<p>2018 年11 月 灌溉排水學(xué)報 第37 卷 第11 期 Nov. 2018 JournalofIrrigationandDrainage No.11 Vol.37 文章編號 ： 1672-3317 （2018 ） 11-0050-08 膜下滴灌條件下溫室青椒的水氮耦合效應(yīng) 程明瀚 1,2,3 ， 郝仲勇 1,3* ， 楊勝利 1,3 ， 繳錫云 2 ， 范海燕 1,3 （1. 北京市水科學(xué)技術(shù)研究院 ， 北京100048 ；2. 河海大學(xué) 水利水電學(xué)院 ， 南京210098 ； 3. 北京市非常規(guī)水資源開發(fā)利用與節(jié)水工程技術(shù)研究中心 ， 北京100048 ） 摘 要 ： 【 目 的 】 通 過 不 同 灌 水 量 和 施 氮 量 的 耦 合 來 探 尋 溫 室 青 椒 的 水 肥 耦 合 效 應(yīng) 。 【 方 法 】 試 驗(yàn) 設(shè) 置 了W1 （70% FC （ 田 間 持 水 率 ） ） 、 W2 （80% FC ） 2 組 灌 水 下 限 處 理 和F1 （50kg/hm 2 ） 、 F2 （85kg/hm 2 ） 、 F3 （120kg/hm 2 ） 3 組 施 氮 處 理 ， 并 設(shè) 置 常 規(guī) 灌 水 施 肥 處 理 作 對 照 ， 共 計7 個 處 理 ， 監(jiān) 測 了 青 椒 株 高 、 莖 粗 、 葉 面 積 指 數(shù) 等 生 長 指 標(biāo) ， 凈 光 合 速 率 、 蒸 騰 強(qiáng) 度 等 生 理 指 標(biāo) ， 以 及 總 產(chǎn) 量 、 水 分 生 產(chǎn) 效 率 、 氮 肥 偏 生 產(chǎn) 力 和 相 關(guān) 品 質(zhì) 指 標(biāo) 。 【 結(jié) 果 】 在120kg/hm 2 施 氮 量 處 理 下 青 椒 的 產(chǎn) 量 明 顯 高 于 其 他 處 理 。 運(yùn) 用 主 成 分 分 析 法 各 水 肥 處 理 下 的10 項(xiàng) 指 標(biāo) 進(jìn) 行 降 維 ， 并 通 過 降 維 所 得 的3 個 主 成 分 對7 組 處 理 綜 合 評 價 ， 發(fā) 現(xiàn)7 組 處 理 高 低 排 序 為 ： W1F3 處 理&gt;W2F3 處 理&gt;CK&gt;W2F2 處 理&gt;W1F1 處 理&gt;W1F2 處 理&gt; W2F1 處理 。 【 結(jié)論 】 在70% FC 的灌水下限和120kg/hm 2 施氮量的組合處理是本試驗(yàn)所探尋的最優(yōu)水肥處理 。 關(guān) 鍵 詞： 水氮耦合 ； 總產(chǎn)量 ； 水分生產(chǎn)效率 ； 主成分分析 中圖分類號 ： S274.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 ： A doi ： 10.13522/j.cnki.ggps.20170004 程明瀚 ， 郝仲勇 ， 楊勝利 ， 等. 膜下滴灌條件下溫室青椒的水氮耦合效應(yīng)J. 灌溉排水學(xué)報 ， 2018 ， 37 （11 ） ： 50-56,68. 0 引 言 水 肥 耦 合 效 應(yīng) 機(jī) 理 的 研 究 與 應(yīng) 用 ， 對 提 高 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 力 、 提 高 水 肥 利 用 效 率 以 及 改 善 農(nóng) 業(yè) 土 壤 環(huán) 境 具 有 重 大 意 義 。 相 對 于 傳 統(tǒng) 水 肥 獨(dú) 立 作 用 于 田 間 的 方 式 ， 水 肥 協(xié) 同 耦 合 能 促 進(jìn) 肥 料 的 擴(kuò) 散 與 吸 收 ， 也 能 提 高 土 壤 的 保 墑 性 能 1 。 不 同 的 水 肥 管 理 制 度 對 作 物 的 產(chǎn) 量 、 品 質(zhì) 、 生 長 指 標(biāo) 以 及 土 壤 環(huán) 境 的 影 響 都 具 有 顯 著 的 差 別 2-5 ， 合理的水肥制度能提高水肥利用率 6-7 。 氮 肥 是 影 響 作 物 生 長 與 土 壤 環(huán) 境 的 主 要 因 素 之 一 ， 也 是 溫 室 氣 體 的 主 要 來 源 ， 我 國 目 前 水 肥 管 理 制 度 還 不 夠 完 善 ， 沒 有 一 個 全 面 系 統(tǒng) 的 合 理 灌 溉 施 肥 制 度 做 指 導(dǎo) ， 既 浪 費(fèi) 資 源 ， 又 破 壞 土 壤 環(huán) 境 。 根 據(jù) 中 國 氮 肥 協(xié) 會 數(shù) 據(jù) 統(tǒng) 計 ， 我 國2016 年 氮 肥 產(chǎn) 量 已 經(jīng) 達(dá) 到4458 萬t ， 但 氮 肥 生 產(chǎn) 力 相 較 發(fā) 達(dá) 國 家 依 然 偏 低 ， 氮 肥 的 利 用 效 率 還 亟 待 提 高 。 據(jù) 水 利 部 水 資 源 公 報 顯 示 ， 2016 年 我 國 農(nóng) 業(yè) 用 水 量 占 總 用 水 量 的62.4% ， 而 灌 溉 水 利 用 系 數(shù) 僅 為0.536 。 水 肥 是 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 的2 大 重 要 可 控 因 子 ， 是 提 高 我 國 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 的 關(guān) 鍵 。 青 椒 在 國 內(nèi) 適 應(yīng) 性 比 較 強(qiáng) ， 大 部 分 地 區(qū) 都 有 種 植 ， 果 型 大 ， 產(chǎn) 量 高 ， 是 我 國 栽 培 的 主 要 蔬 菜 之 一 。 前 人 研 究不 同肥 料 8-10 、 不同 灌溉 方式 11 以及 不同 灌水 量 12 對青 椒生 長的 影響 ， 但針 對青 椒對 水肥 耦合 作用 的響 應(yīng)研 究 較 少 。 茲 通 過 對 溫 室 青 椒 進(jìn) 行 試 驗(yàn) ， 探 討 分 析 不 同 灌 水 量 與 施 氮 量 的 耦 合 效 應(yīng) ， 進(jìn) 而 對 水 肥 合 理 調(diào) 控 提 供 科 學(xué) 依 據(jù) 。 1 材料與方法 1.1 試驗(yàn)區(qū)概況 試 驗(yàn) 于2017 年2 月 在 北 京 市 灌 溉 試 驗(yàn) 中 心 站 （ 北 緯39°20 、 東 經(jīng)116°20 ） 5 號 溫 室 內(nèi) 進(jìn) 行 ， 該 地 多 年 平 均 降 水 量 為565mm ， 多 年 平 均 水 面 蒸 發(fā) 量 為1140mm ， 多 年 平 均 氣 溫 為11.5 。 溫 室 內(nèi) 土 壤 為 壤 土 ， 種 植 前 收稿日期 ： 2017-11-29 基金項(xiàng)目 ： 北京市百千萬人才工程資助項(xiàng)目 （KY-2016-01 ） ； 科技部項(xiàng)目京津冀耗水管理與資源節(jié)水技術(shù)研發(fā)示范 （2016YFC0401403 ） ； 北京市科技計劃項(xiàng)目都市農(nóng)業(yè)用水監(jiān)測評價和管理平臺研究與示范 （D151100004115004 ） 作者簡介 ： 程明瀚 （1994- ） ， 男 ， 安徽安慶人 。碩士研究生 ， 主要從事農(nóng)業(yè)水土方面的研究工作 。 通信作者 ： 郝仲勇 （1972- ） ， 男 ， 天津?qū)幒尤?。教授級高工 ， 主要從事農(nóng)業(yè)水土方面的研究工作 。 50測 定 土 壤 硝 態(tài) 氮 質(zhì) 量 分 數(shù) 為37.55 mg/kg ， 銨 態(tài) 氮 質(zhì) 量 分 數(shù) 為50.72 mg/kg ， pH 值 為7.78 。 土 壤 田 間 持 水 率 （ 體積含水率 ） 為30% ， 表層20cm 土壤體積質(zhì)量為1.36g/cm 3 ， 20 40cm 土層土壤體積質(zhì)量為1.62g/cm 3 。 1.2 試驗(yàn)設(shè)計 供 試 青 椒 為 甜 椒F1 雜 交 ， 采 用 穴 播 育 苗 、 幼 苗 移 栽 ， 灌 溉 方 式 為 膜 下 滴 灌 ， 于2017 年2 月26 日 移 植 ， 2017 年6 月20 日 拉 秧 ， 4 月 中 旬 開 始 結(jié) 果 ， 根 據(jù) 實(shí) 際 生 長 情 況 約23 周 采 摘1 次 。 試 驗(yàn) 共 設(shè) 置 灌 水 下 限 和 施 氮 量2 個 因 素 詳 見 表1 。 灌 水 下 限 共 設(shè) 置2 個 水 平 ， W1 （70% FC ） 、 W2 （80% FC ） ； 種 植 前 施 基 肥 ， 分 別 施 有 機(jī) 肥 （ 雞 糞 ， 含 氮 量2.14% ） 4 000 kg/hm 2 和 復(fù) 合 肥 （ 金 正 大 ， 含 氮 量 為21% ） 1 000 kg/hm 2 ， 幼 苗 期 不 做 處 理 ， 借 鑒 前 人 的 研 究 成 果 設(shè) 置 了3 組 施 氮 量 處 理 2,13 ， F1 （50 kg/hm 2 ） 、 F2 （85 kg/hm 2 ） 、 F3 （120 kg/hm 2 ） ， 氮 肥 平 均 分 為2 次 追 施 ， 分 別 在 開 花 期 （4 月 上 旬 ） 和 盛 果 期 （5 月 中 旬 ） ， 通 過 尿 素 （ 含 氮 量46% ） 施 放 。 每 個 處 理 設(shè) 置1 個 小 區(qū) ， 小 區(qū) 尺 寸 為6.8m×5.2m ， 每 區(qū) 轄 四 壟 ， 壟 的 斷 面 尺 寸 見 圖1 。 每 壟 種 植2 行 ， 每 行13 株 ， 滴 灌 帶 設(shè) 置 為1 帶1 行 ， 植 株 株 距40cm ， 同 一 壟 行 距 為35cm ， 相 鄰 壟 行 距 為95cm ， 為 寬 窄 行 種 植 。 每 個 小 區(qū) 都 有 獨(dú) 立 的 支 管 灌 水 控 制 單 元 ， 設(shè) 有 水 表 、 閘 閥 、 壓 力 表 。 灌 溉 方 式 為 膜 下 滴 灌 ， 覆 膜 為 全 覆 蓋 種 植 ， 滴 頭 間 距 30cm ， 為 內(nèi) 鑲 式 壓 力 補(bǔ) 償 滴 頭 ， 額 定 工 作 壓 力0.1MPa ， 設(shè) 計 流 量1.38L/h 。 施 肥 方 式 為 隨 水 施 入 ， 灌 溉 水 源 為地下水 ， 灌水量由機(jī)械水表控制 。 表1 試驗(yàn)處理設(shè)置 處理 W1F1 W1F2 W1F3 W2F1 W2F2 W2F3 CK 灌水上下限 70% FC 100% FC 70% FC 100% FC 70% FC 100% FC 80% FC 100% FC 80% FC 100% FC 80% FC 100% FC 按當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶灌水 、 施肥經(jīng)驗(yàn) （ 灌水量約2730mm/ 周 、 施氮量85kg/hm 2 ） 施氮量/ （kg·hm -2 ） 50 85 120 50 85 120 圖1 種植小區(qū)橫斷面尺寸圖 （ 單位 ： cm ） 1.3 觀測項(xiàng)目與方法 1.3.1 設(shè)備監(jiān)測指標(biāo) 1 ） 土 壤 含 水 率 ： 采 用minitrase 土 壤 水 分 測 量 儀 測 定 各 小 區(qū) 土 壤 體 積 含 水 率 ， 每20cm 為1 層 ， 自 地 表 至 地下60cm 深處 ， 每周測定3 次 ， 灌水前后加測 。 2 ） 生 長 指 標(biāo) ： 每 區(qū) 選 中 間2 壟 ， 每 壟 選 取 長 勢 平 均 的 植 株3 株 ， 利 用 直 尺 測 定 青 椒 植 株 的 株 高 ； 游 標(biāo) 卡 尺 測 定 植 株 的 莖 粗 ， 采 用 十 字 交 叉 法 量 取 青 椒 基 部 莖 稈 直 徑 ， 測 量 部 位 始 終 位 于 莖 稈 基 部 第3 節(jié) 間 處 。 利 用 直 尺測量青椒植株的葉長葉寬 ， 利用公式推算葉面積指數(shù) 。 3 ） 生理指標(biāo) ： 采用Li6400 光合作用儀測定凈 光合速率 、 蒸騰速率 。 測定日期為2017 年5 月15 日 ， 該日為 日 照 強(qiáng) 度 較 高 的 典 型 日 ， 進(jìn) 行 全 天 的 跟 蹤 監(jiān) 測 ， 此 時 處 于 青 椒 盛 果 期 。 測 量 部 位 選 取 植 株 冠 層 完 全 展 開 的 葉片 。 4 ） 產(chǎn) 量 ： 果 實(shí) 成 熟 后 ， 每 次 采 摘 按 不 同 小 區(qū) （ 各 壟 單 獨(dú) 計 數(shù) ） 記 錄 果 實(shí) 產(chǎn) 量 ， 每 壟 果 實(shí) 數(shù) 量 ， 拉 秧 后 計 算 總產(chǎn)量 。 5 ） 品 質(zhì) 指 標(biāo) ： 測 定 各 處 理 青 椒 的 典 型 品 質(zhì) 指 標(biāo) 。 通 過Thermo 紫 外/ 可 見 分 光 光 度 計 測 定 可 溶 性 糖 質(zhì) 量 分 數(shù) ； 通 過 折 射 儀 測 定 可 溶 性 固 形 物 質(zhì) 量 分 數(shù) ； 通 過 養(yǎng) 分 測 定 儀 （OK-Q ） 測 定 硝 態(tài) 氮 質(zhì) 量 分 數(shù) ； 通 過 烘 干 稱 質(zhì)量法測定土壤含水率 。 每個處理3 個重復(fù) ， 分別在盛果期和尾果期各測定1 次 。 511.3.2 公式換算指標(biāo) 1 ） 耗水量 通過水量平衡法計算青椒的耗水量 ， 其計算式為 ： ET=P+I+R D W ， （1 ） 式 中 ： W 為 土 壤 儲 水 量 變 化 量 （mm ） ； P 為 有 效 降 水 量 （mm ） ； I 為 農(nóng) 田 灌 溉 量 （mm ） ； R 為 地 表 徑 流 （mm ） ； D 為深層滲漏 （mm ） ； ET 為蒸騰蒸發(fā)量 （mm ） 。 青椒為溫室種植 ， 降水量為0 ， 不產(chǎn)生徑流 ， 深層滲漏可忽略不計 ， 故青椒的耗水量計算可簡化為 ： ET=I-W 。 （2 ） 2 ） 葉面積指數(shù)計算式為 ： LAI= (0.75l ·h)/(a ·b) ， （3 ） 式中 ： LAI 為葉面積指數(shù) ， 無量綱 ； l 、 h 為葉長 、 葉寬 （cm ） ； a 、 b 為行距和株距 ， 分別取65 、 40cm 。 3 ） 水分生產(chǎn)效率計算式為 ： YUE=Y/(10ET) ， （4 ） 式中 ， YUE 為水分生產(chǎn)效率 （kg/m 3 ） ； Y 為產(chǎn)量 （kg/hm 2 ） 。 4 ） 氮肥偏生產(chǎn)力計算式為 ： WUE=Y/M ， （5 ） 式中 ： WUE 為氮肥偏生產(chǎn)力 （kg/kg ） ； M 為施氮量 （kg/hm 2 ） 。 2 結(jié)果與分析 2.1 形態(tài)指標(biāo) 圖2 、 圖3 分 別 為 青 椒 全 生 育 期 的 株 高 、 莖 粗 的 變 化 過 程 。W1 處 理 下 的 株 高 大 于W2 處 理 。W1 處 理 平 均 株 高 為72.11cm ， W2 處 理 為69.72cm ； W1 處 理 下 的 平 均 莖 粗 為14.41mm ， W2 處 理 為14.49mm ， 二 者 差 距 不 大 。 低 灌 水 下 限 雖 然 會 使 土 壤 含 水 率 處 在 較 低 的 水 平 ， 但 并 不 會 抑 制 作 物 的 生 長 14 。 從 圖2 可 以 看 出 ， 在 W1 處 理 下 ， 追 肥 前 青 椒 株 高 的 平 均 生 長 速 度 為0.571cm/d ， 3 月 末 進(jìn) 行 追 肥 ， 各 處 理 株 高 生 長 速 度 明 顯 提 高 ， 達(dá) 到1.092cm/d 。 在W2 處 理 下 ， 這2 個 數(shù) 值 分 別 為0.699 、 0.984cm/d 。 這 也 反 映 了 施 肥 對 作 物 株 高 生 長 具 有 明 顯 的 促 進(jìn) 作 用 。 莖 粗 也 呈 現(xiàn) 相 同 的 規(guī) 律 ， 在W1 處 理 下 ， 追 肥 前 莖 粗 的 生 長 速 度 為0.161mm/d ， 追 肥 后 至 生 長 趨 于 穩(wěn) 定 時 ， 生 長 速 度 達(dá) 到0.27mm/d 。W2 處 理 下 追 肥 前 后 莖 粗 生 長 速 度 分 別 為0.173 、 0.238mm/d 。 莖 粗 的 大 小 影 響 著 植 株 的 耗 水 量 15 ， 是 根 系 向 冠 層 運(yùn) 輸 水 分 的 通 道 ， 這 也 說 明 了 水 肥 的 耦 合 對 作 物 的 生 長 形 態(tài) 存在影響 。 圖2 青椒生育期株高變化過程 圖3 青椒生育期莖粗變化過程 低 灌 水 下 限 條 件 下 株 高 、 莖 粗 在 追 肥 前 后 的 生 長 速 度 增 量 高 于 高 灌 水 下 限 條 件 下 的 ， 追 肥 前 ， W1 處 理 株 高 、 莖 粗 的 生 長 速 度 低 于W2 處 理 ， 而 追 肥 使 得W1 處 理 的 生 長 速 度 超 過 了W2 處 理 ， 這 說 明 低 灌 水 下 限 下 作物生長對氮肥的響應(yīng)更為明顯 。 葉 面 積 指 數(shù) 是 指 單 位 面 積 上 植 物 葉 面 積 的 總 和 16 。 圖4 為 青 椒 全 生 育 期 葉 面 積 指 數(shù) 變 化 過 程 ， 由 圖4 可 知 ， 各 處 理 作 物 的 葉 面 積 指 數(shù) 增 長 趨 勢 基 本 一 致 ， 呈 現(xiàn) 前 期 長 勢 快 ， 后 期 變 緩 。W1F3 處 理 在 追 肥 后 生 長 速 52度 增 加 最 明 顯 ， 之 后 漲 幅 逐 漸 變 緩 ， 該 處 理 下 青 椒 的 生 長 對 氮 肥 的 反 應(yīng) 最 明 顯 。W2F2 處 理 下 對 氮 肥 響 應(yīng) 最 差 。W2F1 處 理 在 生 育 期 末 的 葉 面 積 指 數(shù) 明 顯 大 于 其他處理 。 2.2 光合指標(biāo) 光 合 指 標(biāo) 的 監(jiān) 測 結(jié) 果 如 圖5 和 圖6 所 示 。 從 圖5 可 以 看 出 ， 各 處 理 下 的 凈 光 合 速 率 變 化 趨 勢 一 致 ， 在 11 ： 00 ， 植 株 的 凈 光 合 速 率 達(dá) 到 最 大 值 ； 在07 ： 00 和 17 ： 00 植 株 的 凈 光 合 速 率 較 小 。 各 處 理 日 平 均 凈 光 合 速率以W2F3 處理最大 （P 0.05 ） 。 從 圖5 可 以 看 出 ， 青 椒 蒸 騰 速 率 整 體 變 化 趨 勢 一 致 ， 在13 ： 00 達(dá) 到 最 大 。 但 各 處 理 間 變 化 趨 勢 有 所 差 異 ， W2F3 處 理 全 天 蒸 騰 速 率 明 顯 高 于 其 他 處 理 （P 0.05 ） ， 13 ： 00 蒸 騰 速 率 達(dá) 到12.17mmol/ （m 2 ·s ） 。 經(jīng) 方 差 分 析 ， W2F3 處 理 的 日 平 均 蒸 騰 速 率 顯 著 高 于 其 他 處 理 （P 0.05 ） 。 本 試 驗(yàn) 采 取 膜 下 滴 灌 的 方 式 ， 株 間 蒸 發(fā) 較 小 ， 整 體 灌 水 量 較 小 ， 深 層 滲 漏 可 忽 略 不 計 ， 溫 室 種 植 不 考 慮 降 雨 和 徑 流 ， 故 植 株 蒸 騰 是 作 物 的 主 要 耗 水 項(xiàng) ， 各處理的蒸騰速率也從一定程度上反映了植株的耗水規(guī)律 17 。 圖5 青椒典型日凈光合速率變化趨勢 圖6 青椒典型日蒸騰速率變化趨勢 圖7 、 圖8 分 別 為 凈 光 合 速 率 、 蒸 騰 速 率 與 土 壤 含 水 率 的 散 點(diǎn) 圖 。 從 圖7 、 圖8 可 以 看 出 ， 青 椒 的 凈 光 合 速 率 、 蒸 騰 速 率 與 含 水 率 呈 現(xiàn) 明 顯 的 正 相 關(guān) 關(guān) 系 ， 并 通 過SPSS 進(jìn) 行 皮 爾 遜 相 關(guān) 性 分 析 ， 凈 光 合 速 率 與 土 壤 含 水 率 的 決 定 系 數(shù) 達(dá) 到0.817 ， 蒸 騰 速 率 與 土 壤 含 水 率 的 決 定 系 數(shù) 達(dá) 到0.876 ， 都 呈 現(xiàn) 極 顯 著 的 正 相 關(guān) 關(guān) 系 。 對 比 不 同 灌 水 下 限 青 椒 的 蒸 騰 速 率 得 出 ， W2 處 理 下 的 蒸 騰 速 率 要 高 于W1 處 理 ， 這 是 由 于 高 灌 水 下 限 的 處 理 使 得 土 壤 水 分 維 持 在 一 個 較 高 的 水 平 ， 土 壤 含 水 率 越 高 ， 土 壤 與 大 氣 間 的 水 勢 差 越 大 ， 植 株 作 為SPAC 系 統(tǒng) 中 一 環(huán) ， 也 起 到 土 壤 與 大 氣 水 分 轉(zhuǎn) 移 的 媒 介 作 用 ， 蒸 騰 速 率 也 因 此 更 高 。W1F3 處 理 下 的 光 合 速 率 高 于 平 均 水平 ， 這可能是由于在高施氮量水平下能提升土壤的保墑性能 ， 使得W1F3 處理的土壤水分較高 。 圖7 典型日各處理平均凈光合速率 圖8 典型日各處理平均蒸騰速率 2.3 青椒耗水規(guī)律 圖9 為 各 處 理 青 椒 日 均 耗 水 量 。 從 圖9 可 以 看 出 ， 各 處 理 日 均 耗 水 量 都 呈 現(xiàn) 出 先 增 后 降 的 趨 勢 ， 耗 水 強(qiáng) 度 多 在 盛 果 期 達(dá) 到 峰 值 。W1F1 、 W1F2 、 W1F3 、 W2F1 、 W2F2、 W2F3 處 理 全 生 育 期 內(nèi) 累 計 耗 水 量 分 別 為 圖4 青椒生育期葉面積指數(shù)變化過程 53288.47、 238.87、 328.21、 344.25 、 256.78 、 376.36mm ， CK 全 生 育 期 耗 水 量 為325.64mm 。 低 施 氮 量 、 中 施 氮 量 、 高 施 氮 量 下 高 灌 水 下 限 的 耗 水 量 比 低 灌 水 下 限 的 耗 水 量 分 別 多 了39.74 、 17.91 、 32.11mm 。 對 比 高 、 低 灌 水 下 限 下 不 同 施 氮 量 對 青 椒 耗 水 量 的 影 響 ， 都 呈 現(xiàn) 高 施 氮 量&gt; 低 施 氮 量&gt; 中 施 氮 量 。 圖9 各生育期日均耗水量對比 2.4 品質(zhì)指標(biāo) 可 溶 性 糖 和 可 溶 性 固 形 物 是 影 響 青 椒 口 感 與 營 養(yǎng) 價 值 的 重 要 指 標(biāo) 。 各 處 理 青 椒 產(chǎn) 量 與 品 質(zhì) 分 析 結(jié) 果 見 表2。 各 處 理 下 可 溶 性 糖 的 質(zhì) 量 分 數(shù) 在3.35% 4.01% 之 間 ， 但 各 處 理 間 差 距 不 顯 著 （P 0.05 ） ； 可 溶 性 固 形 物 質(zhì) 量 分 數(shù) 最 高 為W1F1 處 理 （4.97% ） ， 最 低 為W2F3 處 理 （4.41% ） ， 二 者 存 在 顯 著 性 差 異 （P 0.05 ） 。 硝 態(tài) 氮 是 評 價 青 椒 果 實(shí) 安 全 的 重 要 指 標(biāo) ， 各 處 理 間 硝 態(tài) 氮 質(zhì) 量 分 數(shù) 無 顯 著 差 異 ， 且 都 在 安 全 標(biāo) 準(zhǔn) 之 內(nèi) 。 各 處 理青椒果實(shí)的含水率也無顯著差異 。 表2 不同處理下青椒產(chǎn)量與品質(zhì)指標(biāo)對比 處理 CK W1F1 W1F2 W1F3 W2F1 W2F2 W2F3 注 表中數(shù)值為平均值± 標(biāo)準(zhǔn)差 ， 相同字母表示在同一顯著性水平下 （PF2 處 理&gt;F1 處 理 。W2F1 處 理 的 氮 肥 偏 生 產(chǎn) 力 最 大 ， 這 是 因 為W2F1 處 理 下 高 灌 水 量 在 一 定 程 度 上 彌 補(bǔ) 了 低 氮 量 對 青 椒 增 產(chǎn) 效 益 的 不 足 ， 使 產(chǎn) 量 達(dá) 到 一 個 較 高 水 平 ， 其 次W1F3 、 W2F3 處 理 的 產(chǎn) 量 具 有 明 顯 優(yōu) 勢 使 得 其 氮 肥 偏 生 產(chǎn) 力 處 于 較高水平 。 2.6 利用主成分分析法對灌溉制度綜合評價 選 取 青 椒 的 產(chǎn) 量 、 單 果 質(zhì) 量 、 水 分 生 產(chǎn) 效 率 、 氮 肥 偏 生 產(chǎn) 力 、 可 溶 性 糖 量 、 可 溶 性 固 形 物 量 、 果 實(shí) 含 水 率 、 植 株 株 高 、 莖 粗 和 葉 面 積 指 數(shù) 等10 項(xiàng) 青 椒 主 要 生 長 指 標(biāo) 。 通 過 對 各 指 標(biāo) 標(biāo) 準(zhǔn) 化 處 理 、 構(gòu) 建 相 關(guān) 系 數(shù) 矩 陣 、 進(jìn) 行 主 成 分 分 析 ， 通 過 選 取 累 積 貢 獻(xiàn) 率 達(dá) 到80% 以 上 且 特 征 值 大 于1 的 前3 個 成 分 作 為 主 成 分 ， 這3 個 主 成 分 信息即可替代其他指標(biāo)信息 ， 主成分分析結(jié)果見表4 。 表4 主成分貢獻(xiàn)率及累計貢獻(xiàn)率 成分 1 2 3 特征值 4.702 2.402 1.704 貢獻(xiàn)率/% 42.743 21.841 15.495 累計貢獻(xiàn)率/% 42.743 64.584 80.079 主成分分析公式 19 為 ： Zk=rk1X1+rk2X2+ +rknXn ， （6 ） 式 中 ： rki 、 Xi 分 別 表 示 第k 個 主 成 分 下 第i 個 特 征 向 量 及 其 對 應(yīng) 的 標(biāo) 準(zhǔn) 化 數(shù) 據(jù) ， 通 過 式 （6 ） 即 可 得 到3 個 主 成 分 和各指標(biāo)的線性組合 。 Z=Z1 F1+Z2 F2+Z3 F3 ， （7 ） 式 中 ： Fk 表 示 第k 各 主 成 分 的 貢 獻(xiàn) 率 ， 代 入 數(shù) 據(jù) 到 式 （7 ） 得 出 各 處 理 下 的 綜 合 評 分 （ 表5 ） ， 可 以 看 出W1F3 處 理&gt;W2F3 處 理&gt;CK&gt;W2F2 處 理&gt;W1F1 處 理&gt;W1F2 處 理&gt;W2F1 處 理 ， 綜 合 來 看 ， W1F3 處 理 的 各 項(xiàng) 指 標(biāo) 最 優(yōu) ， 此 時 灌 水 量 為499mm ， 施 氮 量 為120kg/hm 2 ， 與 前 文 模 型 曲 面 所 得 的 結(jié) 論 接 近 。 從 主 成 分 分 析 評 分 上 來 看 ， W2 處 理 較W1 處 理 的 各 項(xiàng) 指 標(biāo) 并 沒 有 明 顯 的 優(yōu) 勢 ， 即 低 灌 水 下 限 處 理 不 僅 不 會 抑 制 作 物 的 生 長 ， 反 而 提 高 了 水 分 利 用 效 率 ； F3 處 理 相 較 于F1 、 F2 處 理 有 明 顯 優(yōu) 勢 ， 即120kg/hm 2 施 氮 量 是 溫 室 青 椒 生 長 較 為 合 適 的 追肥量 。 表5 不同處理下青椒各項(xiàng)指標(biāo)綜合評價 處理 CK W1F1 W1F2 W1F3 W2F1 W2F2 W2F3 Z1 0.30 -0.25 0.02 0.50 -1.22 0.37 0.29 Z2 -0.28 0.29 0.02 0.91 -1.16 -0.25 0.46 Z3 0.97 0.34 -0.93 0.66 -0.50 -0.06 -0.48 Z 0.12 0.01 -0.13 0.52 -0.85 0.09 0.15 排名 3 5 6 1 7 4 2 3 討論與結(jié)論 1 ） 低 灌 水 下 限 時 的 水 氮 的 耦 合 作 用 更 佳 。 在W1 處 理 下 ， 施 氮 更 能 促 進(jìn) 青 椒 株 高 、 莖 粗 、 葉 面 積 等 生 長 ， 青 椒 枝 干 作 為 根 系 向 冠 層 運(yùn) 輸 水 分 的 通 道 ， 莖 粗 大 小 能 影 響 青 椒 的 耗 水 量 大 小 。 葉 面 積 指 數(shù) 的 大 小 能 反 映 圖10 青椒產(chǎn)量與灌水施氮量關(guān)系 55冠 層 茂 密 程 度 ， 高 植 被 覆 蓋 能 夠 降 低 土 壤 的 溫 度 ， 減 少 株 間 的 蒸 發(fā) ， 增 強(qiáng) 土 壤 的 保 墑 性 能 1 。 但 葉 面 積 指 數(shù) 過 高 ， 會 導(dǎo) 致 作 物 下 部 光 照 不 足 ， 抑 制 了 作 物 的 光 合 作 用 。 青 椒 的 光 合 指 標(biāo) 還 與 土 壤 含 水 率 呈 明 顯 的 正 相 關(guān)關(guān)系 。這是由于土壤含水率越高 ， 土壤與大氣間的水勢差越大 ， 導(dǎo)致蒸騰速率加快 。 2 ） 水 氮 之 間 的 耦 合 在 數(shù) 量 上 具 有 一 定 的 互 補(bǔ) 關(guān) 系 。 試 驗(yàn) 結(jié) 果 表 明 ， 不 同 灌 水 下 限 處 理 ， 耗 水 量 均 表 現(xiàn) 為F3 處 理&gt;F1 處 理&gt;F2 處 理 ， 說 明F2 處 理 的 土 壤 養(yǎng) 分 環(huán) 境 較 優(yōu) ， 適 當(dāng) 的 土 壤 環(huán) 境 有 利 于 提 高 土 壤 的 保 墑 性 能 20,21 ， 從而降低了作物耗水 ， 且F2 處理的水分生產(chǎn)效率 也處于較高的水平 ， W2F2 處理的水分生產(chǎn)效率 為各 處 理 中 最 高 ， 施 肥 可 以 改 善 作 物 水 分 狀 況 ， 提 高 作 物 水 分 生 產(chǎn) 效 率 ， 但 施 肥 不 當(dāng) 或 過 度 時 ， 會 降 低 水 分 生 產(chǎn) 效 率 3 。W2F1 處 理 的 氮 肥 偏 生 產(chǎn) 力 最 大 ， 穆 興 民 22 提 出 ， 水 肥 協(xié) 同 耦 合 是 指 某 因 子 數(shù) 量 上 的 不 足 可 以 從 另 一 個 因 子 上 得 到 補(bǔ) 充 ， 從 而 減 小 了 作 物 有 該 因 子 不 足 所 造 成 的 減 產(chǎn) ， 這 解 釋 了 低 施 氮 量 、 高 灌 水 下 限 的 W2F1 處理產(chǎn)量依然能達(dá)到一個較高的水平 ， 因此氮肥偏生產(chǎn)力較高 。 3 ） 通 過 主 成 分 分 析 法 對 各 處 理 進(jìn) 行 綜 合 分 析 ， W1F3 處 理 為 最 優(yōu) 處 理 。F3 處 理 下 的 產(chǎn) 量 高 于F1 、 F2 處 理 ， 與 孔 清 華 等 2 與 戚 智 堯 等 13 研 究 結(jié) 果 接 近 。 水 肥 耦 合 對 作 物 生 長 的 影 響 存 在 閾 值 反 應(yīng) ， 低 于 閾 值 ， 增 加 水 肥 投 入 對 作 物 增 產(chǎn) 明 顯 ， 而 超 過 閾 值 ， 增 產(chǎn) 作 用 減 小 甚 至 造 成 減 產(chǎn) 23 。 通 過 構(gòu) 建 青 椒 產(chǎn) 量 與 灌 水 施 氮 量 的 三 維 關(guān) 系 曲 面 得 出 ， 青 椒 的 水 肥 閾 值 約 為520mm 灌 水 量 和104kg/hm 2 的 施 氮 量 。 灌 水 量 較 小 、 施 氮 量 較 大 時 會 嚴(yán) 重 影 響 青 椒 的 產(chǎn) 量 ， 這 是 由 于 灌 水 量 小 不 利 于 氮 在 土 壤 中 擴(kuò) 散 ， 而 氮 在 土 壤 中 過 分 殘 留 也 抑 制 了 青 椒 根 系 對 水 分 的 吸 收 24 。 高 艷 明 等 25 提 出 ， 灌 水 對 青 椒 的 增 產(chǎn) 效 應(yīng) 大 于 施 肥 ， 本 研 究 也 發(fā) 現(xiàn) 產(chǎn) 量 在 灌 水 量 的 變化幅度也明顯大于施氮量 。 參考文獻(xiàn) ： 1 梁運(yùn)江, 依艷麗, 許廣波, 等. 水肥耦合效應(yīng)的研究進(jìn)展與展望J. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,45(3):385-388. 2 孔清華, 李光永, 王永紅, 等. 不同施肥條件和滴灌方式對青椒生長的影響J. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2010,26(7):21-25. 3 邢英英, 張富倉, 張燕, 等. 膜下滴灌水肥耦合促進(jìn)番茄養(yǎng)分吸收及生長J. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2014,30(21):70-80. 4 李建明, 潘銅華, 王玲慧, 等. 水肥耦合對番茄光合 、 產(chǎn)量及水分利用效率的影響J. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2014,30(10):82-90. 5 高麗, 李紅嶺, 王鐵臣, 等. 水氮耦合對日光溫室黃瓜根系生長的影響J. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2012,28(8):58-64. 6 王巧仙, 張江紅, 張玉星. 水肥耦合對梨園土壤養(yǎng)分和果實(shí)品質(zhì)的影響J. 中國果樹,2013(4):18-23. 7 滕霄, 李波, 王鐵良, 等. 膜下滴灌水肥耦合效應(yīng)對青椒產(chǎn)量的影響J. 中國農(nóng)村水利水電,2015(2):74-77. 8 貫立茹, 張成軍, 劉佳偉, 等. 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