桑維峻，張 晶，武 喆，侯雷平，李梅蘭

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院/山西省設(shè)施蔬菜提質(zhì)增效協(xié)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(zhì)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值和較高的種植效益。自2010年以來(lái)，我國(guó)胡蘿卜種植面積為52.7萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量達(dá)908 萬(wàn)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(guó)內(nèi)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(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)較低等問(wèn)題。為了提高胡蘿卜的產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，適應(yīng)鮮食胡蘿卜的生長(zhǎng)需求，栽培模式的研究對(duì)于鮮食胡蘿卜具有重要的意義。

土壤對(duì)于植物生長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，是非常重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤的理化性質(zhì)是作物生長(zhǎng)發(fā)育、營(yíng)養(yǎng)吸收和產(chǎn)量收益的直接影響因子[4]。胡蘿卜屬于根菜類(lèi)蔬菜，食用部分為肉質(zhì)根，肉質(zhì)根的大小及品質(zhì)與土壤質(zhì)地和肥力密切相關(guān)，土壤疏松、酸堿度適中以及有機(jī)質(zhì)含量高的沙壤土更利于胡蘿卜的生長(zhǎng)[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(shù)的種植，但是對(duì)于胡蘿卜來(lái)說(shuō)，黏性土壤對(duì)肉質(zhì)根的生長(zhǎng)不利，導(dǎo)致其畸形根率、裂根率增大以及病蟲(chóng)害的增多。之前的研究中，摻沙是用來(lái)改良鹽堿地的一種方法，研究報(bào)道較多[7]。張宇航等[8]在黃河三角洲的鹽堿地進(jìn)行摻沙處理，在玉米種植土壤設(shè)置了0、5%、10%、15%、20%等5 個(gè)摻沙處理，結(jié)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(chǎn)量方面均大于對(duì)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(yùn)移規(guī)律和土壤理化性質(zhì)，還可以進(jìn)一步提升作物產(chǎn)量，目前土壤改良在胡蘿卜種植方向的研究未見(jiàn)報(bào)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(dá)到改善胡蘿卜肉質(zhì)根生長(zhǎng)環(huán)境的目的[9]，進(jìn)而提高胡蘿卜商品性以及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

栽培株距是影響外觀、產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的一個(gè)重要因素[10]，尤其對(duì)產(chǎn)量和外觀品質(zhì)的影響更大，胡蘿卜肉質(zhì)根的根長(zhǎng)、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(zhǎng)外觀會(huì)發(fā)生改變[11]。陳建平等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在甘肅永昌地區(qū)，栽植密度為7.5 cm×9.0 cm（保苗48萬(wàn)株/hm2）下胡蘿卜的生長(zhǎng)、品質(zhì)、商品率及產(chǎn)量最佳。

本試驗(yàn)選取適宜北方栽植的鮮食胡蘿卜品種彤心105 為研究對(duì)象，設(shè)置4 個(gè)摻沙梯度和3 個(gè)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(zhǎng)指標(biāo)，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(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)選用的鮮食胡蘿卜品種為彤心105，購(gòu)自北京育正泰種子有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2020 年8 月栽植于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝站試驗(yàn)大棚內(nèi)。試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，其中，土壤摻沙處理為一級(jí)處理，栽培株距為二級(jí)處理。

土壤摻沙設(shè)置4 個(gè)處理，分別為無(wú)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(gè)一級(jí)處理小區(qū)的面積為12 m2。株距設(shè)置3 個(gè)處理，分別為3 cm（密度為67.5 萬(wàn)株/hm2）、5 cm（密度為 40.5 萬(wàn)株/hm2）、8 cm（密度為25.5 萬(wàn)株/hm2）。每個(gè)摻沙處理中又包含3 個(gè)株距處理。每個(gè)二級(jí)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(jí)處理將整個(gè)試驗(yàn)區(qū)分為4個(gè)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(gè)一級(jí)處理區(qū)內(nèi)起3 條壟，每個(gè)壟為二級(jí)處理，壟寬1 m（包括壟溝），壟長(zhǎng)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(yán)格控制間距，按照株距梯度完成定苗。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

從9月1日起，每個(gè)處理隨機(jī)選取10株吊牌標(biāo)記，每隔7 d 測(cè)量胡蘿卜地上部分生長(zhǎng)情況。11 月20日胡蘿卜采收，并取帶有吊牌標(biāo)記的胡蘿卜洗凈晾干測(cè)量地下部分生長(zhǎng)指標(biāo)。

1.3.1 土壤理化性質(zhì)的測(cè)定 胡蘿卜采收后，取試驗(yàn)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(cè)定采用烘干稱(chēng)重法[13]；容重的測(cè)定采用環(huán)刀法[14]；孔隙度的測(cè)定采用容重?fù)Q算法[15]；pH 采用電位法；有機(jī)質(zhì)采用島津總有機(jī)碳分析儀測(cè)定[13]；總氮的測(cè)定采用凱氏定氮法[13]；速效磷采用連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定[16]；速效鉀的測(cè)定采用火焰光度計(jì)法[17]。

1.3.2 胡蘿卜地上部分生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 胡蘿卜葉片數(shù)的測(cè)量采用直接計(jì)算法，株高采用卷尺測(cè)量。

1.3.3 胡蘿卜地下部分生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 用游標(biāo)卡尺測(cè)量根長(zhǎng)、根粗和中柱粗，計(jì)算畸形根率和劣根率，用天平測(cè)量單根質(zhì)量并計(jì)算產(chǎn)量。

1.3.4 胡蘿卜品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定 胡蘿卜含水量的測(cè)定采用烘干稱(chēng)重法；Vc 含量的測(cè)定采用鉬藍(lán)比色法[18]；可溶性糖含量的測(cè)定采用蒽酮比色法[19]；可溶性蛋白含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)染色法[20]；有機(jī)酸含量的測(cè)定采用NaOH滴定法[18]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)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(jié)果與分析

2.1 不同摻沙比例下土壤理化性質(zhì)比較

2.1.1 不同摻沙比例下土壤物理性質(zhì)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(gè)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(zhì)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(xué)性質(zhì)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(jī)質(zhì)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(jī)質(zhì)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(xué)性質(zhì)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(zhǎng)比較

2.2.1 不同摻沙比例下不同株距胡蘿卜葉片數(shù)比較 從圖1可以看出，從9月1—22日，12個(gè)栽培模式的葉片數(shù)和增加趨勢(shì)一致，每個(gè)星期基本增加1 片葉。從9月22日開(kāi)始，不同處理下葉片數(shù)增加數(shù)有所不同，表現(xiàn)為3 cm處理下葉片數(shù)增加依次為CK＞沙1＞沙2＞沙3，5 cm處理下葉片數(shù)增加依次為CK＞沙2＞沙1＞沙3，8 cm 處理下葉片數(shù)增加為沙2＞CK＞沙1＞沙3。至10 月20 日，葉片數(shù)最多的是CK 中5 cm 的處理，為10 片葉，葉片數(shù)最少的是沙3中8 cm的處理，其余處理的葉片數(shù)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(gè)處理的增加趨勢(shì)基本一致，增加值有所不同，表現(xiàn)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(shí)，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(zhǎng)比較

2.3.1 不同摻沙比例下不同株距胡蘿卜外觀品質(zhì)比較 由表3和圖3可知，比較12個(gè)處理下胡蘿卜的根長(zhǎng)，最長(zhǎng)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(lái)看，不同摻沙處理在5 cm 株距下的根長(zhǎng)最長(zhǎng)，且各處理間差異不顯著；比較12個(gè)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(xì)的是沙3中5 cm處理，為27.61 mm。不同摻沙處理中在每個(gè)株距下根粗差異顯著，說(shuō)明不同摻沙比例對(duì)胡蘿卜根粗的影響較大；中柱粗是評(píng)價(jià)胡蘿卜品質(zhì)好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。12個(gè)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(xì)，為7.92 mm。比較12個(gè)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(xiàn)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(xiàn)劣根。每個(gè)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(diǎn)，裂根率在8 cm 株距較3 cm 株距增加了5 百分點(diǎn)，CK的畸形根和裂根顯著高于沙1、沙2和沙3，由此說(shuō)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(zhì)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(chǎn)量比較 從表4 可以看出，比較12 個(gè)處理胡蘿卜的單根質(zhì)量，不同株距的單根質(zhì)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(zhì)量略高于其他3個(gè)摻沙處理，并且CK和3個(gè)摻沙處理之間差異顯著；比較12個(gè)處理的產(chǎn)量，不同的株距產(chǎn)量差異顯著，3 cm 株距下，每個(gè)摻沙處理的產(chǎn)量均在61.6～71.0 t/hm2，5 cm 株距下，產(chǎn)量在33.9～48.0 t/hm2，8 cm 株距下，產(chǎn)量都在22.7～32.2 t/hm2，不同摻沙處理的產(chǎn)量依次為CK＞沙1＞沙2＞沙3。其中，產(chǎn)量最大的是沙1 中3 cm 處理，為 61.662 t/hm2，產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量。

表4 不同株距下不同摻沙比例胡蘿卜產(chǎn)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(yíng)養(yǎng)品質(zhì)比較 比較地上部分生長(zhǎng)情況以及外觀品質(zhì)，沙1處理下的表現(xiàn)最好。因此，對(duì)比沙1處理中不同栽培株距鮮食胡蘿卜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，以期挑選出適合的栽培株距。由表5可知，3個(gè)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(jī)酸含量依次為5 cm＞8 cm＞3 cm，5 cm株距有機(jī)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(gè)栽植株距的鮮食胡蘿卜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)在5 cm株距處理下的表現(xiàn)最好。

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

3 結(jié)論與討論

隨著設(shè)施蔬菜的大規(guī)模發(fā)展，土壤問(wèn)題日益突顯，設(shè)施內(nèi)土壤缺少雨水淋洗，加之長(zhǎng)期栽培管理措施不當(dāng)、施肥量過(guò)大，導(dǎo)致土壤板結(jié)、次生鹽漬化、養(yǎng)分失衡等諸多問(wèn)題[21]。時(shí)唯偉等[22]研究發(fā)現(xiàn)，隨著栽培時(shí)間的延長(zhǎng)設(shè)施大棚土壤硝態(tài)氮含量不斷升高，土壤性質(zhì)不斷惡化，進(jìn)而導(dǎo)致園藝作物生長(zhǎng)發(fā)育受阻，產(chǎn)量下降，品質(zhì)變劣。胡蘿卜作為設(shè)施蔬菜的一種，同樣受到類(lèi)似問(wèn)題的影響。

本試驗(yàn)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(jī)質(zhì)和總氮先增大后降低，速效磷和速效鉀含量減??；摻沙之后顯著改善了胡蘿卜地上部分和外觀品質(zhì)的生長(zhǎng)情況，根長(zhǎng)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(guò)小，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)積累變少，肉質(zhì)根從土壤吸收養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)變大，雖然胡蘿卜的整齊度較好，但是在產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)上低于中等行距的；株距過(guò)大，產(chǎn)量變小，胡蘿卜膨大過(guò)度，整齊度降低，商品性變低。這與趙圓峰等[23]在甘藍(lán)上的研究結(jié)果類(lèi)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(yàn)由于目前適應(yīng)北方地區(qū)栽植的鮮食胡蘿卜品種較少，以及本試驗(yàn)旨在研究土壤及株距對(duì)胡蘿卜影響，試驗(yàn)品種相對(duì)單一，后期的研究應(yīng)該多增加幾個(gè)品種以增加對(duì)比性；本試驗(yàn)側(cè)重點(diǎn)在于摻沙和不同株距處理之后土壤的理化性質(zhì)和胡蘿卜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、產(chǎn)量及商品性的影響，但是對(duì)于導(dǎo)致以上性狀和外觀品質(zhì)變化的機(jī)理沒(méi)有進(jìn)行闡明，有待進(jìn)一步的研究。