灌水下限和施肥量對(duì)膜下滴灌小型大白菜耗水及光合特性的影響

摘要：為探求河西冷涼灌區(qū)秋茬小型大白菜（Brassica pekinensis）節(jié)水節(jié)肥、高產(chǎn)高效的科學(xué)灌溉施肥制度，以當(dāng)?shù)厍锊缰髟云贩N‘金皇后’為試材，研究膜下滴灌條件下不同水肥（低水，H1；中水，H2；高水，H3；低肥，F(xiàn)1；中肥，F(xiàn)2；高肥，F(xiàn)3）組合對(duì)小型大白菜耗水及其葉片光合特性的影響。結(jié)果表明，灌水量、施肥量及其交互均不同程度地影響小型大白菜的耗水和光合特性及產(chǎn)量。在不同水肥耦合作用下，小型大白菜耗水強(qiáng)度均于結(jié)球初期達(dá)到最大值，低水、中水和高水處理的耗水強(qiáng)度分別為0.003 2、0.003 3、0.003 4 m3·d-1·m-2。水肥耦合模式下，中水中肥處理小型大白菜的葉綠素含量、葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量較低水低肥處理分別提高4.4%、10.4%、27.3%、23.6%、62.3%，葉片胞間CO2濃度降低3.0%。綜合考慮小型大白菜的耗水、產(chǎn)量和光合利用等特性，甘肅河西走廊冷涼灌區(qū)露地秋茬小型大白菜的適宜水肥耦合模式為灌水量控制在田間持水量的70%，N、P2O5、K2O的施用量分別為330、195、450 kg·hm-2。以上結(jié)果為河西冷涼灌區(qū)秋茬小型大白菜水肥管理提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：小型大白菜；膜下滴灌；耗水特征；施肥；光合特性

doi：10.13304/j.nykjdb.2023.0597

中圖分類號(hào)：S634 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：10080864（2025）03023911

河西沿祁連山灌溉區(qū)氣候冷涼，光照充足，非常適合蔬菜種植，是甘肅省蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，也是甘肅省高原夏菜主栽區(qū)域之一[1]。小型大白菜（Brassica pekinensis）是甘肅省河西冷涼灌區(qū)夏秋蔬菜主栽種類之一，近年來小型大白菜產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民脫貧致富、實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的一大支柱產(chǎn)業(yè)。但生產(chǎn)中大多數(shù)菜農(nóng)受傳統(tǒng)水肥管理思想影響，仍延用“大水大肥”模式，據(jù)統(tǒng)計(jì)，農(nóng)戶種植小型大白菜的灌水頻率為3～5 d，每次灌水量超225 m3·hm-2；施肥頻率約7 d，全生育期N、P2O5、K2O的施用量分別在500、300、650 kg·hm-2以上，造成水資源和肥料的極大浪費(fèi)，同時(shí)也導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境污染嚴(yán)重。目前，在甘肅河西走廊地區(qū)推廣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[2]，但該技術(shù)在河西走廊起步較晚，可供小型大白菜生產(chǎn)中應(yīng)用的水肥管理參數(shù)缺乏。因此，在膜下滴灌條件下開展小型大白菜水肥耦合效應(yīng)的研究，對(duì)科學(xué)水肥管理、實(shí)現(xiàn)小型大白菜的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

水分和養(yǎng)分是作物生長發(fā)育的主要影響因素[34]，協(xié)調(diào)好水肥關(guān)系有利于減少植物耗水量，提高植物葉片色素合成，改善光合特性，提高產(chǎn)量。研究表明，合理的水分調(diào)控能減少辣椒全生育期灌水量和耗水量，且耗水量隨灌水量的減少而降低[56]；水肥交互顯著影響葡萄各生育期的耗水量和耗水強(qiáng)度，在相同灌水量下其耗水量和耗水強(qiáng)度隨施肥量的增加而增加，在相同施肥水平下隨灌水量的增加而增大[7]。光合作用是植物生長的重要生理過程之一，也是構(gòu)成植物生產(chǎn)力的最主要因素[8]。研究表明，合理的水肥組合可在一定程度上提高植物對(duì)光能的利用效率，促進(jìn)光合作用，提高產(chǎn)量[910]。石培君等[11]研究發(fā)現(xiàn)，水肥耦合對(duì)產(chǎn)量和光合參數(shù)存在顯著的正效應(yīng)，且水分和肥料的交互作用存在一定閾值，光合速率和產(chǎn)量隨灌溉上限的上升表現(xiàn)出明顯的上升趨勢，超過一定范圍后開始下降；而陳華斌等[12]認(rèn)為，在一定的灌溉、施肥條件下，凈光合速率（net photosyntheticrate，Pn）、蒸騰速率（transpiration rate，Tr ）、氣孔導(dǎo)度（stomatal conductance，Gs）、胞間CO2 濃度（intercellular CO2 concentration，Ci ）和產(chǎn)量均隨灌水量和施肥量的增加而增加。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是生育期內(nèi)延緩植物衰老的重要組成因子[13]。水肥處理對(duì)植物葉綠素含量和光合特性的影響較大，適宜的水肥有利于葉綠體的形成。氮素對(duì)幼苗葉片中葉綠素a、葉綠素b的合成有顯著影響，水氮耦合對(duì)番茄植株葉綠素含量的提高有促進(jìn)作用，灌水或施肥過多或過少都會(huì)引起葉綠體色素含量的降低，不利于光合速率和產(chǎn)量的提高[1415]。

雖然迄今國內(nèi)外關(guān)于水肥耦合對(duì)植物耗水和光合特性及產(chǎn)量影響的研究較多，但大多集中在果樹、茄果類蔬菜上，而針對(duì)冷涼灌區(qū)夏秋小型大白菜水肥耦合對(duì)其耗水、光合特性和產(chǎn)量影響的研究相對(duì)較少。為此，本研究以小型大白菜為研究對(duì)象，設(shè)置不同的灌水量和施肥水平，研究小型大白菜的耗水量及其葉片光合特性和產(chǎn)量對(duì)不同水肥組合的響應(yīng)，以期篩選出在膜下滴灌模式下小型大白菜的最優(yōu)水肥組合，為河西冷涼灌區(qū)小型大白菜水肥管理提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2021 年7—10 月在位于河西走廊中部的農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西北地區(qū)蔬菜科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站（38°26′N、101°92′E）進(jìn)行，該地海拔2 000 m 左右，年均氣溫5.5 ℃，年均降水量156.2 mm，年均蒸發(fā)量2 067.9 mm，屬溫帶大陸性氣候。試驗(yàn)期間的空氣溫度和降雨量如圖1所示。供試品種為‘金皇后’；供試肥料為三寧復(fù)合肥（15-15-15）、尿素（N 46%）和硫酸鉀（K2O 51%）。采用膜下滴灌平畦種植模式。定植前整地、施肥、覆膜，畦寬1.4 m，壟間距0.2 m。小型大白菜于7月6日育苗，8月4日定植，9月29日采收。單株定植，株距20 cm，行距35 cm，定植密度12.5萬株·hm-2。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。灌水量設(shè)3個(gè)水平，當(dāng)土壤含水量降為田間持水量（θf）的60%（H1）、70%（H2，中水）、80%（H3，高水）時(shí)，分別灌水至田間持水量；施肥量以課題組前期試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，設(shè)3個(gè)水平，其中低肥（F1）水平的N、P2O5和K2O施用量分別為281、166和383 kg·hm-2；中肥（F2）水平的N、P2O5和K2O施用量分別為330、195和450 kg·hm-2；高肥（F3）水平的N、P2O5和K2O施用量分別為380、224、518 kg·hm-2。共計(jì)9個(gè)處理，每處理3次重復(fù)，每重復(fù)小區(qū)面積24.53 m2。肥料分基肥和追肥施用，其中整地時(shí)施基肥，N、P2O5和K2O的施用比例分別為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分別追施剩余肥量的30%。灌水模式為膜下滴灌，每畦鋪設(shè)2根滴灌帶。定植后澆透水，緩苗后灌水1次，之后按試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理。試驗(yàn)前測定土壤飽和含水量，試驗(yàn)期間用土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)（EM50 數(shù)據(jù)采集器，美國METER 集團(tuán)公司）逐日監(jiān)測各處理田間含水量，每天上午8：00根據(jù)EM50采集數(shù)據(jù)計(jì)算灌水量[16]，9：00開始按需分區(qū)灌水。降雨后和灌水前后均使用TDR-150便攜式土壤水分速測儀（美國spectrum公司）加測1次土壤含水量。灌水量（mm）計(jì)算公式如下。

灌水量=10×容重×計(jì)劃濕潤層厚度×土壤濕潤比×（田間持水量-土壤含水量實(shí)測值） （1）

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 小型大白菜生育期內(nèi)耗水量統(tǒng)計(jì) 記錄各處理每次灌水量，試驗(yàn)結(jié)束后按生育期[苗期（seeding stage， SS）；蓮座期（rosette stage， RS）；結(jié)球初期（initial heading stage， IHS）；結(jié)球中后期（midlateheading stage， MHS）]分階段統(tǒng)計(jì)總灌水量和降雨量，計(jì)算耗水強(qiáng)度（m3·d-1·m-2）和耗水模數(shù)（%），公式如下[17]。

耗水強(qiáng)度=耗水量/（生育期天數(shù)×面積） （2）

耗水模數(shù)= 階段耗水量/全生育期耗水量×100% （3）

1.3.2 光合生理性狀測定 于苗期（SS）、蓮座期（RS）、結(jié)球初期（IHS）、結(jié)球后期（late heading stage，LHS）取小型大白菜功能葉用手持式葉綠素儀（SPAD-502Plus）測定葉片的葉綠素相對(duì)含量（SPAD）；用LI-6400XT便攜式光合儀（美國）測定功能葉凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr ）和胞間CO2濃度（Ci）。每處理每次隨機(jī)選5株，每株選1片小型大白菜最里層外緣平展的功能葉測定。

1.3.3 小型大白菜產(chǎn)量測定 采收時(shí)，每小區(qū)選取中間畦，沿畦方向選擇4 m長范圍內(nèi)的小型大白菜，測定生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，重復(fù)3次，折算產(chǎn)量（kg·hm-2），公式如下。

產(chǎn)量=10 000×小區(qū)生物產(chǎn)量/小區(qū)面積（4）

1.4 數(shù)據(jù)分析

用可塑性指數(shù)（plasticity index，PI）表示小型大白菜各項(xiàng)性狀對(duì)水肥耦合的響應(yīng)程度，根據(jù)Valladares[18]等的方法計(jì)算，PI 越大表示表型可塑性越強(qiáng)。用變異系數(shù)（coefficient of variation，CV）表征功能性狀離散程度[19]，變異系數(shù)越小，表明個(gè)體間的差異越小，性狀越穩(wěn)定。采用Microsoft Exce1 2010 和SPSS 23.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan 法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。利用Origin 22.0 對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析和作圖。

PI =（最大值-最小值）/最大值（5）

CV=標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值（6）

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水肥處理對(duì)小型大白菜耗水規(guī)律的影響

2.1.1 灌水量 不同處理小型大白菜各生育階段的灌水量和灌水次數(shù)差異較大（表1），其中苗期H1、H2和H3處理分別灌水2、3、4次，H3較H1處理多灌水81.7 m3·hm-2；小型大白菜的蓮座期較苗期短2 d，與苗期相比，蓮座期灌水量H1 處理降低，H2處理持平，H3處理升高；結(jié)球中后期持續(xù)時(shí)間最長，但灌水量較苗期和蓮座期減少。小型大白菜各生育階段的耗水量在不同處理間表現(xiàn)各異，H1處理在結(jié)球初期的耗水量最大，結(jié)球中后期次之；H2和H3處理均在結(jié)球中后期耗水量最大，結(jié)球初期次之，蓮座期最小。在整個(gè)生育期，H3處理的總灌水量最大，分別較H1和H2處理多灌水272.5 和143.1 m3·hm-2，灌水次數(shù)分別較H1和H2處理多9和6次。

2.1.2 耗水強(qiáng)度 隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，不同水肥處理小型大白菜的日耗水強(qiáng)度均呈降-升-降的變化趨勢（圖2A）。同一生育階段，日耗水強(qiáng)度隨土壤含水量的增大而增大，其中蓮座期的增幅最大；與H1處理相比，H2、H3處理的耗水強(qiáng)度分別提高24.33%、19.57%，且不同處理間差異顯著。相同土壤含水量下，結(jié)球初期的耗水強(qiáng)度大于其他生育期；H1、H2和H3處理在結(jié)球初期的耗水強(qiáng)度分別為0.003 2、0.003 3、0.003 4 m3·d-1·m-2。小型大白菜的平均耗水強(qiáng)度隨著灌水量的增加而增大，H2 處理的平均耗水強(qiáng)度較H1 處理升高9.84%，H3處理較H2處理升高10.21%。

2.1.3 耗水模數(shù) 不同生育階段小型大白菜的耗水模數(shù)如圖2B所示。隨著生育期的延長，H1處理的耗水模數(shù)呈降-升-降的變化趨勢；H2和H3處理均呈升-降-升的趨勢，且不同處理耗水模數(shù)出現(xiàn)最高值的生育階段不同，3個(gè)處理分別在結(jié)球初期、結(jié)球中后期和蓮座期出現(xiàn)最高值；在同一生育階段，不同處理間小型大白菜的耗水模數(shù)均差異顯著。不同水肥處理在苗期、蓮座期、結(jié)球初期和結(jié)球中后期耗水模數(shù)的變幅分別為30.00%～37.05%、26.81%～39.86%、32.45%～34.57%、31.05%～35.26%。

2.2 不同水肥處理對(duì)小型大白菜葉片葉綠素相對(duì)含量（SPAD）的影響

水肥組合對(duì)小型大白菜葉片SPAD 的影響如圖3 所示。水肥耦合條件下，苗期不同處理間葉片SPAD 無顯著差異；蓮座期后葉片SPAD迅速升高；在結(jié)球初期，H2F2 處理葉片的SPAD最高，但與H2F3、H3F2和H3F3處理間差異不顯著，H1F1 處理SPAD 最低，H2F2 處理較H1F1 處理顯著升高6.5%；與結(jié)球初期相比，H2F2、H2F3、H3F2 和H3F3 處理在結(jié)球后期的葉片SPAD 分別降低1.4%、1.6%、2.6%、3.2%。在相同灌水量條件下，苗期葉片的SPAD隨施肥量的增加而增大；在相同施肥量水平下，苗期和蓮座期葉片的SPAD 隨灌水量的增大而升高。在結(jié)球初期，H1 處理葉片SPAD 隨著施肥量的增加逐漸升高，而H2 和H3 處理均呈先升高后降低趨勢；F1 和F2 處理隨著灌水量的增大葉片SPAD呈先升高后降低趨勢；F3處理隨灌水量的增加葉片SPAD 呈上升趨勢。在結(jié)球后期，H1處理的葉片SPAD 隨施肥量的增大而減小，H2和H3 處理隨施肥量的增加呈先升高后降低趨勢；而在同一施肥條件下，不同處理葉片SPAD隨灌水量的增加均呈先升高后降低趨勢。

2.3 不同水肥處理對(duì)小型大白菜葉片光合特性的影響

不同水肥處理下小型大白菜葉片的光合特性如圖4 所示。隨著生育期的推進(jìn)，除H2F2 和H2F3處理葉片凈光合速率（Pn）呈先升高后降低趨勢外，其他處理均表現(xiàn)為降-升-降的變化趨勢，所有處理均在結(jié)球初期出現(xiàn)峰值，其中H2F3處理的凈光合速率最高，H2F2處理次之，二者間相差1.1 μmol CO2·m-2·s-1；在結(jié)球后期，葉片凈光合速率在不同水肥處理間表現(xiàn)為H2F2gt;H3F2gt;H2F3gt;H2F1gt; H3F3gt;H3F1gt;H1F1gt;H1F2gt;H1F3，其中，H2F2、H3F2處理較H1F3處理分別顯著升高18.6%、17.2%。

在同一施肥量條件下，苗期和蓮座期葉片的氣孔導(dǎo)度（Gs）隨灌水量的增加逐漸升高。在結(jié)球初期，F(xiàn)1處理氣孔導(dǎo)度隨灌水量的增加逐漸降低；F2處理氣孔導(dǎo)度隨灌水量的增加逐漸升高，F(xiàn)3處理氣孔導(dǎo)度隨灌水量的增加呈先升高后降低趨勢。在結(jié)球后期，F(xiàn)1處理氣孔導(dǎo)度隨灌水量的增加逐漸下降，F(xiàn)2和F3處理氣孔導(dǎo)度隨灌水量的增加均先升高后降低。在同一灌水量條件下，隨著施肥量的增加，在苗期葉片的氣孔導(dǎo)度逐漸升高；在蓮座期和結(jié)球初期，所有處理均呈先升高后降低趨勢；在結(jié)球后期，H1處理葉片的氣孔導(dǎo)度逐漸升高，H2和H3處理均呈先升高后降低趨勢。水肥耦合模式下，結(jié)球后期H2F2 處理的葉片氣孔導(dǎo)度最大，H2F3、H3F2處理次之，三者間差異不顯著，但顯著高于其他處理；H1F3處理最小，H2F2和H2F3處理較H1F3處理分別顯著升高71.4%、61.1%。

隨著生育期的推進(jìn)，各處理的葉片蒸騰速率（Tr）均呈降-升-降的變化趨勢，但不同處理最大值出現(xiàn)的時(shí)間不同，其中H1F1、H1F2、H1F3、H2F1、H2F3和H3F3處理葉片的蒸騰速率在苗期最高；H2F2、H3F1和H3F2處理在結(jié)球初期最高。在苗期，H3F3處理葉片的蒸騰速率最大；H1F1處理最??；H3F3 處理較H1F1 處理升高17.4%。在蓮座期，H2F3處理葉片的蒸騰速率最高，H2F2、H2F1 處理次之，但三者間差異不顯著。在結(jié)球初期，不同處理蒸騰速率表現(xiàn)為H2F2gt;H3F2gt;H3F3gt;H3F1gt;H2F3gt;H2F1gt;H1F3gt;H1F2gt;H1F1，其中H2F2處理較H1F1處理顯著升高42.1%。在結(jié)球后期，H2F3 處理葉片的蒸騰速率最高，H2F2 和H3F2處理次之，但三者間差異不顯著；H1F3處理最低；H2F3、H2F2 處理較H1F3 處理分別顯著升高38.8%、36.7%。

葉片的胞間CO2 濃度（Ci）在H2 處理隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)呈逐漸降低趨勢，而在H1處理呈先降低后升高趨勢。隨著灌水量的增加，苗期葉片胞間CO2濃度在F1、F2和F3處理均逐漸降低；在蓮座期，F(xiàn)1處理逐漸降低，F(xiàn)2處理先降低后升高，而F3處理呈逐漸上升趨勢；在結(jié)球初期，F(xiàn)1和F2處理均逐漸降低，F(xiàn)3處理呈先升高后降低趨勢；在結(jié)球后期，各處理均表現(xiàn)為先降低后升高趨勢。在同一灌水量條件下，隨施肥量的增加，葉片胞間CO2濃度在苗期逐漸降低，結(jié)球初期呈先降低后升高趨勢。隨著施肥量的增加，蓮座期葉片胞間CO2 濃度在H1 處理逐漸降低，F(xiàn)2 和F3處理呈先降低后升高趨勢；在結(jié)球后期，H1和H2處理的葉片胞間CO2 濃度隨施肥量的增加呈先下降后上升趨勢，H3 處理呈逐漸升高趨勢。水肥耦合模式下，在結(jié)球后期不同處理的葉片胞間CO2 濃度表現(xiàn)為H1F3gt;H3F3gt;H1F1gt;H1F2gt;H3F2gt;H3F1gt;H2F3gt;H2F1gt;H2F2，其中H1F3 處理與H3F3、H1F1 和H1F2 處理間差異不顯著；H1F3、H3F3處理較H2F2處理分別顯著升高7.7%、6.4%。

綜上所述，不同生育階段不同水肥耦合模式下，小型大白菜葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和胞間CO2濃度的變化趨勢各異，經(jīng)過前3個(gè)生育階段，在結(jié)球后期這4個(gè)指標(biāo)的變化趨勢較復(fù)雜。其中凈光合速率和氣孔導(dǎo)度均在H2F2處理下最大；葉片蒸騰速率在H2F3處理下最大；凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率均在H1F3處理下最?。蝗~片胞間CO2 濃度在H1F3 處理下最大，在H2F2處理下最小。

2.4 不同水肥處理對(duì)小型大白菜產(chǎn)量的影響

水肥耦合作用下，小型大白菜經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量表現(xiàn)為H2F2處理顯著高于其他處理；H3F2處理次之；H1F1 處理最小。與H1F1 處理相比，H2F2、H3F2 處理的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量分別顯著提高62.3%、56.5%（圖5）。在同一灌水量條件下，小型大白菜的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量隨施肥量的增大呈先升高后降低趨勢。隨著灌水量的增加，F(xiàn)1和F3處理的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量呈上升趨勢，而F2處理呈先升高后降低趨勢。不同灌水量處理間，H3 處理的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最高，達(dá)77.3 t·hm-2， H2處理次之，兩處理間差異不顯著；不同施肥量處理間， F2處理的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最高，較F1、F3處理分別顯著提高27.8%、5.8%。

2.5 灌水下限和施肥量與小型大白菜葉片光合性狀的相關(guān)性分析

小型大白菜生育期內(nèi)的灌水量和施肥量與葉片光合特性關(guān)系密切（圖6），其中灌水量與SPAD、凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，與胞間CO2濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)。施肥量與SPAD、凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，與胞間CO2濃度呈顯著負(fù)相關(guān)。水肥交互效應(yīng)對(duì)光合參數(shù)影響顯著，與SPAD、凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，與胞間CO2濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)。水肥耦合作用下，不同指標(biāo)間相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值表現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量gt;蒸騰速率gt;凈光合速率gt;SPADgt;胞間CO2 濃度gt;氣孔導(dǎo)度，說明經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與水肥耦合的相關(guān)性最大，蒸騰速率次之。灌水量（H）、施肥量（F）和水肥交互（HF）三者間相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值表現(xiàn)為：HFgt;Hgt;F，說明水肥耦合對(duì)小型大白菜光合參數(shù)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的影響大于灌水量和施肥量。

2.6 小型大白菜產(chǎn)量和光合性狀響應(yīng)水肥的可塑性

H2F2處理的平均變異系數(shù)最大，H1F3處理最小（圖7）。不同性狀的變異程度也存在差異，6個(gè)指標(biāo)中，氣孔導(dǎo)度變異系數(shù)最大；SPAD變異系數(shù)最?。幻舾行誀罹哂休^大的變異性，說明水肥耦合對(duì)小型大白菜葉片氣孔導(dǎo)度影響最大，對(duì)SPAD影響最小。灌水量和施肥量配比差異為小型大白菜生長發(fā)育營造了不同的土壤養(yǎng)分微環(huán)境，使得小型大白菜的地上部生物量與光合性狀存在一定的可塑性。不同水肥處理小型大白菜產(chǎn)量和光合性狀的可塑性指數(shù)如圖8所示。葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度的可塑性指數(shù)均以H2F2處理最大；葉片SPAD和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的可塑性指數(shù)以H2F3處理最大；葉片胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和SPAD的可塑性指數(shù)均以H1F3最小。不同處理各指標(biāo)可塑性指數(shù)的平均值表現(xiàn)為H2F2gt;H3F2gt;H2F3gt;H3F3gt;H2F1gt;H3F1gt;H1F1gt;H1F2gt;H1F3。由此可見，中水中肥（H2F2）處理的平均可塑性指數(shù)最大，低水高肥（H1F3）處理最小。

3 討論

水肥組合不同，植物耗水特性亦不同。本研究結(jié)果表明，膜下滴灌小型大白菜各生育階段的耗水量隨土壤含水量的減少而降低，且土壤含水量越低，耗水量越小，這與在向日葵[20]上的研究結(jié)果一致。小型大白菜從定植到采收，階段性耗水量在中水和高水處理下先減小后增大，結(jié)球中后期的耗水量較大。在同一生育階段，耗水強(qiáng)度隨土壤含水量的增大而增大；不同水肥耦合作用下，耗水強(qiáng)度均于結(jié)球初期達(dá)到最大值。耗水模數(shù)是反映各生育階段耗水量在全生育期總耗水中所占的比例，可反映不同生育期對(duì)水分的敏感度。本研究表明，不同水分處理各生育階段的耗水模數(shù)變化不同，低水處理的耗水模數(shù)表現(xiàn)為前期逐漸減小，至結(jié)球初期達(dá)到峰值；而中水和高水處理隨著生育期的推進(jìn)耗水模數(shù)分別在結(jié)球中后期和蓮座期達(dá)到峰值。研究表明，生育期長短影響耗水模數(shù)[21]。但本研究發(fā)現(xiàn)，不同水分處理的耗水模數(shù)均與生育期無關(guān)?？梢?，中水和高水處理均在小型大白菜結(jié)球中后期的耗水量占比最高，與前人研究結(jié)果一致[2223]。

光合作用是保證蔬菜生長發(fā)育和產(chǎn)量的前提條件，而光合色素是植物進(jìn)行光合作用的基礎(chǔ)[13]。本研究結(jié)果表明，在中水和高水處理下小型大白菜葉片的葉綠素相對(duì)含量（SPAD）較高，即水肥耦合作用下中水、中肥有助于提高葉片的SPAD。研究表明，合理的水肥調(diào)控對(duì)增加葉綠素含量、提高光合作用具有重要作用[2425]。本研究表明，同一施肥水平下增加灌水量，小型大白菜苗期的葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和SPAD均逐漸升高，而胞間CO2 濃度逐漸減小，這是因?yàn)樵谥?、高水處理下，充足的灌水增加了葉片葉綠素相對(duì)含量，從而提高小型大白菜光合能力，增強(qiáng)其凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率；低水處理下，供水不足會(huì)破壞葉綠素結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致色素分解，葉綠素含量降低，進(jìn)而降低小型大白菜的光合能力。同一灌水量下增加施肥量，可提高小型大白菜苗期的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和SPAD，減小葉片胞間CO2濃度。隨著施肥量的增加，小型大白菜在高水處理下，結(jié)球后期葉片的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率呈先增加后降低趨勢，這與前人研究結(jié)果一致[11]。本研究表明，F(xiàn)2處理下，小型大白菜蓮座期和結(jié)球初期的葉片凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度隨灌水量的增加均呈先升高后降低趨勢；在結(jié)球后期，葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和SPAD均隨灌水量的增加先上升后下降；小型大白菜的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量在相同灌水條件下隨施肥量的增加呈拋物線趨勢變化，其中F2處理的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量隨灌水量的增加先升高后降低，說明合理的水肥耦合可提高小型大白菜的光合能力，增強(qiáng)光合作用的轉(zhuǎn)化效率，進(jìn)而提高產(chǎn)量。

植物表型可塑性是指同一種基因型個(gè)體通過對(duì)不同環(huán)境做出應(yīng)答而產(chǎn)生不同表型的特征，是生物適應(yīng)環(huán)境變化的重要方式[26]。水分和養(yǎng)分是表型可塑性的重要影響因子[27]，而變異系數(shù)和可塑性指數(shù)是反映生長過程中各性狀可塑性的重要指標(biāo)，其值越大表示植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性越強(qiáng)[28]。本研究結(jié)果表明，灌水量和施肥量對(duì)小型大白菜葉片光合性狀和產(chǎn)量的可塑性指數(shù)影響顯著，其中中水中肥（H2F2）處理的變異系數(shù)和可塑性指數(shù)平均值最大，高水中肥（H3F2）處理次之，低水高肥（H1F3）處理最小。說明適宜的水肥耦合模式可提高小型大白菜的光合特性和適應(yīng)能力，而中水、中肥組合下小型大白菜適應(yīng)生境的能力最強(qiáng)。

綜上所述，水肥耦合模式下，中水中肥（H2F2）處理可提高小型大白菜葉綠素含量及葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率，降低葉片胞間CO2濃度，促進(jìn)光合作用，提高產(chǎn)量，節(jié)約水肥資源。綜合考慮小型大白菜耗水、產(chǎn)量和光合利用等特性，認(rèn)為灌水下限控制在田間最大持水量的70%，N、P2O5、K2O的施用量分別為330、195、450 kg·hm-2，是甘肅河西走廊冷涼灌區(qū)露地秋茬小型大白菜較適宜的水肥耦合模式。

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