资源描述：
Effects of Water and Nitrogen Coupling on Photosynthetic Characteristics Yield and Quality of Spring Cucumber in Greenhouse LI Hai jie 1 DU Ya ru 1 KANG Yi fan 1 YU Jing xin 2 HUANG Yuan 1 1 Shijiazhuang Academy of Agriculture and Forestry Sciences Hebei Urban Agriculture Technology Innovation Cen ter Shijiazhuang Key Laboratory of Agricultural Information Sensing and Intelligent Control Shijiazhuang 050011 China 2 Intelligent Equipment Technology Research Center Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences Beijing 100097 China Abstract Studying the effects of different water and nitrogen coupling treatments on the photosynthetic char acteristics yield and quality of spring cucumber can provide a theoretical basis for scientific water and ni trogen management of cucumber in North China Using spring cucumber in greenhouse as the test material a secondary saturation D optimal design scheme was adopted with irrigation limits set at four levels of field ca pacity FC of 78 00 87 55 93 35 and 100 and nitrogen application rates set at four levels of 0 434 21 697 43 and 999 90 kg hm 2 Cross experiments were conducted between T 1 T 8 treatments to deter mine the effects of different water and nitrogen coupling treatments on cucumber photosynthetic characteristic parameters yield and quality The results showed that the T 7 treatment irrigation upper limit level of 100 FC nitrogen application of 999 9 kg hm 2 had the best comprehensive performance in photosynthetic character istics The T 6 treatment irrigation upper limit level of 93 FC nitrogen application of 0 kg hm 2 had the highest single plant yield and water use efficien cy The T 2 treatment irrigation upper limit level of 78 FC nitrogen application of 434 21 kg hm 2 had the highest nitrogen partial productivity with a the oretical maximum value of 14 21 kg kg The fuzzy Borda method was used to comprehensively evaluate the evaluation values and rankings of primary indica 摘要 研究不同水氮耦合处理对春茬设施黄瓜光合特征 产量和品质的影响 可以为华北地区设施黄瓜 科学进行水氮管理提供理论依据 以春茬设施黄瓜为试材 采用二次饱和D 最优设计方案 灌水上限设 田间持水量 FC 的 78 00 87 55 93 35 和 100 计 4 个水平 施氮量设 0 434 21 697 43 和 999 90 kg hm 2 计4个水平 在T 1 T 8 处理间开展交叉试验 测定不同水氮耦合处理对黄瓜光合特征参 数 产量和品质的影响 结果表明 T 7 处理 灌溉上限水平为100 FC 施氮量为999 9 kg hm 2 的光合 特征综合表现最优 T 6 处理 灌溉上限水平为93 35 FC 施氮量为0 kg hm 2 的单株产量和水分利用效 率最高 T 2 处理 灌溉上限水平为78 00 FC 施氮量为434 21 kg hm 2 的氮肥偏生产力最高 理论最高 值为14 21 kg kg 使用模糊Borda方法对不同水氮耦合处理黄瓜一级指标的评价值和排名进行综合评价 结果表明 T 6 处理综合评分最高 为本试验最优处理 在T 6 处理的基础上 结合施用底肥 适度降低追 施氮肥用量和灌水量 可在生产过程中使黄瓜达到品质 产量 水肥利用效率的平衡 关键词 黄瓜 水氮耦合 设施栽培 模糊Borda方法 光合特征 水分利用效率 产量 中图分类号 S274 1 文献标识码 A 文章编号 1008 1631 2025 02 0065 08 李海杰 1 杜亚茹 1 康艺凡 1 于景鑫 2 黄媛 1 1 石家庄市农林科学研究院 河北省都市农业技术创新中心 石家庄市农业信息感知与智能控制重点试验室 河北 石家庄 050000 2 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 北京 100097 水氮耦合对春茬设施黄瓜光合特征以及产量和品质的影响 DOI 10 12148 hbnykx 20250007 河北农业科学 2025 29 2 65 72 108 Journal of Hebei Agricultural Sciences 编辑 杜晓东 收稿日期 2024 07 16 基金项目 河北省农业科技成果转化资金项目 宜机化设施蔬菜智慧 生产管控系统示范与应用 2025JNZ A11 石家庄市 科技创新团队项目 248790246A 作者简介 李海杰 1992 男 山西晋中人 中级农艺师 硕士 主要从事设施农业研究 E mail 834514145 通信作者 黄媛 1986 女 河北石家庄人 高级农艺师 硕 士 主要从事作物栽培节水技术与农业信息化研究 E mail 13494515 河北农业科学 2025年 黄瓜是华北地区设施栽培面积较大的蔬菜作物之 一 需水量和需肥量均较大 水肥一体化技术具有节 水节肥 减轻病害 增产提质等优点 近年来越来越 多地应用于设施蔬菜生产 但是在具体使用过程中仍 缺乏较为科学的水肥施入方案 容易造成水肥施入过 量或不足 对黄瓜生长和品质造成不利影响 1 灌水量和施氮量均对设施黄瓜生长性状 产量和 品质具有显著影响 因此 水肥管理是国内设施黄瓜 的一个重要研究方向 杜清洁等 2 利用微孔膜灌溉技 术 研究了随水施入氮磷钾复配混合肥 N P 2 O 5 K 2 O含量分别为18 7 和22 不同用量对大棚黄 瓜干物质积累 光合特性 营养元素分配 品质和产 量的影响 结果表明 微孔膜灌溉条件下黄瓜栽培生 产的适宜施肥量为1 215 0 kg hm 2 孙振荣等 3 在灌水 定额 总滴水量1 350 m 3 hm 2 其中定植期600 m 3 hm 2 开花期 600 m 3 hm 2 采收期 450 m 3 hm 2 条件下对设 施黄瓜5种不同的水肥耦合模式进行了研究 结果表 明 采用水肥滴施高效耦合技术才可以使黄瓜产生最 优的生长势 产量 品质和效益 黄瓜适宜的滴肥 纯养分 总量为 2 220 0 kg hm 2 马新超等 4 研究了 不同的水氮耦合对沙培黄瓜叶片抗氧化酶及水氮利 用的影响 结果表明 沙培黄瓜最优的水氮运筹方 案是灌水水平为田间持水量 FC 的80 20 施氮 量为623 kg hm 2 梁新书等 5 研究了基于土壤水分的自 动滴灌模式对黄瓜生长 水肥利用效率及土壤理化性 质的影响 结果表明 温室黄瓜丰产高效的水肥管理 方式为土壤根层含水量保持在FC的75 100 前 人大量研究表明 在不同地区 不同土壤条件下 黄 瓜对于水氮的需求存在一定差异 致使在光合特征 品质 产量等方面存在着较大差异 6 17 随着水肥一体 化技术的逐渐普及应用 科技工作者开始对不同水肥 灌溉条件下设施黄瓜的各项指标进行研究 18 21 但截 至目前 基于土壤含水量的设施黄瓜水肥一体化精准 灌溉方案尚不多见 因此 立足华北地区设施黄瓜种 植环境 利用土壤水分多剖面立体监测设备 开展基 于土壤含水量的灌溉制度及氮肥施入量试验 以期通 过研究不同水肥耦合处理下黄瓜光合特征 产量 品 质和水分利用率的变化 获得黄瓜高效生产的水氮耦 合方案 为当地设施黄瓜生产上制订科学的水肥管理 技术提供依据 1 材料与方法 1 1 试验点概况 试验于2023年4 7月在石家庄市农林科学研究 院赵县农业科技园区 地理位置东经114 78 北纬 37 76 的日光温室内进行 该日光温室为钢架结构 长90 m 宽8 m 顶高4 5 m 后墙厚度0 5 m 覆盖 聚乙烯膜 试验地土质为壤土 0 20 cm土层基础土 壤养分含量为有机质 17 5 g kg 碱解氮 54 3 mg kg 速效磷 17 2 mg kg 速效钾 249 mg kg pH 值 8 20 EC 541 S cm 1 2 试验材料 施用肥料均为化肥 其中 氮肥种类为尿素 N 含量46 由内蒙古博大实地化学有限公司生产 磷 肥种类为过磷酸钙 P 2 O 5 含量16 由湖北丰乐生态 肥业有限公司生产 钾肥种类为硫酸钾 K 2 O 含量 52 由中国农业生产资料集团公司自美国进口 黄瓜品种为天津科润黄瓜研究所选育的津优 18 号 2023年4月12日定植 7月10日拉秧 生育 期105 d 黄瓜定植前整地做畦 栽培畦下挖 0 2 m 宽0 6 m 长6 7 m 并底施尿素434 67 kg hm 2 过磷 酸钙1 237 5 kg hm 2 和硫酸钾317 31 kg hm 2 采用大小 行栽培 大行距 1 1 m 小行距 0 4 m 株距 0 33 m 利用滴灌方式灌溉 每行布置 1 条滴灌带 孔距 0 3 m 其他管理措施同常规 主要仪器或设备有土壤水分多剖面立体监测设备 农芯科技 中国 装有荧光叶室的Li 6800光合测 量仪 LI COR 美国 PAL 1数显甜度测试仪 爱 拓 日本 和电子天平 浦春 中国 等 1 3 试验方法 1 3 1 试验设计 将灌水量和施氮量2个因素耦合 采用二次饱和 D 最优设计方案 共设置 8 个处理 tors of cucumber under different water nitrogen coupling treatments The results showed that T 6 treatment had the highest comprehensive score and was the optimal treatment in this experiment On the basis of T 6 treatment combined with the application of base fertilizer moderately reducing the amount of topdressing nitrogen fertilizer and irrigation water can achieve a balance between cucumber quality yield and water and fertilizer utilization efficiency during the production process Key words Cucumber Water and nitrogen coupling Greenhouse cultivation Fuzzy Borda method Photosyn thetic characteristics Water use efficiency Yield 66 第2期 表1 将灌水上限水平码值 1和1分别定义为低水 平和高水平 中间值定义为中水平 施氮量水平定义 同理 小区面积6 7 m 2 1 0 m 6 7 m 各小区之间留 2行保护行 每处理均3次重复 每小区均安装水表 利用土壤水分多剖面立体监测设备对0 20 cm土层的 土壤含水量 体积含水量 下同 进行监测 设备埋 设在各小区南北距离正中部 垄上距植株15 cm处 黄瓜定植前 采用围框淹灌仪器法 22 测定各小区 0 20 cm土层的FC 5月12日开始试验后 利用土壤 水分多剖面立体监测设备对0 20 cm土层的土壤含水 量进行监测 视生长状况每隔4 5 d开启1次灌溉追 肥 氮肥随水施入 并对灌水上限进行设置 灌水湿 润层深度为0 20 cm 即以0 20 cm土层的平均含水 量作为灌溉依据 试验期间灌水追施氮肥 同时加入 硫酸钾12 35 kg hm 2 共20次 每次追施量均为试验 设计施氮量的1 20 处理 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 T 8 定义名称 低水平高氮 低水平中下氮 中下水平高氮 中下水平中上氮 中上水平中上氮 中上水平低氮 高水平高氮 高水平低氮 灌水上限 1 1 0 131 5 0 131 5 0 395 0 395 1 1 施氮量 1 0 131 5 1 0 395 0 395 1 1 1 灌水上限 78 00 78 00 87 55 87 55 93 35 93 35 100 00 100 00 施氮量 kg hm 2 999 90 434 21 999 90 697 43 697 43 0 00 999 90 0 00 表1 二次饱和D 最优设计方案的因素编码及其施用量 Table 1 The factor coding and application rate of the quadratic saturated D optimal design scheme 编码水平值 施用量 灌水上限 为FC的比例 1 3 2 测定项目与方法 1 3 2 1 黄瓜用水量 统计各小区水表记录的黄瓜全 生育期的总灌水量 m 3 根据黄瓜种植密度 计算 黄瓜单株耗水量 m 3 株 1 3 2 2 黄瓜光合参数 黄瓜结果盛期 定植后第 75天 2023 年 6 月 26 日 选晴天 9 00 12 00 利 用Li 6800光合测量仪 选择从生长点向下第3片完 全展开的功能叶测定蒸腾速率 Tr 净光合速率 Pn 胞间CO 2 浓度 Ci 和气孔导度 Gs 1 3 2 3 黄瓜产量和品质 黄瓜结果盛期 2023 年 5月24日 6月25日 每次采收后及时称重 统计 各小区的总产量 根据黄瓜种植密度计算黄瓜单株产 量 kg 株 采摘植株中部相同节位的黄瓜果实5根 利用PAL 1数显甜度测试仪测定可溶性固形物含量 SS 采用2 6 二氯酚靛酚钠滴定法测定Vc含 量 Vc mg kg 采用考马斯亮蓝G 250法测定可溶 性蛋白含量 SP mg g 1 3 2 4 水氮利用效率 根据黄瓜单株产量 Y 和单 株灌水量 ET 计算水分利用效率 WUE Y ET 根据黄瓜单株产量 Y 和单株施氮量 N kg 株 计算氮肥偏生产力 PFPN Y ET 1 3 3 数据统计分析 利用 Excel 软件制表 利用 IBM SPSS 23软件进行多变量统计分析 采用单因素 方差分析 ANOVA 进行指标的差异显著性检验 计 算所有指标的斯皮尔曼相关性 p 0 05 并对所有指 标进行归一化 采用主成分分析评价黄瓜的产量 品 质和化肥利用效率 由于本研究中排序问题具有不确定性 基于国内 外学者研究方法 23 采用模糊Borda方法计算综合得 分及排名 2 结果与分析 2 1 水氮耦合对春茬设施黄瓜光合特征参数的影响 2 1 1 蒸腾速率 不同水氮耦合处理的黄瓜Tr差异达 到了显著水平 其中 T 7 处理最高 显著 除 T 6 和 T 8 外的其他处理 表2 表明T 7 处理下黄瓜蒸腾速率 表现最优 T 6 和T 8 处理表现也较好 对相同施氮条件下不同灌溉水平的黄瓜Tr进行 分析 结果显示 除高氮条件下黄瓜Tr顺序为T 7 处 理 T 3 处理 T 1 处理且差异均达到显著水平外 其他施 氮条件下不同灌溉水平处理的黄瓜Tr差异均不显著 其中 中氮条件下指标值顺序为 T 4 处理 T 2 处理 T 5 处理 低氮条件下指标值顺序为T 8 处理 T 6 处理 表 明在相同施氮条件下提高灌溉水平能够提高黄瓜叶片 的蒸腾速率 高氮条件下效果显著 对相同灌溉条件下不同施氮水平的黄瓜Tr进行 李海杰等 水氮耦合对春茬设施黄瓜光合特征以及产量和品质的影响 67 河北农业科学 2025年 处理 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 T 8 Tr mmol m 2 s 4 25 1 86 d 6 74 0 19 c 7 08 0 30 c 7 08 0 37 c 6 69 0 67 c 7 82 0 81 abc 9 10 0 50 a 8 11 0 42 abc Pn mol m 2 s 2 49 0 90 b 5 53 0 35 ab 5 71 0 45 ab 5 62 0 52 ab 5 95 0 62 a 5 32 1 09 ab 5 82 0 45 a 5 43 0 61 ab Ci mol m 2 s 232 38 17 06 bcd 230 59 3 43 bcd 231 04 5 68 bcd 229 98 6 31 cd 222 19 5 52 d 239 48 6 74 abc 245 15 0 32 ab 237 12 8 21 abc Gs mol m 2 s 0 06 0 04 d 0 12 0 01 c 0 13 0 01 c 0 12 0 01 c 0 11 0 02 c 0 15 0 03 bc 0 19 0 02 a 0 15 0 04 bc 表2 不同水氮耦合处理下春茬设施黄瓜的光合特征参数 Table 2 Photosynthetic characteristic parameters of spring cucumber in greenhouse under different water and nitrogen coupling treatments 同列数据后小写英文字母不同 表示处理间差异显著 P 0 05 反之 则差异不显著 P 0 05 表3和表4同 分析 结果显示 除灌水上限低水平条件下黄瓜Tr顺 序为T 2 处理显著 T 1 处理外 其他灌溉条件下不同施 氮水平处理的黄瓜Tr差异均不显著 其中 灌水上 限中下水平条件下 T 3 处理的指标值与 T 4 处理相同 中上水平条件下T 6 处理的指标值 T 5 处理 高水平条 件下T 7 处理的指标值 T 8 处理 表明施氮水平与灌水 水平相适应才能使黄瓜获得较高的蒸腾速率 灌水上 限低水平条件下表现显著 2 1 2 净光合速率 不同水氮耦合处理的黄瓜 Pn 差 异达到了显著水平 其中T 5 处理最高 T 7 处理次之 二者差异不显著 但均仅与T 1 处理差异达到了显著 水平 而其他处理与这 3 个处理差异均不显著 表 明 T 5 处理下黄瓜净光合速率表现最优 T 7 处理表 现也较好 对相同施氮条件下不同灌溉水平的黄瓜Pn进行 分析 结果显示 高氮条件下黄瓜 Pn 顺序为 T 7 处 理 T 3 处理 T 1 处理 其中T 7 与T 1 处理差异达到了显 著水平 但二者均与T 3 处理差异不显著 其他施氮条 件下不同灌溉水平处理的黄瓜Pn差异均不显著 其 中 中氮条件下指标值顺序为T 5 处理 T 4 处理 T 2 处 理 低氮条件下指标值顺序为T 8 处理 T 6 处理 表明 在相同施氮条件下提高灌溉水平能够提高黄瓜叶片的 净光合速率 高氮条件下效果显著 对相同灌溉条件下不同施氮水平的黄瓜Pn进行 分析 结果显示 除灌水上限低水平条件下高氮 T 2 处理的黄瓜Pn较低外 其他灌溉水平条件下均表现 为施氮量较高处理的黄瓜Pn 施氮量较低处理 但差 异均未达到显著水平 表明在相同灌溉条件下施氮水 平对黄瓜Pn影响不显著 但总体来看施氮量较高时 更有利于黄瓜净光合速率的提高 2 1 3 胞间 CO 2 浓度 不同水氮耦合处理的黄瓜 Ci 差异达到了显著水平 其中T 7 处理最高 显著 除T 6 和T 8 外的其他处理 表明T 7 处理下黄瓜胞间CO 2 浓 度表现最优 T 6 和T 8 处理表现也较好 对相同施氮条件下不同灌溉水平的黄瓜 Ci进行 分析 结果显示 除高氮条件下灌水上限高水平 T 7 处理的黄瓜Ci较高外 其他施氮水平条件下均表现 为灌水上限较低水平处理的黄瓜Ci 灌水上限较高水 平处理 但差异均未达到显著水平 表明在相同施氮 条件下灌溉水平对黄瓜胞间CO 2 浓度影响不显著 但 灌水水平与施氮水平相适应才更有利于黄瓜胞间CO 2 浓度的提高 对相同灌溉条件下不同施氮水平的黄瓜 Ci进行 分析 结果显示 除灌水上限中上水平条件下黄瓜Ci 顺序为低氮 T 6 处理显著 中上氮处理 T 5 外 其 他灌溉条件下不同施氮处理的黄瓜Ci差异均不显著 但均以高氮处理的黄瓜Ci较高 表明施氮水平与灌 水水平相适应才能使黄瓜获得较高的胞间CO 2 浓度 灌水上限中上水平条件下表现显著 2 1 4 气孔导度 不同水氮耦合处理的黄瓜Gs差异 达到了显著水平 其中T 7 处理最高 且与其他处理差 异均达到了显著水平 表明T 7 处理下黄瓜气孔导度表 现最优 对相同施氮条件下不同灌溉水平的黄瓜Gs进行 分析 结果显示 除高氮条件下黄瓜Gs顺序为T 7 处 理 T 3 处理 T 1 处理且差异均达到显著水平外 其他施 氮条件下不同灌溉水平处理的黄瓜Gs差异均不显著 表明高氮条件下提高灌溉水平能够显著提高黄瓜叶片 的气孔导度 中氮和低氮条件下灌溉水平对黄瓜气孔 导度影响不显著 对相同灌溉条件下不同施氮水平的黄瓜Gs进行 分析 结果显示 灌水上限低水平和中上水平条件下 施氮量较低处理的黄瓜Gs 施氮量较高处理 灌水上 限高水平和中下水平条件下施氮量较高处理的黄瓜 68 第2期 Gs 施氮量较低处理 其中灌水上限低水平和高水平 条件下差异达到了显著水平 表明施氮水平与灌水水 平相适应才能使黄瓜获得较高的气孔导度 灌水上限 低水平和高水平条件下表现显著 综上分析可以看出 T 7 处理下黄瓜光合特征参数 综合表现最优 即 本研究条件下 黄瓜光合作用最 优的水氮耦合处理为灌水上限 100 FC 施氮量 999 90 kg hm 2 2 2 水氮耦合对春茬设施黄瓜品质的影响 不同水氮耦合处理的黄瓜SS Vc和SP差异均达 到了显著水平 其中T 5 处理的指标值均为最高 分别 为3 87 198 8 mg kg 和1 65 mg g T 8 处理的 SS 和 Vc最低 T 1 处理的SP最低 表3 表明T 5 处理下 黄瓜品质最优 即 本研究条件下 黄瓜品质最优 的水氮耦合处理为灌水上限 93 35 FC 施氮量 697 43 kg hm 2 T 5 处理下 SS Vc分别较T 8 处理显著 提高了 27 30 和 32 53 SP 较 T 1 处理显著提高了 32 00 对相同施氮条件下不同灌溉水平的黄瓜品质指标 进行比较 结果显示 高氮条件下黄瓜SS顺序为T 1 处理略 T 7 处理但二者均显著 T 3 处理 Vc顺序为 T 1 处理 T 3 处理 T 7 处理但差异不显著 SP顺序为T 7 处 理 T 3 处理 T 1 处理且差异均达到了显著水平 中氮条 件下3个指标顺序均为T 5 处理 T 2 处理 T 4 处理 其 中T 5 与T 2 处理的SS差异不显著但二者均显著 T 4 处 理 T 5 与T 4 处理的Vc差异达到了显著水平但二者均 与T 2 处理差异不显著 不同处理的SP差异均达到了 显著水平 低氮条件下黄瓜SS和Vc顺序均为 T 6 处 理 T 8 处理 SP顺序均为T 8 处理 T 6 处理 且差异均 达到了显著水平 表明相同施氮条件下 灌溉上限水 平不同 对黄瓜可溶性固形物 Vc和可溶性蛋白积累 产生的影响程度不同 也就是说 灌水水平与施氮水 平相适应才能提高黄瓜品质指标 对相同灌溉条件下不同施氮水平的黄瓜品质指标 进行比较 结果显示 灌水上限低水平和中下水平条 件下3项指标均表现为高氮处理下较低 其中仅低水 平条件下SS和Vc差异达到了显著水平 中上水平和 高水平条件下 3 项指标均表现为施氮量较高处理显 著 施氮量较低处理 表明灌水上限需达到一定水平 中上水平和高水平 时 增加施氮量才可以提高黄 瓜品质 进而达到水氮耦合的最佳效果 2 3 水氮耦合对春茬设施黄瓜产量和水氮利用的影响 不用水氮耦合处理的黄瓜Y和WUE差异均达到 了显著水平 其中T 6 处理的指标值均为最高 分别为 3 91 kg 株和11 60 kg m 3 且与其他处理差异均达到了 显著水平 表4 表明本研究条件下 采用灌水上限 为93 35 FC 施氮量为 0的水氮耦合处理 黄瓜产 量和水分利用率均达到最高 也就是说 灌溉开启上 限水平过低或过高均不能使水分利用效率和产量达到 最高 对相同施氮条件下不同灌溉水平的黄瓜Y和水氮 利用效率进行分析 结果显示 高氮条件下灌水上限 中下水平处理的 Y WUE和PFPN均 高水平处理 而低水平处理的Y和PFPN均为最低 中上氮和低氮 条件下 除低氮条件下T 6 和T 8 处理的PFPN为0外 较低水平的灌溉下限处理Y WUE和PFPN均 较高 水平处理 表明设置较低水平的灌溉下限有助于提高 黄瓜产量和水氮利用效率 对相同灌溉条件下不同施氮水平的黄瓜Y和水氮 利用效率进行分析 结果显示 除灌水上限高水平外 其他灌水水平低氮处理的Y和WUE均 施氮量较高处 理 灌水上限低水平和中下水平条件下施氮量较低处 理的黄瓜PFPN 施氮量较高处理 但在灌水上限高水 平条件下黄瓜Y和WUE差异不显著 表明较低的施 氮量有助于提高黄瓜产量和水氮利用效率 为了更准确地描述灌水上限水平 追施氮量与水 肥利用效率之间的关系 利用二次多项式回归分析建 立了以灌水水平编码值 X 1 和施氮量编码值 X 2 为自变量 水氮利用指标 Z 为因变量的回归方程 结果 表5 显示 施氮量和灌水上限水平均与水分 利用效率 Z 3 呈负相关 当 X 1 为 0 276 7 X 2 为 0 7343时 Z 3 达到理论最高值9 822 9 kg m 3 氮肥偏生 产力 Z 4 与灌水上限水平呈负相关 与施氮量呈正相 关 随着施氮量的增加呈现开口向下的抛物线趋势 符合报酬递减规律 当X 1 为1 000 0 X 2 为0 283 9时 Z 4 达到理论最高值11 593 4 kg kg 处理 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 T 8 SS 3 60 0 08 b 3 84 0 19 a 3 30 0 10 d 3 41 0 07 cd 3 87 0 10 a 3 59 0 07 b 3 51 0 11 bc 3 04 0 05 e Vc mg kg 183 8 6 5 ab 187 6 6 5 ab 172 5 6 5 bc 172 5 17 2 bc 198 8 6 5 a 168 8 0 0 bc 168 8 0 0 bc 150 0 6 5 d SP mg g 1 25 0 02 g 1 58 0 01 b 1 31 0 03 f 1 35 0 01 f 1 65 0 01 a 1 33 0 01 f 1 46 0 01 d 1 41 0 02 e 表3 不同水氮耦合处理下春茬设施黄瓜的品质 Table 3 Quality of spring cucumber in greenhouse under different water and nitrogen coupling treatments 李海杰等 水氮耦合对春茬设施黄瓜光合特征以及产量和品质的影响 69 河北农业科学 2025年 2 4 水氮耦合对春茬设施黄瓜综合评价的影响 对不同水氮耦合处理下黄瓜各个指标进行Spearman 相关分析 结果 表6 显示 Vc与SS PFPN和Ci 呈正相关 与Tr和Gs呈显著正相关 PFPN与Ci呈 正相关 Tr与Gs呈显著正相关 黄瓜各指标间的关 系既有差异性 又有相关重叠 因此需要进一步对黄 处理 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 T 8 ET m 3 株 0 256 4 0 256 4 0 373 6 0 373 6 0 337 2 0 337 2 0 463 6 0 463 6 Y kg 株 2 20 0 17 d 2 48 0 14 cd 3 15 0 21 b 3 38 0 42 b 2 97 0 10 bc 3 91 0 19 a 2 97 0 08 bc 2 93 0 24 bc WUE kg m 3 8 58 0 67 bc 9 67 0 54 b 8 43 0 57 c 9 05 1 14 bc 8 81 0 30 bc 11 60 0 57 a 6 41 0 18 d 6 32 0 51 d PFPN kg kg 5 47 0 43 e 14 21 0 79 a 7 84 0 54 d 12 06 1 52 b 10 59 0 37 c 0 00 0 00 f 7 39 0 22 d 0 00 0 00 f 表4 不同水氮耦合处理下春茬设施黄瓜的产量和水氮利用效率 Table 4 Yield and water and nitrogen use efficiency of spring cucumber in greenhouse under different water and nitrogen coupling treatments 指标 水分利用效率 氮肥偏生产力 二元多项式回归方程 Z 3 9 566 2 238X 1 1 718X 2 2 177X 1 2 1 435X 2 2 1 407X 1 X 2 Z 4 12 021 21 394X 1 2 193X 2 0 388X 1 2 7 618X 2 2 2 007X 1 X 2 表5 不同处理水氮利用的二次多项式回归分析 Table 5 Quadratic polynomial regression analysis of water and nitrogen utilization in different treatments 瓜品质指标进行综合评价分析 根据层次分析法构建黄瓜综合评价体系 图1 其中 一级指标为生理指标 F 1 品质指标 F 2 水分利用指标 F 3 和氮肥偏生产力指标 F 4 生理 指标的二级指标包括蒸腾速率 U 1 净光合速率 U 2 胞间CO 2 浓度 U 3 和气孔导度 U 4 品质指 标的二级指标包括可溶性固形物含量 U 5 Vc含量 U 6 和可溶性蛋白含量 U 7 利用主成分分析方法分别对黄瓜生理指标和品质 指标进行综合评价 结果显示 根据黄瓜生理指标特 征值的贡献率 表7 提取了2个主成分 根据黄瓜 品质指标特征值的贡献率 表8 提取了1个主成分 指标 Tr Pn Ci Gs SS Vc SP WUE PFPN Tr 1 000 0 132 0 695 0 976 0 659 0 885 0 096 0 371 0 422 Pn 1 000 0 357 0 120 0 095 0 265 0 619 0 214 0 515 Ci 1 000 0 747 0 381 0 783 0 310 0 333 0 755 Gs 1 000 0 578 0 841 0 084 0 313 0 436 SS 1 000 0 795 0 405 0 571 0 383 Vc 1 000 0 277 0 422 0 709 SP 1 000 0 048 0 455 WUE 1 000 0 347 PFPN 1 000 表6 黄瓜不同指标间的Spearman相关关系 Table 6 Spearman correlation between different indicators of cacumber 表示在0 05水平上显著相关 表示在0 01水平上极显著相关 蒸 腾 速 率 净 光 合 速 率 胞 间 浓 度 气 孔 导 度 可 溶 性 固 形 物 含 量 含 量 可 溶 性 蛋 白 含 量 CO 2 Vc 水 分 利 用 指 标 氮 肥 偏 生 产 力 指 标 生 理 指 标 品 质 指 标 黄瓜的综合评价体系 图1 黄瓜的综合评价体系 Fig 1 Comprehensive evaluation system of cucumber 70 第2期 根据黄瓜生理指标特征值贡献率提取的2个主成 分 方差解释率分别为74 221 和25 372 累积方 差解释率为99 593 主成分表达式分别为 Y 1 0 577U 1 0 441U 2 0 371U 3 0 578U 4 Y 2 0 064U 1 0 642U 2 0 761U 3 0 065U 4 其中 对第一主成分影响最大的是蒸腾速率 对 第二主成分影响最大的是胞间CO 2 浓度 以这2个主 成分作为黄瓜生理指标的的评价指标 采用综合评价 方程为 Y 0 745Y 1 0 255Y 2 根据黄瓜品质指标特征值贡献率提取了1个主成 分 对该主成分影响最大的是可溶性固形物含量 其 方差解释率为77 318 主成分表达式为 Z 1 0 624U 5 0 609U 6 0 49U 7 黄瓜品质综合得分根据第一主成分计算 Z Z 1 根据Y和Z得到黄瓜生理和品质的综合得分与排 序 结果 表9 表明 T 7 处理的黄瓜生理指标得分 最高 T 5 处理的黄瓜品质指标得分最高 编号 1 2 3 4 特征值 2 969 1 015 0 012 0 004 方差解释率 74 221 25 372 0 305 0 102 累积方差解释率 74 221 99 593 99 898 100 000 表7 黄瓜生理指标特征值的贡献率 Table 7 Contribution rate of characteristic values of physiological indexes of cucumber 编号 1 2 3 特征值 2 320 0 587 0 094 方差解释率 77 318 19 555 3 127 累积差异解释率 77 318 96 873 100 000 表8 黄瓜品质指标特征值的贡献率 Table 8 Contribution rate of chara
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