不同種植方式和虧缺灌溉對(duì)設(shè)施黃瓜 生理特性及 WUE 的影響

毛麗萍 ，趙 婧 ，儀澤會(huì) ，王立革 ，焦曉燕

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蔬菜研究所，太原 030031； 2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，太原 030031）

0 引 言

【研究意義】黃瓜（Cucumis sativus L.）是設(shè)施栽培的主要蔬菜種類之一，生產(chǎn)中普遍存在過量灌溉、水分利用率低[1-2]的現(xiàn)狀。如何提高設(shè)施黃瓜水分利用率、節(jié)約黃瓜生育期灌水量是當(dāng)前迫切需要解決的問題之一?！狙芯窟M(jìn)展】影響水分利用率的因素有種植方式和灌溉量等。設(shè)施黃瓜采用局部施肥[3]與局部灌溉，種植方式通過影響根系分布區(qū)域進(jìn)而影響作物水分利用率[4]，通過影響田間通風(fēng)透光條件等微生態(tài)環(huán)境進(jìn)而影響群體有效光合效率，適宜的種植方式可實(shí)現(xiàn)水肥的高效利用。設(shè)施黃瓜土壤栽培通常采用寬窄行種植方式，基于無土栽培的研究基礎(chǔ)和應(yīng)用實(shí)踐，在滿足水肥條件后等行距種植方式可以達(dá)到寬窄行栽培的產(chǎn)量。灌溉量是影響水分利用效率的另一因素。水分脅迫會(huì)對(duì)作物的光合作用造成不利影響[5]，但光合生理活動(dòng)并非在土壤水分充足時(shí)最活躍，而是在適度的水分虧缺范圍之內(nèi)最活躍，這一范圍因植物種類及其生理過程不同而異[6]。水分虧缺會(huì)導(dǎo)致作物葉片氣孔關(guān)閉、光合速率下降，引起作物體內(nèi)的激素、可溶性物質(zhì)量的變化。水分虧缺引起凈光合速率降低的原因有氣孔因素和非氣孔因素[7]，這不僅與作物基因型有關(guān)，還與土壤含水率、生育期、水分虧缺持續(xù)時(shí)長等密切相關(guān)。適度的水分虧缺不僅對(duì)植物光合作用和產(chǎn)量[8-9]的影響并不顯著，而且會(huì)增加水分利用效率[5]，主要原因是蒸騰速率的降低[5]?！颈狙芯康那腥朦c(diǎn)】綜上所述，在不同種植方式的節(jié)水方面研究較多，在同一種植方式下不同灌溉量的研究也較多，但結(jié)合種植方式和水分虧缺的研究鮮見?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本文通過設(shè)計(jì)不同種植方式和灌水量的組合試驗(yàn)，研究滴灌水分虧缺對(duì)設(shè)施黃瓜葉片光合特性、水分利用效率、物質(zhì)積累、總產(chǎn)量等的調(diào)控效應(yīng)，以期揭示滴灌水分虧缺對(duì)黃瓜葉片光合特性的影響機(jī)制，篩選設(shè)施黃瓜節(jié)水灌溉栽培模式。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在山西省曲沃縣磨盤嶺鄉(xiāng)西海村的日光溫室開展。地理坐標(biāo)為東經(jīng)111°24'—111°37'和北緯35°33'—35°51'，屬暖溫帶半干旱大陸性氣候。日光溫室為土后墻、下挖式溫室，種植面積600 m2。土壤質(zhì)地為黃壤土，0～30 cm土壤平均體積質(zhì)量為1.45 g/cm3，田間持水率為26.13%（質(zhì)量），土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.69 g/kg，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.32 g/kg，有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.6 mg/kg，速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為130 mg/kg。試驗(yàn)材料為“津優(yōu)316”黃瓜品種，密刺類型。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

水肥一體化條件下，按照壟底寬85 cm、壟高10 cm整地，小高壟栽培，試驗(yàn)設(shè)“等行距+70%灌溉量”（T1）、“寬窄行+70%灌溉量”（常規(guī)模式，T2）、“等行距+常規(guī)灌溉量”（T3）、“寬窄行+常規(guī)灌溉量”（T4）4個(gè)處理，3次重復(fù)。寬窄行種植方式寬行0.8 m，窄行0.5 m，株距32 cm，等行距種植方式行距1.3 m，株距16 cm，定植密度均為48 105 株/hm2。試驗(yàn)期間前期每7天、中期每15天、后期每3天灌水1次，每次灌水192 m3/hm2，以水表計(jì)量，全生育期常規(guī)灌水總量為4 800 m3/hm2。試驗(yàn)采用壓力補(bǔ)償式滴灌管，流量為1.2 L/h。等行距種植方式滴灌管鋪設(shè)在栽培行兩側(cè)，寬窄行種植方式滴灌管鋪設(shè)在2行栽培行中間，滴頭間距15 cm。

定植前施入腐熟羊糞60 m3/hm2作基肥。羊糞有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀量分別為188.88、26.67、28.11、13.99 g/kg。采用水肥一體化技術(shù)施肥，每次灌水施金正大水溶肥75 kg/hm2（N、P2O5、K2O質(zhì)量比為20∶20∶20）。每周噴殺菌劑1次，控制霜霉病等。

考慮到處理間灌溉差異對(duì)相鄰小區(qū)土壤含水率的影響，試驗(yàn)采用大區(qū)設(shè)計(jì)，大區(qū)長8 m，寬11.7 m，面積93.6 m2，定植9壟，每壟50株。大區(qū)內(nèi)中間位置的6壟平均分為3個(gè)小區(qū)，作為3次重復(fù)。2018年10月13日黃瓜2葉1心期定植，10月18日開始不同灌水量處理，2019年6月19日拉秧。2018年10月18日（定植緩苗后），每小區(qū)按照株高4.5 cm的標(biāo)準(zhǔn)選擇不相鄰的20株做好標(biāo)記。

1.3 測(cè)定內(nèi)容

土壤環(huán)境：定植前溫室內(nèi)采用5 點(diǎn)取樣法取樣，拉秧后每小區(qū)中心取樣，100 cm 深度內(nèi)每20 cm 取樣1 次，采用烘干稱質(zhì)量法測(cè)定土壤含水率，取5 個(gè)深度土壤含水率平均值作為土壤含水率。2018 年10 月19—24 日采用HOBO 和S-SMC-M005 水分傳感器測(cè)定土壤體積含水率，水分傳感器探頭位于2 條滴灌帶內(nèi)側(cè)、2 個(gè)滴頭中點(diǎn)、距滴灌帶10 cm 處，深度5 cm。每分鐘測(cè)定1 次，30 min 記錄1 次環(huán)境數(shù)據(jù)。分析不同灌水量對(duì)土壤環(huán)境的影響。

生理特性：2018 年10 月31 日，每小區(qū)取3 株，每株取倒數(shù)第3 片葉，3 株混合作為1 個(gè)重復(fù)。稱質(zhì)量后液氮冷卻，干冰保存，隨即測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。丙二醛（MDA）、可溶性蛋白、過氧化物酶活性（POD）、脫落酸（ABA）參照王學(xué)奎[10]的方法測(cè)定。

光合作用：葉綠素取樣時(shí)間與方法同上，采用丙酮提取法測(cè)定[11]。光合作用于2018 年11 月21 日上午09:00—12:00 測(cè)定，每小區(qū)取3 株，3 次重復(fù)共9株。采用6400 光合儀測(cè)定倒數(shù)第3 片葉的光合作用[8]。氣孔限制值計(jì)算式為：

式中：Ci 為胞間CO2摩爾分?jǐn)?shù)（μ mol·mol-1）；Ca 為大氣CO2摩爾分?jǐn)?shù)（μ mol·mol-1）。

形態(tài)指標(biāo)與物質(zhì)積累：2018年10月25日開始，采用定株觀察法，每小區(qū)選擇10株，每周測(cè)定1次株高、葉片數(shù)，計(jì)算莖節(jié)數(shù)和節(jié)間長度。株高用直尺測(cè)量、葉片以橫徑5 cm的計(jì)1片，5 cm以下的計(jì)0.5片。2018年10月31日，采用破壞性取樣法，每小區(qū)取樣3株，測(cè)定植莖粗、葉面積等形態(tài)指標(biāo)。莖粗采用游標(biāo)卡尺測(cè)定第1片真葉下方1 cm處平行和垂直于真葉的莖粗平均值。葉面積采用描形稱質(zhì)量法[12]。根、莖、葉于105 ℃殺青后烘至恒質(zhì)量，電子天平稱質(zhì)量。

產(chǎn)量：每次采收記錄小區(qū)產(chǎn)量，累計(jì)形成總產(chǎn)量。

耗水量采用水量平衡法計(jì)算[5]，計(jì)算式為：

式中：ET為耗水量；W0和Wf分別為時(shí)段初和時(shí)段末的土壤儲(chǔ)水量。

葉片瞬時(shí)水分利用效率計(jì)算式為：

式中：WUEi為瞬時(shí)水分利用效率（μmol/mmol）；Pn為凈光合速率（μmol/（m2·s））；Tr為蒸騰速率（mmol/（m2·s））。

灌溉水利用效率（WUEI）為產(chǎn)量與灌水量的比值（kg/m3）；作物水分利用效率（WUEET）為產(chǎn)量與耗水量的比值（kg/m3）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0 軟件進(jìn)行兩因素方差分析，采用Microsoft Excel 2007作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植方式和虧缺灌溉對(duì)黃瓜土壤含水率的影響

各處理的土壤體積含水率見圖1。由圖1 可知，T1、T2、T3、T4 處理的土壤體積含水率平均值分別為0.311、0.307、0.343、0.325 m3/m3，可見，不同種植方式黃瓜根部土壤體積含水率差異不大，不同灌水量處理間差異較大，其中虧缺灌溉處理（T1、T2 處理）比常規(guī)灌溉（T3、T4 處理）的土壤體積含水率降低0.014～0.036 m3/m3，降低了4.30%～10.49%。

圖1 不同種植方式和虧缺灌溉土壤體積含水率 Fig.1 Soil water content under different planting pattern and deficit irrigation on

2.2 不同種植方式和虧缺灌溉對(duì)黃瓜生理特性的影響

不同種植方式和虧缺灌溉黃瓜生理特性見表1。由表1 可知，種植方式對(duì)黃瓜葉片POD 酶活性、可溶性蛋白量、MDA量和ABA量影響不顯著（P＞0.05）。而虧缺灌溉黃瓜葉片POD 酶活性、可溶性蛋白量、MDA量和ABA量分別增加了72.15%、13.76%、8.31%和19.18%，且差異均達(dá)到顯著水平（P<0.05）。種植方式和灌溉量對(duì)黃瓜這4 個(gè)生理特性的互作影響差異不顯著（P＞0.05）。T4 處理黃瓜葉片POD 酶活性最小，與T4 處理相比，T1、T2 和T3 處理的POD 酶活性分別提高了85.53%、109.00%和29.18%，且差異均達(dá)到顯著水平（P<0.05）。不同處理間黃瓜葉片可溶性蛋白量變化顯著，T4 處理可溶性蛋白量最小，與T4 處理相比，T1、T2 和T3 處理的可溶性蛋白量分別提高了10.98%、24.88%和7.32%，且差異均達(dá)到顯著水平（P<0.05）。MDA 量變化趨勢(shì)與可溶性蛋白相似，與T4 處理相比，T1、T2 和T3 處理均顯著提高（P<0.05）。與T4 處理相比，T2 處理的葉片ABA量提高了35.45%，且差異達(dá)到顯著水平（P<0.05），T1 處理和T3 處理葉片ABA 量與T4 處理差異不顯著（P＞0.05）?？梢?，T2 處理黃瓜植株受到了水分脅迫，T1 處理和T3 處理黃瓜植株受水分脅迫不明顯。

表1 不同種植方式和虧缺灌溉黃瓜葉片生理指標(biāo) Table 1 Physiological characteristics of cucumber leaves under different planting pattern and deficit irrigation

2.3 不同種植方式和虧缺灌溉對(duì)黃瓜葉片光合特性的影響

不同種植方式和虧缺灌溉黃瓜葉片葉綠素量見表2。種植方式和虧缺灌溉對(duì)黃瓜葉片葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量，以及葉綠素a/b 影響均不顯著（P＞0.05），種植方式和灌溉量對(duì)以上光合色素的互作影響也不顯著（P＞0.05）。與T4 處理相比，T2 處理的葉綠素a 量提高了7.63%，且差異達(dá)到顯著水平（P<0.05），T1 和T3 差異不顯著（P＞0.05）。黃瓜葉片葉綠素b 量變化趨勢(shì)與葉綠素a 量相同。相應(yīng)地，黃瓜葉片葉綠素總量的變化趨勢(shì)與葉綠素a 量相同，與T4 處理相比，T2 處理黃瓜葉片葉綠素a、b 總量增加了8.54%，且差異達(dá)到顯著水平（P<0.05），T1處理和T3 處理差異不顯著（P＞0.05）。各處理的葉綠素a/b 在3.41～3.65 之間，不同處理間差異不顯著（P＞0.05）。

不同種植方式和虧缺灌溉黃瓜光合參數(shù)見表3。種植方式對(duì)黃瓜葉片Pn 和Tr 的影響不顯著（P＞0.05），而虧缺灌溉分別降低黃瓜葉片Pn 和Tr 達(dá)10.75%、15.03%，且二者均達(dá)顯著水平（P<0.05），種植方式和灌溉量對(duì)黃瓜葉片Pn 和Tr 的互作影響也均不顯著（P＞0.05）。不同處理間以T4 處理的黃瓜葉片Pn 最高，與T4 處理相比，T1 和T2 處理的Pn分別降低了13.67%和10.52%，且差異均達(dá)到顯著水平（P<0.05），T3 處理的Pn 雖略有降低，但差異不顯著（P＞0.05）。不同處理間以T4 處理的黃瓜葉片Tr 最高，與T4 處理相比，T1 和T2 處理的Tr 分別降低了 18.78%和 14.49%，且差異達(dá)到顯著水平（P<0.05），T3 處理的Tr 雖略有降低，但差異不顯著（P＞0.05）。由表3 可知，與T4 相比，T1、T2 和T3 處理在Pn 降低的同時(shí)，氣孔導(dǎo)度（Gs）顯著降低，胞間CO2摩爾分?jǐn)?shù)（Ci）顯著降低，氣孔限制值（Ls）顯著增加，可見，T1、T2 和T3 處理中黃瓜葉片Pn降低是由于氣孔限制因素導(dǎo)致，不是葉肉細(xì)胞等非氣孔限制因素導(dǎo)致的。

表2 不同種植方式和虧缺灌溉黃瓜葉片葉綠素量 Table 2 Chlorophyll content of cucumber leaves under different planting pattern and deficit irrigation

表3 不同種植方式和虧缺灌溉下黃瓜葉片光合參數(shù) Table 3 Photosynthesis parameters of cucumber leaves under different planting pattern and deficit irrigation

種植方式對(duì)黃瓜WUEi的影響不顯著（P＞0.05），虧缺灌溉降低黃瓜WUEi達(dá)5.01%，且達(dá)顯著水平（P<0.05），種植方式和灌溉量對(duì)黃瓜WUEi的互作影響不顯著（P＞0.05）。葉片瞬時(shí)水分利用率（WUEi）受Pn 和Tr 的共同影響。虧缺灌溉黃瓜葉片的Pn 降低10.75%，Tr 降低15.03%，Tr 降幅大于Pn 降幅，因而WUEi較高。T4 處理黃瓜葉片WUEi最低，與T4處理相比，T1和T2處理的WUEi分別增加了6.29%和4.65%，且差異均達(dá)顯著水平（P<0.05），T3 處理的WUEi差異不顯著（P＞0.05）。

2.4 不同種植方式和虧缺灌溉對(duì)黃瓜植株形態(tài)指標(biāo)的影響

不同種植方式和虧缺灌溉黃瓜植株形態(tài)指標(biāo)見圖2。由圖2可知，種植方式對(duì)黃瓜株高、葉片數(shù)、節(jié)間長度、莖粗、葉面積（單株）的影響不顯著（P＞0.05，11月22日，下同）；虧缺灌溉對(duì)葉片數(shù)的影響不顯著（P＞0.05），但分別降低株高、節(jié)間長度、莖粗、單株葉面積達(dá)12.48%、10.28%、8.80%、12.66%，且均達(dá)顯著水平（P<0.05）；種植方式和灌溉量對(duì)黃瓜葉片株高、葉片數(shù)、節(jié)間長度、莖粗、單株葉面積的互作影響也均不顯著（P＞0.05）。同一日期不同處理間黃瓜葉片數(shù)差異不顯著（P＞0.05，圖2（a））。從2018年11月1日開始，不同處理間株高出現(xiàn)差異（圖2（b）），以T4處理的株高最高，T1和T3處理次之，T2處理最低。如2018年11月22日，與T4處理相比，T1、T2和T3處理的株高分別降低了10.62%、25.25%和12.47%，且均達(dá)顯著水平（P<0.05）。T1、T2和T3處理株高降低主要原因是節(jié)間長度縮短，如2018年11月22日，與T4處理相比，T1、T2和T3處理的節(jié)間長度分別降低了11.12%、18.04%和9.58%，且均達(dá)顯著水平（P<0.05，見圖2（c））。以T4處理黃瓜莖粗最粗，與T4處理相比，T1和T2處理的莖粗分別降低了6.71%和13.00%，且均達(dá)顯著水平（P<0.05），T3處理的莖粗略有降低，但差異不顯著（P＞0.05，見圖2（d））。不同處理間單株葉面積差異顯著（見圖2（f）），以T4處理黃瓜單株葉面積最大，與T4處理相比，T1和T2處理的單株葉面積分別降低了8.93%和18.26%，且均達(dá)顯著水平（P<0.05），T3處理的單株葉面積略有降低，但差異不顯著（P＞0.05）?？梢姡?jié)水處理的T1、T2由于受水分脅迫表現(xiàn)為節(jié)間長度縮短、株高降低，莖粗變細(xì)，葉面積減小。

圖2 不同種植方式和虧缺灌溉下黃瓜植株形態(tài)指標(biāo) Fig. 2 Morphological features of cucumber plant under different planting pattern and deficit irrigation

表4 不同種植方式和虧缺灌溉下黃瓜植株物質(zhì)積累 Table 4 Material accumulation of cucumber plant under different planting pattern and deficit irrigation

2.5 不同種植方式和虧缺灌溉對(duì)黃瓜植株物質(zhì)積累和產(chǎn)量的影響

不同種植方式和虧缺灌溉黃瓜物質(zhì)積累見表4。不同種植方式對(duì)黃瓜植株根、莖、葉和單株干物質(zhì)量的影響不顯著（P＞0.05）。虧缺灌溉對(duì)黃瓜植株根系干物質(zhì)量影響不顯著（P＞0.05），但分別降低了黃瓜植株莖、葉和單株干物質(zhì)量達(dá)17.91%、13.76%和15.46%，且差異均達(dá)顯著水平（P＜0.05）。種植方式和灌溉量對(duì)黃瓜植株根、莖、葉和單株干物質(zhì)量互作影響也均不顯著（P＞0.05）。T4 處理的黃瓜根系干物質(zhì)量為0.21g，與T4 處理相比，T2 處理的根干物質(zhì)量降低了9.98%，且差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），T1和T3 處理雖略有增加，但差異不顯著（P＞0.05）。不同處理間以T4 處理的黃瓜莖干物質(zhì)量最高，與T4 處理相比，T1 和T2 處理的莖干物質(zhì)量分別降低了11.98%和28.18%，且差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05），T3 處理的莖干物質(zhì)量雖略有降低，但差異不顯著（P＞0.05）。黃瓜葉片及單株干物質(zhì)量和莖的變化趨勢(shì)一致，如植株單株干物質(zhì)量以T4 處理最高，T1 和T2 處理的單株干物質(zhì)量分別比T4 處理降低了9.41%和24.48%，且差異均達(dá)顯著水平（P＜0.05），T3 處理的單株干物質(zhì)量雖略有增加，但差異不顯著（P＞0.05）。

不同種植方式和虧缺灌溉黃瓜產(chǎn)量及形成因子見表5。不同種植方式對(duì)黃瓜單果質(zhì)量、果實(shí)數(shù)量和總產(chǎn)量的影響不顯著（P＞0.05）。虧缺灌溉分別降低黃瓜單果質(zhì)量、果實(shí)數(shù)量和總產(chǎn)量達(dá)2.82%、10.07%和12.60%，且差異均達(dá)顯著水平（P＜0.05）。種植方式和灌溉量對(duì)黃瓜單果質(zhì)量、果實(shí)數(shù)量和總產(chǎn)量的互作影響均不顯著（P＞0.05）。T4 處理黃瓜單果質(zhì)量為200.7 g，T1 和T2 處理的單果質(zhì)量分別比T4 處理分別降低了2.92%和2.93%，且差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），T3 處理的單果質(zhì)量與T4 處理差異不顯著（P＞0.05）。黃瓜果實(shí)數(shù)量和總產(chǎn)量的變化趨勢(shì)與單果質(zhì)量一致，不同處理間差異顯著。如與T4 處理相比，T1 和T2 處理的黃瓜果實(shí)數(shù)量分別降低達(dá)6.58%和9.40%，且差異均達(dá)顯著水平（P＜0.05），T3 處理的果實(shí)數(shù)量雖增加3.57%，但差異不顯著（P＞0.05）；T1 和T2 處理的黃瓜產(chǎn)量分別降低達(dá)9.30%和12.37%，且差異均達(dá)顯著水平（P＜0.05），T3 處理的產(chǎn)量雖增加3.35%，但差異不顯著（P＞0.05）。

表5 不同種植方式和虧缺灌溉下黃瓜產(chǎn)量及水分利用效率 Table 5 Yield and WUE of cucumber under different planting pattern and deficit irrigation

2.6 不同種植方式和虧缺灌溉對(duì)黃瓜植株水分利用效率的影響

不同種植方式和虧缺灌溉對(duì)黃瓜水分利用率的影響見表5。不同種植方式對(duì)黃瓜灌溉水利用率（WUEI）和水分利用效率（WUEET）的影響差異不顯著（P＞0.05），虧缺灌溉分別提高WUEI和WUEET達(dá)25.19%和20.97%，且差異均達(dá)顯著水平（P＜0.05），種植方式和灌溉量間無互作關(guān)系（P＞0.05）。不同處理間黃瓜WUEI差異顯著，T4 處理的WUEI最低，T1和T2 處理WUEI分別比T4 處理提高了24.92%和29.29%，且差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），T3 處理與T4 處理差異不顯著（P＞0.05）。不同處理間黃瓜WUEET差異顯著，T4 處理的WUEET最低，T1 和T2處理均比T4 處理提高了23.98%，且差異均達(dá)顯著水平（P＜0.05），T3 處理與T4 處理差異不顯著（P＞0.05）?？梢?，減少灌水量通過降低單果質(zhì)量、減少果實(shí)數(shù)量而降低黃瓜產(chǎn)量，但通過降低耗水量提高WUEI和WUEET。

3 討 論

種植方式通過影響根系分布區(qū)域進(jìn)而影響作物水分利用率[4]，通過影響田間通風(fēng)透光條件等微生態(tài)環(huán)境進(jìn)而影響群體有效光合效率，適宜的栽培方式可實(shí)現(xiàn)水肥的高效利用。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同種植模式對(duì)黃瓜生理特征、光合作用、形態(tài)指標(biāo)、物質(zhì)積累、水分利用效率的影響均不顯著，可能原因是黃瓜需要多次落蔓，而落蔓后等行距栽培的植株在空間上與寬窄行栽培相近，田間通風(fēng)透光等微生態(tài)環(huán)境差異不顯著造成的。

虧缺灌溉是基于根冠通信理論、生長冗余理論、生長補(bǔ)償效應(yīng)、氣孔調(diào)節(jié)理論和作物有限水量最優(yōu)分配理論發(fā)展起來的生理節(jié)水技術(shù)。研究表明，水分虧缺會(huì)導(dǎo)致作物體內(nèi)的激素、可溶性物質(zhì)量的變化，植株的光合生理活動(dòng)產(chǎn)生抑制，引起葉片氣孔關(guān)閉、Pn下降，最終抑制植株的光合作用[13]，進(jìn)而影響物質(zhì)積累。作物受到水分脅迫時(shí)葉片Pn 減小，原因包括氣孔限制與非氣孔限制[8,14]。本試驗(yàn)研究結(jié)果認(rèn)為，虧缺灌溉時(shí)，受水分脅迫影響，黃瓜葉片可溶性物質(zhì)量和脫落酸量等增加，由于氣孔限制值增加而光合作用減弱，物質(zhì)積累減少。

在作物生產(chǎn)中灌溉量存在一定的閾值，閾值以下增加灌水量的增產(chǎn)效果顯著，超過閾值時(shí)增產(chǎn)作用不大[13-14]，而且造成WUE 顯著下降[15]。有研究表明，適度的虧缺灌溉可大幅提高黃瓜WUE，主要原因是常規(guī)灌溉或過量灌溉使黃瓜蒸騰速率增加而降低了水分利用率[15]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，虧缺灌溉黃瓜耗水量降低33.45%，產(chǎn)量降低12.60%，WUEET提高20.97%，因而WUEET提高的主要原因是耗水量的降幅大于產(chǎn)量降幅。虧缺灌溉黃瓜Pn 降低10.75%，Tr 降低15.03%，WUEi提高5.10%，因而WUEi提高的主要原因是Tr 降幅大于Pn 降幅。所以，虧缺灌溉提高黃瓜水分利用效率的根本原因是蒸騰速率降低幅度大于光合速率降低幅度，這是由于氣孔限制因素造成，不僅僅是蒸騰速率的降低，這與前人研究結(jié)果不同。

適度的虧缺灌溉可在產(chǎn)量差異不顯著情況下大幅提高黃瓜WUE，如李銀坤等研究表明，減量灌水30%（5 190 m3/hm2）處理比常規(guī)灌溉（7 470 m3/hm2）黃瓜產(chǎn)量降低不顯著，而瞬時(shí)水分利用效率提高了2.89 %～6.14%[16]，方棟平等[15]的研究表明，160.5 mm的灌溉量比180 mm 的灌溉量可在僅減產(chǎn)3.4%的情況下提高黃瓜WUE 23.15%。本試驗(yàn)不同處理中，T4處理產(chǎn)量最高，WUEET最低，與T4 處理相比，T1處理產(chǎn)量降低9.30%，WUEET增加23.96%，是適宜的栽培模式。

4 結(jié) 論

虧缺灌溉黃瓜植株受到不同程度的水分脅迫，受氣孔因素影響Pn 顯著下降，干物質(zhì)積累顯著下降，產(chǎn)量也隨之下降，但由于蒸騰速率更大幅度的降低，水分利用效率顯著提高。

T1 處理雖然黃瓜物質(zhì)積累減少了9.41%、總產(chǎn)量降低了9.30%，但提高黃瓜水分利用率23.96%，是適宜的滴灌水分虧缺模式。

致謝：感謝山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院鄭少文老師和山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與資源研究所董二偉老師給予的幫助和支持。