不同水分處理對無土栽培黃瓜光合特性的影響

于曉蕾，夏海波，許 靜

（1.山東省水利科學研究院，山東 濟南250014；2.濟南市水利工程服務中心，山東 濟南250100）

近年來，山東省設施蔬菜產業發展迅速，無土栽培因其栽培基質更換方便，重茬種植影響小、節約水肥、保護環境、商品價值高等原因，越來越受到蔬菜種植戶的歡迎。

黃瓜具有產量高和需水、需肥量大的特點[1]，為山東省夏天常用菜蔬之一，也是無土栽培蔬菜的主栽品種，采用無土栽培模式種植后，相對于傳統的土栽模式，作物生長環境發生了變化，勢必對作物的光合作用產生影響。國內學者針對黃瓜的光合作用開展了較多研究，如李懷平等認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民經驗灌溉顯著提高[2]；鄒志榮等認為控制灌水范圍在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，黃瓜產量、品質和水分利用效率具有較好效果[3]。

本試驗以黃瓜為試材，在無土栽培條件下設置不同的灌水處理，以土栽農民經驗灌溉灌水量為對照，研究了無土栽培條件下灌水量對黃瓜葉片蒸騰速率、光合速率和氣孔導度等光合參數的影響，以期為無土栽培黃瓜生產提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

試驗于2019年6月~2020年10月在萊蕪市棲龍灣村蔬菜基地大棚內的無土栽培種植溝內進行。供試黃瓜品種為津優35。固體基質采用草炭、蛭石、珍珠巖、椰糠、牛糞發酵物等成分組成。

1.2 試驗方法

將黃瓜生長期劃分為2個試驗階段，分別為定植~開花坐果期和采收成熟期。在定植~坐果期，基質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%，以土栽農戶一般灌溉、施肥為對照處理。試驗共設7個處理，各階段基質含水量上、下限見表1。

表1 黃瓜大田試驗處理%

每個試驗小區布置6個無土栽培種植溝，種植溝為梯形，上口寬40 cm，下口寬30 cm，深40 cm。溝內鋪設0.12 mm厚的塑料薄膜作為隔水層與周圍土壤隔開，溝內填滿基質。每條種植溝布置2條滴灌管。滴灌管置于基質表層，每兩條一組，組內滴灌管間距0.4 m。溝內布置TRIME有機水分測管，測管長50 cm，底部與隔水薄膜接觸，上部露出基質10 cm。

1.3 測定項目及統計分析

選取晴天上午光照充分且相對穩定的時間，用LCpro+光合儀測定葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）和氣孔導度（Gs）等光合參數。每個小區選擇生長健壯的具有普遍代表性的3株植株自上向下數第三花序下面完好葉片的中部小葉進行測量。數據分析處理采用SPSS數學分析軟件和Excel完成。

2 結果與分析

2.1 對黃瓜葉片蒸騰速率的影響

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

圖1 不同基質水分下限對黃瓜葉片蒸騰速率的影響

當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，且隨著基質上下限差額的增大而增大?；|水分下限為55%的兩個處理（T1、T4），在觀測期內T1的葉片蒸騰速率比T4平均高36.2%；基質水分下限為65%的兩個處理（T2、T5），在觀測期內處理T2的葉片蒸騰速率比T5平均高54.3%；基質水分下限為75%的兩個處理（T3、T6），在觀測期內T3的葉片蒸騰速率比T6平均高63.4%。

CK（土栽）的蒸騰速率在觀測期內均低于大部分無土栽培處理，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。觀測期內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%。

在無土栽培條件下黃瓜同樣可通過適當控制基質的水分上、下限含量來調節黃瓜葉片的蒸騰速率。

2.2 對黃瓜葉片光合速率的影響

圖2為不同基質水分下限對開花~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基本相似。觀測期內，黃瓜葉片光合速率表現出前期大，中期小，后期又增大的變化規律。土栽對照處理的黃瓜葉片光合速率低于無土栽培各個處理?；|水分上限為100%的三個處理（T1、T2和T3）平均光合速率大于基質水分上限為85%的處理（T4、T5、和T6）。觀測期內T1、T2和T3三個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 不同基質水分下限對黃瓜葉片光合速率的影響

2.3 對黃瓜葉片氣孔導度的影響

圖3為不同基質水分下限對開花~采收成熟期黃瓜葉片氣孔導度的影響。觀測期內黃瓜葉片氣孔導度呈現出雙峰曲線，黃瓜苗期主要以營養生長為主，需水量較小，氣孔導度相對較小，進入采收成熟期后，黃瓜生長需水量增大，氣孔導度達到全生育期最大值，此后各處理的氣孔導度逐步減少?？傮w趨勢表現出，相同水分下限處理條件下，葉片氣孔導度隨著基質水分控制上限增加而增加。同時相同水分上限處理的條件下，葉片氣孔導度隨基質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度均大于相同土壤水分下限的處理T4、T5、T6，且觀測期內的氣孔導度平均值顯示T1＞T2＞T3、T4＞T5＞T6。黃瓜葉片對照處理的氣孔導度介于基質水分上限100%和85%的處理之間。

圖3 不同基質水分下限對黃瓜葉片氣孔導度的影響

3 結論與討論

試驗結果顯示：

1）觀測期內，當基質水分上限為田持100%時黃瓜葉片平均蒸騰速率和光合速率要高于基質水分上限為田持85%處理。土栽處理的光合速率和蒸騰速率在觀測期內均低于大部分無土栽培處理。

2）在無土栽培條件下黃瓜同樣可通過適當控制基質的水分上、下限含量來調節黃瓜葉片的蒸騰速率。當相同水分下限條件下，黃瓜葉片的蒸騰速率隨著基質上下限差額的增大而增大。

3）觀測期內，黃瓜葉片光合速率表現出前期大，中期小，后期又增大的變化規律，葉片氣孔導度呈現出雙峰曲線。