馬彥霞,陳靜茹,王曉巍,蒯佳琳,張俊峰
水肥耦合對(duì)娃娃菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響
馬彥霞1,陳靜茹2,王曉巍1,蒯佳琳1,張俊峰1
(1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蔬菜研究所,蘭州 730070;2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院,蘭州 730070)
【目的】探究河西走廊冷涼灌區(qū)膜下滴灌條件下娃娃菜適宜的水肥耦合模式。【方法】以當(dāng)?shù)厍锊缰髟云贩N金皇后為供試材料,設(shè)置3個(gè)灌溉水平和3個(gè)施肥水平,共計(jì)9個(gè)處理,測(cè)定不同處理下的娃娃菜葉球縱徑和橫徑、產(chǎn)量及品質(zhì)指標(biāo)。通過主成分分析篩選關(guān)鍵指標(biāo),基于隸屬函數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)權(quán)重法來評(píng)價(jià)灌水量和施肥量對(duì)娃娃菜各項(xiàng)指標(biāo)的耦合效應(yīng)?!窘Y(jié)果】灌水量、施肥量及水肥交互效應(yīng)均在不同程度上影響娃娃菜的產(chǎn)量和品質(zhì),水肥交互效應(yīng)的影響高于灌水量和施肥量。水肥耦合模式下,H2F2處理(中水中肥)可顯著提高娃娃菜單株凈質(zhì)量、凈菜率、產(chǎn)量、可溶性固形物量和Vc量,增加葉球緊實(shí)度,降低硝酸鹽量?;谥鞒煞址治鰧⑸L性狀、產(chǎn)量、品質(zhì)等12個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)換為3個(gè)獨(dú)立的綜合指標(biāo),其累積貢獻(xiàn)率高達(dá)91.87%。H2F2處理下的基于隸屬函數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)權(quán)重法取得的水肥耦合效應(yīng)綜合得分最高。【結(jié)論】河西走廊冷涼灌區(qū)娃娃菜適宜的水肥耦合模式為灌水下限為田間持水率的70%、施肥量N為330 kg/hm2,P2O5為195 kg/hm2,K2O為450 kg/hm2。
河西冷涼灌區(qū);娃娃菜;水肥耦合;主成分分析;隸屬函數(shù)法
【研究意義】河西走廊冷涼灌區(qū)日照資源豐富、晝夜溫差較大,具有種植娃娃菜得天獨(dú)厚的自然條件;加之該區(qū)域灌溉依靠祁連山冰川和積雪融水,生產(chǎn)的娃娃菜品質(zhì)佳、口感好。近年來,娃娃菜產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的一大支柱性產(chǎn)業(yè)。然而,當(dāng)?shù)夭宿r(nóng)仍延用“高水高肥”的管理模式,導(dǎo)致水肥資源浪費(fèi)嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境遭到破壞。目前,河西走廊的膜下滴灌水肥一體化技術(shù)可通過精準(zhǔn)控制灌水量和施肥量來提高水肥利用效率[1],但該技術(shù)在當(dāng)?shù)仄鸩捷^晚,尚缺乏可供娃娃菜應(yīng)用的水肥管理制度。因此,探究冷涼灌區(qū)膜下滴灌娃娃菜的合理灌溉施肥制度已成為亟待解決的問題?!狙芯窟M(jìn)展】膜下調(diào)虧灌溉是一種節(jié)水灌溉技術(shù),適宜的調(diào)虧灌溉模式具有明顯的增產(chǎn)、提質(zhì)效果[2]。施肥是影響植物生長發(fā)育和產(chǎn)量、品質(zhì)的重要因素,只有協(xié)調(diào)好水肥關(guān)系才能提高產(chǎn)量和品質(zhì)[3-4]。楊彬等[5]研究表明,采用優(yōu)化的灌水定額與施氮量組合可顯著提高娃娃菜的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量,水氮耦合表現(xiàn)出較強(qiáng)的互作效應(yīng)。陳修斌等[6]研究表明,適宜的水氮耦合可顯著提高膜下滴灌娃娃菜的橫徑和縱徑長度;代順東等[7]研究發(fā)現(xiàn),合理調(diào)節(jié)水肥用量能顯著提高白菜產(chǎn)量,且灌水量的影響大于施肥量。水肥耦合對(duì)甘藍(lán)葉球的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)影響顯著,合理的水肥調(diào)控可增大甘藍(lán)葉球縱徑、橫徑及葉球緊實(shí)度,提高產(chǎn)量和品質(zhì)[8]?!厩腥朦c(diǎn)】盡管圍繞水肥耦合對(duì)蔬菜生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究較多,但針對(duì)河西冷涼灌區(qū)膜下滴灌條件下的夏秋娃娃菜的適宜水肥耦合模式研究甚少?!緮M解決的關(guān)鍵問題】鑒于此,本研究以當(dāng)?shù)厍锊缰髟云贩N金皇后為供試材料,探明不同水肥耦合模式對(duì)娃娃菜生長及產(chǎn)量、品質(zhì)的影響,篩選出最優(yōu)的水肥耦合模式,為當(dāng)?shù)赝尥薏怂使芾硖峁┛茖W(xué)依據(jù)。
試驗(yàn)于2021年7—10月在甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院永昌試驗(yàn)站(38°26′ N,101°92′ E)進(jìn)行,該試驗(yàn)站位于甘肅河西走廊中部的金昌市永昌縣。試驗(yàn)區(qū)海拔1 998 m,年平均氣溫為5.5 ℃,年平均降水量為221.0 mm,年平均蒸發(fā)量為2 067.9 mm,無霜期為121 d,日照時(shí)間在2 800 h以上。試驗(yàn)期間的日平均氣溫和降水量如圖1所示。試驗(yàn)地土壤類型為灌漠土,作物定植前0~20 cm土層的土壤pH值為8.26,為0.517 mS/cm,有機(jī)質(zhì)量為12.81 g/kg,全氮量為0.65 g/kg,堿解氮量為101.60 mg/kg,全磷量為3.02 g/kg,速效磷量為50.60 mg/kg,全鉀量為81.54 g/kg,速效鉀量為152.86 mg/kg。
圖1 娃娃菜生育期內(nèi)日降水量和平均溫度變化
以當(dāng)?shù)厍锊缤尥薏酥髟云贩N金皇后為供試材料,肥料選取復(fù)合肥(15-15-15)、尿素(N 46%)和硫酸鉀(K2O 51%)。娃娃菜于7月6日育苗,8月4日定植,9月29日采收。種植方式為膜下滴灌1膜2管4行,種植畦寬為1.4 m,畦間距為0.2 m,單株定植,株間距為20 cm,行間距為35 cm,定植密度為12.5萬株/hm2,目標(biāo)產(chǎn)量為150 t/hm2。
試驗(yàn)采用雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),A因素為灌水下限,設(shè)置3個(gè)水平,分別為H1(60%f,低水)、H2(70%f,中水)、H3(80%f,高水),灌水上限統(tǒng)一設(shè)定為田間持水率(f),當(dāng)土壤含水率下降到灌水下限時(shí)即灌水至上限;B因素為施肥量,設(shè)置3個(gè)水平,分別為F1(N為281 kg/hm2,P2O5為166 kg/hm2,K2O為383 kg/hm2,低肥)、F2(N為330 kg/hm2,P2O5為195 kg/hm2,K2O為450 kg/hm2,中肥)、F3(N為380 kg/hm2,P2O5為224 kg/hm2,K2O為518 kg/hm2,高肥),共計(jì)9個(gè)處理。每個(gè)處理設(shè)置1個(gè)小區(qū),小區(qū)面積為73.6 m2,每個(gè)小區(qū)分為3個(gè)子區(qū)作為3個(gè)重復(fù)。在整地時(shí)施入基肥,氮、磷、鉀肥分別占總施肥量的20%、35%、15%,緩苗結(jié)束后隨水追施剩余肥量的10%,蓮座期、結(jié)球初期和葉球膨大期均追施剩余肥量的30%。緩苗結(jié)束時(shí)各處理統(tǒng)一灌水1次,之后開始試驗(yàn)處理,娃娃菜生育期內(nèi)的灌水量如圖2所示。試驗(yàn)前測(cè)定土壤飽和含水率,試驗(yàn)期間逐日監(jiān)測(cè)各處理的田間土壤含水率,并于降水后和灌水前、后加測(cè)土壤含水率,計(jì)算每次的灌水量()。灌水量的計(jì)算式為:
式中:為灌水量(mm);為0~20 cm土層的土壤平均體積質(zhì)量(g/cm3);為計(jì)劃濕潤層深度(cm);為土壤濕潤比;f為田間持水率;為土壤質(zhì)量含水率。
采收時(shí)于每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取5個(gè)葉球測(cè)定單株毛質(zhì)量,剝?nèi)ネ鈱尤~片后測(cè)定單株葉球縱徑、橫徑和產(chǎn)量。采收時(shí)測(cè)定生物量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量,折算為總產(chǎn)量,計(jì)算凈菜率和葉球緊實(shí)度[8]。
圖2 娃娃菜生育期內(nèi)不同灌水水平下的累積灌水量
達(dá)到采收標(biāo)準(zhǔn)后,測(cè)定娃娃菜可食用部分的可溶性固形物量、硝酸鹽量、可溶性糖量、可溶性蛋白質(zhì)量和Vc量,其中可溶性固形物量采用PAL-BX|ACID F5手持測(cè)糖儀測(cè)定;硝酸鹽量參照NY/T 1279—2007標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定;可溶性蛋白質(zhì)量、可溶性糖量和Vc量分別采用考馬斯亮藍(lán)法、蒽酮法、2,6-二氯靛酚鈉法測(cè)定[9]。
采用Microsoft Exce1 2010對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和隸屬函數(shù)分析,利用SPSS 23.0進(jìn)行方差分析和主成分分析[10],采用Origin 22.0進(jìn)行相關(guān)分析和作圖。
不同處理對(duì)葉球縱徑和橫徑的影響如圖3所示。隨著施肥量的增加,葉球縱徑和橫徑在H1水平下呈先升高后降低的趨勢(shì),在H2、H3水平下逐漸升高。隨著灌水量的增加,F(xiàn)1水平下葉球縱徑逐漸升高,而橫徑呈先上升后降低的趨勢(shì);在F2和F3水平下,葉球縱徑和橫徑均隨灌水量的增大呈上升趨勢(shì)。水肥交互作用下,H3F3處理下的葉球縱徑最大,達(dá)到21.93 cm,相比最小的H1F1處理高9.85%,但H3F3處理與H2F3、H3F2處理間無顯著差異;H3F3處理下的葉球橫徑最大,H2F3處理次之,但H3F3處理與H2F2、H2F3、H3F2處理間無顯著差異。
不同處理對(duì)娃娃菜產(chǎn)量的影響如表1所示。H3F3處理下的娃娃菜毛質(zhì)量最高,但與H3F2、H2F2處理間無顯著差異。水肥交互作用下,娃娃菜凈質(zhì)量、凈菜率、葉球緊實(shí)度和產(chǎn)量均以H2F2處理為最高,H1F1處理最小。與H1F1處理相比,H2F2處理的單株毛質(zhì)量、凈質(zhì)量、凈菜率、葉球緊實(shí)度和產(chǎn)量分別提高了33.01%、61.41%、21.40%、10.77%、33.72%。隨著施肥量的增加,H1水平下的單株毛質(zhì)量和葉球緊實(shí)度逐漸升高,單株凈質(zhì)量、凈菜率和產(chǎn)量均先升高后降低;H2水平下5個(gè)指標(biāo)均隨施肥量的增加呈先上升后下降的變化趨勢(shì);H3水平下,隨著施肥量的增加,除了單株毛質(zhì)量逐漸升高外,其他指標(biāo)均呈先升高后降低的趨勢(shì)。隨著灌水量的增加,F(xiàn)1水平下的單株毛質(zhì)量先上升后下降,其他指標(biāo)均呈上升趨勢(shì);F2水平下,隨著灌水量的增大,單株毛質(zhì)量逐漸升高,而其他指標(biāo)均呈先升高后下降的趨勢(shì);F3水平下,隨著灌水量的增加,單株毛質(zhì)量、凈質(zhì)量及產(chǎn)量均呈上升趨勢(shì),凈菜率先升高后降低,葉球緊實(shí)度逐漸下降。
注 圖中小寫字母表示不同處理間在5%水平上差異顯著,下同。
表1 不同處理下娃娃菜單株質(zhì)量、凈菜率、葉球緊實(shí)度及產(chǎn)量
注 表中同列小寫字母表示不同處理間在5%水平上的差異顯著性,下同。
不同處理下的娃娃菜品質(zhì)指標(biāo)見表2??扇苄怨绦挝锪亢涂扇苄缘鞍踪|(zhì)量在H1水平下隨施肥量的增加均呈下降趨勢(shì),可溶性糖量、硝酸鹽量和Vc量隨施肥量的增大而增大;H2、H3水平下,隨著施肥量的增大,硝酸鹽量和可溶性蛋白質(zhì)量逐漸升高,可溶性固形物量、可溶性糖量和Vc量均呈先升高后降低的變化趨勢(shì)。相同施肥水平下,隨著灌水量的增大,可溶性蛋白質(zhì)量逐漸升高,硝酸鹽量逐漸下降,而Vc量則先升高后降低。H2F2處理下的可溶性固形物量最大,H3F2處理次之,但二者間差異不顯著;H2F2處理下的Vc量顯著高于其他處理,H1F1處理顯著低于其他處理,H2F2較H1F1處理提高了44.24%;H3F3處理下的可溶性蛋白質(zhì)量最大,但與H2F2、H2F3、H3F1、H3F2處理間無顯著差異。
表2 不同水肥處理下的娃娃菜品質(zhì)指標(biāo)
水肥施用量與娃娃菜生長、產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性如圖4所示。水肥交互與葉球縱徑、橫徑、單株毛質(zhì)量、凈質(zhì)量、凈菜率、產(chǎn)量及Vc量均呈極顯著正相關(guān),與可溶性固形物量、可溶性糖量、可溶性蛋白質(zhì)量和硝酸鹽量均呈顯著正相關(guān)。水肥交互條件下單株毛質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)最大,單株凈質(zhì)量次之,葉球緊實(shí)度的相關(guān)系數(shù)最小??梢姡黜?xiàng)指標(biāo)對(duì)水肥條件的敏感性存在差異,說明娃娃菜各指標(biāo)對(duì)水肥響應(yīng)的重要程度不同,需要進(jìn)一步采用多元分析方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
注 圖中H、F、HF、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12分別表示灌水、施肥、水肥互作、葉球橫徑、葉球縱徑、單株毛質(zhì)量、單株凈質(zhì)量、凈菜率、葉球緊實(shí)度、產(chǎn)量、可溶性固形物量、可溶性糖量、可溶性蛋白量、Vc量、硝酸鹽量。
利用主成分分析法對(duì)不同水肥處理下的娃娃菜生長性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析,各指標(biāo)主成分的特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率如表3所示。根據(jù)主成分因子累積貢獻(xiàn)率大于80%的準(zhǔn)則提取3個(gè)主成分因子,從而將12個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為3個(gè)相互獨(dú)立的綜合指標(biāo),累積方差貢獻(xiàn)率為91.87%。第1主成分特征值為8.149,貢獻(xiàn)率為67.91%;第2主成分特征值為1.875,貢獻(xiàn)率為15.622%;第3主成分特征值為1.001,貢獻(xiàn)率為8.338%。
表3 主成分的特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率
不同處理的綜合指標(biāo)得分值、隸屬函數(shù)值及綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見表4。相同灌水量條件下,隨著施肥量的增加,綜合得分呈先升高后降低的趨勢(shì);低肥和中肥水平下,中水處理的綜合得分高于低水和高水處理,而高肥水平下,高水處理的綜合得分最高;水肥耦合模式下,綜合得分排在前3位的分別是H2F2、H3F2、H3F3處理,排在后3位的分別是H1F2、H1F3、H1F1處理。
表4 不同處理的綜合指標(biāo)得分值、隸屬函數(shù)值及綜合評(píng)價(jià)值
水、肥是影響蔬菜產(chǎn)量的重要因素,水分和養(yǎng)分之間存在顯著的耦合效應(yīng)[11]。本研究發(fā)現(xiàn),灌水量和施肥量及其交互作用均對(duì)娃娃菜的葉球縱徑和橫徑、單株毛質(zhì)量和凈質(zhì)量、凈菜率及產(chǎn)量有顯著影響,且水肥交互作用的影響最大,灌水量次之,施肥量最小。以往對(duì)于番茄[12]的研究也表明,灌水量對(duì)產(chǎn)量的影響大于施肥量。水肥耦合存在閾值效應(yīng),在閾值范圍內(nèi),水肥交互作用的增產(chǎn)效應(yīng)顯著,超過一定范圍,水肥施用量的增加則會(huì)降低產(chǎn)量[13]。本試驗(yàn)中,F(xiàn)2水平下的娃娃菜單株凈質(zhì)量、凈菜率、葉球緊實(shí)度和產(chǎn)量均隨灌水量的增大呈明顯的上升趨勢(shì),超過一定范圍后開始下降;H2水平下,隨著施肥量的增大,單株毛質(zhì)量和凈質(zhì)量、凈菜率、葉球緊實(shí)度及產(chǎn)量均先上升后下降的變化趨勢(shì),這與前人[14-15]研究結(jié)果相似。
品質(zhì)是衡量蔬菜營養(yǎng)和商品價(jià)值的重要指標(biāo),與水肥因素關(guān)系密切。本研究發(fā)現(xiàn),隨著灌水量的增大,娃娃菜的可溶性糖量、硝酸鹽量降低,可能是由于增大灌水量對(duì)可溶性糖量和硝酸鹽量產(chǎn)生了稀釋作用。當(dāng)灌水量相同時(shí),硝酸鹽量總體隨施肥量的增加而增大,這可能是由于硝酸根離子隨著土壤中氮素供給能力的增強(qiáng)而逐漸增強(qiáng),以往針對(duì)大白菜[14]的研究也得出了相似的結(jié)論。當(dāng)施肥量相同時(shí),娃娃菜的硝酸鹽量隨灌水量的增大而減小,這與以往圍繞黃瓜[16]的研究結(jié)論相似。在H1水平下,Vc量隨施肥量的增大而增大,而在H2和H3水平下,Vc量隨施肥量的增加先升高后下降,這在對(duì)甘藍(lán)[8]的研究中也得到了驗(yàn)證。
前人采用主成分分析法對(duì)白蘿卜的產(chǎn)量、品質(zhì)等指標(biāo)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),提出了適宜的水肥耦合模式[17];陳瀟潔等[18]通過主成分分析法和隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)了番茄的產(chǎn)量和品質(zhì),篩選出適宜的水肥組合。本研究通過主成分分析篩選出3個(gè)綜合指標(biāo),再利用主成分的隸屬函數(shù)結(jié)合權(quán)重對(duì)娃娃菜各項(xiàng)指標(biāo)響應(yīng)水肥耦合的效應(yīng)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),結(jié)果表明,相同灌水量條件下,綜合得分隨施肥量的增加呈先升高后降低的趨勢(shì);F1水平和F2水平下的H2處理綜合得分最高,而F3水平下的H3處理得分最高;水肥耦合模式下,中水中肥(H2F2)處理的綜合得分高于其他處理,為本試驗(yàn)條件下最優(yōu)的水肥組合。
灌水量、施肥量及其交互作用均在不同程度上影響娃娃菜的生長指標(biāo)、產(chǎn)量和品質(zhì),且水肥交互作用的影響高于灌水量和施肥量的單獨(dú)影響。
水肥耦合模式下,H2F2處理可提高娃娃菜的單株凈質(zhì)量、凈菜率、產(chǎn)量、可溶性固形物量和Vc量,增加結(jié)球緊實(shí)度,降低硝酸鹽量。
綜合考慮娃娃菜生長性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo),灌水下限控制在田間持水率的70%、施肥量設(shè)定N為330 kg/hm2,P2O5為195 kg/hm2,K2O為450 kg/hm2為較優(yōu)的娃娃菜水肥管理模式。
(作者聲明本文無實(shí)際或潛在的利益沖突)
[1] MA Shimeng, TONG Ling, KANG Shaozhong, et al. Optimal coupling combinations between dripper discharge and irrigation interval of maize for seed production under plastic film-mulched drip irrigation in an arid region[J]. Irrigation Science, 2022, 40(2): 177-189.
[2] 馬彥霞, 王曉巍, 張玉鑫, 等. 戈壁荒漠區(qū)基質(zhì)槽培辣椒耗水特征及產(chǎn)量品質(zhì)對(duì)水分調(diào)控的響應(yīng)[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2021, 40(11): 1-8.
MA Yanxia, WANG Xiaowei, ZHANG Yuxin, et al. The impacts of controlled irrigation on water consumption, yield and fruit quality of substrate-cultivated pepper () in Gobi Desert[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2021, 40(11): 1-8.
[3] LIU Xiao, LI Mo, GUO Ping, et al. Integrated optimization of water and fertilizer coupling system under uncertainty[J]. Desalination and Water Treatment, 2018, 126: 268-277.
[4] RATHORE V S, NATHAWAT N S, BHARDWAJ S, et al. Optimization of deficit irrigation and nitrogen fertilizer management for peanut production in an arid region[J]. Scientific Reports, 2021, 11: 5 456.
[5] 楊彬, 陳修斌, 鐘玉風(fēng), 等. 水氮互作對(duì)黑河中游娃娃菜光合特性與水氮利用的影響[J]. 土壤通報(bào), 2017, 48(1): 162-168.
YANG Bin, CHEN Xiubin, ZHONG Yufeng, et al. Effects of water and nitrogen interaction on photosynthetic characteristics and water-nitrogen utilization of baby cabbage in middle reaches of Hei River[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2017, 48(1): 162-168.
[6] 陳修斌, 楊彬, 鐘玉鳳, 等. 水氮耦合對(duì)河西綠洲娃娃菜生長與生理生化指標(biāo)的影響[J]. 土壤, 2019, 51(2): 251-256.
CHEN Xiubin, YANG Bin, ZHONG Yufeng, et al. Effects of water and nitrogen coupling on growth and physiological and biochemical indexes of baby cabbage in Hexi oasis[J]. Soils, 2019, 51(2): 251-256.
[7] 代順冬, 韋樹谷, 賴佳, 等. 水、氮、磷、鉀耦合效應(yīng)對(duì)大白菜產(chǎn)量的影響[J]. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2020, 38(3): 299-304.
DAI Shundong, WEI Shugu, LAI Jia, et al. Effects of water and N, P, and K fertilizer combined application on Chinese cabbage yield[J]. Journal of Sichuan Agricultural University, 2020, 38(3): 299-304.
[8] 馬彥霞, 張玉鑫, 王曉巍. 河西綠洲區(qū)大棚甘藍(lán)產(chǎn)量、品質(zhì)和養(yǎng)分吸收對(duì)不同水肥組合的響應(yīng)[J]. 水土保持學(xué)報(bào), 2018, 32(5): 270-276.
MA Yanxia, ZHANG Yuxin, WANG Xiaowei. Response of yield, quality and nutrients absorption of greenhouse cabbage to different combinations of water and fertilizer in Hexi oasis[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2018, 32(5): 270-276.
[9] 李合生. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2000.
LI Hesheng. Principles and techniques of plant physiological biochemical experiment[M]. Beijing: Higher Education Press, 2000.
[10] 肖繼兵, 劉志, 辛宗緒, 等. 基于主成分分析和隸屬函數(shù)的谷子全生育期耐旱性鑒定[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2022, 40(6): 34-44.
XIAO Jibing, LIU Zhi, XIN Zongxu, et al. Identification of drought tolerance in foxtail millet during its entire growth period based on principal component analysis and membership function[J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 2022, 40(6): 34-44.
[11] GUO X L, LI S S, WANG D L, et al. Effects of water and fertilizer coupling on the physiological characteristics and growth of rabbiteye blueberry[J]. PLoS One, 2021, 16(7): e0 254 013.
[12] WANG X K, XING Y Y. Evaluation of the effects of irrigation and fertilization on tomato fruit yield and quality: A principal component analysis[J]. Scientific Reports, 2017, 7: 350.
[13] 何振嘉, 劉全祖. 水肥耦合對(duì)賀蘭山東麓滴灌釀酒葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2020, 39(5): 65-74.
HE Zhenjia, LIU Quanzu. The combined effects of water and fertilizer on yield and quality of wine grapes under drip fertigation in Eastern foot of Helan Mountain[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2020, 39(5): 65-74.
[14] 黃欣莉, 張小帥, 岑劍濤. 充分灌溉條件下不同肥量處理對(duì)大白菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程, 2022, 12(1): 79-82.
HUANG Xinli, ZHANG Xiaoshuai, CEN Jiantao. Effects of different fertilizer treatments on yield and quality of Chinese cabbage under optimal irrigation system[J]. Agricultural Engineering, 2022, 12(1): 79-82.
[15] WANG Wenjuan, WANG Tieliang, LI Bo. Effects of different water and fertilizer couplings on the yield and soil environment of greenhouse tomatoes in Liaoning, China[J]. Nature Environment and Polution Technology, 2016, 15(1): 141.
[16] 蔣靜靜, 屈鋒, 蘇春杰, 等. 不同肥水耦合對(duì)黃瓜產(chǎn)量品質(zhì)及肥料偏生產(chǎn)力的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2019, 52(1): 86-97.
JIANG Jingjing, QU Feng, SU Chunjie, et al. Effects of different water and fertilizer coupling on yield and quality of cucumber and partial factor productivity of fertilizer[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2019, 52(1): 86-97.
[17] 范海燕, 潘興瑤, 胡秀君, 等. 基于主成分分析的露地白蘿卜滴灌施肥制度研究[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2021, 40(S1): 87-93.
FAN Haiyan, PAN Xingyao, HU Xiujun, et al. Study on drip irrigation and fertilization system of white radish in open field based on principal component analysis[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2021, 40(S1): 87-93.
[18] 陳瀟潔, 呂德生, 王振華, 等. 加氣灌溉及水氮耦合滴灌對(duì)加工番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào), 2021, 23(11): 191-200.
CHEN Xiaojie, LYU Desheng, WANG Zhenhua, et al. Effects of water and nitrogen coupling on the yield and quality of processing tomato under aerated irrigation[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2021, 23(11): 191-200.
The Combined Effect of Water and Fertilizer on Yield and Quality of Mini Chinese Cabbage in Cold-cool Irrigation Area
MA Yanxia1, CHEN Jingru2, WANG Xiaowei1, KUAI Jialin1, ZHANG Junfeng1
(1. Vegetable Research Institute, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, China; 2. College of Horticulture, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)
【Objective】Mini Chinese cabbage is a cash crop in Hexi Corridor in northwestern China, but its production relies on irrigation and fertilization. The objective of this paper is to investigate the combined effect of water and fertilizer on its yield and quality.【Method】The experiment was conducted in a film-mulched field, with the variety Golden Queen used as the model plant. The crop was drip irrigated. There were three irrigation treatments and three fertilization treatments, which combine making total nine treatments. In each treatment, we measure yield and quality of the cabbage. The key indexes was screened using the principal component analysis, and comprehensive evaluation of the combined effect of water and fertilizer was analyzed using the membership function and the weighted standard deviation coefficient method.【Result】Irrigation and fertilization jointly affected growth index, yield and quality of the cabbage, albeit the effect varied with their combinations. Combination of water and fertilizer affected crop growth and yield more greatly than irrigation and fertilization working independently. Moderate irrigation and fertilization increased the net weight per plant, net vegetable rate, yield, soluble solids, Vc content and heading compactness, but reduced nitrate content. Principal component analysis reduced the 12 indicators into three independent comprehensive indicators, with their cumulative contribution rate being 91.87%. The comprehensive score for the coupled effect of water and fertilizer was the highest when irrigation and fertilization were both at moderate level.【Conclusion】Comprehensive analysis showed that a suitable irrigation and fertilization for autumn mini Chinese cabbage in Hexi Corridor region is: keeping soil water content higher than 70% of the field capacity, and applying 330 kg/hm2of N, 195 kg/hm2of P2O5and 450 kg/hm2of K2O.
cold-cool irrigated areas of Hexi Corridor;; water and fertilizer coupling; principal component analysis; membership function method
1672 - 3317(2023)09 - 0040 - 06
S635
A
10.13522/j.cnki.ggps.2023093
馬彥霞, 陳靜茹, 王曉巍, 等. 水肥耦合對(duì)娃娃菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2023, 42(9): 40-45.
MA Yanxia, CHEN Jingru, WANG Xiaowei, et al. The Combined Effect of Water and Fertilizer on Yield and Quality of Mini Chinese Cabbage in Cold-cool Irrigation Area[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2023, 42(9): 40-45.
2023-03-13
2023-04-25
2023-09-14
國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(32060678);甘肅省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(22JR5RA761);甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2022GAAS26)
馬彥霞(1982-),女。副研究員,博士,主要從事蔬菜輕簡化栽培與水肥高效利用技術(shù)研究。E-mail: mayx1982@126.com
@《灌溉排水學(xué)報(bào)》編輯部,開放獲取CC BY-NC-ND協(xié)議
責(zé)任編輯:韓 洋