水肥耦合對溫室黃瓜產(chǎn)量與品質(zhì)形成的影響及其生理機制.pdf

1、水資源的短缺以及過度施肥導致環(huán)境污染問題已嚴重制約著當代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，如何合理配置有限的水肥資源來提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)以及資源利用效率是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的重要課題之一。本研究于2007-2009年在北京市農(nóng)林科學院日光溫室內(nèi)進行，以蔬菜作物黃瓜為研究對象，利用負水頭精確灌溉技術(shù)，通過設(shè)置灌溉裝置的不同供水吸力來控制不同的土壤水分值，研究了不同土壤水分、肥料和水肥耦合以及負水頭控水技術(shù)下不同營養(yǎng)液濃度對黃瓜生長發(fā)育、產(chǎn)量與品質(zhì)形成的影響

2、，并探討其生理機制，以期為溫室黃瓜優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效栽培提供理論與實踐依據(jù)。本研究得到如下結(jié)論：
　　 1、在溫室盆栽條件下，研究了1、3、5、7、9、11、13 kPa共7個供水吸力對黃瓜對生長發(fā)育的影響。結(jié)果表明，負水頭供水控水盆栽裝置能通過調(diào)節(jié)不同的供水吸力值控制不同的土壤含水量，且供水吸力與土壤含水率呈反比對應(yīng)關(guān)系，適合應(yīng)用于土壤水分精確控制試驗研究中。不同供水吸力對盆栽黃瓜的生長發(fā)育影響較大，3～5 kPa的供水吸力更適

3、合溫室黃瓜的生長，采收期葉片光合速率與干物質(zhì)積累量較高，處理下的黃瓜產(chǎn)量與瓜條商品率都較高，其對應(yīng)的土壤相對含水量范圍為66.61％～81.35％；7 kPa處理下的黃瓜根系干重、活力都要顯著高于其它供水處理，水分利用效率也最高，此時土壤相對含量為54.58％；但全生育期單一的土壤水分控制并不能顯著提高黃瓜的水分利用效率。黃瓜果實的含水率、比重與單果重基本不受土壤水分值的影響；較高的土壤水分值降低了果實果皮色素的含量；高供水吸力能使黃瓜

4、果實的可溶性固形物、維生素C、有機酸含量增加，單寧含量降低，但硝酸鹽含量也會增加，糖酸比下降，游離氨基酸也有所下降；低供水吸力下果實的可溶性蛋白含量較高、糖酸比增加、硝酸鹽含量下降，5～7 kPa范圍的供水吸力處理的黃瓜果實整體品質(zhì)較高，此時土壤相對含量為54.58％～66.61％。
　　 2、不同肥料配比與施肥水平黃瓜小區(qū)試驗結(jié)果表明，N600P300K300 kg·hm-2的較高施肥水平能顯著促進黃瓜植株的株高、總?cè)~面積以及

5、地上部生物量的增加，黃瓜產(chǎn)量也較高，但降低了葉片的光合與不同采收時期的果實品質(zhì)，具體表現(xiàn)在果實硝酸鹽含量增加、單寧含量與有機酸含量較高，而果實中總糖、可溶性蛋白、維生素C與游離氨基酸的含量都較低；N300P150K150 kg·hm-2與復(fù)合肥1800 kg·hm-2的施肥水平下黃瓜株高與葉面積增長差異不顯著，但兩者葉片光合速率都較高；而單施有機肥22500kg·hm-2的處理生長最為緩慢，產(chǎn)量顯著較低，但果實品質(zhì)相對較高。在N600P

6、300K300kg·hm-2的高施肥水平下增施有機肥對黃瓜的生長發(fā)育、產(chǎn)量的提高無顯著促進作用，但能改善果實的品質(zhì)指標；而在N300P150K150 kg·hm-2與復(fù)合肥1800kg·hm-2的施肥水平下增施有機肥能顯著提高黃瓜植株的生長速率與產(chǎn)量，而且還提高了不同采收時期黃瓜果實的部分品質(zhì)指標?？偨Y(jié)表明，N300P150K150 kg·hm-2與有機肥22500 kg·hm-2的施肥配方與水平適合溫室黃瓜高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)栽培中。
　

7、　 3、水氮耦合黃瓜盆栽試驗結(jié)果表明，水分與氮素以及水氮耦合作用對黃瓜的生長影響顯著。增加土壤水分能顯著促進黃瓜的生長，提高葉片的光合速率與根系活力，促進地上部干物質(zhì)的積累；在N900 kg·hm-2的氮肥水平內(nèi)，提高氮肥水平能促進黃瓜的生長發(fā)育，提高了植株地上部與地下部生物量的積累，N1200 kg·hm-2的高氮肥水平反而會抑制植株的生長發(fā)育。施氮水平與葉片SPAD值成明顯的正相關(guān)關(guān)系，但降低土壤含水量也能提高黃瓜葉片的SPAD值

8、，所以用SPAD可以用來診斷黃瓜葉片N素情況，但要考慮土壤水分因素。在4 kPa的供水吸力下，提高氮肥水平能提高黃瓜的產(chǎn)量與水分利用效率，但果實的硝酸鹽含量呈正比增加，單寧與有機酸含量增加，品質(zhì)出現(xiàn)下降；而在8 kPa的供水吸力下，氮肥水平超過N900kg·hm-2時，果實的產(chǎn)量與水分利用效率不再增加，反而出現(xiàn)一定的下降。黃瓜拉秧后的土壤硝態(tài)氮含量與施氮水平呈明顯的正相關(guān)關(guān)系，而在同一施氮水平下，4 kPa的土壤水分值下土壤硝態(tài)氮含量要

9、低于8kPa的處理，說明提高施氮水平能顯著增加土壤的硝態(tài)氮水平，而適當提高土壤水分值能降低土壤硝態(tài)氮的含量。試驗總結(jié)表明，在4 kPa與8 kPa的供水吸力下，分別推薦施用N900kg·hm-2與N600kg·hm-2的氮肥水平，兩種水氮耦合處理下的產(chǎn)量與品質(zhì)都相對較高。
　　 4、不同水肥耦合盆栽黃瓜試驗結(jié)果表明，土壤水分的增加能顯著提高植株的生長速率、地上部干重與根系干重以及產(chǎn)量。在3 kPa與5 kPa的供水吸力下，增加施

10、肥能促進黃瓜的生長，提高植株葉片光合根系活力與根冠比；而在7 kPa的供水吸力下，較高的施肥水平反而會抑制植株的生長。在N900P450K450kg·hm-2的施肥水平以內(nèi)，增加施肥能顯著提高黃瓜的水分利用效率。黃瓜果實的瓜長、直徑、含水率與比重基本不受水肥因素的影響。N1200P600K600 kg·hm-2的施肥水平下不同采收時期果實的品質(zhì)指標較差，表現(xiàn)在果實的硝酸鹽與單寧含量較高、維生素C與可溶性糖含量較低，而增加土壤水分值能提高

11、果實的部分品質(zhì)指標；在N900P450K450kg·hm-2的施肥水平下適當降低土壤水分能提高果實內(nèi)維生素C與可溶性糖含量，降低果實單寧含量。水肥耦合效應(yīng)對黃瓜瓜條商品率與果實的可溶性蛋白、游離氨基酸以及可溶性固形物含量影響較顯著。試驗總結(jié)表明，3kPa的供水吸力與N1200P600K600 kg·hm-2的施肥水平耦合處理下的黃瓜產(chǎn)量與干物質(zhì)積累量最高，葉片光合、根系活力與水分利用效率也較高，但果實品質(zhì)較低；而5kPa與N900P45

12、0K450kg·hm-2的施肥水平耦合處理下果實的產(chǎn)量略低，但果實品質(zhì)相對較高。
　　 5、不同氮肥基肥比例試驗結(jié)果表明，80％的基肥比例范圍內(nèi)，黃瓜植株的生長發(fā)育都隨著氮肥基肥比例的提高而增加；但葉片光合速率在40％的氮肥基肥比例下最高，其次是60％的氮肥基肥；20％的氮肥基肥比例下，黃瓜的地上部干重與根系干重顯著較高，但60％的氮肥基肥比例下黃瓜產(chǎn)量最高，20％～60％的氮肥基肥比例下黃瓜的根系活力顯著較高，而0％的氮肥基肥

13、與100％的氮肥基肥下黃瓜生物量積累、產(chǎn)量與根系活力都顯著較低。黃瓜植株的水分利用效率隨著氮肥基肥比例的提高而提高，氮肥全部作為基肥時，黃瓜的水分利用效率最高。黃瓜果實直徑、含水率不受氮肥基肥比例影響，80％的氮肥基肥處理的瓜條商品率顯著較高，60％的氮肥基肥比例下黃瓜果實的硝酸鹽與有機酸含量較低、維生素C含量較高；氮肥全部作為基肥處理的果實硝酸鹽含量最高，果實維生素C含量與可溶性糖含量都顯著較低；黃瓜植株葉片NRA與果實硝酸鹽含量存在

14、一定的正比關(guān)系?？偨Y(jié)表明，氮肥基肥比例為60％～80％的處理下黃瓜株高與葉片數(shù)增長較快，葉片光合速率與植株根系活力較強，植株生物量積累、果實產(chǎn)量與品質(zhì)都要高于其它處理，可以為生產(chǎn)中確定氮肥基肥比例提供參考。
　　 6、不同營養(yǎng)液濃度黃瓜盆栽試驗表明，11/4倍山崎配方劑量的營養(yǎng)液濃度下植株生長速率較快，地上部干物質(zhì)積累量與產(chǎn)量都顯著較高，但葉片光合要顯著低于1S標準劑量的處理；采用盆栽裝置供營養(yǎng)液的植株生長速率、地上部與地下部干

15、物質(zhì)積累、產(chǎn)量都要顯著高于常規(guī)澆灌營養(yǎng)液的處理，產(chǎn)量提高達到62.9％，但是營養(yǎng)液生產(chǎn)效率提高不顯著。不同營養(yǎng)液濃度與供液方式對黃瓜果實單果重、直徑、果實含水率以及比重無顯著影響，營養(yǎng)液濃度較高與較低的處理果實瓜條長度與商品率較低，3/4S與1S處理的果實瓜條長度與商品率較高；營養(yǎng)液濃度的增加顯著提高了不同采收時期果實的硝酸鹽和單寧含量，但果實內(nèi)的可溶性糖和可溶性蛋白含量，可溶性固形物、維生素C與游離氨基酸含量也有一定程度的提高。各處理

16、后期基質(zhì)提取液中的N、P元素濃度極顯著低于加入的營養(yǎng)液，而Ca、Mg和S等元素出現(xiàn)了嚴重的累積，說明使用山崎營養(yǎng)液配方來給基質(zhì)種植的黃瓜提供養(yǎng)分時，該配方離子濃度還需要改進，需要適當增加后期N與P元素的濃度，而降低Ca、Mg和S等元素的濃度?？偨Y(jié)表明，采用負水頭供水控水盆栽裝置直接供營養(yǎng)液效果較明顯，栽培的黃瓜生長與產(chǎn)量以及部分品質(zhì)指標都要高于相同濃度的采收常規(guī)澆灌方式的處理，是一種值得推廣的供液方式；同時表明可以采取定期監(jiān)測基質(zhì)內(nèi)EC