馬新超,軒正英,閔昊哲,齊志文,成宏宇,譚占明,王旭峰

(1.塔里木大學(xué)園藝與林學(xué)學(xué)院/塔里木大學(xué)南疆特色果樹(shù)高效優(yōu)質(zhì)栽培與深加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室,新疆阿拉爾 843300; 2. 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院,新疆阿拉爾 843300)

0 引言

【研究意義】新疆設(shè)施園藝基質(zhì)栽培技術(shù)推廣應(yīng)用簡(jiǎn)便、適用、可操作性強(qiáng)[1,2]。而沙培由于其基質(zhì)易得、生產(chǎn)成本低、消毒徹底等優(yōu)勢(shì)[3]在新疆發(fā)展迅速并形成了一定規(guī)模,但沙培的水肥管控技術(shù)并不完善,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為了達(dá)到高產(chǎn)的目標(biāo)盲目過(guò)量的灌水與施肥現(xiàn)象極為顯著,因此,研究作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的水氮耦合效應(yīng),對(duì)當(dāng)前沙培技術(shù)制定節(jié)水節(jié)肥的作物灌溉施肥制度有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】光合作用直接決定著碳、氮代謝的強(qiáng)弱,最終反映生產(chǎn)性能的高低[4],其變化不僅決定于植株本身的生物學(xué)特性外,還受水肥等環(huán)境因子的影響[5],在各水氮供應(yīng)條件下,黃瓜葉片的凈光合速率日變化呈現(xiàn)單峰曲線,不施氮肥或嚴(yán)重虧水均會(huì)顯著影響作物的凈光合速率[6]。葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)是研究植物光合生理與環(huán)境因子關(guān)系的探針,可以反映植物光合效率的高低[7],氮素可在一定程度上減輕過(guò)多的激發(fā)能對(duì)光合機(jī)構(gòu)造成的破壞,對(duì)過(guò)剩光能的傳遞和耗散起重要作用,使PSⅡ的最大光化學(xué)效率保持在較高的水平上[8]。葉綠素是光合色素中重要的色素分子,直接參與作物光合作用中光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化,是反映其光合能力的重要指標(biāo)之一[9],研究[10-11]表明灌水或施肥過(guò)多過(guò)少都會(huì)引起葉綠素含量的降低,不利于光合速率的提高,合理的水肥調(diào)控才是提高作物生理特性的關(guān)鍵。RuBP羧化酶是決定C3植物光合碳代謝方向和效率的關(guān)鍵酶[12],童長(zhǎng)春等[13]研究表明平衡施肥提高紫花苜蓿葉綠素含量,增強(qiáng)RuBP羧化酶活性,促進(jìn)光合作用?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前,關(guān)于灌水水平與施氮量耦合對(duì)黃瓜光合特性影響的研究較少,特別是針對(duì)沙培黃瓜光合特性影響的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。需研究水氮耦合對(duì)沙培黃瓜光合日變化及葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】研究不同灌水水平和施氮量耦合對(duì)沙培黃瓜葉片光合日變化特征、葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)、葉綠素含量及RuBP羧化酶活性的影響,分析沙培黃瓜對(duì)水氮耦合的光合生理響應(yīng)機(jī)制,調(diào)控水肥,為沙培黃瓜生產(chǎn)提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)于2021年3～7月在塔里木大學(xué)園藝試驗(yàn)站(81°17’E,40°32’N)7號(hào)節(jié)能型日光溫室內(nèi)進(jìn)行,供試黃瓜品種為優(yōu)勝美水果黃瓜;栽培基質(zhì)為粗沙,其理化性質(zhì)為有機(jī)質(zhì)6.53 g/kg、全氮1.29 g/kg、全磷0.24 g/kg、全鉀0.46 g/kg、堿解氮6.61 mg/kg、速效磷8.01 mg/kg、速效鉀38.34 mg/kg、硝態(tài)氮含量0.12 mg/kg、銨態(tài)氮含量3.32 mg/kg、pH值為7.49、EC值為3.16 uS/cm。

試驗(yàn)采用槽式栽培,每個(gè)小區(qū)面積0.5 m×2.6 m=1.3 m2,深0.4 m,南北走向,設(shè)定株距為0.25 m,大行距為0.6 m,小行距0.3 m,進(jìn)行雙行栽培,每小區(qū)定植20株黃瓜,保苗50 000株/hm2;設(shè)7個(gè)處理,每個(gè)處理3次重復(fù),共計(jì)21個(gè)小區(qū)和420株黃瓜,溫室東西兩側(cè)各設(shè)1行保護(hù)栽培槽。

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置灌水水平和施氮量二因素,采用2次飽和D-最優(yōu)設(shè)計(jì)(p=2的6點(diǎn)設(shè)計(jì)),并加設(shè)了一個(gè)處理T7最高碼值處理,該處理只作參照,不參加回歸分析。黃瓜苗長(zhǎng)至3葉1心時(shí)定植,待緩苗5 d后進(jìn)行水肥處理,灌水上限最大值設(shè)為田間持水量的100%,最小值設(shè)為田間持水量的65%;土壤水分下限為每天08:00測(cè)各處理實(shí)際基質(zhì)含水率,基質(zhì)含水率用DM-300土壤水分速測(cè)儀實(shí)時(shí)測(cè)定,并每隔20 d采土用烘干法校準(zhǔn),當(dāng)土壤含水率接近或降低至灌水下限60%時(shí)灌溉,灌水量依公式(1)計(jì)算。所用大量元素肥料分別為尿素(含N 46%)、磷酸二氫鉀(含P2O551%)和硫酸鉀(含K2O 50%),依據(jù)基質(zhì)中的養(yǎng)分含量及養(yǎng)分平衡原則[14]設(shè)定磷鉀肥用量分別為290和800 kg/hm2,氮磷鉀肥料均做追肥隨水施入,每隔5 d施肥1次,共計(jì)追施20次,各處理氮肥每次等量施入,前7次施入磷肥的49%,鉀肥的21%,剩余磷鉀肥每次等量施入,并視植株生長(zhǎng)情況適時(shí)適量噴施微量元素。表1

表1 黃瓜水氮耦合試驗(yàn)設(shè)計(jì)

M滴灌=r×p×h×θf(wàn) × (q1-q2)/η.

(1)

式中,r—土壤容重,為1.61 g/cm3;P—土壤濕潤(rùn)比,取100%;h—灌水計(jì)劃濕潤(rùn)層,取0.35 m;θf(wàn)—田間持水量,為14.02%;q1、q2—分別為土壤水分上限、土壤水分下限(以相對(duì)田間持水量的百分比表示);η—水分利用系數(shù),滴灌取0.9。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)

在黃瓜結(jié)果盛期每個(gè)試驗(yàn)區(qū)選取3株固定植株作為3個(gè)重復(fù)并標(biāo)記,選取黃瓜植株自上而下的第4片完全展開(kāi)的葉片測(cè)定各指標(biāo)。

光合參數(shù):使用Li-6400便攜式光合儀從08:30～20:30每隔2 h測(cè)定葉片凈光合速率(Pn,μmol/(m2·s))、蒸騰速率(Tr,mmol/(m2·s))和氣孔導(dǎo)度(Gs,mol/(m2·s)), 并通過(guò)計(jì)算得到瞬時(shí)水分利用效率(iWUE,μmol/mmol):iWUE=Pn/Tr。

葉綠素?zé)晒鈪?shù):待葉片暗適應(yīng)30 min后,采用便攜式脈沖調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x(FluorPen FP 100,Czech Republic)測(cè)定光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP),非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ),PSⅡ 最大光化學(xué)效率(Fv/Fm),PSⅡ 實(shí)際光化學(xué)量子產(chǎn)量(ΦPSⅡ)。

選取凈光合速率日變化均值、瞬時(shí)水分利用效率日變化均值、光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)、非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)、PSⅡ 最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)、PSⅡ 實(shí)際光化學(xué)量子產(chǎn)量(ΦPSⅡ)、葉片總?cè)~綠素含量和RuBP羧化酶活性這8個(gè)指標(biāo)進(jìn)行TOPSIS綜合評(píng)價(jià)。

葉綠素含量:采用95%乙醇浸提法進(jìn)行測(cè)定。

RuBP羧化酶活性:使用植物RuBP羧化酶ELISA試劑盒(江蘇科特)測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用DPS 7.05軟件對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,選取 LSD 多重比較進(jìn)行方差分析(P<0.05);用Origin2021制圖;用Excel 2019制表并進(jìn)行綜合分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜光合特征參數(shù)日變化影響

2.1.1 凈光合速率(Pn)的日變化

研究表明,各處理的葉片凈光合速率日變化規(guī)律均呈現(xiàn)“單峰”曲線變化趨勢(shì),除處理T1外其它處理的峰值均出現(xiàn)在12:30,處理T1的峰值出現(xiàn)在14:30;各處理?xiàng)l件下大體上呈現(xiàn)出,從08:30～12:30凈光合速率顯著增加,在12:30～16:30時(shí)間段內(nèi)緩慢下降,而后在16:30之后快速下降至凈光合速率最低值,這是因?yàn)楫?dāng)?shù)刂形鐣r(shí)段光強(qiáng)較高且變化緩和所造成的;凈光合速率最大值出現(xiàn)在12:30時(shí)的T5處理,在同時(shí)刻內(nèi)凈光合速率最小的是T1處理,兩者相差了6.89 μmol/(m2·s);低氮處理的T1和T2各時(shí)段凈光合速率均低于其它處理,增施氮肥能夠提升葉片凈光合速率,在高施氮量條件下,各時(shí)段的凈光合速率總體上呈現(xiàn)出T7>T5>T3的變化規(guī)律,灌水水平和施氮量適中的處理T4在全天各個(gè)時(shí)段內(nèi)也能得到較高的凈光合速率,而在低施氮量下,T1和T2間無(wú)顯著差異,在充足的氮肥供應(yīng)下提升灌水水平可以增加葉片的凈光合速率,而在氮肥虧缺時(shí)無(wú)論灌水水平高低都難以打破植株養(yǎng)分不足的現(xiàn)象。圖1

圖1 水氮耦合下沙培黃瓜光合特征參數(shù)日變化

2.1.2 葉片氣孔導(dǎo)度(Gs)的日變化

研究表明,各處理的葉片氣孔導(dǎo)度日變化規(guī)律均呈現(xiàn)“單峰”曲線變化趨勢(shì),峰值出現(xiàn)在12:30或14:30,各處理?xiàng)l件下大體上呈現(xiàn)出,從08:30～12:30氣孔導(dǎo)度顯著增加,而后在16:30之后快速下降直至接近0,各處理的氣孔導(dǎo)度在18:30和20:30時(shí)相差較小,峰值出現(xiàn)前后差異較為明顯,各處理氣孔導(dǎo)度的日變化均值由高到低為T6>T5>T7>T4>T3>T1>T2,在同一灌水水平下,T3大于T1且T6>T7>T2,氣孔導(dǎo)度值隨著施氮量的增加而增加,但在供水充足條件下,過(guò)量施氮會(huì)使氣孔導(dǎo)度值有所下降,在同一施氮量下,T5>T7>T3,氣孔導(dǎo)度值隨著灌水水平的增加呈現(xiàn)出開(kāi)口朝下的拋物線趨勢(shì)。圖1

2.1.3 蒸騰速率(Tr)的日變化

研究表明,各處理的葉片蒸騰速率日變化規(guī)律與凈光合速率日變化規(guī)律相似,呈現(xiàn)“單峰”曲線變化趨勢(shì),但各處理的葉片蒸騰速率除T2外其峰值均出現(xiàn)在14:30,這是因?yàn)楦咚偷幚碓斐芍仓晟L(zhǎng)受限,葉面積較小但根系吸收水分較多所造成的;各處理?xiàng)l件下大體上呈現(xiàn)出,從08:30～12:30蒸騰速率顯著增加,在12:30～16:30時(shí)間段內(nèi)變化幅度較小,而后在16:30之后快速下降至蒸騰速率最低值。各處理蒸騰速率的日變化均值由高到低為T6>T5>T4>T7>T3>T1>T2,與氣孔導(dǎo)度均值的排序結(jié)果相似,水氮耦合下各因子對(duì)蒸騰速率的影響規(guī)律與氣孔導(dǎo)度的規(guī)律一致。圖1

2.1.4 瞬時(shí)水分利用效率(iWUE)的日變化

研究表明,各處理的瞬時(shí)水分利用效率日變化總體上呈現(xiàn)為“升-降-升”的“N”型曲線,波動(dòng)范圍為0.93～3.88 μmol/mmol,瞬時(shí)水分利用效率的低谷出現(xiàn)在14:30左右;低氮處理的T1和T2在各時(shí)段內(nèi)均能得到較高的瞬時(shí)水分利用效率,且瞬時(shí)水分利用效率日變化均值由大到小為T2>T6>T7,施氮量與葉片瞬時(shí)水分利用效率呈負(fù)相關(guān),瞬時(shí)水分利用效率日變化均值在同一施氮量下,T5>T7>T3且T2>T1,瞬時(shí)水分利用效率隨著灌水水平的增加而增加,但過(guò)高的灌水水平會(huì)降低瞬時(shí)水分利用效率。圖1

2.2 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜葉綠素?zé)晒鈪?shù)影響

研究表明,水氮耦合對(duì)沙培黃瓜葉綠素?zé)晒鈪?shù)有顯著影響,ΦPSⅡ最大的是處理T5為0.42,其次是處理T4,為0.37,最小的是T1和T2均為0.30,與T5相差0.12,低氮處理的T1和T2的ΦPSⅡ顯著低于其它處理,在相同高灌水水平下,T7>T6>T2,ΦPSⅡ隨著施氮量的增加而增加,在相同高施氮量下,T5>T7=T3,在充足的氮肥供應(yīng)下,ΦPSⅡ隨著灌水水平的增加呈現(xiàn)出開(kāi)口朝下的拋物線趨勢(shì)。Fv/Fm最大的同樣是處理T5,為0.85,較最低的處理T2高出0.14,Fv/Fm由大到小的順序?yàn)門5>T4=T3>T6>T7>T1>T2,在適宜的灌水水平下增施氮肥能獲得較高的Fv/Fm。qP最大的同樣是處理T5為0.94較最低的T2高出0.09,處理T1、T2和T3的qP顯著低于其它處理,其它處理間無(wú)顯著差異,在低灌水水平或低施氮量下qP難以取得較高值。NPQ最小的是處理T4和T5均為0.19,最大的是處理T1和T7,均為0.24,施氮量是影響葉綠素?zé)晒鈪?shù)的關(guān)鍵因子,適宜的灌水施氮組合才能得到較低的NPQ,而在過(guò)低或過(guò)高的灌水施氮組合下NPQ會(huì)顯著提高。T5處理效果最佳,其次為T4,而T1處理效果最差。表2

表2 水氮耦合下沙培黃瓜葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化

2.3 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜葉綠素含量的影響

研究表明,水氮耦合對(duì)沙培黃瓜葉片葉綠素含量的影響顯著,葉綠素a含量最高的是處理T5,為1.8 mg/g,其次是處理T3,為1.71 mg/g,最低的是處理T1,為0.77 mg/g較T5相差了1.03 mg/g;葉綠素b含量最高的是處理T2,為0.62 mg/g,最低的是處理T1,為0.21 mg/g,兩者相差了接近3倍;總?cè)~綠素含量自高到低的順序?yàn)門5>T3>T6>T2>T4>T7>T1,盲目灌水施氮的處理T7,其總?cè)~綠素含量?jī)H高于T1而顯著低于其它處理。二次多項(xiàng)式回歸分析(T7不參與回歸分析,下同),得出葉片總?cè)~綠素含量與灌水水平(X1)和施氮量(X2)之間的回歸方程式(2)。

(2)

施氮量是影響葉片總?cè)~綠素含量的主要因素,且與總?cè)~綠素含量呈顯著正相關(guān),在一定范圍內(nèi),提升灌水水平能夠增加總?cè)~綠素含量,而過(guò)高的灌水水平反而使總?cè)~綠素含量有所下降,符合報(bào)酬遞減規(guī)律,在水氮耦合效應(yīng)下,可獲得最高總?cè)~綠素含量2.39 mg/g,其推薦組合為X1=0.354 0、X2=1.000 0,即灌水水平為88.70%,施氮量為1 250 kg/hm2。圖2

圖2 水氮耦合下沙培黃瓜葉片葉綠素含量變化

2.4 水氮耦合對(duì)沙培黃瓜RuBP羧化酶活性的影響

研究表明,水氮耦合對(duì)沙培黃瓜RuBP羧化酶活性的影響顯著,RuBP羧化酶活性最高的是處理T4,為1.04 μ/g,其次是處理T5,為0.82 μ/g,RuBP羧化酶活性最低的是處理T7,僅為0.68 μ/g,RuBP羧化酶活性與灌水水平(X1)和施氮量(X2)之間的回歸方程式(3),沙培黃瓜RuBP羧化酶活性的水氮耦合效應(yīng)。

(3)

灌水水平和施氮量與RuBP羧化酶活性之間均呈開(kāi)口朝下的拋物線趨勢(shì),在水氮耦合效應(yīng)下,獲得最高RuBP羧化酶活性1.04 μ/g,其推薦組合為X1=-0.019 7、X2=-0.117 1,即灌水水平為82.16%,施氮量為635.60 kg/hm2。圖3

圖3 水氮耦合下沙培黃瓜RuBP羧化酶活性變化

2.5 光合生理指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)

研究表明,各處理光合特性的優(yōu)劣性,相對(duì)接近度Ci由高到低順序?yàn)門4>T5>T6>T7>T3>T2>T1處理T4的相對(duì)接近度最高,其次為處理T4,相對(duì)接近度最低的是處理T1,其光合能力最差。表3

表3 光合生理指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)

對(duì)各處理綜合評(píng)價(jià)得出的相對(duì)接近度Ci進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸分析,得出相對(duì)接近度Ci與灌水水平(X1)和施氮量(X2)之間的回歸方程式(4)。灌水水平和施氮量與相對(duì)接近度Ci之間均呈現(xiàn)出開(kāi)口朝下的拋物線趨勢(shì),只有適宜的水氮耦合方案才能得到較高的相對(duì)接近度Ci,以獲得最優(yōu)的光合特性為目標(biāo)時(shí),其推薦組合為X1=0.205 9、X2=0.351 8,即灌水水平為86.10%,施氮量為893.49 kg/hm2。

(4)

3 討 論

3.1TOPSIS法是系統(tǒng)工程有限方案多目標(biāo)決策分析的一種常用方法,可用與效益評(píng)價(jià)、決策、管理等多個(gè)領(lǐng)域[15],黃瓜的光合作用是多種生理、生態(tài)因素共同參與下的生理生化作用的結(jié)果,其作用過(guò)程較復(fù)雜[16],水分及氮肥供應(yīng)是影響黃瓜光合作用的關(guān)鍵因子。研究結(jié)果表明,各處理的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度及蒸騰速率日變化均呈現(xiàn)為單峰曲線,這與李靜等[6]的研究結(jié)果相似,但波峰出現(xiàn)時(shí)間與其不完全一致,可能由于測(cè)定季節(jié)和區(qū)域環(huán)境差異所致;各處理的瞬時(shí)水分利用效率日變化總體上呈現(xiàn)為“升-降-升”的“N”型曲線,這與程云霞等[17]的結(jié)論一致。已有研究表明適宜的提高土壤水分并增施肥料能夠有效提高作物凈光合速率[18-19],與試驗(yàn)結(jié)果相似;試驗(yàn)中水氮耦合對(duì)氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的影響規(guī)律是一致的,氣孔的開(kāi)合程度決定了作物的蒸騰速率,其均隨著灌水水平和施氮量的增加呈現(xiàn)出開(kāi)口朝下的拋物線趨勢(shì), 與馬國(guó)禮等[20]的研究結(jié)果相似;李銀坤等[19]的研究中指出瞬時(shí)水分利用效率隨施氮量的增加而升高,與試驗(yàn)中瞬時(shí)水分利用效率與施氮量間呈負(fù)相關(guān)的結(jié)果相反,可能是由于較高的施氮量增大了黃瓜葉面積,加速了植株蒸騰導(dǎo)致瞬時(shí)水分利用效率降低。

3.2目前已有研究[20-21]指出增施氮肥提高PSⅡ活性等葉綠素?zé)晒鈪?shù),與試驗(yàn)結(jié)果一致,但陳麗楠等[22]研究表明在相同灌溉方式下,高施氮的各項(xiàng)熒光參數(shù)均低于推薦施氮量,可能是由于所設(shè)施氮量不同所導(dǎo)致的。研究中灌水水平對(duì)葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響并不顯著,在相同施氮量下,各項(xiàng)熒光參數(shù)隨著灌水水平的增加大體上呈現(xiàn)出開(kāi)口朝下的拋物線趨勢(shì),與曹超群等[23]的研究結(jié)果相似。試驗(yàn)結(jié)果顯示低氮處理的T1和T2的ΦPSⅡ、Fv/Fm、qP顯著低于其它處理,而NPQ顯著高于各處理,低施氮量對(duì)黃瓜造成了光抑制, 造成了反應(yīng)中心的非光化學(xué)過(guò)程的熱耗散比例顯著增加, 從而使PSⅡ活性等參數(shù)降低,與劉學(xué)娜等[21]的研究結(jié)果一致;而且研究中灌水施氮的處理T7,其NPQ較高,ΦPSⅡ和Fv/Fm較低,灌水水平與施氮量均過(guò)高時(shí)會(huì)加劇水氮之間的拮抗作用,使PSⅡ活性等葉綠素?zé)晒鈪?shù)有所下降,與宮兆寧等[24]的研究結(jié)果相似。在適宜的水分供應(yīng)下增施氮肥對(duì)葉片PSⅡ反應(yīng)中心開(kāi)放程度有促進(jìn)作用[21,25],與研究中處理T5的葉綠素?zé)晒馓匦员憩F(xiàn)最優(yōu)的結(jié)果一致。

3.3研究結(jié)果表明施氮量是影響葉片總?cè)~綠素含量的主要因素,且與總?cè)~綠素含量呈顯著正相關(guān),在一定范圍內(nèi),提升灌水水平能夠增加總?cè)~綠素含量,而過(guò)高的灌水水平反而使總?cè)~綠素含量有所下降,符合報(bào)酬遞減規(guī)律,與前人[6,26]的研究結(jié)果一致,但常莉飛等[27]指出虧缺灌溉有利于提高溫室黃瓜的葉綠素含量,可能是由于灌水水平設(shè)置不同所導(dǎo)致的。童長(zhǎng)春等[13]研究表明紫花苜蓿的RuBP羧化酶活性均隨著氮、磷、鉀水平的升高表現(xiàn)出單峰曲線變化;周修任等[28]研究同樣指出在一定的氮肥供應(yīng)范圍內(nèi),RuBP羧化酶活性均有提高,當(dāng)供氮量達(dá)到一定的程度時(shí),RuBP羧化酶活性不再提高;魚海躍等[29]研究指出大豆全生長(zhǎng)季田間無(wú)灌溉顯著降低了RuBP羧化酶活性;研究中灌水水平和施氮量與RuBP羧化酶活性之間均呈開(kāi)口朝下的拋物線趨勢(shì),并且盲目的灌水施氮對(duì)RuBP羧化酶活性存在明顯的抑制作用,與前人的研究結(jié)果相似。

3.4研究中采用TOPSIS法對(duì)各項(xiàng)光合生理指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),得到水氮耦合下各處理光合特性的優(yōu)劣排序?yàn)門4>T5>T6>T7>T3>T2>T1,并通過(guò)二次多項(xiàng)式回歸方程得出推薦的水氮耦合方案是灌水水平為86.10%,施氮量為893.49 kg/hm2,已有的關(guān)于水氮耦合下黃瓜光合作用的研究同樣得出中水中氮處理為較適宜的水氮組合[6,18],與試驗(yàn)結(jié)果相似。

4 結(jié) 論

4.1沙培黃瓜在水氮耦合下各處理的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度及蒸騰速率日變化均呈現(xiàn)為單峰曲線,瞬時(shí)水分利用效率日變化總體上呈現(xiàn)為“升-降-升”的“N”型曲線,在適宜的水分供應(yīng)下增施氮肥能夠有效提高作物凈光合速率,氣孔導(dǎo)度及蒸騰速率均隨著灌水水平和施氮量的增加呈現(xiàn)出開(kāi)口朝下的拋物線趨勢(shì),瞬時(shí)水分利用效率隨著灌水水平的增加而增加,但過(guò)高的灌水水平會(huì)降低瞬時(shí)水分利用效率。

4.2施氮量是影響葉片總?cè)~綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的關(guān)鍵因子,施氮量與總?cè)~綠素含量和PSⅡ活性等葉綠素?zé)晒鈪?shù)之間呈正相關(guān),總?cè)~綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)隨著灌水水平的增加大體上呈現(xiàn)出開(kāi)口朝下的拋物線趨勢(shì);灌水水平和施氮量與RuBP羧化酶活性之間均呈開(kāi)口朝下的拋物線趨勢(shì)。

4.3水氮耦合下各處理光合特性的優(yōu)劣排序?yàn)門4>T5>T6>T7>T3>T2>T1,水氮耦合方案是灌水水平為86.10%,施氮量為893.49 kg/hm2。