不同土壤水分灌溉下限对日光温室黄瓜养分吸收及产质量的影响.pdf

现代农业科技2023 年第 22 期园艺学不同土壤水分灌溉下限对日光温室黄瓜养分吸收及产质量的影响廉晓娟梁新书王 艳*王正祥（天津市农业科学院农业资源与环境研究所，天津 300192）摘要为探索日光温室黄瓜自动化种植适宜的水肥管理参数，采用田间小区试验的方法，研究了不同土壤水分灌溉下限对设施黄瓜养分吸收、产量及品质的影响。结果表明：土壤水分灌溉下限为 70%田间持水量时，黄瓜产量最高，节水节肥效果明显；植株和果实氮、磷、钾养分吸收量较高，黄瓜品质改善明显；与土壤水分灌溉下限为 95%田间持水量的处理相比，增产 7.19%，节水 33.33%，节肥 55.56%；硝酸盐含量降低 4.77%，VC含量增加 9.18%，可溶性总糖含量增加 19.28%。综合来看，土壤水分灌溉下限为 70%田间持水量时，既能确保黄瓜高产，又能提高黄瓜植株和果实中养分吸收量，提高黄瓜品质。因此，土壤水分灌溉下限为 70%田间持水量可以作为秋冬茬黄瓜自动化水肥管理的理想灌溉参数。关键词土壤水分；灌溉下限；黄瓜；养分吸收；产量；品质中图分类号S642.2文献标识码A文章编号 1007-5739（2023）22-0044-04DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.22.013开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Effects of Different Lower Limits of Soil Moisture Irrigation on Nutrient Absorptionand Yield and Quality of Cucumber in Solar GreenhouseLIAN XiaojuanLIANG XinshuWANG Yan*WANG Zhengxiang(Agricultural Resources and Environmental Research Institute,Tianjin Academy of Agricultural Science,Tianjin 300192)AbstractIn order to explore the automatic irrigation parameters of water and fertilizer for cucumber in solargreenhouse,this paper studied the effects of different lower limits of soil moisture irrigation on nutrient absorption andyield and quality of cucumber in solar greenhouse by field plot experiment.The results showed that when the lower limitof soil moisture irrigation was 70%of the field water capacity,cucumber yield was the highest,and the water-saving andfertilizer-saving effect were significant.The absorption of nitrogen,phosphorus and potassium nutrients of plants andfruits was relatively high,and the quality of cucumber was significantly improved.Compared with the treatment with thelower limit of soil moisture irrigation being 95%of the field water capacity,the yield increased by 7.19%,the water-saving rate was 33.33%,and the fertilizer-saving rate was 55.56%,the nitrate content decreases by 4.77%,the VCcontent increases by 9.18%,and the total soluble sugar content increases by 19.28%.Overall,when the lower limit ofsoil moisture irrigation was 70%of the field capacity,it could not only ensure high yield of cucumber,but also increasenutrient absorption of cucumber plants and fruits,and improve cucumber quality.Therefore,the lower limit of soilmoisture irrigation is 70%of the field capacity,which can be used as an ideal irrigation parameter for automated waterand fertilizer management of autumn and winter cucumber crops.Keywordssoil moisture;lower limit of irrigation;cucumber;nutrient absorption;yield;quality基金项目 天津市科技计划项目（17YFZCNC00280）。第一作者 廉晓娟（1977），女，副研究员，从事设施蔬菜水肥高效利用技术方面的研究工作。E-mail：xiaojuan_*通信作者收稿日期 2023-02-1744随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，对设施蔬菜的需求量也迅速增加1。黄瓜作为主要经济作物，其种植面积在温室作物中占有很大比重，对提高农民经济收入起到重要作用2，因而保证黄瓜产量与品质具有重要的现实意义。黄瓜自身含水量在90%以上3，生长过程中需水需肥量较大，且对土壤水肥状况非常敏感4。生产者为了获取较高的经济效益，盲目加大水肥投入，不合理的灌溉与施肥不仅会影响蔬菜的产量与品质5-7，增加生产成本，还易造成温室内土壤盐分累积、土壤酸化、作物产量降低等一系列问题8-10。为了保证设施蔬菜的可持续发展，必须实现高效的水肥管理技术11。国内外学者针对不同灌溉量12-14、施肥水平15-18以及水肥耦合19-22对黄瓜生长、产量、品质、养分吸收的影响等进行了研究，结果表明，水肥因素对黄瓜养分吸收、产量、品质均有一定影响。本试验基于土壤水分实时监测自动灌溉模式，研究了不同土壤水分灌溉下限对温室黄瓜养分吸收、产量及品质的影响，旨在为黄瓜实现自动化水肥管理提供数据支撑。1材料与方法1.1试验地概况试验于 2017 年 9 月至 2018 年 1 月在天津市滨海新区永丰蔬菜种植专业合作社日光温室内进行。试验地地势平坦，土壤为中黏土，020 cm 土壤容重为1.05 g/cm3，田间持水量（FC）为 40.11%（体积含水量），有机质含量 48.71 g/kg，水解氮含量 243.9 mg/kg，有效磷含量 391.0 mg/kg，速效钾含量 1 267.5 mg/kg，全盐含量 2.92 g/kg，pH 值 7.44。1.2试验材料1.2.1供试作物供试作物为黄瓜，品种为津优 35，由天津科润农业科技股份有限公司黄瓜研究所提供，2017 年 9 月6 日 2 叶 1 心时定植，株行距 30 cm40 cm，2018 年1 月 13 日拉秧。1.2.2供试肥料试验用基肥为稻壳鸡粪（含纯 N 2.54%、P2O52.49%、K2O 2.62%）；追肥为尿素（含纯 N 46%）、磷酸二氢钾（含 P2O552%、K2O 34%）、硝酸钾（含纯 N13.5%、K2O 46%）。1.3试验设计黄瓜结瓜期共设 95%FC（田间持水量）、90%FC、80%FC、70%FC、60%FC 5 个土壤水分灌溉下限处理。3 次重复，随机区组排列，小区面积 29.25 m2（3.9 m7.5 m）。各处理基肥用量一致，定植前撒施稻壳鸡粪300 m3/hm2。试验水肥管理采用智能滴灌控制系统进行，滴头间距 30 cm，每个处理配 1 个土壤水分传感器，传感器位于滴头正下方 15 cm 处，用于判断灌溉是否开启。处理前共灌水 150 mm，2017 年 10 月 16 日根瓜开始灌水处理，每次灌水定额为 5 mm，每次施纯N 浓度为 140 g/cm3，氮、磷、钾比例为 1 0.3 1.5，各处理灌水、施肥总量见表 1。小区间用阳光板隔离，除水肥管理外，其余田间管理措施一致。1.4样品采集和测定1.4.1黄瓜干物质量和养分含量的测定每个处理随机选取 6 株植株，将结瓜期每次打下来的叶片清洗、烘干、称重，保存备用，黄瓜拉秧前每个处理植株、黄瓜分别取样，用水洗净，105 烘箱中杀青 30 min，然后在 80 条件下烘至恒重称重。取各处理混合均匀的干样粉碎过筛后用于测定植株和黄瓜中的氮、磷、钾及中微量元素含量。植株和黄瓜样品采用浓 H2SO4与 H2O2联合消煮，用凯氏定氮法测氮，钼锑抗比色法测磷，火焰光度法测钾，ICP 仪测定Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn 等的含量。1.4.2黄瓜产量的测定每次采收用电子秤单独记录每个小区产量，然后折算成单位面积产量。2结果与分析2.1不同处理对设施黄瓜干物质量和产量的影响由表 2 可知，不同处理灌水、施肥投入差异很大，但黄瓜整个生育期茎叶干物质量和果实干物质量处理间差异不显著。茎叶干物质量占总干物质量的54.06%55.99%，果 实 干 物 质 量 占 总 干 物 质 量 的44.01%45.94%，处理 70%FC 果实干物质量略高于其他处理，处理 60%FC 茎叶和果实干物质量均低于其他处理。从产量来看，处理 70%FC 黄瓜产量最高，与表 1不同土壤水分灌溉下限处理水肥投入量处理95%FC90%FC80%FC70%FC60%FC结瓜期灌水施肥次数453121202灌水量/mm处理前150150150150150处理后22515510510010灌水总量/mm375305255250160施肥量（N+P2O5+K2O）/（kghm-2）882.0607.6411.6392.039.2廉晓娟等：不同土壤水分灌溉下限对日光温室黄瓜养分吸收及产质量的影响45现代农业科技2023 年第 22 期园艺学处理 95%FC 相比，增产 7.19%；结合表 1 可知，节水33.33%，节肥 55.56%。处理 60%FC 由于水肥投入过少，产量显著低于处理 70%FC，减幅 13.79%。2.2不同处理对设施黄瓜氮磷钾吸收量的影响从表 3 可以看出，不同处理对氮、磷、钾养分吸收量不同，N、P2O5、K2O 的吸收比例为 1 0.600.99 1.512.04，各处理茎叶氮、磷、钾养分吸收量均明显高于果实养分吸收量，处理 60%FC 茎叶和果实的氮、磷、钾养分吸收量均明显低于其他处理。处理 70%FC氮、钾养分吸收量最高，磷吸收量略低于处理 95%FC。整体来看，处理 70%FC 茎叶、果实中氮、磷、钾养分吸收量较高，表明该处理水肥施用量较为合理。2.3不同处理对设施黄瓜中微量元素吸收量的影响不同土壤水分灌溉下限处理中微量元素吸收量见图 16。可以看出，不同处理中微量元素吸收量整体趋势一致，茎叶中 Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn 的吸收量表 2不同处理茎叶与果实干物质量和产量单位：（kghm-2）注：同列数据后不同小写字母表示差异显著（PMgFeMnZnCu，果实中的元素吸收量 MgCaFeZnMnCu，茎叶和果实中 Cu 元素吸收量均最低。处理 90%FC 黄瓜茎叶中的 Ca、Mg、Mn、Cu、Zn 的吸收量均高于其他处理，处理 80%FC 黄瓜果实中 Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn 的吸收量高于其他处理，表明该水肥条件下易于植株和果实的中微量元素吸收。2.4不同处理对设施黄瓜品质的影响由表 4 可知，不同土壤水分灌溉下限处理对土壤品质的影响不同，黄瓜硝酸盐含量基本上随着水肥施用量的降低而降低，处理 70%FC 黄瓜硝酸盐含量比95%FC、90%FC、80%FC 分 别 降 低 4.77%、0.84%、1.14%，处理 60%FC 硝酸盐含量最低。黄瓜可溶性总糖和 VC含量随着水肥施用量的减少总体呈增加趋势，表明控水控肥能够明显改善番茄品质，处理15010050095%FC90%FC80%FC70%FC60%FC处理Ca 吸收量/（kghm-2）茎叶果实图 1不同处理茎叶、果实中 Ca 吸收量6050400Mg 吸收量/（kghm-2）30201095%FC90%FC80%FC70%FC60%FC处理茎叶果实图 2不同处理茎叶、果实中 Mg 吸收量1.21.00.80.60.40.2095%FC90%FC80%FC70%FC60%FC处理Fe 吸收量/（kghm-2）茎叶果实图 3不同处理茎叶、果实中 Fe 吸收量4670%FC 比 95%FC、90%FC、80%FC 的 VC含量分别增加 9.18%、19.95%、33.42%，可溶性总糖含量分别增加19.28%、6.45%、16.47%。3结论土壤中水分、养分的状况影响植株根系的生长，决定着作物从土壤中吸收养分的能力，进而影响作物产量和品质。本试验结果表明：不同土壤水分灌溉下限处理对黄瓜植株和果实的干物质量影响差异不显著，土壤水分灌溉下限为 60%田间持水量时，由于水肥投入过低，黄瓜植株和果实的干物质量、产量以及氮、磷、钾吸收量明显低于其他处理。不同土壤含水量灌溉下限处理中微量元素吸收量整体趋势一致，茎叶的中微量元素吸收量远大于果实的中微量元素吸收量。茎叶中的元素吸收量 CaMgFeMnZnCu，果实中的元素吸收量 MgCaFeZnMnCu。土壤水分灌溉下限为 70%田间持水量时，黄瓜产量最高，节水节肥效果明显，与 95%田间持水量相比，增产 7.19%，节水 33.33%，节肥 55.56%；植株和果实 N、P2O5、K2O养分吸收量较高，黄瓜品质改善明显，与 95%田间持水量、90%田间持水量、80%田间持水量相比，硝酸盐含量分别降低 4.77%、0.84%、1.14%，VC含量分别增加9.18%、19.95%、33.42%，可溶性总糖含量分别增加19.28%、6.45%、16.47%。综合来看，当土壤含水量灌溉下限为 70%田间持水量时，既能确保黄瓜高产，又能提高黄瓜植株和果实中养分吸收量，提高黄瓜品质。因此，土壤水分灌溉下限为 70%田间持水量可以作为秋冬茬黄瓜自动化水肥管理的理想灌溉参数，对黄瓜优质高产具有参考意义。参考文献1 张泽锦，王力明，唐丽，等.滴灌水量对设施土壤养分分布和黄瓜养分吸收的影响J.灌溉排水学报，2021，40（9）：72-78.2 姜文学.辽宁设施温室黄瓜生产的几点建议J.园艺与种苗，2017，37（3）：412-413.3 王丽学，李振华，姜熙，等.不同水肥条件对温室黄瓜生长及产量品质的影响J.沈阳农业大学学报，2019，50（1）：78.4 方栋平，张富仓，李静，等.灌水量和滴灌施肥方式对温室黄瓜产量和品质的影响J.应用生态学报，2015，26（6）：1735-1742.5 李红峥，曹红霞，郭莉杰，等.沟灌方式和灌水量对温室番茄综合品质与产量的影响J.中国农业科学，2016，49（21）：4179-4191.6 李子双，王薇，张世文，等.氮磷与硅钙肥配施对辣椒产量和品质的影响J.植物营养与肥料学报，2015，21（2）：458.7 裴芸，别之龙.塑料大棚中不同灌水量上限对生菜生长尧品质及生理特性的影响J.农业工程学报，2007，23（9）：176-180.8 袁巧霞，武雅娟，艾平，等.温室土壤硝态氮积累的温度、（下转第 55 页）0.60.50.40.30.20.10Mn 吸收量/（kghm-2）95%FC90%FC80%FC70%FC60%FC处理茎叶果实图 4不同处理茎叶、果实中 Mn 吸收量茎叶果实95%FC90%FC80%FC70%FC60%FC处理0.080.060.040.020Cu 吸收量/（kghm-2）图 5不同处理茎叶、果实中 Cu 吸收量茎叶果实95%FC90%FC80%FC70%FC60%FC处理0.60.50.40.30.20.10Zn 吸收量/（kghm-2）图 6不同处理茎叶、果实中 Zn 吸收量表 4不同土壤水分灌溉下限处理对黄瓜品质的影响处理95%FC90%FC80%FC70%FC60%FCVC含量/mg （100 g）-19.698.827.9310.5810.10可溶性总糖含量/%1.661.861.701.982.07硝酸盐含量/（mgkg-1）2 7232 6152 6232 5932 385廉晓娟等：不同土壤水分灌溉下限对日光温室黄瓜养分吸收及产质量的影响47支撑平台，赋能九华黄精产业发展。4.6推动黄精全产业链发展加大产业政策扶持力度，重点支持企业“产加研销”一体化发展；鼓励产业主体与高校、科研院所合作，加强九华黄精加工技术和新产品研发和创新，开发以黄精为原料或辅料的更多适应不同消费需求的黄精保健食品、饮品和药品，提高九华黄精的附加值和市场竞争力。推动九华黄精种植加工基地建设与乡村旅游、文化推广、健康养老等产业深度融合，利用九华山区域优势，打造特色农业旅游景区，展示黄精种植文化和生态环境；建设以黄精为主要元素的康养中心，提供中医药理疗、养生保健等服务。4.7提升九华黄精品牌效应鼓励产业主体在爱护九华黄精品牌的前提下，充分利用九华黄精地理标志品牌优势，从事产品差异化经营，满足消费者多样化和个性化的需求，从而扩大九华黄精市场领域，增加消费者对九华黄精品牌产品的选择余地和购买率，提高市场占有率。深入挖掘九华黄精文化内涵，打造九华黄精文化体系。通过建立九华黄精科普基地，普及九华黄精知识。充分利用农博会、展销会、中医药论坛等活动，央视、卫视、抖音等媒体加大宣传推介力度，全方位打造九华黄精区域公共品牌。积极发挥九华黄精产业协会协调、规范作用，加强行业自律，切实维护品牌形象。参考文献1 国家药典委员会.中华人民共和国药典：一部M.北京：中国医药科技出版社，2015：306.2 罗荣华，秦宇雯，鲍康德，等.九华黄精资源调查与分析J.黑龙江农业科学，2020（1）：113-117.3 张定成，周守标，张小平，等.安徽黄精属植物分类研究J.广西植物，2000，20（1）：32-36.4 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