再生水滴灌對(duì)黃瓜葉綠素、光合、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響.pdf

2020年 5月 灌溉排水學(xué)報(bào) 第 39卷 第 5期 May 2020 Journal of Irrigation and Drainage No 5 Vol 39 18 文章編號(hào) 1672 3317 2020 05 0018 08 再生水滴灌對(duì)黃瓜 葉綠素 光合 產(chǎn)量及品質(zhì)的影響 王璐璐 1 田軍倉(cāng) 1 2 3 徐桂紅 1 沈 暉 1 2 3 閆新房 1 2 3 1 寧夏大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院 銀川 750021 2 寧夏節(jié)水灌溉與水資源調(diào)控工程技術(shù) 研究中心 銀川 750021 3 旱區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源高效利用教育部工程研究中心 銀川 750021 摘 要 目的 探究 再生水 滴灌 不同灌溉定額對(duì)黃瓜光合作用 產(chǎn)量與品質(zhì)的影響規(guī)律 方法 采用 隨機(jī)區(qū)組 對(duì) 比 試驗(yàn)方法 分析 了再生水處理與 自來(lái)水 對(duì)照 的不同灌溉定額 1 890 2 835與 3 780 m3 hm2 對(duì)黃瓜光合作用 產(chǎn) 量與品質(zhì)的影響 結(jié)果 黃瓜 4個(gè) 光合指標(biāo) 凈光合速率 蒸騰速率 氣孔導(dǎo)度與胞間 CO2摩爾 分?jǐn)?shù) 及 SPAD 值 與 產(chǎn)量均隨著灌溉定額的增加而增大 而群體水分利用效率 則 隨著灌溉定額的增加而降低 相同 灌溉定額再生水 處理比 自來(lái)水 對(duì)照的黃瓜 4個(gè) 光合作用指標(biāo) 及 SPAD值 平均值分別增加 7 32 2 99 4 19 3 07 與 5 54 產(chǎn) 量與群體水分利用效率平均值分別增加 8 9 與 8 86 黃瓜可溶性糖與可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著灌溉定額的增 加而減小 而維生素 C與總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著灌溉定額的增加而增加 再生水處理比 自來(lái)水 對(duì)照的維生素 C量 可溶 性糖與可溶性固形物 量平均值分別增加 1 14 12 64 與 5 8 黃瓜總酸 量平均值降低 8 72 結(jié)論 黃瓜 SPAD 值 與 光合作用指標(biāo)最大 產(chǎn)量最高 品質(zhì) 適宜 的處理為再生水高水處理 Z3 即灌溉定額為 3 780 m3 hm2 相應(yīng)的灌 水定額為 180 m3 hm2 灌水次數(shù)為 21次 關(guān) 鍵 詞 再生水 滴灌 黃瓜 光合作用 品質(zhì) 水分生產(chǎn)效率 中圖分類(lèi)號(hào) S273 5 文獻(xiàn)標(biāo) 志 碼 A doi 10 13522 ki ggps 20190263 王璐璐 田軍倉(cāng) 徐桂紅 等 再生水滴灌對(duì)黃瓜葉綠素 光合 產(chǎn)量及品質(zhì)的影響 J 灌溉排水學(xué)報(bào) 2020 39 5 18 25 WANG Lulu TIAN Juncang XU Guihong et al The Effects of Drip Irrigation with Reclaimed Wastewater on Chlorophyll Photosynthesis Yield and Quality of Cucumber J Journal of Irrigation and Drainage 2020 39 5 18 25 0 引 言 在我國(guó) 干旱 地區(qū) 農(nóng)業(yè)灌溉使用再生水的原因 一 是 再生水中含有氮 磷 鉀等元素 提高土壤肥力 1 二 是 利用 再生水能避免嚴(yán)重的污染問(wèn)題 2 三 是 能防止養(yǎng)分 化學(xué)物質(zhì)和病原體等輸入到生態(tài)系統(tǒng)中 3 因此 再生水灌溉對(duì)控制農(nóng)業(yè)污染及水資源短缺 問(wèn) 題具有重要 的 科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值 代志遠(yuǎn)等 4 認(rèn) 為再生水對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響 尚有分歧 薛彥東等 5 研究 表明 再生水灌溉對(duì)黃瓜 西紅柿品質(zhì)無(wú)顯著影 響 吳文勇等 6 研究 表明 再生水處理與對(duì)照相比可 顯著增加果菜類(lèi)蔬菜產(chǎn)量 黃瓜平均增產(chǎn) 23 6 裴 亮等 7 研究 表明 全部采用再生水滴灌處理對(duì)黃瓜的 生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成均表現(xiàn)出一定的促進(jìn)作用 增產(chǎn) 收稿日期 2019 06 13 基金項(xiàng)目 生活再生水回用技術(shù)研發(fā)與示范 2018YFC0408104 寧夏 高等學(xué)校一流學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目 NXYLXK2017A03 教育部 長(zhǎng)江學(xué)者和 創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃 創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基金資助項(xiàng)目 IRT1067 作者簡(jiǎn)介 王璐璐 1994 女 碩士研究生 主要從事 精準(zhǔn)節(jié)水灌溉與 信息系統(tǒng)新技術(shù)研究 研究 E mail 2427922032 通信作者 田軍倉(cāng) 1958 男 教授 博士生導(dǎo)師 主要從事 節(jié)水灌溉理論 技術(shù) 水資源高效利用和水資源工程等方面的研究 E mail slxtjc 21 5 本 文 針對(duì)寧夏 中衛(wèi)市再生水滴灌對(duì)黃瓜的影 響 問(wèn)題 開(kāi)展 再生水 滴灌 對(duì)黃瓜 葉綠素 光合 產(chǎn)量 及 主要品質(zhì)的影響 研究 可 為 寧夏 再生水 滴灌 黃瓜 推 廣 提供 理論與 技術(shù)依據(jù) 1 材料 與方法 1 1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn) 在 寧夏中衛(wèi)市應(yīng)理城鄉(xiāng)市政產(chǎn)業(yè)集團(tuán) 中 水 廠 再生水灌溉 示范基地 進(jìn)行 供試土質(zhì)為壤土 土壤 干體積質(zhì)量 為 1 44 g cm3 田間質(zhì)量持水率為 28 種植期內(nèi)試驗(yàn)地降水量 116 3 mm 土壤理化性質(zhì)如 表 1 所示 灌溉水源為中水廠的再生水與自來(lái)水 再 生水水質(zhì)符合 農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) GB5084 2005 其 水質(zhì) 指標(biāo) 如表 2 所示 1 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用隨機(jī)區(qū)組 試驗(yàn) 進(jìn)行再生水水質(zhì)不同灌溉定 額試驗(yàn) 以自來(lái)水水質(zhì)不同灌溉定額為對(duì)照 共 6 個(gè) 水平 3 次重復(fù) 重復(fù)作為區(qū)組 在各水平膜下滴灌 方式 施肥 栽培等相同條件下 研究再生水滴灌不 同灌溉定額水平對(duì)黃瓜的光合 產(chǎn)量與品質(zhì)的影響 王璐璐 等 再生水滴灌對(duì)黃瓜葉綠素 光合 產(chǎn)量及品質(zhì)的影響 19 再生水處理與對(duì)照低 中 高灌溉定額水平相應(yīng)的 3 個(gè)灌水定額分別為 90 135 180 m3 hm2 灌水次數(shù) 21 次 試驗(yàn)方案如表 3 所示 表 1 土壤理化性質(zhì) Table 1 Physical and chemical properties of soil 土壤類(lèi)型 Soil type pH值 全鹽量 g kg 1 Total salt 有機(jī)質(zhì) 量 g kg 1 Organic matter 堿解氮 量 mg kg 1 Alkaline nitrogen 速效磷 量 mg kg 1 Fast acting phosphorus 速效鉀 量 mg kg 1 Fast acting potassium 壤土 Loam 8 60 0 50 13 27 36 00 18 59 180 10 表 2 再生水和 自來(lái)水 水質(zhì) 指標(biāo) Table 2 Water quality indicators of recycled water and tap water 處理 Treatments pH 值 總磷 mg L 1 Total phosphorus 總氮 mg L 1 Total nitrogen 鉀 mg L 1 Potassium 氯化物 mg L 1 Chloride 全鹽 mg L 1 Whole salt 再生水 Recycled water 7 51 0 41 16 4 19 3 120 393 自來(lái)水 Tap water 7 42 未檢出 0 01 0 21 8 4 30 3 219 處理 Treatments 懸浮物 mg L 1 Suspended matter 碳酸氫根 mg L 1 Bicarbonate 鈣 mg L 1 Calcium 鎂 mg L 1 Magnesium 糞大腸菌群 個(gè) L 1 Fecal coliform 再生水 Recycled water 8 1 210 4 71 3 60 4 130 自來(lái)水 Tap water 0 5 116 7 42 2 11 8 未檢出 表 3 試驗(yàn)方案 Table 3 Test plan 水質(zhì) Water quality 處理 Treatments 灌溉定額 m3 hm 2 Irrigation quota 再生水 Recycled water Z1 1 890 Z2 2 835 Z3 3 780 自來(lái)水 Tap water Q1 1 890 Q2 2 835 Q3 3 780 1 3 試驗(yàn)實(shí)施 試驗(yàn)于 2017 年 5 月 25 日 9 月 25 日進(jìn)行 各 處理面積為 5 5 m 1 4 m 其中壟寬為 80 cm 壟間距 為 60 cm 灌溉采用膜下滴灌的方式 每壟種植 2 行黃瓜 1行黃瓜布置 1行滴灌帶 滴頭間距為 30 cm 與株距相同 滴頭流量為 3 L h 在 黃瓜 種植前 種 植壟 施復(fù)合肥 750 kg hm2 氮 磷 鉀比例為 15 15 15 有機(jī)肥 1 500 kg hm2 有機(jī)質(zhì) 45 氮 磷 鉀總量 5 施肥后 測(cè)試基礎(chǔ)肥力 在試驗(yàn)實(shí)施 期間 每個(gè) 水平種植壟 均 施 追肥 水溶復(fù)合肥 540 kg hm2 氮 磷 鉀比例為 16 5 25 降雨時(shí)各處 理均不灌水 幼苗期灌水 6 次 其中 1 次隨水施肥 初花期灌水 4 次 其中 2 次隨水施肥 結(jié)果期灌水 11 次 其中前 9 次隨水施肥 均 采用滴灌水肥一體化技 術(shù)隨水施肥 1 4 觀測(cè)項(xiàng)目及方法 黃瓜光合指標(biāo)的測(cè)定 使用 LI 6400 便攜式光合 系統(tǒng)測(cè)定儀對(duì)葉片光合指標(biāo)進(jìn) 行測(cè)定 使用便攜式 SPAD 520 型葉綠素儀對(duì)葉片葉綠素 進(jìn)行 測(cè)定 8 黃瓜產(chǎn)量的測(cè)定 在每次結(jié)果后稱量黃瓜產(chǎn)量 并計(jì)算黃瓜的總產(chǎn)量 黃瓜品質(zhì)的測(cè)定 從每個(gè) 水平 的 3 個(gè)重復(fù)小區(qū)采 取代表性樣品 測(cè)定不同處理樣品的品質(zhì)指標(biāo) 可溶 性固形物用折射儀法測(cè)定 可溶性總糖用鹽酸水解 銅還原直接滴定法測(cè)定 維生素 C 用 2 6 二氯靛酚 滴定法測(cè)定 總酸用酸解滴定法測(cè)定 1 5 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)方法 數(shù)據(jù)采用 Office 2016 和 DPS 7 05 版本 統(tǒng)計(jì)分析 軟件進(jìn)行分析處理 2 結(jié)果與分析 2 1 再生水滴灌 對(duì)黃瓜 SPAD值 的 影響 圖 1 為 不同處理黃瓜葉綠素變化 由圖 1 可知 葉片 SPAD 值 在整個(gè)生育期內(nèi)呈 凸拋物線 趨勢(shì) 各處 理在 7 月 25 日黃瓜葉片 SPAD 值 最 大 表 4 為 再生 水不同灌溉定額 下 SPAD 值影響的差異性分析結(jié)果 由表 4 可知 再生水處理與 自來(lái)水 對(duì)照不同灌溉定額 對(duì)黃瓜 SPAD 值 均有顯著 影響 p 0 01 再生水處 理與 自來(lái)水 對(duì)照的黃瓜 SPAD 值 均隨著灌溉定額的增 加而增大 結(jié)果 后 期 9 月 3 日觀測(cè)值 順序?yàn)?Z3 處 理 Q3處理 Z2處理 Q2處理 Z1處理 Q1處理 再生水灌溉處理中 Z3 處理 SPAD 值 分別比 Z2 處理 和 Z1 處理 高 13 71 和 38 83 自來(lái)水 灌溉對(duì)照中 Q3 處理 SPAD 值 分別比 Q2 處理 和 Q1處理 高 16 22 和 40 46 在 灌溉定額 相同條件下 Z1 Z2 和 Z3 處理 SPAD 值分別 比 Q1 Q2 和 Q3 處理 SPAD 值高 5 66 6 73 和 4 43 SPAD 平均 值 高 5 54 由 灌溉排水學(xué)報(bào) 20 于再生水中總氮 總磷 量分別比 自來(lái)水增加 7 7 倍與 40 倍 在全生育期內(nèi) 3 個(gè)處理 總氮與總磷 量 分別 高 137 7 kg hm2與 3 49 kg hm2 從而提高 了 植株對(duì)氮 磷的利用效率 5 9 并且 鎂為影響葉綠素合成的關(guān)鍵 元素 再生水中鎂含量比 自 來(lái)水 增加 4 1 倍 在全生 育期內(nèi) 3 個(gè)處理鎂 量 均 高出 413 34 kg hm2 所以再 生水灌溉 比自來(lái)水 黃瓜 SPAD 值 增加 并且隨著 灌溉 定額 的增大 水分 促進(jìn) 了 葉片新陳代謝能力 進(jìn)而增 加 了 SPAD 值 9 10 Z3 處理 再生水 高 水 平 黃瓜 葉 SPAD 值 最大為 85 84 圖 1 不同處理黃瓜葉綠素變化 Fig 1 Changes in chlorophyll of cucumber under different treatments 表 4 再生水不同灌溉定額 下 SPAD值 影響的差異性分析結(jié)果 Table 4 Analysis of differences in the effects of different irrigation quotas on chlorophyll content in recycled water 水質(zhì) Water quality 處理 Treatments SPAD 再生水 Recycled water Z1 61 83Cc Z2 75 49Bb Z3 85 84Aa 自來(lái)水 Tap water Q1 58 52Cc Q2 70 73Bb Q3 82 2Aa 2 2 再生水滴灌對(duì)黃瓜光合 指標(biāo)的影響 選結(jié)果期的光合指標(biāo)分析不同處理日變化光合 作用 2 2 1 再生水滴灌 對(duì)黃瓜凈光合速率的影響 圖 2 為 不同處理黃瓜凈光合速率變化 由圖 2 可 知 黃瓜葉片凈光合速率日變化曲線為雙峰型 于 10 00 與 14 00 處達(dá)到峰值 于 12 00 處達(dá)到峰谷 由 表 5 可知 再生水處理與 自來(lái)水 對(duì)照不同灌溉定額對(duì) 黃瓜 凈光合速率均有極顯著 影響 p 0 01 再生水 處理與 自來(lái)水 對(duì)照的 黃瓜凈光合速率均隨著灌溉定 額的增加而增大 各水平 10 00 峰值處均值順序?yàn)?Z3 處理 Z2 處理 Q3 處理 Q2 處理 Z1 處理 Q1 處理 再生水灌溉處理 Z3 處理 凈光合速率分別 比 Z2 處理 和 Z1 處理 高 5 65 與 28 26 自來(lái)水 灌 溉 中 Q3 處理 凈光合速率分別比 Q2 處理 和 Q1 處理 高 5 61 與 16 49 相同 灌溉定額下 Z1 Z2 和 Z3 處理 分別比 Q1 Q2 和 Q3 處理 凈光合速率高 0 3 10 4 和 10 44 平均凈光合速率高 7 32 由于再 生水灌溉 高 灌溉定額 均 使黃瓜 SPAD 值 增大 從而 促進(jìn)光合作用 增加 了 黃瓜凈光合速率 在 10 00 時(shí) Z3 黃瓜凈光合速率 量最大為 33 86 mol m2 s 圖 2 不同 處理黃瓜凈光合速率變化 Fig 2 Changes in net photosynthetic rate of cucumber under different treatments 2 2 2 再生水滴灌 對(duì)黃瓜蒸騰速率的影響 圖 3為 不同處理黃瓜蒸騰速率變化 由圖 3可知 黃瓜葉片蒸騰速率日變化曲線為雙峰型 在 10 00 與 14 00 處達(dá)到峰值 于 12 00 處達(dá)到峰谷 表 5 為 再 生水不同灌溉定額對(duì)光合作用指標(biāo)影響的差異性 由 表 5 可知 再生水 與 自來(lái)水 不同灌溉定額對(duì) 黃瓜 蒸騰 速率 均有極顯著 影響 p 0 01 再生水與 自來(lái)水的 黃瓜 蒸騰速率均隨著灌溉定額的增加而增大 各 處理 中 10 00 峰值處均值順序?yàn)?Z3 處理 Q3 處理 Z2 處理 Q2 處理 Z1 處理 Q1 處理 再生水灌溉 下 Z3 處理 蒸騰速率分別比 Z2 和 Z1 處理 高 6 78 與 29 52 自來(lái)水 灌溉 Q3 處理 蒸騰速率分別比 Q2 和 Q1 處理 高 6 28 與 28 72 相同 灌溉定額 下 Z1 Z2 和 Z3 處理 分別比 Q1 Q2 和 Q3 處理 蒸騰速 率高 2 7 2 86 和 3 35 平均蒸騰速率高 2 99 其機(jī)理與凈光合速率一致 在 10 00 時(shí) Z3 處理 黃瓜 蒸騰速率最大為 15 75 mmol m2 s 2 2 3 再生水滴灌 對(duì)黃瓜氣孔導(dǎo)度的影響 圖 4為 不同處理黃瓜氣孔導(dǎo)度變化 由圖 4可知 黃瓜葉片氣孔導(dǎo)度日變化曲線為雙峰型 于 10 00 與 14 00 達(dá)到峰值 于 12 00 達(dá)到峰谷 表 5 為 再生水 50 60 70 80 90 100 0621 0703 0717 0725 0805 0820 0903 SP AD 日期 Date Z1 Z2 Z3 Q1 Q2 Q3 處理 Treatments 0 5 10 15 20 25 30 35 40 08 00 10 00 12 00 14 00 16 00 18 00 凈光合速率 m ol m 2 s 1 Net ph oto syn the tic rat e 時(shí)刻 Time Z1 Z2 Z3 Q1 Q2 Q3 處理 Treatments 王璐璐 等 再生水滴灌對(duì)黃瓜葉綠素 光合 產(chǎn)量及品質(zhì)的影響 21 不同灌溉定額對(duì)光合作用指標(biāo)影響的差異性 由表 5 可知 再生水處理與自來(lái)水 對(duì)照不同灌溉定額對(duì) 黃瓜 氣孔導(dǎo)度 均有 極 顯著影響 p 0 01 再生水處理與 自來(lái)水 對(duì)照的 黃瓜 氣孔導(dǎo)度均隨著灌溉定額的增加 而增大 10 00 峰值處均值順序?yàn)?Z3 處理 Q3 處 理 Z2 處理 Q2 處理 Z1 處理 Q1 處理 再生水 灌溉 處理中 Z3 處理 氣孔導(dǎo)度分別比 Z2 和 Z1 處理 高 44 23 與 59 57 自來(lái)水 灌溉 Q3 處理 氣孔導(dǎo)度 分別比 Q2 和 Q1 處理 高 37 25 與 52 17 相同 灌溉 定額下 Z1 Z2 和 Z3 處理 分別比 Q1 Q2 和 Q3 處 理 氣孔導(dǎo)度高 2 17 1 96 和 7 14 平均氣孔導(dǎo) 度高 4 19 其機(jī)理與凈光合速率一致 在 10 00 時(shí) Z3 處理 黃瓜 氣孔導(dǎo)度最大為 0 75 mol m2 s 圖 3 不同處理黃瓜蒸騰速率變化 圖 4 不同處理黃瓜氣孔導(dǎo)度變化 Fig 3 Changes in transpiration rate of cucumber Fig 4 Stomatal conductance of cucumber under different treatments 2 2 4 再生水滴灌 對(duì)黃瓜胞間 CO2摩爾分?jǐn)?shù) Ci 的 影響 由圖 5 可知 黃瓜葉片 Ci 日變化曲線為 W 型 與凈光合 速率變化曲線相反 圖 5 不同處理黃瓜 Ci變化 Fig 5 Changes in intercellular carbon dioxide concentration of cucumbers under different treatments 由表 5 可知 再生水與自來(lái)水 不同灌溉定額對(duì)黃 瓜 Ci 均有 極顯著 影響 p 0 01 再生水處理與自來(lái) 水對(duì)照的黃瓜 Ci 均隨著灌溉定額的增加而增大 10 00 谷值處均值順序?yàn)?Z3 處理 Q3 處理 Z2 處 理 Q2 處理 Z1 處理 Q1 處理 再生水灌溉 Z3 under different treatments 處理null Ci 分別比null Z2 和null Z1 處 理高null 3 97 與null 28 82 自 來(lái)水灌溉 Q3 處理null Ci 分別比null Q2 和null Q1 處理高null 4 4 和null 29 08 相同灌溉定額下 Z1 Z2 和null Z3 處 理分 別比 Q1 Q2 和null Q3 處 理 nullCi 高null 3 08 3 29 和null 2 87 平均null Ci 高null 3 07 由于再生水灌溉 高灌溉定額均 使黃瓜null SPAD 值增大 從而增加氣孔導(dǎo)度 使null Ci 增 加 在null 10 00 時(shí) Z3 處 理黃瓜null Ci 最大 為null 222 75 mol mol 2 3 再生水滴灌對(duì)黃瓜產(chǎn)量的影響 由表null 6 可知 再生水與自來(lái)水不同灌溉定額對(duì)黃 瓜產(chǎn)量均有極顯著影 響 p 0 01 再生水與自來(lái)水 不同灌溉定額的 黃瓜 產(chǎn)量均隨著灌溉定額的增加而 增大 其均值順序?yàn)?Z3 處理 Q3 處 理 Z2 處理 Q2 處 理 Z1 處 理 Q1 處理 再生水灌溉處理中 null Z3 處理產(chǎn)量分別比null Z2 和null Z1 處理高null 12 12 和null 26 2 自來(lái)水灌溉對(duì)照中 Q3 處 理產(chǎn)量 分別比null Q2 和null Q1 處 理高null 14 9 和null 32 29 相 同灌溉 定額下 Z1 Z2 和 Z3 處理分 別比null Q1 Q2 和null Q3 處 理產(chǎn) 量高null 11 68 null 9 18 和null 6 54 平均產(chǎn)量高null 8 9 由于再生水灌溉 高灌溉定額均促進(jìn)黃瓜光合作用 并且再生水中總氮 總磷與鉀元素量分別比自來(lái)水增加null 7 7 倍 40 倍與 1 3 倍 在全生育期內(nèi) 3 個(gè)處理總氮 總磷與含鉀 量分別高null 137 7 3 49 和null 92 7 kg hm2 從而提高了植 株對(duì)氮 磷 鉀的利用效率 5 9 15 增加了黃瓜產(chǎn)量 0 5 10 15 20 0 8 0 0 10 00 12 00 14 00 16 00 18 00 蒸騰速率 mmo l m 2 s 1 Tran sp irat ion rat e 時(shí)刻 Time Z1 Z2 Z3 Q1 Q2 Q3 處理 Treaments 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 08 00 10 00 12 00 14 00 16 00 18 00 氣孔導(dǎo)度 mo l m 2 s 1 Sto mat al co nd uct an ce 時(shí)刻 Time Z1 Z2 Z3 Q1 Q2 Q3 處理 Treaments 160 180 200 220 240 260 280 08 00 10 00 12 00 14 00 16 00 18 00 Ci mo l mo l 1 時(shí)刻 Time Z1 Z2 Z3 Q1 Q2 Q3 處理 Treaments 灌溉排水學(xué)報(bào) 22 所以 Z3 處理 黃瓜 產(chǎn)量最大為 71 799 kg hm2 由表 6 可知 再生水灌溉 Z1 處理 群體 水分利用效率分別 比 Z2 和 Z3 處理 高 20 19 和 34 91 自來(lái)水灌溉 Q1 處理 群體 水分利用效率分別比 Q2 和 Q3 處理 高 17 86 和 28 97 相同 灌溉定額下 Z1 Z2 和 Z3 處理 分別比 Q1 Q2 和 Q3 處理 群體 水分利用效率 高 11 8 85 和 6 12 平均群體 水分利用效率 高 8 86 表 5 再生水不同灌溉定額對(duì)光合作用指標(biāo)影響的差異性 Table 5 The effects of different irrigation quotas on the photosynthesis index of recycled water 水質(zhì) Water quality 處理 Treatments 凈光合速率 mol m 2 s 1 Net photosynthetic rate 蒸騰速率 mmol m 2 s 1 Transpiration rate 氣孔導(dǎo)度 mol m 2 s 1 Stomatal conductance Ci mol mol 1 再生水 Recycled water Z1 26 4 Cc 12 16Cc 0 47Cc 172 91Cc Z2 32 05Bb 14 75Bb 0 52Bb 214 24Bb Z3 33 86Aa 15 75Aa 0 75Aa 222 75Aa 自來(lái)水 Tap water Q1 26 32 Cc 11 84Cc 0 46Cc 167 75Cc Q2 29 03 Bb 14 34Bb 0 51Bb 207 42Bb Q3 30 66Aa 15 24Aa 0 7Aa 216 54Aa 注 表中小寫(xiě)字母代表差異顯著 p 0 05 大寫(xiě)字母代表差異極顯著 p 0 01 下同 Note The lowercase letters in the table represent significant differences p 0 05 and the uppercase letters represent extremely significant differences p 0 01 the same as below 表 6 不同處理黃瓜 產(chǎn)量 灌溉水分生產(chǎn)效率與水分利用效率 Table 6 Water production efficiency and water use efficiency of cucumber under different treatments 水質(zhì) Water quality 處理 Treatments 灌水量 m3 hm 2 Irrigation volume 實(shí)際需水量 m3 hm 2 Actual water demand 產(chǎn)量 kg hm 2 Yield 灌溉水分生產(chǎn)效率 kg m 3 Irrigation water production efficiency 群體水分利用效率 kg m 3 Population water use efficiency 葉片水分利用 效率 mol mol 1 Leaf water use efficiency 再生水 Recycled water Z1 1 890 3 377 3 56 893Cc 2 061 30 10 16 85 2 17 Z2 2 835 4 566 2 64 039Bb 2 429 22 59 14 02 2 17 Z3 3 780 5 747 9 71 799Aa 1 355 18 99 12 49 2 15 自來(lái)水 Tap water Q1 1 890 3 355 7 50 943Cc 2 643 26 95 15 18 2 22 Q2 2 835 4 553 3 58 653Bb 1 271 20 69 12 88 2 02 Q3 3 780 5 723 3 67 391Aa 1 128 17 83 11 77 2 01 2 4 再生水滴灌 對(duì)黃瓜品質(zhì)的影響 表 7 為再生水不同灌溉定額對(duì)黃瓜品質(zhì)影響的 差異性 由表 7 可知 再生水與 自來(lái)水的黃瓜可溶性 固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)與可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著灌溉定額 的增加而減小 而維生素 C 質(zhì)量分?jǐn)?shù)與總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù) 隨著灌溉定額的增加而增加 再生水與 自來(lái)水不同灌溉定額對(duì)黃瓜維生素 C 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 均有顯著性影響 p 0 01 其均值順序 為 Z3 處理 Q3 處理 Z2 處理 Q2 處理 Z1 處理 Q1 處理 再生水灌溉處理中 Z3 處理 維生素 C 質(zhì)量 分?jǐn)?shù) 分別比 Z2 處理 與 Z1 處理 高 29 45 與 35 29 自來(lái)水 灌溉 Q3 處理 維生素 C 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 分別比 Q2 處理 與 Q1 處理 高 29 18 與 33 79 相同 灌溉定額 下 Z1 Z2 和 Z3 處理 分別比 Q1 Q2 和 Q3 處理 維 生素 C 質(zhì)量分?jǐn)?shù)高 0 41 1 33 和 1 54 平均維 生素 C 質(zhì)量分?jǐn)?shù)高 1 14 由于 再生水中總氮 總磷 與 鉀 量分別比 自來(lái)水 增加 7 7 倍 40 倍 與 1 3 倍 在 全生育期內(nèi) 3 個(gè) 處理總氮 總磷與鉀 量分別 提 高 137 7 3 49 92 7 kg hm2 總氮 總磷與鉀元素可以 提高黃瓜維生素 C 量 15 16 從而再生水灌溉增加 了 維 生素 C 量 所以 Z3 處理 維生素 C 質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高 為 9 89 mg kg 再生水比 自來(lái)水不同灌溉定額 水平 對(duì)黃瓜可溶 性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù) 均有 極顯著 影響 p 0 01 其均值順 序?yàn)?Z1 處理 Z2 處理 Q1 處理 Z3 處理 Q2 處 理 Q3 處理 再生水灌溉處理中 Z1 處理 可溶性糖 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 分別比 Z2處理 與 Z3處理 高 5 09 與 14 4 自來(lái)水 灌溉對(duì)照中 Q1 處理 可溶性糖 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 分別 比 Q2 處理 與 Q3 處理 高 9 47 與 12 8 相同 灌溉定 額 下 Z1 Z2 和 Z3 處理 分別比 Q1 Q2 和 Q3 處理 高 11 62 16 27 和 10 1 平均可溶性糖 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 高 12 64 由于 再生水中總氮 總磷與鉀 量分別比 自來(lái)水 增加 7 7 倍 40 倍與 1 3 倍 在全生育期內(nèi) 3 個(gè)處理總氮 總磷與鉀 量分別 提 高 137 7 3 49 92 7 kg hm2 總氮 總磷與鉀元素可以提高 黃瓜可溶性糖 量 15 16 因此 再生水灌溉增加 了 可溶性糖量 所以 王璐璐 等 再生水滴灌對(duì)黃瓜葉綠素 光合 產(chǎn)量及品質(zhì)的影響 23 Z1 處理 可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為 4 13 再生水比 自來(lái)水 不同灌溉定額對(duì)黃瓜 可溶性固 形物 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 均有 極顯著 影響 p 0 01 其均值順 序?yàn)?Z1 處理 Z2 處理 Q1 處理 Q2 處理 Z3 處 理 Q3 處理 再生水灌溉 Z1 處理 可溶性固形 物 質(zhì) 量分?jǐn)?shù) 分別比 Z2 處理 與 Z3 處理 高 12 9 與 18 8 自來(lái)水 灌溉中 Q1 處理 可溶性固形物 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 分別 比 Q2 處理 與 Q3 處理 高 1 77 與 7 75 在 灌溉 定額 相同條件下 Z1 Z2 和 Z3 處理 分別比 Q1 Q2 和 Q3 處理 高 12 9 1 77 和 2 41 平均 可溶性固形 物 質(zhì)量分?jǐn)?shù)高 5 8 由于 再生水中總氮 總磷與鉀 量分別比 自來(lái)水 增加 7 7 倍 40 倍與 1 3 倍 在全生 育期內(nèi) 3 個(gè)處理總氮 總磷與鉀 量分別高出 137 7 3 49 92 7 kg hm2 總氮 總磷與鉀 量 可以提高黃瓜 可溶性固形物 量 15 16 從而再生水灌溉增加 了 可溶 性固形物 量 所以 Z1 處理 可溶性固形物 質(zhì)量分?jǐn)?shù)最 高 為 4 55 再生水比 自來(lái)水 不同灌溉定額對(duì)黃瓜 總酸 質(zhì)量 分?jǐn)?shù) 均有 極 顯著性影響 p 0 01 其均值順序?yàn)?Q3 處理 Z3 處理 Q2 處理 Z2 處理 Q1 處理 Z1 處理 再生水灌溉中 Z3 處理 總酸 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 分別比 Z2 處理 與 Z1 處理 高 1 49 與 13 33 自來(lái)水 灌溉 Q3 處理 總酸 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 分別比 Q2 處理 與 Q1 處理 高 14 71 與 18 18 在 灌溉 定額相同條件下 Z1 Z2 和 Z3 處理 分別比 Q1 Q2 和 Q3 處理 低 10 1 49 和 14 71 平均總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)低 8 72 由于再生水 pH 值高于 自來(lái)水 在堿性條件下不利于 總酸 合成 使 總酸 量降低 所以 Q3 處理 總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高 為 0 78 g kg 表 7 再生水不同灌溉定額對(duì)黃瓜品質(zhì)影響的差異性 Table 7 Differential analysis results of different irrigation quotas on cucumber quality 水質(zhì) Water quality 處理 Treatments 維生素 C mg 100g 1 Vitamin C 標(biāo)準(zhǔn)差 Standard deviation 可溶性糖 Soluble sugar 標(biāo)準(zhǔn)差 Standard deviation 可溶性固形物 Soluble solids 標(biāo)準(zhǔn)差 Standard deviation 總酸 g kg 1 Acid value 標(biāo)準(zhǔn)差 Standard deviation 再生水 Recycled water Z1 7 31Cc 0 391 4 13Aa 0 234 4 55Aa 0 263 0 6Bb 0 036 Z2 7 64Bb 0 392 3 93 Bb 0 234 4 03Bb 0 263 0 67Aa 0 036 Z3 9 89Aa 0 392 3 61 Cc 0 234 3 83Cc 0 263 0 68Aa 0 036 自來(lái)水 Tap water Q1 7 28Cc 0 392 3 7Aa 0 234 4 03Aa 0 263 0 66Bb 0 036 Q2 7 54Bb 0 392 3 38 Bb 0 234 3 96 Bb 0 263 0 68Bb 0 036 Q3 9 74Aa 0 392 3 28 Cc 0 234 3 74 Cc 0 263 0 78Aa 0 036 3 討 論 黃瓜葉片 SPAD 值在生育期內(nèi)呈凸拋物線趨勢(shì) 凈光合速率 蒸騰速率與氣孔導(dǎo)度日變化曲線為 M 型 與 Ci 日變化曲線相反 2 種水質(zhì)灌溉下 黃瓜的 SPAD 值 光合指標(biāo)與產(chǎn)量均隨 灌溉定額的增加而增 大 這是因?yàn)榛诒驹囼?yàn)條件下 增大灌溉定額 促 進(jìn)作物新陳代謝 葉片光合系統(tǒng)發(fā)育較好 葉綠素 量 增加 同時(shí) 水與葉綠素增加可促使光合作用 增強(qiáng) 利于黃瓜生長(zhǎng)所需物質(zhì)合成 產(chǎn)量增加 17 18 而群體 水分利用效率隨 灌溉定額水平的增加而降低 這是 因 為隨著灌溉定額水平的增加 使生產(chǎn)黃瓜單位產(chǎn)量消 耗的水分增加 從而降低群體水分利用效率 在灌溉 定額相同條件下 再生水 灌溉 下 黃瓜 SPAD 值 光合 作用指標(biāo) 產(chǎn)量與群體水分利用效率平均值均比自來(lái) 水 灌溉 的高 這可能是因?yàn)樵偕锌偟?總磷 量分 別比自來(lái)水增加 7 7 倍與 40 倍 有關(guān) 在全生育期內(nèi) 再生水灌溉 3 個(gè)處理總氮與總磷 量分別 比自來(lái)水灌 溉高 137 7 kg hm2 與 3 49 kg hm2 提高了植株對(duì)氮 磷的利用效率 5 9 鎂為影響葉綠素合成的關(guān)鍵元素 再生水中 含 鎂量比自來(lái)水增加 4 1 倍 在全生育期內(nèi) 3 個(gè)處理 含 鎂量均高出 413 34 kg hm2 所以相對(duì)于自 來(lái)水灌溉 再生水灌溉黃瓜 SPAD 值增加 進(jìn)而光合 作用增強(qiáng) 產(chǎn)量增加 這與吳文勇等 6 裴亮等 7 研 究結(jié)果一致 在實(shí)際需水量相同情況下 黃瓜產(chǎn)量增 加 群體水分利用效率增大 再生水與自來(lái)水的不同灌溉定額 對(duì)黃瓜維生素 C 可溶性糖 可溶性固形物與總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有 極 顯著性影響 p 0 01 黃瓜可溶性糖與可溶性固形 物質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著灌溉定額 的增加而減小 而維生素 C 與總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著灌溉定額的增加而增加 這是因 為增加灌溉定額 促進(jìn)了黃瓜新陳代謝 從而有利于維 生素 與 總酸的積累 但不利于可溶性糖與可溶性固 形物的合成 再生水 灌溉 的維生素 C 量 可溶 性糖與 可溶性固形物 量平均值比自來(lái)水高 這可能是因?yàn)樵?生水中總氮 總磷與鉀 量分別比自來(lái)水增加 7 7 倍 40 倍與 1 3 倍 在全生育期內(nèi) 3 個(gè)處理總氮 總磷 與鉀 量分別高出 137 7 3 49 92 7 kg hm2 總氮 總 磷與鉀元素可以提高黃瓜維生素 C 量 15 16 而再生水 pH 值高于自來(lái)水 在堿性條件下不利于總酸合成 灌溉排水學(xué)報(bào) 24 使總酸 量降低 4 結(jié) 論 1 在晴天 10 00 時(shí) 黃瓜凈光合速率 蒸騰速 率 氣孔導(dǎo)度 胞間 CO2摩爾分?jǐn)?shù) 最大值分 別為 33 86 mol m2 s 15 75 mmol m2 s 0 75 mol m2 s 222 75 mol mol 黃瓜 最大 SPAD 值 與最高產(chǎn)量指標(biāo) 分別為 85 84 與 71 799 kg hm2 以上指標(biāo)均隨著灌溉 定額的增加而增大 再生水灌溉 黃瓜 光合作用與產(chǎn)量 指標(biāo)均大于 自來(lái)水灌溉 Z3 處理 黃瓜 的光合作用與 產(chǎn)量指標(biāo)均最高 2 灌溉水分利用效率 群體水分利用效率與葉 片水分利用效率均隨著灌溉定額的增加而 降低 Z1 處理 黃瓜 的灌溉水分利用效率 與 群體水分利用效率 均最高 分別為 30 1 kg m3與 16 85 kg m3 Z1 處理 與 Q1 處理 葉片水分利用效率 值接近 3 黃瓜可溶性糖與可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著 灌溉定額的增加而減小 而維生素 C 與總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù) 隨著灌溉定額的增加而增加 Z3 處理 維生素 C 質(zhì)量 分?jǐn)?shù)最大為 9 89 mg 100 g Z1 處理 可溶性糖與可溶 性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大分別為 4 13 與 4 55 Q3 處理 總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大為 0 78 g kg Z3 處理 再生水高水平為 當(dāng)?shù)剌^適宜的 黃瓜滴灌 灌溉制度 致 謝 對(duì)本文研究中做出貢獻(xiàn)的歐陽(yáng)贊 與趙策 表示感謝 參考文獻(xiàn) 1 喬寶花 水資源短缺 地區(qū)實(shí)施再生水農(nóng)田灌溉可行性解析 J 農(nóng)業(yè) 科技與信息 2018 21 93 94 QIAO Baohua Feasibility analysis of impleme