复合基质袋培黄瓜水肥耦合效应研究

作     者：蒋静静 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡晓辉

授予年度：2018年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学] 

主      题：黄瓜 基质袋培 水肥耦合 产量和品质 养分吸收和分配 

摘      要：针对基质栽培条件水肥管理标准较为缺乏的现状,探究不同水肥调控措施对春季塑料大棚基质袋培黄瓜产量、品质、水肥利用效率及氮、磷、钾等营养元素的吸收利用、转运分配与累积的动态影响,运用主成分分析和多元回归分析等方法,寻求以综合评价产量、品质、肥料偏生产力、养分吸收量和干物质量为基础的灌溉及施肥调控方法,旨在为黄瓜袋培的高效生产提供技术支持和理论依据。本研究以“博耐14-3黄瓜品种为供试材料,在对称内保温双层塑料薄膜覆盖大棚内,以山崎黄瓜营养液配方为标准,设置4个单株灌溉水平[(W1(75%ETc)、W2(100%ETc)、W3(125%ETc)、W4(75%ETc)]和3个营养液浓度水平[F1(60%剂量)、F2(100%剂量)、F3(125%剂量)],共12个水肥耦合处理,探究水肥耦合对黄瓜生长、品质和元素分配等方面的影响,主要研究结果如下:(1)不同水肥耦合处理对黄瓜生长及光合作用有显著影响。结果初期(处理后49d),相同施肥水平下,株高随灌水量的增加表现出先升后降的抛物线变化趋势,水肥耦合效应明显,但不同处理间茎粗无显著差异。W2和W3灌水条件下,叶片扩展速率的总体变化趋势基本表现为先升后降;W1和W4灌水条件下,则表现为先降略升再降的变化趋势。在结果盛期,F1和F2条件下,Pn随灌水量的增加呈先升后降的变化趋势。仅考虑施肥产生的影响,Pn表现出随施肥量的增加先升后降的变化趋势,施肥对Pn影响显著;仅考虑灌水因素,Pn随灌水量的增加逐渐降低,其中W1F1处理Pn最大,比W2F1处理高8.99μmol·m·s。(2)黄瓜不同器官全氮、全磷、全钾累积和分配对不同水肥耦合处理的响应存在差异。施肥、灌水及其交互作用对黄瓜整株全氮累积量影响均极显著(除结果盛期水肥交互作用不显著外),影响大小依次表现为:施肥灌水水肥交互作用;灌水对黄瓜整株全磷累积量影响极显著,灌水因素的影响大于施肥和水肥交互效应;施肥、灌水及其交互作用对黄瓜整株全钾累积量影响也均极显著(除结果末期施肥因素影响不显著外)。水肥耦合条件下各器官营养元素累积表现为结果前期均以叶片和果实为主,营养生长和生殖生长同步进行,氮素累积占植株氮素累积量高达98.6%。结果后期氮、磷元素的累积及结果中后期钾素累积均以果实为主。各结果时期各器官对氮磷钾营养元素的累积、分配及生育后期营养元素转运与吸收间均存在协同性,且水肥呈显著或极显著的互作效应。本试验中,W2F3处理全氮累积量最大5652.3 mg/株,W3F2全磷全钾累积量最优,分别为1591.1 mg/株和7334.6 mg/株。黄瓜植株的全氮、全磷、全钾累积量均随结果时期呈先升后降的变化趋势。结果中期全氮、全磷、全钾累积量均值最大,分别为1847.5 mg/株、450.1 mg/株、2005.6 mg/株。在相同结果期内同一施肥条件下,黄瓜植株的全氮、全磷、全钾累积量基本都随灌水的增加呈先升后降变化趋势,最优值出现在W2或W3处理。(3)不同处理对产量、水分利用效率(WUE)、肥料偏生产量(PFP)、元素利用效率和元素吸收效率均有显著影响。不同水肥处理对产量的影响表现为:随灌水量的增加,产量呈开口向下的抛物线变化趋势。W3F2处理产量最大,为2.75 kg/株。WUE表现为W1F2处理有最大值,74.92 kg/m,相同施肥条件下,WUE随灌水量的增加均呈下降的变化趋势。PFP对水肥的响应规律同WUE不同,增加施肥量,PFP明显降低,F1处理比F2和F3处理分别高出46.9%和82.5%。氮素利用效率的变化范围为805.350.7 kg/kg,W3F1处理氮素利用效率最大。磷素利用效率同氮素利用效率相似,钾素利用效率同氮、磷元素利用效率相比,变化幅度较小。整体而言,磷元素利用效率明显高于氮、钾两元素。在相同施肥处理条件下,随灌水的增多,磷素吸收效率呈开口向下的抛物线变化趋势,且均在W3灌水处理达到最大值。黄瓜植株对钾素的吸收效率介于氮素和磷素之间,不同处理的均值为0.45 kg/kg。(4)基于主成分分析法对黄瓜水肥耦合效应进行综合评价,结果表明W1F2处理各项指标综合评价最好,W3F2和W3F1处理综合指标较优,而W4F3处理各项指标综合评价最差。基于多元回归分析法和空间分析法对黄瓜水肥耦合效应进行综合评价:当施肥灌水区间约为20.07.5 g(即N:6.58.05 g/株、PO:4.24.82 g/株、KO:9.182.62 g/株)和42.02.0 L时,黄瓜产量、养分吸收量和干物质量达到90%最大值;单株黄瓜施肥灌水区间约为157.5 g(即N:4.94.76 g/株、PO:3.18.71 g/株、KO:6.89.03 g/株)和54-64 L时,黄瓜产量、PFP和硝酸盐含量达到90%最大值;单株黄瓜施肥灌水区间约为1