CO2 濃度加富下水氮耦合對(duì)西瓜生長(zhǎng)養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量的影響

王晨光,洪婷婷,張 智

(1.陜西省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站,西安 710003;2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院,陜西楊凌 712100)

西瓜是世界上栽培面積較廣,人們較喜愛和普遍食用的瓜果品種。同時(shí),隨著社會(huì)的發(fā)展,中小果型的西瓜越來(lái)越受消費(fèi)者的歡迎,尤其是設(shè)施栽培的中小果型西瓜發(fā)展越來(lái)越迅速[1]。水分和氮肥作為作物生長(zhǎng)的兩種必需養(yǎng)分,對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量影響顯著[2]。然而,在中國(guó)西北地區(qū),水資源匱乏,不合理灌溉和施氮的現(xiàn)象更為普遍[3]。這不僅造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi),也影響植物的生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收,進(jìn)而限制作物產(chǎn)量的提升[4]。近年來(lái),大量的工業(yè)排放和汽車尾氣導(dǎo)致大氣中CO2濃度逐漸增加[5]。預(yù)計(jì)到2050年CO2濃度將超過(guò)550μmol/mol,到2100年底達(dá)700μmol/mol[6]。因此,為了應(yīng)對(duì)氣候環(huán)境改變對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所帶來(lái)的影響,探究氣候環(huán)境與水肥結(jié)合對(duì)西瓜生長(zhǎng)的影響尤為重要。

西瓜生長(zhǎng)對(duì)氮水平高度敏感[7]。過(guò)量施用氮肥會(huì)導(dǎo)致植物根系和地上部生長(zhǎng)失衡,顯著降低產(chǎn)量,并造成環(huán)境污染[8]。水分脅迫也會(huì)阻礙植物生長(zhǎng),充足的供水可以促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高植株養(yǎng)分的吸收[9]。土壤水分和氮含量可以通過(guò)促進(jìn)光合作用影響植物生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量形成[10]。水-氮耦合研究發(fā)現(xiàn),適當(dāng)?shù)墓┧梢源龠M(jìn)氮元素從營(yíng)養(yǎng)器官向生殖器官轉(zhuǎn)移[11]。氣候變化對(duì)植株內(nèi)部的化學(xué)元素組成有顯著的影響[12],從而影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成。未來(lái)CO2濃度升高會(huì)增強(qiáng)植株葉片的凈光合速率、降低氣孔導(dǎo)度及蒸騰速率,從而提高作物的水分利用效率并促進(jìn)植株的生長(zhǎng)[13]。同時(shí),CO2濃度增加也會(huì)對(duì)植株器官中大量元素和微量元素含量產(chǎn)生負(fù)面影響[14]。

前人在水氮耦合對(duì)西瓜生長(zhǎng)影響上的研究結(jié)果,對(duì)提高作物產(chǎn)量及高效利用資源提供了重要的理論依據(jù),亦為溫室中水肥一體精細(xì)化管理做出了貢獻(xiàn)。但是在未來(lái)CO2濃度升高的情況下,其與水氮的耦合效應(yīng)仍缺乏系統(tǒng)揭示。因此,本試驗(yàn)主要探究CO2與水氮互作對(duì)西瓜的生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的影響,解析產(chǎn)量的形成因素,以期為中國(guó)西北地區(qū)西瓜的增質(zhì)穩(wěn)產(chǎn)以及水氮資源的節(jié)約和高效利用提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)場(chǎng)地與材料

試驗(yàn)于2020年5月至7月在陜西省楊凌錦田農(nóng)莊的小型溫室中進(jìn)行(N34°17′,E108°02′,海拔450 m),溫室長(zhǎng)8 m、寬4 m、高2.1 m。溫室內(nèi)設(shè)有小型氣象站(HOBO event logger,Onset computer corporation,USA),可自動(dòng)記錄溫度、相對(duì)濕度和光照度等氣象數(shù)據(jù)(表1)。

表1 西瓜生育期內(nèi)溫室中的氣象條件Table 1 Meteorological conditions in greenhouse during growth period of watermelon

溫室內(nèi)采用基質(zhì)盆栽,花盆直徑30 cm,株距50 cm。供試基質(zhì)為商品基質(zhì),其硝態(tài)氮含量為493.5 mg/kg,銨態(tài)氮含量為97.0 mg/kg,速效磷含量為31.2 mg/kg,速效鉀含量為292.4 mg/kg,EC 值2.30 mS/cm,p H 6.19,基 質(zhì) 體 積質(zhì)量0.22 g/cm3,總孔隙度64.98%。

西瓜品種為‘千鼎1號(hào)’[15]。采用雙蔓整枝,主蔓留瓜的栽培方式,選擇主蔓第2和第3朵雌花進(jìn)行人工授粉,待瓜長(zhǎng)到雞蛋大小時(shí)舍棄其中長(zhǎng)勢(shì)較弱的,每株僅留1個(gè)瓜。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 設(shè)置CO2濃度、施氮量和灌水量3個(gè)因素。CO2濃度通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)記錄儀進(jìn)行施用,包括C1(400μL/L)和C2(800μL/L)兩個(gè)水平;施氮量根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量法[16]計(jì)算西瓜整個(gè)生育期所需要的氮肥量來(lái)確定,包括低氮(N1:644.04 kg/hm2)、中氮(N2:976.07 kg/hm2)和高氮(N3:1 288.09 kg/hm2)3個(gè)水平;灌水量根據(jù)FAO-56[17]推薦的Penman-Monteith 公式計(jì)算,包括低水(I1:80%Ep)、中水(I2:100%Ep)和高水(I3:120%Ep)3個(gè)水平,其中Ep為直徑20 cm 標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量,灌水頻度為1次/d。此外,為保證西瓜正常生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng),對(duì)每個(gè)處理施用相同的營(yíng)養(yǎng)液。整個(gè)試驗(yàn)共計(jì)18個(gè)處理,每個(gè)處理種植12株。表2為CO2濃度、灌水和氮肥施用方案。

表2 CO2 濃度、氮肥和灌水量施用方案Table 2 CO2 concentration,nitrogen fertilizer and application plan for irrigation amount

1.2.2 項(xiàng)目測(cè)定 形態(tài)指標(biāo):主要包括株高和莖粗,在成熟期每個(gè)處理選取5株進(jìn)行測(cè)定。株高用卷尺測(cè)量主蔓的子葉到生長(zhǎng)點(diǎn)之間的距離;莖粗用游標(biāo)卡尺測(cè)量主蔓子葉位置的直徑。每個(gè)處理重復(fù)3次。

光合指標(biāo):在西瓜成熟期,選取最大功能葉片用LI-6800光合儀測(cè)定,每個(gè)處理重復(fù)3次。主要選用指標(biāo)為凈光合速率。

植株養(yǎng)分吸收指標(biāo):在西瓜成熟期進(jìn)行取樣,將根、莖、葉、果實(shí)分開烘干,將各器官樣品分別混勻,用高通量組織研磨儀粉碎后過(guò)篩,取0.1 g用濃H2SO4-H2O2消煮法提取植株各器官的全氮、磷、鉀元素。用連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定植株各器官的全氮、全磷含量,用火焰分光光度計(jì)測(cè)定植株的全鉀含量。每個(gè)處理重復(fù)3次。

產(chǎn)量:每株留1個(gè)果實(shí),使用電子天平稱取每個(gè)處理所有的單果質(zhì)量,然后折算成公頃產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel(Office 2016.Microsoft Corp,USA)進(jìn)行數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單計(jì)算和處理,使用SPSS 23.0(SPSS,IBM,Chicago,USA)進(jìn)行顯著性分析,使用Origin 2018(Origin,Origin Lab,Massachusetts,USA)和Visio 2016(Microsoft Corp,USA)繪柱狀圖,使用MATLAB 2018(Math-Works,USA)繪制相關(guān)性圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 CO2 加富下水氮耦合對(duì)西瓜生長(zhǎng)和光合的影響

2.1.1 株高和莖粗 試驗(yàn)結(jié)果顯示,株高隨氮肥的增加逐漸降低,氮肥和灌水交互顯著影響著株高(表3)。雖然CO2對(duì)株高影響不顯著,但是CO2與氮肥交互顯著影響株高,增加CO2濃度對(duì)中高氮水平下的株高有顯著促進(jìn)效果(表3,圖1)。最大的株高出現(xiàn)在T2,比最小處理T4高出43.0%。

圖1 不同處理下西瓜的株高和莖粗Fig.1 Plant height and stem thickness of watermelon under different treatments

莖粗受CO2濃度影響顯著,CO2加富后莖粗呈現(xiàn)降低趨勢(shì),降低幅度最大的是T15處理,與T6相比降低27.2%;同時(shí),隨著灌水量的增加,莖粗表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì)(表3)。雖然氮肥對(duì)莖粗影響不顯著,但是氮肥與CO2交互以及氮肥與灌水交互均顯著影響莖粗(表3)。綜合來(lái)看,最優(yōu)處理為T6,比最低處理T13 高出33.9%。

2.1.2 凈光合速率 增加CO2濃度顯著地提高了凈光合速率,提高值達(dá)11.8%;凈光合速率隨氮肥的增加呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì),隨灌水增加則逐漸增大(表3)。CO2與灌水交互、水氮交互及三因素交互作用均顯著影響凈光合速率(表3)。增加CO2尤其對(duì)中、高水處理下的凈光合速率提升顯著(圖2)。綜合來(lái)看,凈光合速率最高的處理為T15,達(dá)到29.11μmol/(m2·s)。

圖2 不同處理下西瓜的凈光合速率Fig.2 Net photosynthetic rate of watermelon under different treatments

2.2 CO2 加富下水氮耦合對(duì)西瓜養(yǎng)分吸收的影響

2.2.1 植株養(yǎng)分吸收 增加CO2濃度顯著提高西瓜植株的氮吸收量;同時(shí),隨著氮肥的增加,氮吸收量也呈現(xiàn)顯著上升趨勢(shì),所有的交互效應(yīng)也對(duì)氮吸收量影響顯著(表3)。增加CO2濃度對(duì)低氮處理下的總氮吸收量改善最為顯著,達(dá)9.32%(圖3)。在400μL/L 的CO2濃度下,隨著氮肥的增加,高水下的氮吸收量不斷升高;在800 μL/L的CO2濃度下,隨著氮肥的增加,低水下的氮吸收量不斷升高(圖3)。T9處理有最大的氮吸收量,可達(dá)9.11g/株,比最低處理T3 高出36.8%。

表3 CO2 加富下水氮耦合處理的西瓜生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量情況Table 3 Watermelon growth,nutrient absorption and yield under CO2 enrichment plus water-nitrogen coupling

西瓜植株的總磷吸收量?jī)H受氮肥與灌水量交互以及三因素交互的顯著影響(表3)。在400 μL/L的CO2濃度下,高氮可以提高I3處理下的總磷吸收量(圖3)。綜合來(lái)看,總磷吸收量最高的處理為T4,可達(dá)1.03g/株,比最低處理T7高出28.8%。

鉀吸收量只受單一因素即氮肥顯著影響,隨氮肥的增加逐漸降低。但所有的交互效應(yīng)均顯著影響西瓜植株對(duì)鉀元素的吸收(表3)。在800 μL/L的CO2濃度下,低氮處理下的鉀吸收量高于中氮和高氮處理(圖3)。T10處理的鉀吸收量最大,可達(dá)6.46 g/株,高出最低處理T7 的49.9%。

從氮、磷、鉀元素吸收總量來(lái)看,相比于常規(guī)CO2濃度,800μL/L 的CO2濃度下的總體元素總吸收量更高,總體差異為2.9%。元素總吸收量最大及最小的處理均出現(xiàn)在400μL/L 的CO2濃度下,分別是T9和T3(圖3)。

圖3 不同處理下西瓜植株的氮、磷、鉀吸收Fig.3 Plant nitrogen,phosphorus and potassium absorption of watermelon under different treatments

2.2.2 果實(shí)養(yǎng)分吸收 果實(shí)氮吸收量隨施氮量的增加呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì),隨灌水量的增加則逐漸增加。雖然CO2對(duì)果實(shí)氮吸收影響不顯著,但CO2與水、氮的交互則對(duì)其影響顯著(表3)。在400μL/L的CO2濃度下,T6(C1N2I3)的果實(shí)氮元素吸收量最高,為53.46 mg/g;在800μL/L的CO2濃度下,T11(C2N1I2)的果實(shí)氮元素吸收量最高,為49.71 mg/g(圖4)。

增加CO2濃度對(duì)果實(shí)磷吸收量的提升達(dá)12.0%;果實(shí)磷吸收量隨灌水量的增加逐漸減小。此外,所有的交互效應(yīng)均顯著影響果實(shí)磷吸收量(表3)。綜合來(lái)看,T13的果實(shí)磷吸收量最高,可達(dá)10.57 mg/g(圖4)。

果實(shí)鉀吸收量對(duì)CO2濃度的響應(yīng)與磷一致,在CO2濃度升高后顯著增加,800μL/L 濃度下的果實(shí)鉀吸收量提高7.7%。隨氮肥的增加,果實(shí)鉀吸收量表現(xiàn)為N2＞N3＞N1。從交互效應(yīng)上看,CO2與灌水交互、CO2與氮肥交互以及三因素交互均顯著影響果實(shí)鉀吸收量(表3)。T16處理有最高的果實(shí)鉀吸收量,比最低處理T7 高58.8%(圖4)。

圖4 不同處理下西瓜的果實(shí)氮、磷、鉀吸收Fig.4 Fruit nitrogen,phosphorus and potassium absorption of watermelon under different treatments

從總的果實(shí)元素積累量來(lái)看,高CO2濃度下的果實(shí)元素積累量更加均衡,與400μL/L 的CO2濃度相比,CO2加富后對(duì)高氮處理的元素吸收量的促進(jìn)作用最為顯著。

2.3 CO2 加富下水氮耦合對(duì)西瓜產(chǎn)量的影響

產(chǎn)量受單一因素灌水量和氮肥的顯著影響,隨灌水量及氮肥的增加,產(chǎn)量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。但隨灌水量表現(xiàn)為I2＞I3＞I1,隨氮肥表現(xiàn)為I2＞I1＞I3(表3)。雖然CO2加富對(duì)產(chǎn)量無(wú)顯著影響,但CO2與灌水量、與氮肥交互以及三因素交互均顯著影響產(chǎn)量。綜合來(lái)看,T6(C1N2I3)的產(chǎn)量最高,高于最低處理 T7(C1N3I1)的35.4%(表3,圖5)。

圖5 不同處理下西瓜的產(chǎn)量Fig.5 Watermelon yield under different treatments

2.4 西瓜產(chǎn)量的構(gòu)成因素分析

為了探索西瓜生長(zhǎng)與產(chǎn)量形成之間的關(guān)系,將西瓜生長(zhǎng)、光合及養(yǎng)分吸收共9個(gè)指標(biāo)與產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析(圖6)?？梢钥闯?一共存在38組正相關(guān)關(guān)系和7組負(fù)相關(guān)關(guān)系。其中,與產(chǎn)量存在正相關(guān)的指標(biāo)有8個(gè),負(fù)相關(guān)1個(gè),相關(guān)性排序?yàn)楣麑?shí)氮含量(0.720)＞凈光合速率(0.697)＞總氮含量(0.692)＞總鉀含量(0.504)＞株高(0.490)＞莖粗(0.395)＞果實(shí)鉀含量(0.391)＞總磷含量(0.203)＞果實(shí)磷含量(-0.056)。從排序中可知,與產(chǎn)量相關(guān)性最大的是果實(shí)氮含量,其次為凈光合速率和總氮含量;總磷含量和果實(shí)磷含量與產(chǎn)量的相關(guān)性最弱。將相關(guān)性排名前4名的處理(相關(guān)系數(shù)0.5以上)的指標(biāo):果實(shí)氮含量、凈光合速率、總氮含量和總鉀含量在400μL/L和800μL/L CO2濃度下的最優(yōu)處理進(jìn)行綜合,發(fā)現(xiàn)重復(fù)性較高的處理分別為T6、T5 和T15、T11。產(chǎn)量在400μL/L 和800μL/L CO2濃度下的最優(yōu)處理分別為T6(產(chǎn)量值為34 039.72 kg/hm2)和T11(產(chǎn)量值為33 654.28 kg/hm2)。因此,當(dāng)CO2濃度為400μL/L時(shí),T6(CO2:400 μL/L,氮肥:972.07 kg/hm2,灌水量:1 148.76 m3/hm2)處理為推薦方案。當(dāng)CO2濃度為800 μL/L 時(shí),T11(CO2:800 μL/L,氮 肥:664.04 kg/hm2,灌水量:957.30 m3/hm2)處理為推薦方案。

圖6 西瓜生長(zhǎng)與產(chǎn)量的相關(guān)性分析Fig.6 Correlation analysis of comprehensive growth and yield of watermelon

3 討論

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),莖粗隨著灌水量的增加呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)(圖1)。這與江俊燕等[18]在馬鈴薯中的研究結(jié)果相似,在一定的范圍內(nèi),灌水量越大、灌水周期越短則馬鈴薯的株高和莖粗越大。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),雖然CO2對(duì)株高影響不顯著(表3),但是增加CO2濃度對(duì)中、高氮處理下的株高有促進(jìn)作用(圖1)。前人在對(duì)冬小麥的研究中也發(fā)現(xiàn)這一規(guī)律,高CO2濃度顯著提高冬小麥的株高,同時(shí)隨著氮肥的增加,株高的增加量越大[19]。有研究[20]發(fā)現(xiàn),提高CO2濃度可以顯著刺激葉片光合作用并促進(jìn)植物生長(zhǎng),這與本研究結(jié)果一致,增加CO2濃度提高凈光合速率達(dá)11.8%(圖2)。這是因?yàn)榇髿釩O2濃度升高會(huì)增加植物對(duì)用于葉片光合作用的原料CO2的攝入[21-22]。

在養(yǎng)分吸收方面,本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),CO2濃度升高后顯著增加西瓜植株的氮吸收量,但對(duì)果實(shí)的氮吸收量影響不顯著(表3)。有研究表明在不同組織和試驗(yàn)條件下,生長(zhǎng)在高CO2濃度環(huán)境下植株的總礦物質(zhì)含量下降約8%[23],礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的下降與土壤向根系表面運(yùn)輸養(yǎng)分的質(zhì)流通量下降、根系獲取養(yǎng)分能力減弱及由于生物量增加而導(dǎo)致的“稀釋效應(yīng)”有關(guān)[24]。然而也有研究發(fā)現(xiàn),盡管在高CO2濃度環(huán)境下植株體內(nèi)礦質(zhì)元素的濃度降低,但從植株水平上看,礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的總量可能不變甚至提高[25]。這與本試驗(yàn)從植株水平上看,總的氮吸收量增加結(jié)果一致。試驗(yàn)結(jié)果還發(fā)現(xiàn),植株總氮的吸收量隨氮肥施用量的增加而顯著增加,而果實(shí)氮吸收量呈先增后減的趨勢(shì)(表3)。同時(shí),增加CO2濃度顯著提高低氮處理下的氮吸收量(達(dá)9.32%,圖4)。有研究發(fā)現(xiàn),在同一生育期內(nèi),小麥植株的氮含量和積累量都隨施氮量的增加而提高[26]。同時(shí),也有研究表明,植株的干物質(zhì)積累會(huì)隨CO2濃度升高而增加,因此植株水平上的氮元素吸收量也會(huì)增加,并且增加CO2可以顯著提高低氮處理下的干物質(zhì)積累,從而促進(jìn)低氮處理下氮元素的吸收[27]。

產(chǎn)量是作物生長(zhǎng)的最終結(jié)果。在本研究結(jié)果中,灌溉對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生了顯著影響,并且隨著灌溉量的增加,產(chǎn)量增加明顯(圖5)。許多研究發(fā)現(xiàn),與虧缺灌溉相比,充分灌溉可以顯著提高產(chǎn)量[28]。為了探索西瓜生長(zhǎng)與產(chǎn)量之間的關(guān)系,將西瓜生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收和光合指標(biāo)與產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析。與產(chǎn)量相關(guān)性最大的是果實(shí)氮含量,其次為凈光合速率和總氮含量,總磷含量和果實(shí)磷含量與產(chǎn)量的相關(guān)性最弱。祿興麗等[29]在馬鈴薯研究中發(fā)現(xiàn),凈光合速率、株高都與產(chǎn)量呈正相關(guān),可以有效促進(jìn)產(chǎn)量的形成。也有研究通過(guò)相關(guān)性和主成分分析發(fā)現(xiàn),水稻的氮含量和鉀含量對(duì)產(chǎn)量具有顯著影響[30]。這些都與本試驗(yàn)結(jié)果一致。相比于常規(guī)400μL/L 濃度下的中氮高水最優(yōu)處理,CO2加富與水氮具有耦合效應(yīng),對(duì)低氮下的產(chǎn)量及生長(zhǎng)指標(biāo)均有改善,中水施用下的表現(xiàn)也優(yōu)于高水。因此,當(dāng)未來(lái)CO2濃度升高后,適當(dāng)減少水氮的施用,可保證西瓜的生長(zhǎng)及產(chǎn)量行成。

4 結(jié)論

株高受氮肥影響顯著,隨著施氮量增加株高逐漸降低;增加CO2濃度對(duì)中、高氮處理下的株高有促進(jìn)作用。莖粗受單一因素CO2和灌水影響顯著,隨著灌水量的增加呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì);氮肥與CO2交互以及氮肥與灌水交互也顯著影響莖粗。灌水、施氮及CO2濃度均顯著影響凈光合速率,CO2濃度加富下,凈光合速率提高,達(dá)11.8%,對(duì)中、高水處理下的促進(jìn)更為明顯。

總氮吸收量受CO2和氮肥影響顯著,氮肥施用量的增加及CO2濃度升高均顯著促進(jìn)氮吸收量,尤其增加CO2濃度可提升低氮處理下的氮吸收量(達(dá)9.32%)。磷吸收量?jī)H受氮肥與灌水交互以及三因素交互顯著影響;鉀吸收量隨氮肥的增加逐漸降低。果實(shí)的磷、鉀吸收量隨CO2濃度增加而增大,分別提高12.0%和7.7%。當(dāng)施氮量遞增時(shí),果實(shí)氮和鉀吸收量先增加后減小。隨著灌水量的增大,果實(shí)氮吸收量逐漸增多,而磷含量逐漸減小。從總的果實(shí)元素積累量來(lái)看,高CO2濃度下的果實(shí)元素積累量更加均衡,與正常CO2濃度相比,CO2加富后對(duì)高氮處理元素吸收量的促進(jìn)作用最為顯著。

產(chǎn)量?jī)H受單一因素即灌水量和氮肥的顯著影響,在中、高水處理下表現(xiàn)最優(yōu),隨著氮肥的增加產(chǎn)量先升高后降低。雖然CO2加富對(duì)產(chǎn)量無(wú)顯著影響,但CO2與灌水量、氮肥交互以及三因素交互均對(duì)產(chǎn)量影響顯著。西瓜生長(zhǎng)、光合及養(yǎng)分吸收與產(chǎn)量之間的相關(guān)性分析表明,與產(chǎn)量相關(guān)性最大的是果實(shí)氮含量,相關(guān)系數(shù)為0.720,其次為凈光合速率和總氮含量。綜合產(chǎn)量及其構(gòu)成因素分析,當(dāng)CO2濃度為400μL/L 時(shí),T6(CO2:400 μL/L,氮 肥:972.07 kg/hm2,灌 水 量:1 148.76 m3/hm2)整體表現(xiàn)最優(yōu)。當(dāng)CO2濃度為800 μL/L 時(shí),T11(CO2:800 μL/L,氮 肥:664.04 kg/hm2,灌水量:957.30 m3/hm2)為最適水氮管理方案,即當(dāng)未來(lái)CO2濃度升高后,可以適當(dāng)減少水氮的施用。