于曉蕾，夏海波，許 靜

（1.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南250014；2.濟(jì)南市水利工程服務(wù)中心，山東 濟(jì)南250100）

近年來(lái)，山東省設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，無(wú)土栽培因其栽培基質(zhì)更換方便，重茬種植影響小、節(jié)約水肥、保護(hù)環(huán)境、商品價(jià)值高等原因，越來(lái)越受到蔬菜種植戶的歡迎。

黃瓜具有產(chǎn)量高和需水、需肥量大的特點(diǎn)[1]，為山東省夏天常用菜蔬之一，也是無(wú)土栽培蔬菜的主栽品種，采用無(wú)土栽培模式種植后，相對(duì)于傳統(tǒng)的土栽模式，作物生長(zhǎng)環(huán)境發(fā)生了變化，勢(shì)必對(duì)作物的光合作用產(chǎn)生影響。國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)黃瓜的光合作用開(kāi)展了較多研究，如李懷平等認(rèn)為土壤含水率為田持80%～85%灌水下，限處理下黃瓜光合速率和葉綠素含量均較農(nóng)民經(jīng)驗(yàn)灌溉顯著提高[2]；鄒志榮等認(rèn)為控制灌水范圍在85%～90%的灌水上下限較90%～100%田間持水量灌溉上下限處理而言，黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)和水分利用效率具有較好效果[3]。

本試驗(yàn)以黃瓜為試材，在無(wú)土栽培條件下設(shè)置不同的灌水處理，以土栽農(nóng)民經(jīng)驗(yàn)灌溉灌水量為對(duì)照，研究了無(wú)土栽培條件下灌水量對(duì)黃瓜葉片蒸騰速率、光合速率和氣孔導(dǎo)度等光合參數(shù)的影響，以期為無(wú)土栽培黃瓜生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

試驗(yàn)于2019年6月~2020年10月在萊蕪市棲龍灣村蔬菜基地大棚內(nèi)的無(wú)土栽培種植溝內(nèi)進(jìn)行。供試黃瓜品種為津優(yōu)35。固體基質(zhì)采用草炭、蛭石、珍珠巖、椰糠、牛糞發(fā)酵物等成分組成。

1.2 試驗(yàn)方法

將黃瓜生長(zhǎng)期劃分為2個(gè)試驗(yàn)階段，分別為定植~開(kāi)花坐果期和采收成熟期。在定植~坐果期，基質(zhì)上限為田間持水率的100%，下限為田持的70%；采收成熟期水分上限為田持100%和85%，下限為田持55%、65%和75%，以土栽農(nóng)戶一般灌溉、施肥為對(duì)照處理。試驗(yàn)共設(shè)7個(gè)處理，各階段基質(zhì)含水量上、下限見(jiàn)表1。

表1 黃瓜大田試驗(yàn)處理%

每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)布置6個(gè)無(wú)土栽培種植溝，種植溝為梯形，上口寬40 cm，下口寬30 cm，深40 cm。溝內(nèi)鋪設(shè)0.12 mm厚的塑料薄膜作為隔水層與周圍土壤隔開(kāi)，溝內(nèi)填滿基質(zhì)。每條種植溝布置2條滴灌管。滴灌管置于基質(zhì)表層，每?jī)蓷l一組，組內(nèi)滴灌管間距0.4 m。溝內(nèi)布置TRIME有機(jī)水分測(cè)管，測(cè)管長(zhǎng)50 cm，底部與隔水薄膜接觸，上部露出基質(zhì)10 cm。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及統(tǒng)計(jì)分析

選取晴天上午光照充分且相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)間，用LCpro+光合儀測(cè)定葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）和氣孔導(dǎo)度（Gs）等光合參數(shù)。每個(gè)小區(qū)選擇生長(zhǎng)健壯的具有普遍代表性的3株植株自上向下數(shù)第三花序下面完好葉片的中部小葉進(jìn)行測(cè)量。數(shù)據(jù)分析處理采用SPSS數(shù)學(xué)分析軟件和Excel完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)黃瓜葉片蒸騰速率的影響

圖1為不同基質(zhì)水分下限對(duì)開(kāi)花~采收成熟期黃瓜葉片蒸騰速率的影響。由圖1可知，基質(zhì)水分上限為田持100%的三個(gè)處理（T1、T2、T3）的黃瓜葉片蒸騰速率要高于基質(zhì)水分上限為田持85%的三個(gè)處理（T4、T5、T6）。T1、T2、T3等三個(gè)處理呈現(xiàn)明顯的單峰曲線。T4、T5、T6和ck曲線變化較緩。

圖1 不同基質(zhì)水分下限對(duì)黃瓜葉片蒸騰速率的影響

當(dāng)相同水分下限條件下，水分上限較高的處理的黃瓜葉片的蒸騰速率高于其他處理，且隨著基質(zhì)上下限差額的增大而增大。基質(zhì)水分下限為55%的兩個(gè)處理（T1、T4），在觀測(cè)期內(nèi)T1的葉片蒸騰速率比T4平均高36.2%；基質(zhì)水分下限為65%的兩個(gè)處理（T2、T5），在觀測(cè)期內(nèi)處理T2的葉片蒸騰速率比T5平均高54.3%；基質(zhì)水分下限為75%的兩個(gè)處理（T3、T6），在觀測(cè)期內(nèi)T3的葉片蒸騰速率比T6平均高63.4%。

CK（土栽）的蒸騰速率在觀測(cè)期內(nèi)均低于大部分無(wú)土栽培處理，在采收成熟前期，土栽的中午黃瓜葉片蒸騰速率低于除T6處理之外的其他處理，至采收成熟中期，土栽處理的葉片蒸騰均低于其他處理。觀測(cè)期內(nèi)的葉片平均光合速率，土栽處理（CK）分別比T1、T2、T3、T4、T5和T5低102%、85%、60.8%、48.6%、19.9%和-1.59%。

在無(wú)土栽培條件下黃瓜同樣可通過(guò)適當(dāng)控制基質(zhì)的水分上、下限含量來(lái)調(diào)節(jié)黃瓜葉片的蒸騰速率。

2.2 對(duì)黃瓜葉片光合速率的影響

圖2為不同基質(zhì)水分下限對(duì)開(kāi)花~采收成熟期黃瓜葉片光合速率的影響。各處理光合速率的全生育期變化趨勢(shì)基本相似。觀測(cè)期內(nèi)，黃瓜葉片光合速率表現(xiàn)出前期大，中期小，后期又增大的變化規(guī)律。土栽對(duì)照處理的黃瓜葉片光合速率低于無(wú)土栽培各個(gè)處理。基質(zhì)水分上限為100%的三個(gè)處理（T1、T2和T3）平均光合速率大于基質(zhì)水分上限為85%的處理（T4、T5、和T6）。觀測(cè)期內(nèi)T1、T2和T3三個(gè)處理的光合速率平均值分別比T4、T5、和T6高11.6%、14.9%和15.0%。

圖2 不同基質(zhì)水分下限對(duì)黃瓜葉片光合速率的影響

2.3 對(duì)黃瓜葉片氣孔導(dǎo)度的影響

圖3為不同基質(zhì)水分下限對(duì)開(kāi)花~采收成熟期黃瓜葉片氣孔導(dǎo)度的影響。觀測(cè)期內(nèi)黃瓜葉片氣孔導(dǎo)度呈現(xiàn)出雙峰曲線，黃瓜苗期主要以營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)為主，需水量較小，氣孔導(dǎo)度相對(duì)較小，進(jìn)入采收成熟期后，黃瓜生長(zhǎng)需水量增大，氣孔導(dǎo)度達(dá)到全生育期最大值，此后各處理的氣孔導(dǎo)度逐步減少。總體趨勢(shì)表現(xiàn)出，相同水分下限處理?xiàng)l件下，葉片氣孔導(dǎo)度隨著基質(zhì)水分控制上限增加而增加。同時(shí)相同水分上限處理的條件下，葉片氣孔導(dǎo)度隨基質(zhì)水分控制下限的增加而減少，即T1、T2、T3在不同生育階段的葉片氣孔導(dǎo)度均大于相同土壤水分下限的處理T4、T5、T6，且觀測(cè)期內(nèi)的氣孔導(dǎo)度平均值顯示T1＞T2＞T3、T4＞T5＞T6。黃瓜葉片對(duì)照處理的氣孔導(dǎo)度介于基質(zhì)水分上限100%和85%的處理之間。

圖3 不同基質(zhì)水分下限對(duì)黃瓜葉片氣孔導(dǎo)度的影響

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果顯示：

1）觀測(cè)期內(nèi)，當(dāng)基質(zhì)水分上限為田持100%時(shí)黃瓜葉片平均蒸騰速率和光合速率要高于基質(zhì)水分上限為田持85%處理。土栽處理的光合速率和蒸騰速率在觀測(cè)期內(nèi)均低于大部分無(wú)土栽培處理。

2）在無(wú)土栽培條件下黃瓜同樣可通過(guò)適當(dāng)控制基質(zhì)的水分上、下限含量來(lái)調(diào)節(jié)黃瓜葉片的蒸騰速率。當(dāng)相同水分下限條件下，黃瓜葉片的蒸騰速率隨著基質(zhì)上下限差額的增大而增大。

3）觀測(cè)期內(nèi)，黃瓜葉片光合速率表現(xiàn)出前期大，中期小，后期又增大的變化規(guī)律，葉片氣孔導(dǎo)度呈現(xiàn)出雙峰曲線。