呂 劍，金 寧，郁繼華，金 莉，張國斌，肖雪梅，胡琳莉

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

中國是世界上干旱災(zāi)害發(fā)生最為頻繁和嚴(yán)重的國家之一，平均每年有667萬～2 667萬hm2農(nóng)田因旱受災(zāi)，最高年份受災(zāi)面積達(dá)4 000萬hm2，每年造成的糧食減產(chǎn)從數(shù)百萬噸到3 000多萬t[1]。中國西北大部分地區(qū)處于干旱和半干旱氣候區(qū)，氣候干燥，植被稀少，蒸發(fā)量大，是中國最容易發(fā)生干旱災(zāi)害的區(qū)域，每年干旱造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)GDP的4%～6%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中國其他地區(qū)。水資源短缺造成的干旱脅迫正嚴(yán)重威脅著中國糧食和生態(tài)安全，已成為制約中國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一[2]。戈壁農(nóng)業(yè)是指在符合國家有關(guān)生態(tài)保護(hù)法律法規(guī)政策的前提下，在戈壁灘、砂石地、鹽堿地等非耕地上，以高效節(jié)能日光溫室為載體，發(fā)展設(shè)施基質(zhì)栽培的蔬菜及瓜果等特色農(nóng)產(chǎn)品的新型農(nóng)業(yè)發(fā)展業(yè)態(tài)。它能夠充分發(fā)揮可利用的戈壁沙地等閑置土地資源的比較優(yōu)勢，并通過現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)科技手段，盡最大可能地精準(zhǔn)用水，相當(dāng)于使更多戈壁荒地變?yōu)楦豙3]。

與戈壁農(nóng)業(yè)相關(guān)的虧缺灌溉是應(yīng)對水資源短缺的有效措施之一，它是基于根冠通信理論[4]、生長冗余理論[5]、生長補(bǔ)償效應(yīng)[6]、氣孔調(diào)節(jié)理論[7]和作物有限水量最優(yōu)分配理論[8]發(fā)展起來的生理節(jié)水技術(shù)。黃瓜是設(shè)施農(nóng)業(yè)中種植面積最大的蔬菜種類之一，同時也是耗水量較大的蔬菜作物，發(fā)展黃瓜節(jié)水灌溉意義重大，而黃瓜在不同水分條件下的生長、產(chǎn)量及品質(zhì)響應(yīng)機(jī)理是其節(jié)水灌溉的理論基礎(chǔ)[9]。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，黃瓜產(chǎn)量隨著灌水量的增加而增加，但水分利用效率與品質(zhì)呈拋物線變化趨勢[10-12]；而在黃瓜開花期和初瓜期保持80%～90%田間持水量，盛瓜期保持90%～100%田間持水量和生育后期降至70%～80%田間持水量的土壤水分處理，能同時實(shí)現(xiàn)最高產(chǎn)量和最大水分利用效率[13]。

蔬菜的生長、產(chǎn)量及品質(zhì)是水分管理參數(shù)中最主要的響應(yīng)指標(biāo)，如何根據(jù)不同水分處理的生長、產(chǎn)量和品質(zhì)測算結(jié)果來推薦合理的灌水方案，分析評價方法尤為重要。黃瓜的品質(zhì)分為外觀品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)，不同品質(zhì)因素間存在著密切的相關(guān)性[13]，簡單的對比分析方法不能充分考慮多個指標(biāo)因子間的關(guān)系，而主成分分析法可將多個具有一定相關(guān)性的觀測指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個新的指標(biāo)，再依據(jù)各處理的因子得分進(jìn)行綜合評價，使評價結(jié)果更加客觀、合理，現(xiàn)已廣泛運(yùn)用在農(nóng)作物的數(shù)量性狀分析和綜合評價中[14-16]，而鮮見其用于基質(zhì)栽培黃瓜灌水下限的研究中。

綜上，在干旱半干旱氣候條件及發(fā)展戈壁農(nóng)業(yè)的大背景下，探索基質(zhì)栽培黃瓜生產(chǎn)中的節(jié)水灌溉制度，對其灌水下限進(jìn)行研究，并借助主成分分析方法充分考慮多個指標(biāo)間的內(nèi)在聯(lián)系，具有實(shí)際意義。本試驗(yàn)以黃瓜“博特209”為試材，研究不同灌水下限對基質(zhì)栽培黃瓜生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，并采用主成分分析法對各處理的優(yōu)劣進(jìn)行綜合評價，以期為基質(zhì)栽培黃瓜節(jié)水灌溉制度的制定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2019年3—7月在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室內(nèi)進(jìn)行。供試黃瓜品種為“博特209”，購于甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院。2019年3月20日在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)人工氣候箱育苗，2019年4月20日定植于玻璃溫室中，栽培方式為基質(zhì)盆栽，定植基質(zhì)為“綠能瑞奇”(甘肅綠能科技股份有限公司生產(chǎn))，基質(zhì)∶草炭∶蛭石比為2∶1∶1，基質(zhì)田間最大持水量為61.03%，容重為521.86 kg·m-3，pH 7.8，EC(電導(dǎo)率) 2.1 ms·cm-1，全氮1.612 g·kg-1，堿解氮498.6 mg·kg-1，速效磷136.7 mg·kg-1，速效鉀346.5 mg·kg-1。定植盆高為20 cm，直徑為26 cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)從緩苗8 d后開始進(jìn)行水分處理，共設(shè)4個處理，每個處理3個重復(fù)，每個重復(fù)15盆。4個處理的灌水下限各為田間持水量的50%、60%、70%、80%，分別用A、B、C、D表示，灌水上限統(tǒng)一設(shè)定為90%田間持水量。用TDR350水分速測儀監(jiān)測基質(zhì)含水量，待含水量到下限時灌水至上限，單株單次每盆灌水量如表1所示，灌水量計算公式[17]如下：

M=S×r×h×Q×(q1-q2)

式中,M為每盆灌水量(m3)；S為每盆盆栽面積(0.053 m2)；r為基質(zhì)容重(521.86 kg·m-3)；h為計劃濕潤層深度(0.2 m)；Q為最大田間持水量(61.03%)；q1、q2分別代表灌水上、下限(田間持水量百分比)。

表1 不同處理盆栽單株單次灌水量

1.3 指標(biāo)測定

1.3.1 生長指標(biāo) 隨機(jī)標(biāo)記長勢一致的15株黃瓜植株，在盛果期測定如下生長指標(biāo)：

(1)株高(cm)：取植株的莖基部到生長點(diǎn)的總長度，用鋼卷尺測量。

(2)莖粗(mm)：取植株下部向上第5～6節(jié)間處的直徑，用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測量。

(3)葉面積(cm2)：取植株下部向上第5、6、7片葉的葉面積平均值。直尺測量植株葉片的葉長(L)和葉寬(W)，按如下公式[18]計算葉面積：

葉面積=14.61-5.00L+0.94L2+0.47W

+0.63W2-0.62LW

1.3.2 產(chǎn)量指標(biāo)

(1)單果重(kg)、單株果數(shù)、單株產(chǎn)量(kg)：在黃瓜植株拉秧后分別統(tǒng)計每個處理45株黃瓜的果實(shí)總重量及總個數(shù)，根據(jù)其平均值計算單果重、單株果數(shù)和單株產(chǎn)量。

(2)單株總灌水量(m3)：記錄每個處理灌水總次數(shù)，然后分別乘以對應(yīng)處理的單株單次灌水量。

1.3.3 品質(zhì)指標(biāo)

盛果期，隨機(jī)選取15個大小均勻的黃瓜果實(shí)，測定其外觀及營養(yǎng)品質(zhì)：

(1)外觀品質(zhì)：瓜長用直尺測量；瓜粗用游標(biāo)卡尺測量；烘干法測定果實(shí)含水量。

商品瓜率=商品瓜數(shù)/總瓜數(shù)×100%

(2)營養(yǎng)品質(zhì)：可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250溶液法測定；可溶性糖含量采用蒽酮法測定；Vc含量采用 2，6-二氯酚靛酚鈉染色法測定；硝酸鹽含量采用沸水浸提、紫外分光光度法測定[19]。黃瓜果實(shí)全P和全K的前處理采用H2SO4-H2O2消煮法消解，全Ca、Mg、Cu、Fe、Mn及Zn前處理采用干法灰化法，全P采用鉬銻抗比色法測定，全K、Ca、Mg、Cu、Fe、Mn及Zn均采用原子吸收光譜儀測定[20]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Excel 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及作圖，并用SPSS 19.0進(jìn)行單因素方差分析及主成分分析，并運(yùn)用Duncan’s檢驗(yàn)法對顯著性差異(P<0.05)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水下限對黃瓜植株生長指標(biāo)的影響

從圖1可以看出，隨著灌水下限的提高，黃瓜株高和葉面積呈逐漸上升趨勢，黃瓜莖粗則呈先上升后下降的趨勢。其中，處理D的株高顯著高于處理A、B和C，增幅分別為56.50%、22.51%和11.04%；處理D的葉面積也顯著高于處理A、B和C，增幅分別為92.61%、61.35%和27.87%，處理A和處理B之間無顯著性差異；而處理C的莖粗最大，顯著高于處理A、B和D，增幅分別為28.36%、16.91%和18.49%，處理B和處理D之間無顯著性差異。

2.2 不同灌水下限對黃瓜產(chǎn)量及水分利用效率的影響

由表2可知，隨著灌水下限的提高，單果重、單株產(chǎn)量及單株總灌水量均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，然而水分利用效率卻呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。其中，處理C、D的單果重均顯著高于處理A和處理B；處理D的單株果數(shù)顯著高于處理A、B及C，增幅分別為97.73%、55.96%及12.58%；處理C的單株產(chǎn)量也顯著高于處理A和B，增幅分別為66.94%和33.95%，處理C和D之間無顯著差異；處理D的灌水量顯著高于處理A、B和C，增幅分別為38.03%、30.67%和10.49%；處理C的水分利用效率最高，且顯著高于處理A、B和D，增幅分別為33.14%、13.23%和10.30%。

2.3 不同灌水下限對黃瓜果實(shí)外觀品質(zhì)的影響

由表3可知，隨著灌水下限的提高，黃瓜果實(shí)的瓜長、瓜粗、含水量及商品瓜率均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。其中，處理D的瓜長顯著高于處理A、B和C，處理B和處理C之間無顯著差異；處理C和處理D的瓜粗、含水量及商品瓜率均顯著大于處理A和處理B，處理C及處理D之間上述3個指標(biāo)均無顯著差異；處理C較處理A、 B的含水量增幅分別為0.98%、0.45%，處理D較處理A、 B的含水量增幅分別為1.00%、0.48%；處理C較處理A和B的商品瓜率增幅分別為66.70%和18.21%，處理D較處理A和B的商品瓜率增幅分別為66.98%和18.40%。

注：不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同。Note: Different lowercase letters in the figure indicate significant differences among treatments (P<0.05). The same below.圖1 不同灌水下限對黃瓜株高(A)、莖粗(B)及葉面積(C)的影響Fig.1 Effect of different irrigation lower limits on plant height(A), stem diameter (B), and leaf area (C)of cucumber

表2 不同灌水下限對黃瓜產(chǎn)量及水分利用效率的影響

2.4 不同灌水下限對黃瓜果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.4.1 不同灌水下限對黃瓜果實(shí)可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C及硝酸鹽含量的影響 如圖2所示，黃瓜果實(shí)中可溶性蛋白、可溶性糖隨著灌水下限的提高呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，其中，處理C的可溶性蛋白和可溶性糖含量最高，且與處理A及處理B間差異顯著，處理C的可溶性蛋白是處理A的1.13倍，較處理B的增幅為52.38%；處理C的可溶性糖相較于處理A和B的增幅分別為57.09%和13.03%；黃瓜果實(shí)中的Vc含量隨著灌水下限的提高呈逐漸上升的趨勢，處理B、C、D均顯著高于處理A，但處理B、C、D之間無顯著性差異；處理C黃瓜果實(shí)中硝酸鹽的含量最低，且與處理A、B、D存在顯著性差異，降幅分別為20.69%、25.55%和20.08%，處理A、B、D之間的硝酸鹽含量并無顯著性差異。

表3 不同灌水下限對黃瓜果實(shí)形態(tài)指標(biāo)的影響

2.4.2 不同灌水下限對黃瓜果實(shí)礦質(zhì)元素含量的影響 為了解不同灌水下限對黃瓜礦質(zhì)營養(yǎng)吸收的影響，本試驗(yàn)測定了人們關(guān)注度較高的黃瓜果實(shí)中全K、P、Mg、Ca、Cu、Fe、Mn和Zn 8種礦質(zhì)元素的含量。如表4所示，隨著灌水下限的提高，黃瓜果實(shí)中全K和全Ca含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，處理C的全K和全Ca含量最高，且顯著高于處理A、B和D，處理C的全K含量比處理A、B、D分別增加了35.20%、3.81%、1.06%，全Ca含量比處理A、B、D分別增加了11.19%、11.19%、6.43%；黃瓜果實(shí)中全Mg、Fe及Cu含量則隨著灌水上限的提高呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，其中，處理D的全Mg含量與處理A、B和C均存在顯著差異，處理D的全Fe和全Cu含量與處理A和B的差異達(dá)到顯著水平，但與處理C差異不顯著；處理B的全P含量顯著高于處理A、C和D，而處理A、C和D之間無顯著差異；處理B、C和D的全Zn含量均顯著高于處理A，而處理B、C和D之間差異不顯著。

2.5 不同灌水下限對黃瓜產(chǎn)量品質(zhì)影響的主成分分析及綜合評價

本試驗(yàn)將4個處理的22個與黃瓜生長、產(chǎn)量及品質(zhì)有關(guān)的指標(biāo)作為分析指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，得到主成分特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率(表5)。研究中按照特征值大于1及累計貢獻(xiàn)率大于85%的原則，提取了3個主成分。結(jié)果如表5所示，第1主成分特征值為16.693，代表4個處理22個指標(biāo)的75.875%的信息；第2主成分的特征值為2.971，代表4個處理22個指標(biāo)13.503%的信息；第3主成分的特征值為2.337，代表4個處理22個指標(biāo)10.622%的信息，前3個主成分累計方差貢獻(xiàn)率為100%，說明這 3個主成分反映了原始變量100%的信息。因此提取前3個主成分代替原22個指標(biāo)評價不同灌水下限對黃瓜生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，達(dá)到了降維的目的。

圖2 不同灌水下限對黃瓜果實(shí)可溶性蛋白(A)、可溶性糖(B)、Vc(C)及硝酸鹽含量(D)的影響Fig.2 Effect of different irrigation lower limits on soluble protein (A), soluble sugar (B), Vc (C),and nitrate content (D) in cucumber fruits

表4 不同灌水下限對黃瓜果實(shí)礦質(zhì)元素含量的影響

主成分的載荷矩陣旋轉(zhuǎn)之后載荷系數(shù)若更接近1或更接近0，這樣得到的主成分能夠更好地解釋變量。由表6結(jié)果可知，主成分1(F1)主要綜合了株高(因子載荷為0.960)、葉面積(因子載荷為0.993)、單果重(因子載荷為0.886)、單株果數(shù)(因子載荷為0.954)、產(chǎn)量(因子載荷為0.881)、瓜長(因子載荷為0.977)、瓜粗(因子載荷為0.875)、含水量(因子載荷為0.887)、可溶性蛋白(因子載荷為0.803)、Vc(因子載荷為0.978)、全K(因子載荷為0.752)、全Mg(因子載荷為0.957)、全Cu(因子載荷為0.864)、全Fe(因子載荷為0.910)、全Mn(因子載荷為0.556)和全Zn(因子載荷為0.796)這16個指標(biāo)的信息；主成分2(F2)主要綜合了莖粗(因子載荷為0.928)、水分利用效率(因子載荷為0.721)、可溶性糖(因子載荷為0.689)及全Ca(因子載荷為0.866)這4個指標(biāo)的信息；主成分3(F3)主要綜合了全P(因子載荷為 0.991)及硝酸鹽含量(因子載荷為0.337)這2個指標(biāo)的信息，由于因子負(fù)荷均為正值，位于正向分布，所以因子得分越高，所對應(yīng)的指標(biāo)的得分越高。

如表6所示，用各指標(biāo)的主成分載荷除以相對應(yīng)主成分特征值的平方根，得到3個主成分中每個指標(biāo)所對應(yīng)的系數(shù)即特征向量，以特征向量為權(quán)重構(gòu)建3個主成分的表達(dá)函數(shù)式：

Y1=0.235X1+0.076X2+0.243X3+0.217X4+0.2345+0.2166+0.149X7+0.239X8+0.214X9+0.217X10+0.126X11+0.197X12+0.239X13-0.043X14+0.184X15-0.001X16+0.234X17+0.117X18+0.212X19+0.291X20+0.556X21+0.796X22

Y2=0.115X1+0.538X2+0.039X3+0.264X4+0.17X5+0.274X6+0.418X7+0.083X8+0.279X9+0.243X10+0.4X11+0.34X12+0.095X13-0.536X14+0.227X15-0.079X16+0.144X17+0.502X18+0.256X19+0.217X20-0.359X21+0.086X22

表5 主成分分析的特征根及方差貢獻(xiàn)率

表6 主成分分析的旋轉(zhuǎn)載荷矩陣及特征向量

Y3=0.13X1+0.137X2-0.062X3+0.057X4-0.039X5+0.02X6+0.216X7+0.104X8+0.038X9+0.127X10+0.335X11+0.066X12+0.085X13+0.221X14+0.346X15+0.648X16-0.097X17-0.101X18+0.158X19-0.118X20-0.363X21+0.384X22

在以上3個表達(dá)式中，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X18、X19、X20、X21及X22分別為Z-score法標(biāo)準(zhǔn)化后的22個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值，同時，在標(biāo)準(zhǔn)化的過程中對負(fù)向指標(biāo)硝酸鹽含量進(jìn)行了取負(fù)數(shù)的正向化處理。以各個主成分對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，由主成分得分和對應(yīng)的權(quán)重線性加權(quán)求和得到綜合評價函數(shù)如下：

綜合得分=0.765Y1+0.129Y2+0.106Y3

根據(jù)主成分綜合得分模型，可計算出4個處理22個指標(biāo)的綜合得分和排序(表7)。綜合得分從高到低依次為處理C、處理D、處理B、處理A。

表7 4個處理黃瓜的綜合得分

3 討 論

黃瓜是我國重要的設(shè)施栽培作物，其對水分敏感，具有需水量大且不耐旱的特點(diǎn)[21]。我國溫室黃瓜種植中對水分管理缺乏科學(xué)的量化指標(biāo)，常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定灌水量和灌水周期，這對溫室環(huán)境、水分利用效率的提高和病蟲害的防治均有不利影響[22]，因此，在設(shè)施溫室蔬菜灌溉節(jié)水方面，國內(nèi)外學(xué)者對非充分灌溉范疇內(nèi)節(jié)水進(jìn)行了較多研究，如虧缺灌溉、調(diào)虧灌溉、交替隔溝灌溉、控制上下限灌溉等[23-27]。本試驗(yàn)針對控制灌水下限的節(jié)水灌溉模式進(jìn)行了研究，灌水下限即灌水起始點(diǎn)，它決定了作物的灌水次數(shù)、灌水間隔時間及灌水量[28]。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著灌水下限的提高，黃瓜植株的株高、葉面積呈逐漸上升的趨勢，在張憲法等[29]的研究中也表明，控制土壤含水量在田間持水量70%以下時會顯著降低黃瓜植株株高、減小葉片面積，使植株營養(yǎng)生長受到限制；諸葛玉平[30]的研究認(rèn)為番茄的莖粗與灌水下限的關(guān)系曲線呈拋物線形狀，即只有當(dāng)灌水下限控制在適宜的范圍內(nèi)，才會有利于莖粗的增加。姚磊等[31]認(rèn)為，輕度水分脅迫能夠增大番茄莖粗，其后會影響葉面積及葉色，最終才導(dǎo)致株高和葉片數(shù)的改變。在本試驗(yàn)中黃瓜植株的莖粗隨灌水下限的提高呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，處理C即基質(zhì)持水量為田間持水量的70%時，莖粗最大，這與前兩者的研究相似，表明了輕度的水分脅迫有利于莖粗的增大，有利于培育壯苗。王新元等[32]研究表明黃瓜生長速率、產(chǎn)量與灌水量呈明顯正比關(guān)系。劉軍等[33]在紫花苜蓿的研究中表明輕度水分脅迫的水分利用效率 (WUE) 顯著大于充分灌溉的WUE(P<0.05),表明適度水分脅迫可提高紫花苜蓿葉片的水分利用效率。本試驗(yàn)結(jié)果同樣證明，隨著灌水量的增加，黃瓜果實(shí)的單果重、單株果數(shù)及產(chǎn)量均逐漸上升，而黃瓜的水分利用效率呈先上升后下降的趨勢，以灌水下限為田間持水量的70%時WUE最高。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，處理C和D的黃瓜果實(shí)瓜粗、含水量與商品瓜率無顯著性差異但顯著高于處理A和B，這可能是由于基質(zhì)的含水量較高，黃瓜果實(shí)充實(shí)較快，有效地降低了畸形瓜數(shù)量[34]。可溶性蛋白和可溶性糖含量隨灌水下限的提高呈先上升后下降的趨勢，灌水下限為田間持水量70%處理的可溶性蛋白及可溶性糖含量顯著高于其他處理，可能是因?yàn)檫m當(dāng)?shù)乃痔澣笨梢蕴岣唿S瓜的果實(shí)品質(zhì)，但灌水下限過低時，水分脅迫過重，造成后期植株合成碳水化合物等營養(yǎng)物質(zhì)的功能顯著降低，從而導(dǎo)致黃瓜果實(shí)品質(zhì)的顯著下降[35-37]，常莉飛[38]的研究同樣表明灌水量對黃瓜品質(zhì)有一定的影響，隨灌水量的增加，黃瓜品質(zhì)有下降的趨勢，表現(xiàn)在含水量的增加和蛋白質(zhì)、可溶性糖含量的減少。處理C的黃瓜果實(shí)中硝酸鹽含量顯著低于其他處理，處理A和B黃瓜果實(shí)有較高的硝酸鹽累積量，這可能是由于干旱使黃瓜體內(nèi)的硝酸還原酶含量下降、活性降低，從而導(dǎo)致硝酸鹽的積累顯著增加[39-40]。鉀和鈣是植物體生長、生活所必須攝取的營養(yǎng)元素，首先植物的細(xì)胞膜需要鈣離子來穩(wěn)定，鈣離子能夠調(diào)節(jié)植物細(xì)胞的滲透壓，使植物的抗逆能力得到增強(qiáng)；其次，鉀可以活化植物代謝中的大部分酶；另外，鉀還能促進(jìn)氨基酸、磷酸鹽以及硝酸鹽的吸收轉(zhuǎn)移。Yang等[41]研究發(fā)現(xiàn)在干旱和鹽堿條件下增加植物礦質(zhì)元素的供應(yīng)量能夠在一定程度上減緩脅迫對植物生長的抑制作用。Maathuis等[42]的研究也表明水分脅迫下K和Ca的攝取、積累能降低脅迫對植物生長造成的不利影響，使植物體對水分脅迫的耐受能力增強(qiáng)。本試驗(yàn)結(jié)果同樣證明，隨著灌水下限的提高，黃瓜果實(shí)中K和Ca含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，處理C的K和Ca含量顯著高于其他處理，說明適度的水分脅迫有助于礦質(zhì)元素含量的吸收以增強(qiáng)植物對脅迫環(huán)境的耐受能力。本試驗(yàn)初始指標(biāo)測定的是不同的生長、產(chǎn)量及品質(zhì)指標(biāo)，其量綱和數(shù)量級不同，并且據(jù)報道硝酸鹽含量對綜合評價屬于負(fù)影響[43]。因此本研究采用Z-score法對初始指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，對負(fù)向指標(biāo)硝酸鹽含量進(jìn)行了取負(fù)數(shù)的正向化處理，從黃瓜植株生長、果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)性狀的角度對不同灌水下限處理進(jìn)行綜合評價并建立適宜的評價方法，使結(jié)果更為客觀、合理。

4 結(jié) 論

綜上可知，隨著灌水下限的提高，灌水量逐漸增多，黃瓜株高和葉面積呈逐漸增大的趨勢，灌水下限為80%田間持水量處理顯著高于其他處理；莖粗則呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，灌水下限為70%田間持水量的黃瓜莖粗顯著高于其他處理，說明適當(dāng)降低灌水下限有利于莖粗的增大；黃瓜單果重、單株產(chǎn)量均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，然而水分利用效率卻呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，以70%田間持水量灌水下限處理的水分利用效率最高；黃瓜果實(shí)的瓜長、瓜粗、含水量及商品瓜率呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢；黃瓜果實(shí)中可溶性蛋白、可溶性糖含量隨著灌水下限的提高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，K和Ca含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，以70%田間持水量灌水下限處理的最高。主成分分析顯示不同灌水下限對黃瓜生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響評價指標(biāo)由最初的22個降為3個主成分，達(dá)到了降維目的，且3個主成分代替了原指標(biāo)100%的信息。綜合評價結(jié)果表明，各處理的得分順序從高到低依次為70%田間持水量、80%田間持水量、60%田間持水量、50%田間持水量的灌水下限處理。