doi：10.11838/sfsc.1673-6257.22271
陈静茹1，王晓巍1，2*，马彦霞2*，张玉鑫2，蒯佳琳2
（1．甘肃农业大学园艺学院，甘肃 兰州 730070；
2．甘肃省农业科学院蔬菜研究所，甘肃 兰州 730070）
摘 要：为探究不同水肥组合对河西冷凉灌区“一膜两管四行式”膜下滴灌娃娃菜产量和品质的影响，以“耐寒金皇后”为试验材料，研究了膜下滴灌条件下3个灌水水平：W1［60%田间持水量（θf），低水］、W2（70%θf，中水）、W3（80%θf，高水）和3个施肥水平：F1（N 281-P2O5 166-K2O 383 kg/hm2，低肥）、F2（N 330-P2O5195-K2O 450 kg/hm2，中肥）、F3（N 380-P2O5 224-K2O 518 kg/hm2，高肥）组合对娃娃菜产量、品质、水分利用效率及肥料偏生产力的影响。结果表明，适当水肥配比明显提高娃娃菜的产量和品质，W2F2处理产量最高，达163626 kg/hm2，W2F3和W3F3处理与之无显著差异，而W1F3处理较其降低了29.07%；W3F2处理可溶性固形物、可溶性糖和可溶性蛋白质含量最高，W2F3处理维生素C含量最高；相同施肥条件下，中水处理水分利用效率最高； 肥料偏生产力在相同的施肥水平下，随灌水量增加呈先上升后下降的变化趋势。相关性分析表明，娃娃菜
产量和品质指标间均呈极显著性相关关系。经隶属函数和聚类分析法结合得出，9个水肥处理可分为3个等级。综合考虑娃娃菜品质、产量、灌溉水分利用效率等因素，适宜河西冷凉灌区“一膜两管四行式”膜下滴灌娃娃菜的最优水肥处理为W2F2（70%θf，N 330-P2O5195-K2O 450 kg/hm2）。
关键词：娃娃菜；一膜两管四行式；水肥耦合；产量；品质；隶属函数；聚类分析
河西走廊高海拔冷凉灌区具有种植蔬菜得天独厚的自然条件，是甘肃省蔬菜产业发展的重点优势产区，也是甘肃高原夏菜主栽区域之一［1］。娃娃菜为半耐寒性蔬菜，冷凉灌区的气候条件有利于娃娃菜在夏秋生产中实现优质高产，近年来该区域娃娃菜产业发展迅速，已成为当地高原夏菜主栽蔬菜之一。“一膜两管四行式”的种植模式是河西冷凉灌区农业科技工作者和农民经过长期实践探索出的露地蔬菜膜下滴灌栽培模式，在娃娃菜生产中应用普遍，但该模式发展较晚，目前还缺乏科学合理的水肥管理模式，农户多采用大水灌溉和高肥投入的管理方式，导致娃娃菜产量下降、品质变劣，水肥资源利用率低，严重制约了河西冷凉灌区娃娃菜产业的可持续发展。研究表明，水和肥是蔬菜生产中重
收稿日期：2022-05-03；录用日期：2022-07-11
基金项目：国家自然科学基金项目（32060678）；甘肃省自然科学基金项目（22JR5RA761）；甘肃省农业科学院重点研发计划项目（2022GAAS26）。
作者简介：陈静茹（1997-），硕士研究生，主要研究方向为蔬菜栽培技术与生态生理。E-mail: chenjr1126@163。
通讯作者：王晓巍，E-mail: wangxw@gsagr.ac。马彦霞，E-mail: mayx1982@126。要的物质资源，水是肥效发挥的关键，肥是打开水土系统生产效能的钥匙［1］，只有两者合理搭配使用才能获得高产优质产品，提高水肥利用效率，节约资源。因此，开展河西冷凉灌区膜下滴灌娃娃菜水肥耦合效应研究显得尤为重要。
水分和养分是影响蔬菜生长发育和品质的两大生态因素，也是有效调控蔬菜产量和品质的主要手段［2］。大量研究证实，与常规的灌水和施肥方式对比，水肥耦合灌溉施肥技术可提高产量，改善品质，提高水肥利用效率［3-5］。研究表明，莴笋在田间持水量的65%灌水下限时，可食用部分维生素C（Vc）和可溶性固形物含量较高，硝酸盐含量则与灌水下限呈负相关，与施肥量呈正相关［6］；牛童等［7］发现，在80%灌水下限和节肥20%处理下，露地松花菜品质最优；秦启杰等［8］指出，田间持水量的60%+80%当地传统施肥量处理下，紫甘蓝产量及其可溶性蛋白质含量均达到最大值；张富仓等［9］研究表明，灌水量和施肥量均对马铃薯的产量、水分利用效率、肥料偏生产力、不同块茎质量和经济效益有显著影响；赵鹏志［10］指出，高水中肥处理的西兰花产量最高，中水高肥处理的西兰花品质最优；胡云飞等［11］认为，灌水量
图2 一膜两管四行式娃娃菜种植模式
1.3 试验设计
设灌溉和施肥2个因素，灌溉因素根据灌水下
限控制，设定3个水平：W1（60%θf，低水）、W2
（70%θf，中水）、W3（80%θf，高水），灌水上限统
一设定为田间持水量（θf），当土壤含水量降到灌水
下限时灌水至上限；施肥因素根据当地大田施肥标准
设定3个水平：F1（N 281-P2O5 166-K2O 383 kg/hm2，低
肥）、F2（N 330-P2O5195-K2O 450 kg/hm2，中肥）、
F3（N 380-P2O5 224-K2O 518 kg/hm2，高肥）。采用
两因素随机区组设计，共计9个处理，即W1F1、
W1F2、W1F3、W2F1、W2F2、W2F3、W3F1、
W3F2、W3F3，每个处理设置3次重复。
施肥分基肥和追肥，基肥施用量为氮肥20%、
磷肥35%、钾肥15%，其余肥料全部作追肥，分别
在缓苗结束后（6月5日）、莲座期（6月12日）、
结球初期（6月22日）、叶球膨大期（7月4日）
追施剩余肥量的10%、30%、30%、30%。灌水方
式为膜下滴灌，每畦铺设两根薄壁软管，由带阀
门旁通与主管连接。定植后浇透水，缓苗结束（5
月28日）统一灌水一次，之后开始试验处理。试
验前测定土壤饱和含水量，试验期间用ECH2O土
壤含水量监测系统（EM50数据采集器）逐日监测
各处理的土壤含水量，并于降水后和灌水前后使用
TDR-150便携式土壤水分速测仪（美国spectrum
公司生产）加测1次土壤含水量，计算灌水量，灌图1 娃娃菜生育期内降水量和平均温度的变化
水量（mm）=10×容重（g/cm3）×计划湿润层厚度（cm）×土壤湿润比×（田间持水量-土壤含水量实测值）［13］，然后按需分区浇水。灌水量采用精确度为千分之一立方米的水表记录，叶球紧实后停止灌水，各处理不同生育期内灌水和施肥量详见表1。
表1 不同生育期内的灌水量和施肥量
生育期
灌水量（m3/hm2）灌水
次数
施肥量（kg/hm2）施肥
次数W1W2W3F1F2F3
苗期504.1524.5572.2767.677.4 89.01
莲座期81.7129.4149.93202.7232.0267.01
结球
初期
129.4204.4238.45202.7232.0267.01
叶球
膨大期
429.1470.0531.311202.7232.0267.01
全生
育期
1144.31328.31491.826675.7773.4890.04
1.4 测定项目与方法
1.4.1 娃娃菜产量的测定
待娃娃菜产品器官达到采收标准后，去除不可食用部分并削平茎基部，采用田间称量法（精确度为0.01 kg）测定娃娃菜单株毛重和净重；每小区选取中间畦，沿畦方向选择4 m长范围内（共64株）的娃娃菜，测定生物产量和经济产量，重复3次，折算总产量，计算净菜率。
1.4.2 娃娃菜品质的测定
当娃娃菜达到成熟标准后，测定其可食用部分的可溶性固形物、Vc、可溶性糖、可溶性蛋白质、硝酸盐等营养品质指标，其中可溶性固形物采用PAL-BX ACID F5手持测糖仪测定；Vc、可溶性糖、可溶性蛋白质分别采用2,6-二氯靛酚钠法［14］、蒽酮法［15］、考马斯亮蓝G-250染法［16］测定；硝酸盐参照NY/T 1279—2007测定。
1.5 数据处理及统计分析
净菜率（%）=单株净重（kg）/单株毛重（kg）× 100
灌溉水利用效率（kg/m3）=经济产量（kg/hm2）/灌溉量（m3/hm2）［17］
肥料偏生产力（kg/kg）=经济产量（kg/hm2）/施肥总量（kg/hm2）［18］
采用隶属函数法对娃娃菜各项指标进行综合评价，隶属函数分析法采用Excel 2007完成。图形绘制及系统聚类分析采用Origin Pro 9.0 和R 3.5.0，方差及显著性分析采用 SPSS 23.0 完成，多重比较采用Duncan新复极差法。
2 结果与分析
2.1 不同水肥组合对膜下滴灌娃娃菜品质的影响
由表2可知，不同水肥处理对娃娃菜Vc含量影响的差异显著。随着施肥量的增加，Vc在低水处理下逐渐降低，而中水和高水处理下逐渐升高；随着灌水量的增加，Vc在低肥处理下呈先降低后升高的趋势，而中肥和高肥处理下呈先升高后下降的趋势；水肥耦合作用下，Vc在W2F3处理下最高，为4.67 mg/g，其次为W2F2、W3F3处理，W1F3处理最小。不同水肥处理后，娃娃菜可溶性固形物和可溶性糖含量的变化趋势基本一致，随着施肥量的增大，低水处理下逐渐降低，而中水和高水处理下呈先升高后降低的趋势；随着灌水量的升高，可溶性固形物在低肥处理下逐渐下降，中肥处理下逐渐升高，高肥处理下先升高后下降；可溶性糖则在低肥处理下先升高后降低，中肥和高肥处理下逐渐升高；水肥交互处理后，两指标均以W3F2处理为最高，W2F2处理次之。娃娃菜可溶性蛋白质含量在W3F2处理下最高，为2.73 mg/g；W2F2、W3F3和W2F3处理次之，分别为2.64、2.63和2.62 mg/g，三处理间差异不显著，但均
与W3F2处理存在显著性差异。比较不同水肥处理娃娃菜硝酸盐含量的差异，同等施肥条件下，硝酸盐含量随灌水量的增多呈明显下降趋势；相同灌水条件下，硝酸盐含量随施肥量的增加而上升；水肥交互作用下，所有处理的硝酸盐含量均显著小于W1F3处理，W3F1处理的硝酸盐含量最低；低肥条件下，低水与高水处理硝酸盐含量差值为13.1 mg/kg，而高肥条件下，低水与高水处理硝酸盐含量差值为48.9 mg/kg，表明随施肥量的增加，灌水对硝酸盐含量的影响越来越大。方差分析结果表明，灌水量、施肥量和水肥交互对娃娃菜叶球Vc、可溶性固形物、可溶性蛋白质、可溶性糖和硝酸盐含量的影响均达到极显著 差异。
表2 不同水肥处理对滴灌娃娃菜品质的影响
处理 维生素C（mg/g）可溶性固形物（%）可溶性蛋白质（mg/g）可溶性糖（%）硝酸盐（mg/kg）W1F1 2.89±0.07d 3.83±0.06e 1.97±0.02e23.92±0.43d271.1±2.1de W1F2 2.70±0.06f 3.77±0.06e 2.37±0.03c22.68±0.30e306.2±2.3b W1F3 2.45±0.04g 3.53±0.06f 2.20±0.02d22.48±0.24e325.3±0.8a W2F1 2.83±0.08de 3.73±0.06e 1.84±0.03f24.08±0.37d265.5±3.1ef W2F2 4.33±0.12b 4.47±0.06b 2.64±0.05b26.18±0.45b287.7±5.6c W2F3 4.67±0.13a 4.27±0.11c 2.62±0.04b24.15±0.26d291.1±3.9c W3F1 3.96±0.11c 3.57±0.06f 1.97±0.03e21.77±0.27f258.0±3.3g W3F2 4.05±0.12c 4.67±0.06a 2.73±0.03a27.64±0.37a261.5±3.7fg W3F3 4.31±0.12b 4.07±0.12d 2.63±0.04b25.06±0.45c276.4±3.0d
双因素方差分析W********** F**********
W×F**********
注：同列不同小写字母者表示处理间差异显著（P<0. 05），**表示在 0. 01水平上影响显著。下同。
2.2 不同水肥组合对膜下滴灌娃娃菜产量及其构成因素的影响
由表3可知，不同水肥组合对娃娃菜单株重和产量影响显著。随着施肥量的增加，娃娃菜单株毛重、单株净重、净菜率和产量在低水处理下逐渐降低，中水处理呈先升高后降低的变化趋势，高水处理下逐渐升高；随着灌水量的增加，4个指标在低肥和中肥处理下均呈先升高后降低的变化趋势，而高肥处理下单株毛重逐渐升高，单株净重、净菜率和产量均呈先升高后下降的趋势。水肥耦合作用下，娃娃菜单株毛重、单株净重、净菜率和产量均以W2F2处理为最高，W1F3处理最小。显著性检验
表3 不同水肥处理对娃娃菜单株重、净菜率及产量的影响
处理单株毛重（kg）单株净重（kg）净菜率（%）产量（kg/hm2）W1F1 1.37±0.03c0.59±0.01e43.0±0.7e128784±2889d W1F2 1.26±0.03d0.54±0.01f43.1±0.9e121589±3049e W1F3 1.18±0.02e0.47±0.01g39.7±0.4f116052±3140f W2F1 1.51±0.04b0.69±0.02d46.0±0.5d140931±2859c W2F2 1.81±0.04a0.95±0.02a52.2±0.8a163626±3360
a W2F3 1.77±0.04a0.89±0.01b50.2±1.3b157733±3199b W3F1 1.45±0.03b0.61±0.01e42.0±0.6e133539±4394d W3F2 1.78±0.03a0.86±0.02c48.2±1.6c145685±2262c W3F3 1.79±0.04a0.88±0.02bc49.4±1.2bc154737±2176b 双因素方差分析W******** F********
W×F******
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议