產量相關性分析

2.2 不同辣椒品種低山工廠育苗與農民自育苗移栽效果對比

2.2.1 低山工廠育苗與農民自育苗移栽時葉片數(shù)及移栽后緩苗、死苗情況

如表2中所示，不同品種、播期的低山工廠育苗移栽時平均葉片數(shù)和667 m2產量均分別大于農民自育苗。移栽當天天氣晴朗，最高氣溫35 ℃，最低氣溫12 ℃，晝夜溫差達23 ℃。移栽當天15：00，移栽的低山工廠苗全部萎蔫并在接近子葉處彎曲，生長點附近的葉片甚至垂到地面，而農民自育苗移栽后沒有出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象。次日上午，移栽的低山工廠苗已全部緩苗恢復成直立狀態(tài)；午后雖仍有萎蔫，但僅生長點和簇擁生長點的4片真葉彎曲。第3天午后，僅有頂部4片葉略內卷下披。第4～5天經歷一次小到中雨過程。雨后至采收結束，田間無論低山工廠苗還是農民自育苗均無死苗（表2）。

2.2.2 不同辣椒品種及育苗方式對辣椒產量和效益的影響

薄皮椒“楚農118”低山工廠育苗的667 m2產量為2 691 kg，居第1位，產值6 637.8元，較農民自育苗5月1日移栽、5月5日移栽分別增產1 119、1 374 kg，增收2 906.4、3 578.4元；螺絲椒“新美螺絲椒”低山工廠育苗667 m2產量1 782 kg，產值4 550.4元，較農民自育苗增產504 kg，增收1 464.0元；泡椒“驕農909”低山工廠育苗667 m2產量2 652 kg，產值6 738.0元，較農民自育苗增產936 kg，增收2 532.0元。3個品種增收最少的是螺絲椒的1 464.0元，最多的是薄皮椒“楚農118”的3 578.4元，扣除1 000元育苗費后，凈增收為464.0～2 578.4元（表2）。

3個品種增產率介于39.4%～71.2%。農民要求推遲到5月5日移栽的自育苗667 m2產量為1 317 kg，產值3 059.4元，而5月1日移栽的自育苗667 m2產量為1 572 kg，產值3 731.4元?？梢?，推遲移栽4 d，減產255 kg，減收672.0元（表2）。

3個不同類型辣椒品種仍然表現(xiàn)出移栽時幼苗的葉片越多產量越高（表2），低山工廠育苗的“楚農118”“驕農909”移栽時均為6.0片葉，667 m2產量分別為2 691 kg和2 652 kg，非常接近，顯示出移栽時的幼苗葉片數(shù)與后期產量高度關聯(lián)性；“螺絲椒”移栽時有4.5片葉，667 m2產量僅1 782 kg。同期農民自育苗的3個品種移栽時均為2.0片真葉，結果667 m2產量分別只有1 572、1 716、1 278 kg。

表2 不同品種不同育苗方式移栽時的辣椒植株表現(xiàn)及移栽后產量、產值比較

試驗表明：不同類型的辣椒品種低山工廠育苗二高山移栽的成活率均達到100%，從收獲情況來看，低山工廠苗比農民自育苗多收獲1～2次，且每次收獲產量都表現(xiàn)為增產。

2.3 低山工廠育苗二高山移栽大面積生產試驗結果

由表3可知，低山工廠育苗二高山大面積移栽辣椒667 m2產量為2 618.8 kg，較農民自育苗667 m2增產1 035.4 kg，增產率達65.4%。從收獲情況來看，共收獲8次，低山工廠苗8次都有收獲，而農民自育苗僅6次有收獲，且每次工廠苗所獲產量更高。在大面積生產試驗中2種育苗方式的幼苗移栽成活率均為100%。低山工廠苗667 m2產值6 545.4元，較農民自育苗667 m2增收2 807.9元。試驗結果證明：低山工廠育苗二高山移栽大面積種植可完全適應二高山較大的溫差環(huán)境，且還能實現(xiàn)大幅增產增收，所增收入大大超過了育苗成本。

表3 大面積生產試驗辣椒產量與效益

2.4 低山與二高山工廠育苗的燃料成本與碳排放測算結果

能耗與碳排放測算結果見表4，二高山模型大棚加溫60 d、育苗18萬株需支付燃料費用15 448元、CO2排放量為24.8 t，折單株苗分別為0.086元、138 g；低山模型大棚加溫60 d、育苗18萬株，完成全部運輸工作總油耗180 L，支出運苗燃料費1 548元、CO2排放量僅為0.405 t，折單株苗分別為0.008 6元、2.25 g。采用低山模型大棚育苗，汽車轉運到二高山移栽可減少燃料支出13 940元，減少CO2排放量達25.295 t；折單株苗分別可減少支出0.077 4元、減少CO2排放135.75 g。

表4 低山與二高山工廠模型棚育苗能耗、碳排放對比

3 結論與討論

低山工廠育苗能利用低山較為豐富的溫光資源，但因2月下旬至3月上旬低山育苗溫室內室溫較低，不建議3月8日前播種育苗，以降低育苗管理成本。小區(qū)試驗中，低山工廠2月28日播種和3月8日播種育苗5月1日移栽的2個處理，移栽時葉片數(shù)分別為8.0片、7.0片，產量分別為2 559.6、2 556.7 kg，二者差異不顯著，徒增管護成本。

育苗移栽生產中，移栽越早產量越高[8]；同樣大小的苗，早栽的產量較高[9]。生產實踐中農民要求推遲到5月5日移栽的自育苗667 m2產量為1 317 kg，產值3 059.4元，而5月1日移栽的自育苗667 m2產量為1 572 kg，產值3 731.4元。推遲移栽4 d，導致了667 m2減產255 kg，減收672元。

低山工廠培育的辣椒苗完全能夠適應二高山生長環(huán)境。低山工廠育苗，無論早播、遲播亦或不同類型的辣椒品種，移栽到二高山后成活率均達到100%，并全部實現(xiàn)增產，不同類型的辣椒品種增產幅度為39.4%～71.2%。

生產上要獲得高產，宜大力推廣苗期生長迅速的品種。通過不同辣椒品種的同田對比試驗，向種植戶推薦苗期生長迅速的辣椒品種。螺絲椒雖然售價有時略高于薄皮椒，但螺絲椒低山工廠苗移栽時僅4.5片真葉，而薄皮椒達6.0片真葉；前者667 m2產量、產值分別為1 782 kg、4 550.4元，后者分別為2 691 kg、6 637.8元，較前者分別提高了51.0%、45.9%。

建議二高山地區(qū)辣椒生產者選擇低山工廠育苗二高山移栽種植方式，放棄傳統(tǒng)的自育苗方式或就地建棚加溫育苗的方式。大面積生產試驗中，低山工廠育苗二高山移栽較農民自育苗可增產65.4%。低山工廠育苗二高山移栽667 m2產值6 545.4元，較農民自育苗667 m2增收2 807.9元，扣除育苗成本后凈增收2 057.9元。二高山就地建棚加溫育苗與低山工廠育苗二高山移栽相比，每育1株苗增加耗能1 092.5 kJ、CO2排放135.75 g、燃料投入0.077 4元。

低山工廠育苗二高山移栽試驗有待于向高山區(qū)移栽延伸，以進一步檢驗在更大溫差的惡劣環(huán)境下低山工廠育苗移栽到高山地區(qū)的適應性和豐產性。建議在其他蔬菜品種如番茄上開展低山工廠育苗二高山移栽試驗，以確保在適應性、豐產性的基礎上穩(wěn)步推廣低山工廠育苗二高山移栽生產模式。