再生水滴灌对黄瓜叶绿素、光合、产量及品质的影响.pdf

2020年 5月 灌溉排水学报 第 39卷 第 5期 May 2020 Journal of Irrigation and Drainage No 5 Vol 39 18 文章编号 1672 3317 2020 05 0018 08 再生水滴灌对黄瓜 叶绿素 光合 产量及品质的影响 王璐璐 1 田军仓 1 2 3 徐桂红 1 沈 晖 1 2 3 闫新房 1 2 3 1 宁夏大学 土木与水利工程学院 银川 750021 2 宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术 研究中心 银川 750021 3 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心 银川 750021 摘 要 目的 探究 再生水 滴灌 不同灌溉定额对黄瓜光合作用 产量与品质的影响规律 方法 采用 随机区组 对 比 试验方法 分析 了再生水处理与 自来水 对照 的不同灌溉定额 1 890 2 835与 3 780 m3 hm2 对黄瓜光合作用 产 量与品质的影响 结果 黄瓜 4个 光合指标 净光合速率 蒸腾速率 气孔导度与胞间 CO2摩尔 分数 及 SPAD 值 与 产量均随着灌溉定额的增加而增大 而群体水分利用效率 则 随着灌溉定额的增加而降低 相同 灌溉定额再生水 处理比 自来水 对照的黄瓜 4个 光合作用指标 及 SPAD值 平均值分别增加 7 32 2 99 4 19 3 07 与 5 54 产 量与群体水分利用效率平均值分别增加 8 9 与 8 86 黄瓜可溶性糖与可溶性固形物质量分数随着灌溉定额的增 加而减小 而维生素 C与总酸质量分数随着灌溉定额的增加而增加 再生水处理比 自来水 对照的维生素 C量 可溶 性糖与可溶性固形物 量平均值分别增加 1 14 12 64 与 5 8 黄瓜总酸 量平均值降低 8 72 结论 黄瓜 SPAD 值 与 光合作用指标最大 产量最高 品质 适宜 的处理为再生水高水处理 Z3 即灌溉定额为 3 780 m3 hm2 相应的灌 水定额为 180 m3 hm2 灌水次数为 21次 关 键 词 再生水 滴灌 黄瓜 光合作用 品质 水分生产效率 中图分类号 S273 5 文献标 志 码 A doi 10 13522 ki ggps 20190263 王璐璐 田军仓 徐桂红 等 再生水滴灌对黄瓜叶绿素 光合 产量及品质的影响 J 灌溉排水学报 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 在我国 干旱 地区 农业灌溉使用再生水的原因 一 是 再生水中含有氮 磷 钾等元素 提高土壤肥力 1 二 是 利用 再生水能避免严重的污染问题 2 三 是 能防止养分 化学物质和病原体等输入到生态系统中 3 因此 再生水灌溉对控制农业污染及水资源短缺 问 题具有重要 的 科学意义和实用价值 代志远等 4 认 为再生水对农作物生长的影响 尚有分歧 薛彦东等 5 研究 表明 再生水灌溉对黄瓜 西红柿品质无显著影 响 吴文勇等 6 研究 表明 再生水处理与对照相比可 显著增加果菜类蔬菜产量 黄瓜平均增产 23 6 裴 亮等 7 研究 表明 全部采用再生水滴灌处理对黄瓜的 生长发育和产量形成均表现出一定的促进作用 增产 收稿日期 2019 06 13 基金项目 生活再生水回用技术研发与示范 2018YFC0408104 宁夏 高等学校一流学科建设项目 NXYLXK2017A03 教育部 长江学者和 创新团队发展计划 创新团队基金资助项目 IRT1067 作者简介 王璐璐 1994 女 硕士研究生 主要从事 精准节水灌溉与 信息系统新技术研究 研究 E mail 2427922032 通信作者 田军仓 1958 男 教授 博士生导师 主要从事 节水灌溉理论 技术 水资源高效利用和水资源工程等方面的研究 E mail slxtjc 21 5 本 文 针对宁夏 中卫市再生水滴灌对黄瓜的影 响 问题 开展 再生水 滴灌 对黄瓜 叶绿素 光合 产量 及 主要品质的影响 研究 可 为 宁夏 再生水 滴灌 黄瓜 推 广 提供 理论与 技术依据 1 材料 与方法 1 1 试验地概况 试验 在 宁夏中卫市应理城乡市政产业集团 中 水 厂 再生水灌溉 示范基地 进行 供试土质为壤土 土壤 干体积质量 为 1 44 g cm3 田间质量持水率为 28 种植期内试验地降水量 116 3 mm 土壤理化性质如 表 1 所示 灌溉水源为中水厂的再生水与自来水 再 生水水质符合 农田灌溉水质标准 GB5084 2005 其 水质 指标 如表 2 所示 1 2 试验设计 采用随机区组 试验 进行再生水水质不同灌溉定 额试验 以自来水水质不同灌溉定额为对照 共 6 个 水平 3 次重复 重复作为区组 在各水平膜下滴灌 方式 施肥 栽培等相同条件下 研究再生水滴灌不 同灌溉定额水平对黄瓜的光合 产量与品质的影响 王璐璐 等 再生水滴灌对黄瓜叶绿素 光合 产量及品质的影响 19 再生水处理与对照低 中 高灌溉定额水平相应的 3 个灌水定额分别为 90 135 180 m3 hm2 灌水次数 21 次 试验方案如表 3 所示 表 1 土壤理化性质 Table 1 Physical and chemical properties of soil 土壤类型 Soil type pH值 全盐量 g kg 1 Total salt 有机质 量 g kg 1 Organic matter 碱解氮 量 mg kg 1 Alkaline nitrogen 速效磷 量 mg kg 1 Fast acting phosphorus 速效钾 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 自来水 水质 指标 Table 2 Water quality indicators of recycled water and tap water 处理 Treatments pH 值 总磷 mg L 1 Total phosphorus 总氮 mg L 1 Total nitrogen 钾 mg L 1 Potassium 氯化物 mg L 1 Chloride 全盐 mg L 1 Whole salt 再生水 Recycled water 7 51 0 41 16 4 19 3 120 393 自来水 Tap water 7 42 未检出 0 01 0 21 8 4 30 3 219 处理 Treatments 悬浮物 mg L 1 Suspended matter 碳酸氢根 mg L 1 Bicarbonate 钙 mg L 1 Calcium 镁 mg L 1 Magnesium 粪大肠菌群 个 L 1 Fecal coli 再生水 Recycled water 8 1 210 4 71 3 60 4 130 自来水 Tap water 0 5 116 7 42 2 11 8 未检出 表 3 试验方案 Table 3 Test plan 水质 Water quality 处理 Treatments 灌溉定额 m3 hm 2 Irrigation quota 再生水 Recycled water Z1 1 890 Z2 2 835 Z3 3 780 自来水 Tap water Q1 1 890 Q2 2 835 Q3 3 780 1 3 试验实施 试验于 2017 年 5 月 25 日 9 月 25 日进行 各 处理面积为 5 5 m 1 4 m 其中垄宽为 80 cm 垄间距 为 60 cm 灌溉采用膜下滴灌的方式 每垄种植 2 行黄瓜 1行黄瓜布置 1行滴灌带 滴头间距为 30 cm 与株距相同 滴头流量为 3 L h 在 黄瓜 种植前 种 植垄 施复合肥 750 kg hm2 氮 磷 钾比例为 15 15 15 有机肥 1 500 kg hm2 有机质 45 氮 磷 钾总量 5 施肥后 测试基础肥力 在试验实施 期间 每个 水平种植垄 均 施 追肥 水溶复合肥 540 kg hm2 氮 磷 钾比例为 16 5 25 降雨时各处 理均不灌水 幼苗期灌水 6 次 其中 1 次随水施肥 初花期灌水 4 次 其中 2 次随水施肥 结果期灌水 11 次 其中前 9 次随水施肥 均 采用滴灌水肥一体化技 术随水施肥 1 4 观测项目及方法 黄瓜光合指标的测定 使用 LI 6400 便携式光合 系统测定仪对叶片光合指标进 行测定 使用便携式 SPAD 520 型叶绿素仪对叶片叶绿素 进行 测定 8 黄瓜产量的测定 在每次结果后称量黄瓜产量 并计算黄瓜的总产量 黄瓜品质的测定 从每个 水平 的 3 个重复小区采 取代表性样品 测定不同处理样品的品质指标 可溶 性固形物用折射仪法测定 可溶性总糖用盐酸水解 铜还原直接滴定法测定 维生素 C 用 2 6 二氯靛酚 滴定法测定 总酸用酸解滴定法测定 1 5 数据处理和统计方法 数据采用 Office 2016 和 DPS 7 05 版本 统计分析 软件进行分析处理 2 结果与分析 2 1 再生水滴灌 对黄瓜 SPAD值 的 影响 图 1 为 不同处理黄瓜叶绿素变化 由图 1 可知 叶片 SPAD 值 在整个生育期内呈 凸抛物线 趋势 各处 理在 7 月 25 日黄瓜叶片 SPAD 值 最 大 表 4 为 再生 水不同灌溉定额 下 SPAD 值影响的差异性分析结果 由表 4 可知 再生水处理与 自来水 对照不同灌溉定额 对黄瓜 SPAD 值 均有显著 影响 p 0 01 再生水处 理与 自来水 对照的黄瓜 SPAD 值 均随着灌溉定额的增 加而增大 结果 后 期 9 月 3 日观测值 顺序为 Z3 处 理 Q3处理 Z2处理 Q2处理 Z1处理 Q1处理 再生水灌溉处理中 Z3 处理 SPAD 值 分别比 Z2 处理 和 Z1 处理 高 13 71 和 38 83 自来水 灌溉对照中 Q3 处理 SPAD 值 分别比 Q2 处理 和 Q1处理 高 16 22 和 40 46 在 灌溉定额 相同条件下 Z1 Z2 和 Z3 处理 SPAD 值分别 比 Q1 Q2 和 Q3 处理 SPAD 值高 5 66 6 73 和 4 43 SPAD 平均 值 高 5 54 由 灌溉排水学报 20 于再生水中总氮 总磷 量分别比 自来水增加 7 7 倍与 40 倍 在全生育期内 3 个处理 总氮与总磷 量 分别 高 137 7 kg hm2与 3 49 kg hm2 从而提高 了 植株对氮 磷的利用效率 5 9 并且 镁为影响叶绿素合成的关键 元素 再生水中镁含量比 自 来水 增加 4 1 倍 在全生 育期内 3 个处理镁 量 均 高出 413 34 kg hm2 所以再 生水灌溉 比自来水 黄瓜 SPAD 值 增加 并且随着 灌溉 定额 的增大 水分 促进 了 叶片新陈代谢能力 进而增 加 了 SPAD 值 9 10 Z3 处理 再生水 高 水 平 黄瓜 叶 SPAD 值 最大为 85 84 图 1 不同处理黄瓜叶绿素变化 Fig 1 Changes in chlorophyll of cucumber under different treatments 表 4 再生水不同灌溉定额 下 SPAD值 影响的差异性分析结果 Table 4 Analysis of differences in the effects of different irrigation quotas on chlorophyll content in recycled water 水质 Water quality 处理 Treatments SPAD 再生水 Recycled water Z1 61 83Cc Z2 75 49Bb Z3 85 84Aa 自来水 Tap water Q1 58 52Cc Q2 70 73Bb Q3 82 2Aa 2 2 再生水滴灌对黄瓜光合 指标的影响 选结果期的光合指标分析不同处理日变化光合 作用 2 2 1 再生水滴灌 对黄瓜净光合速率的影响 图 2 为 不同处理黄瓜净光合速率变化 由图 2 可 知 黄瓜叶片净光合速率日变化曲线为双峰型 于 10 00 与 14 00 处达到峰值 于 12 00 处达到峰谷 由 表 5 可知 再生水处理与 自来水 对照不同灌溉定额对 黄瓜 净光合速率均有极显著 影响 p 0 01 再生水 处理与 自来水 对照的 黄瓜净光合速率均随着灌溉定 额的增加而增大 各水平 10 00 峰值处均值顺序为 Z3 处理 Z2 处理 Q3 处理 Q2 处理 Z1 处理 Q1 处理 再生水灌溉处理 Z3 处理 净光合速率分别 比 Z2 处理 和 Z1 处理 高 5 65 与 28 26 自来水 灌 溉 中 Q3 处理 净光合速率分别比 Q2 处理 和 Q1 处理 高 5 61 与 16 49 相同 灌溉定额下 Z1 Z2 和 Z3 处理 分别比 Q1 Q2 和 Q3 处理 净光合速率高 0 3 10 4 和 10 44 平均净光合速率高 7 32 由于再 生水灌溉 高 灌溉定额 均 使黄瓜 SPAD 值 增大 从而 促进光合作用 增加 了 黄瓜净光合速率 在 10 00 时 Z3 黄瓜净光合速率 量最大为 33 86 mol m2 s 图 2 不同 处理黄瓜净光合速率变化 Fig 2 Changes in net photosynthetic rate of cucumber under different treatments 2 2 2 再生水滴灌 对黄瓜蒸腾速率的影响 图 3为 不同处理黄瓜蒸腾速率变化 由图 3可知 黄瓜叶片蒸腾速率日变化曲线为双峰型 在 10 00 与 14 00 处达到峰值 于 12 00 处达到峰谷 表 5 为 再 生水不同灌溉定额对光合作用指标影响的差异性 由 表 5 可知 再生水 与 自来水 不同灌溉定额对 黄瓜 蒸腾 速率 均有极显著 影响 p 0 01 再生水与 自来水的 黄瓜 蒸腾速率均随着灌溉定额的增加而增大 各 处理 中 10 00 峰值处均值顺序为 Z3 处理 Q3 处理 Z2 处理 Q2 处理 Z1 处理 Q1 处理 再生水灌溉 下 Z3 处理 蒸腾速率分别比 Z2 和 Z1 处理 高 6 78 与 29 52 自来水 灌溉 Q3 处理 蒸腾速率分别比 Q2 和 Q1 处理 高 6 28 与 28 72 相同 灌溉定额 下 Z1 Z2 和 Z3 处理 分别比 Q1 Q2 和 Q3 处理 蒸腾速 率高 2 7 2 86 和 3 35 平均蒸腾速率高 2 99 其机理与净光合速率一致 在 10 00 时 Z3 处理 黄瓜 蒸腾速率最大为 15 75 mmol m2 s 2 2 3 再生水滴灌 对黄瓜气孔导度的影响 图 4为 不同处理黄瓜气孔导度变化 由图 4可知 黄瓜叶片气孔导度日变化曲线为双峰型 于 10 00 与 14 00 达到峰值 于 12 00 达到峰谷 表 5 为 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 处理 Treatments 0 5 10 15 20 25 30 35 40 08 00 10 00 12 00 14 00 16 00 18 00 净光合速率 m ol m 2 s 1 Net ph oto syn the tic rat e 时刻 Time Z1 Z2 Z3 Q1 Q2 Q3 处理 Treatments 王璐璐 等 再生水滴灌对黄瓜叶绿素 光合 产量及品质的影响 21 不同灌溉定额对光合作用指标影响的差异性 由表 5 可知 再生水处理与自来水 对照不同灌溉定额对 黄瓜 气孔导度 均有 极 显著影响 p 0 01 再生水处理与 自来水 对照的 黄瓜 气孔导度均随着灌溉定额的增加 而增大 10 00 峰值处均值顺序为 Z3 处理 Q3 处 理 Z2 处理 Q2 处理 Z1 处理 Q1 处理 再生水 灌溉 处理中 Z3 处理 气孔导度分别比 Z2 和 Z1 处理 高 44 23 与 59 57 自来水 灌溉 Q3 处理 气孔导度 分别比 Q2 和 Q1 处理 高 37 25 与 52 17 相同 灌溉 定额下 Z1 Z2 和 Z3 处理 分别比 Q1 Q2 和 Q3 处 理 气孔导度高 2 17 1 96 和 7 14 平均气孔导 度高 4 19 其机理与净光合速率一致 在 10 00 时 Z3 处理 黄瓜 气孔导度最大为 0 75 mol m2 s 图 3 不同处理黄瓜蒸腾速率变化 图 4 不同处理黄瓜气孔导度变化 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 对黄瓜胞间 CO2摩尔分数 Ci 的 影响 由图 5 可知 黄瓜叶片 Ci 日变化曲线为 W 型 与净光合 速率变化曲线相反 图 5 不同处理黄瓜 Ci变化 Fig 5 Changes in intercellular carbon dioxide concentration of cucumbers under different treatments 由表 5 可知 再生水与自来水 不同灌溉定额对黄 瓜 Ci 均有 极显著 影响 p 0 01 再生水处理与自来 水对照的黄瓜 Ci 均随着灌溉定额的增加而增大 10 00 谷值处均值顺序为 Z3 处理 Q3 处理 Z2 处 理 Q2 处理 Z1 处理 Q1 处理 再生水灌溉 Z3 under different treatments 处理null Ci 分别比null Z2 和null Z1 处 理高null 3 97 与null 28 82 自 来水灌溉 Q3 处理null Ci 分别比null Q2 和null Q1 处理高null 4 4 和null 29 08 相同灌溉定额下 Z1 Z2 和null Z3 处 理分 别比 Q1 Q2 和null Q3 处 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 高灌溉定额均 使黄瓜null SPAD 值增大 从而增加气孔导度 使null Ci 增 加 在null 10 00 时 Z3 处 理黄瓜null Ci 最大 为null 222 75 mol mol 2 3 再生水滴灌对黄瓜产量的影响 由表null 6 可知 再生水与自来水不同灌溉定额对黄 瓜产量均有极显著影 响 p 0 01 再生水与自来水 不同灌溉定额的 黄瓜 产量均随着灌溉定额的增加而 增大 其均值顺序为 Z3 处理 Q3 处 理 Z2 处理 Q2 处 理 Z1 处 理 Q1 处理 再生水灌溉处理中 null Z3 处理产量分别比null Z2 和null Z1 处理高null 12 12 和null 26 2 自来水灌溉对照中 Q3 处 理产量 分别比null Q2 和null Q1 处 理高null 14 9 和null 32 29 相 同灌溉 定额下 Z1 Z2 和 Z3 处理分 别比null Q1 Q2 和null Q3 处 理产 量高null 11 68 null 9 18 和null 6 54 平均产量高null 8 9 由于再生水灌溉 高灌溉定额均促进黄瓜光合作用 并且再生水中总氮 总磷与钾元素量分别比自来水增加null 7 7 倍 40 倍与 1 3 倍 在全生育期内 3 个处理总氮 总磷与含钾 量分别高null 137 7 3 49 和null 92 7 kg hm2 从而提高了植 株对氮 磷 钾的利用效率 5 9 15 增加了黄瓜产量 0 5 10 15 20 0 8 0 0 10 00 12 00 14 00 16 00 18 00 蒸腾速率 mmo l m 2 s 1 Tran sp irat ion rat e 时刻 Time Z1 Z2 Z3 Q1 Q2 Q3 处理 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 气孔导度 mo l m 2 s 1 Sto mat al co nd uct an ce 时刻 Time Z1 Z2 Z3 Q1 Q2 Q3 处理 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 时刻 Time Z1 Z2 Z3 Q1 Q2 Q3 处理 Treaments 灌溉排水学报 22 所以 Z3 处理 黄瓜 产量最大为 71 799 kg hm2 由表 6 可知 再生水灌溉 Z1 处理 群体 水分利用效率分别 比 Z2 和 Z3 处理 高 20 19 和 34 91 自来水灌溉 Q1 处理 群体 水分利用效率分别比 Q2 和 Q3 处理 高 17 86 和 28 97 相同 灌溉定额下 Z1 Z2 和 Z3 处理 分别比 Q1 Q2 和 Q3 处理 群体 水分利用效率 高 11 8 85 和 6 12 平均群体 水分利用效率 高 8 86 表 5 再生水不同灌溉定额对光合作用指标影响的差异性 Table 5 The effects of different irrigation quotas on the photosynthesis index of recycled water 水质 Water quality 处理 Treatments 净光合速率 mol m 2 s 1 Net photosynthetic rate 蒸腾速率 mmol m 2 s 1 Transpiration rate 气孔导度 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 自来水 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 表中小写字母代表差异显著 p 0 05 大写字母代表差异极显著 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 不同处理黄瓜 产量 灌溉水分生产效率与水分利用效率 Table 6 Water production efficiency and water use efficiency of cucumber under different treatments 水质 Water quality 处理 Treatments 灌水量 m3 hm 2 Irrigation volume 实际需水量 m3 hm 2 Actual water demand 产量 kg hm 2 Yield 灌溉水分生产效率 kg m 3 Irrigation water production efficiency 群体水分利用效率 kg m 3 Population water use efficiency 叶片水分利用 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 自来水 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 对黄瓜品质的影响 表 7 为再生水不同灌溉定额对黄瓜品质影响的 差异性 由表 7 可知 再生水与 自来水的黄瓜可溶性 固形物质量分数与可溶性糖质量分数随着灌溉定额 的增加而减小 而维生素 C 质量分数与总酸质量分数 随着灌溉定额的增加而增加 再生水与 自来水不同灌溉定额对黄瓜维生素 C 质量分数 均有显著性影响 p 0 01 其均值顺序 为 Z3 处理 Q3 处理 Z2 处理 Q2 处理 Z1 处理 Q1 处理 再生水灌溉处理中 Z3 处理 维生素 C 质量 分数 分别比 Z2 处理 与 Z1 处理 高 29 45 与 35 29 自来水 灌溉 Q3 处理 维生素 C 质量分数 分别比 Q2 处理 与 Q1 处理 高 29 18 与 33 79 相同 灌溉定额 下 Z1 Z2 和 Z3 处理 分别比 Q1 Q2 和 Q3 处理 维 生素 C 质量分数高 0 41 1 33 和 1 54 平均维 生素 C 质量分数高 1 14 由于 再生水中总氮 总磷 与 钾 量分别比 自来水 增加 7 7 倍 40 倍 与 1 3 倍 在 全生育期内 3 个 处理总氮 总磷与钾 量分别 提 高 137 7 3 49 92 7 kg hm2 总氮 总磷与钾元素可以 提高黄瓜维生素 C 量 15 16 从而再生水灌溉增加 了 维 生素 C 量 所以 Z3 处理 维生素 C 质量分数最高 为 9 89 mg kg 再生水比 自来水不同灌溉定额 水平 对黄瓜可溶 性糖质量分数 均有 极显著 影响 p 0 01 其均值顺 序为 Z1 处理 Z2 处理 Q1 处理 Z3 处理 Q2 处 理 Q3 处理 再生水灌溉处理中 Z1 处理 可溶性糖 质量分数 分别比 Z2处理 与 Z3处理 高 5 09 与 14 4 自来水 灌溉对照中 Q1 处理 可溶性糖 质量分数 分别 比 Q2 处理 与 Q3 处理 高 9 47 与 12 8 相同 灌溉定 额 下 Z1 Z2 和 Z3 处理 分别比 Q1 Q2 和 Q3 处理 高 11 62 16 27 和 10 1 平均可溶性糖 质量分数 高 12 64 由于 再生水中总氮 总磷与钾 量分别比 自来水 增加 7 7 倍 40 倍与 1 3 倍 在全生育期内 3 个处理总氮 总磷与钾 量分别 提 高 137 7 3 49 92 7 kg hm2 总氮 总磷与钾元素可以提高 黄瓜可溶性糖 量 15 16 因此 再生水灌溉增加 了 可溶性糖量 所以 王璐璐 等 再生水滴灌对黄瓜叶绿素 光合 产量及品质的影响 23 Z1 处理 可溶性糖质量分数最高为 4 13 再生水比 自来水 不同灌溉定额对黄瓜 可溶性固 形物 质量分数 均有 极显著 影响 p 0 01 其均值顺 序为 Z1 处理 Z2 处理 Q1 处理 Q2 处理 Z3 处 理 Q3 处理 再生水灌溉 Z1 处理 可溶性固形 物 质 量分数 分别比 Z2 处理 与 Z3 处理 高 12 9 与 18 8 自来水 灌溉中 Q1 处理 可溶性固形物 质量分数 分别 比 Q2 处理 与 Q3 处理 高 1 77 与 7 75 在 灌溉 定额 相同条件下 Z1 Z2 和 Z3 处理 分别比 Q1 Q2 和 Q3 处理 高 12 9 1 77 和 2 41 平均 可溶性固形 物 质量分数高 5 8 由于 再生水中总氮 总磷与钾 量分别比 自来水 增加 7 7 倍 40 倍与 1 3 倍 在全生 育期内 3 个处理总氮 总磷与钾 量分别高出 137 7 3 49 92 7 kg hm2 总氮 总磷与钾 量 可以提高黄瓜 可溶性固形物 量 15 16 从而再生水灌溉增加 了 可溶 性固形物 量 所以 Z1 处理 可溶性固形物 质量分数最 高 为 4 55 再生水比 自来水 不同灌溉定额对黄瓜 总酸 质量 分数 均有 极 显著性影响 p 0 01 其均值顺序为 Q3 处理 Z3 处理 Q2 处理 Z2 处理 Q1 处理 Z1 处理 再生水灌溉中 Z3 处理 总酸 质量分数 分别比 Z2 处理 与 Z1 处理 高 1 49 与 13 33 自来水 灌溉 Q3 处理 总酸 质量分数 分别比 Q2 处理 与 Q1 处理 高 14 71 与 18 18 在 灌溉 定额相同条件下 Z1 Z2 和 Z3 处理 分别比 Q1 Q2 和 Q3 处理 低 10 1 49 和 14 71 平均总酸质量分数低 8 72 由于再生水 pH 值高于 自来水 在碱性条件下不利于 总酸 合成 使 总酸 量降低 所以 Q3 处理 总酸质量分数最高 为 0 78 g kg 表 7 再生水不同灌溉定额对黄瓜品质影响的差异性 Table 7 Differential analysis results of different irrigation quotas on cucumber quality 水质 Water quality 处理 Treatments 维生素 C mg 100g 1 Vitamin C 标准差 Standard deviation 可溶性糖 Soluble sugar 标准差 Standard deviation 可溶性固形物 Soluble solids 标准差 Standard deviation 总酸 g kg 1 Acid value 标准差 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 自来水 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 讨 论 黄瓜叶片 SPAD 值在生育期内呈凸抛物线趋势 净光合速率 蒸腾速率与气孔导度日变化曲线为 M 型 与 Ci 日变化曲线相反 2 种水质灌溉下 黄瓜的 SPAD 值 光合指标与产量均随 灌溉定额的增加而增 大 这是因为基于本试验条件下 增大灌溉定额 促 进作物新陈代谢 叶片光合系统发育较好 叶绿素 量 增加 同时 水与叶绿素增加可促使光合作用 增强 利于黄瓜生长所需物质合成 产量增加 17 18 而群体 水分利用效率随 灌溉定额水平的增加而降低 这是 因 为随着灌溉定额水平的增加 使生产黄瓜单位产量消 耗的水分增加 从而降低群体水分利用效率 在灌溉 定额相同条件下 再生水 灌溉 下 黄瓜 SPAD 值 光合 作用指标 产量与群体水分利用效率平均值均比自来 水 灌溉 的高 这可能是因为再生水中总氮 总磷 量分 别比自来水增加 7 7 倍与 40 倍 有关 在全生育期内 再生水灌溉 3 个处理总氮与总磷 量分别 比自来水灌 溉高 137 7 kg hm2 与 3 49 kg hm2 提高了植株对氮 磷的利用效率 5 9 镁为影响叶绿素合成的关键元素 再生水中 含 镁量比自来水增加 4 1 倍 在全生育期内 3 个处理 含 镁量均高出 413 34 kg hm2 所以相对于自 来水灌溉 再生水灌溉黄瓜 SPAD 值增加 进而光合 作用增强 产量增加 这与吴文勇等 6 裴亮等 7 研 究结果一致 在实际需水量相同情况下 黄瓜产量增 加 群体水分利用效率增大 再生水与自来水的不同灌溉定额 对黄瓜维生素 C 可溶性糖 可溶性固形物与总酸质量分数均有 极 显著性影响 p 0 01 黄瓜可溶性糖与可溶性固形 物质量分数随着灌溉定额 的增加而减小 而维生素 C 与总酸质量分数随着灌溉定额的增加而增加 这是因 为增加灌溉定额 促进了黄瓜新陈代谢 从而有利于维 生素 与 总酸的积累 但不利于可溶性糖与可溶性固 形物的合成 再生水 灌溉 的维生素 C 量 可溶 性糖与 可溶性固形物 量平均值比自来水高 这可能是因为再 生水中总氮 总磷与钾 量分别比自来水增加 7 7 倍 40 倍与 1 3 倍 在全生育期内 3 个处理总氮 总磷 与钾 量分别高出 137 7 3 49 92 7 kg hm2 总氮 总 磷与钾元素可以提高黄瓜维生素 C 量 15 16 而再生水 pH 值高于自来水 在碱性条件下不利于总酸合成 灌溉排水学报 24 使总酸 量降低 4 结 论 1 在晴天 10 00 时 黄瓜净光合速率 蒸腾速 率 气孔导度 胞间 CO2摩尔分数 最大值分 别为 33 86 mol m2 s 15 75 mmol m2 s 0 75 mol m2 s 222 75 mol mol 黄瓜 最大 SPAD 值 与最高产量指标 分别为 85 84 与 71 799 kg hm2 以上指标均随着灌溉 定额的增加而增大 再生水灌溉 黄瓜 光合作用与产量 指标均大于 自来水灌溉 Z3 处理 黄瓜 的光合作用与 产量指标均最高 2 灌溉水分利用效率 群体水分利用效率与叶 片水分利用效率均随着灌溉定额的增加而 降低 Z1 处理 黄瓜 的灌溉水分利用效率 与 群体水分利用效率 均最高 分别为 30 1 kg m3与 16 85 kg m3 Z1 处理 与 Q1 处理 叶片水分利用效率 值接近 3 黄瓜可溶性糖与可溶性固形物质量分数随着 灌溉定额的增加而减小 而维生素 C 与总酸质量分数 随着灌溉定额的增加而增加 Z3 处理 维生素 C 质量 分数最大为 9 89 mg 100 g Z1 处理 可溶性糖与可溶 性固形物质量分数最大分别为 4 13 与 4 55 Q3 处理 总酸质量分数最大为 0 78 g kg Z3 处理 再生水高水平为 当地较适宜的 黄瓜滴灌 灌溉制度 致 谢 对本文研究中做出贡献的欧阳赞 与赵策 表示感谢 参考文献 1 乔宝花 水资源短缺 地区实施再生水农田灌溉可行性解析 J 农业 科技与信息 2018 21 93 94 QIAO Baohua Feasibility analysis of impleme