北方设施黄瓜灌溉施肥方式研究.pdf

2026 年 3 月 灌溉排水学报 第 45 卷 第 3 期 Mar 2026 Journal of Irrigation and Drainage No 3 Vol 45 1 作物水肥高效利用 栏目主编 赵西宁 杨士红 文章编号 1672 3317 2026 03 0001 11 北方设施黄瓜灌溉施肥方式研究 董 环 1 刘爱群 2 娄春荣 1 王秀娟 1 1 辽宁省农业科学院 植物营养与环境资源研究所 沈阳 110000 2 辽宁省农业科学院 蔬菜 研究 所 沈阳 110000 摘 要 目的 优化北方设施黄瓜灌溉施肥方式 为地区设施黄瓜产业高效优质发展提供科学依据 方法 以 65 田间持水率为灌溉下限 设置 3个单次灌溉量水平 分别为 80 m3 hm2 W1 160 m3 hm2 W2 240 m3 hm2 W3 设置 3个水肥倍率水平 分别为 2 000 F1 1 500 F2 1 000 F3 共 9个处理 比较灌溉施肥方 式对黄瓜产量 灌溉水利用率 肥料偏生产力 品质风味的影响 结果 根据二元二次模型分析可知 灌溉量 为 3 219 86 m3 hm2 施肥量为 2 470 48 kg hm2时黄瓜产量最高 为 340 59 t hm2 相同单次灌溉量条件下 随着水 肥倍率降低 多数处理 的施肥总量和灌溉水利用率显著增加 肥料偏生产力显著降低 W1 处理下 W1F3处理 比 W1F1 处理 施肥总量和灌溉水利用率分别增加 93 55 15 27 肥料偏生产力降低 42 00 W2 处理下 W2F3处理比 W2F1 处理 施肥总量和灌溉水利用率分别增加 95 45 4 47 肥料偏生产力降低 47 59 W3 处理下 W3F3处理比 W3F1 处理 施肥总量和灌溉水利用率分别增加 74 32 7 72 肥料偏生产力降低 39 28 不同单次灌溉量之间 通过求 平均值的方式可知 单次灌溉量由 80 m3 hm2提高至 240 m3 hm2 黄瓜产量 施肥总量分别增加 8 31 71 84 灌溉水利用率 肥料偏生产力分别降低 33 82 37 27 黄瓜品质和风味分析可知 单次低量灌溉 80 m3 hm2 和水 肥低倍率 1 000 组合易提高品质和风味 TOPSIS 综合分析可知 单次低量灌溉 80 m3 hm2 和水肥低 中倍率 组合时 综合评分最高 结论 单次高灌溉量 水肥低倍率时可获得最高产量 单次低灌溉量和水肥中低 倍率组合时 可获得较高综合效益 实际应用中可根据生产倾向 选定配施方式 关 键 词 黄瓜 灌溉施肥 配施方式 模型 综合分析 中图分类号 S274 S365 文献标志码 A doi 10 13522 ki ggps 2025209 董环 刘爱群 娄春荣 等 北方设施黄瓜灌溉施肥配施方式研究 J 灌溉排水学报 2026 45 3 1 11 DONG Huan LIU Aiqun LOU Chunrong et al Optimization of irrigation and fertilization strategies for greenhouse cucumber production in Northern China J Journal of Irrigation and Drainage 2026 45 3 1 11 0 引 言 1 研究意义 黄瓜作为重要的蔬菜作物 因其富 含水分 维生素 C 维生素 K 钾等 且 具有低热量 和独特风味等特点 成为 常见食材 随着社会经济的 快速发展和人民生活水平的不断提高 农业生产者与 消费者对黄瓜的需求呈 差异化趋势 生产者追求高产 高效 而消费者则更加关注品质与风味 在此背景下 黄瓜的产量 品质和风味特征日益受到学界和产业界 的重视 1 2 除品种因素外 灌溉与施肥管理是影响 黄瓜产量 品质及水肥利用效率的关键因素 不当的 收稿日期 2025 07 01 修回日期 2025 12 08 基金项目 辽宁省农业科学院基本科研业务费资助项目 2025XKJS8527 2024XTCX0402 作者简介 董环 1979 男 研究员 主要从事设施障碍土壤修复与 设施蔬菜养分管理研究 E mail xianyu1979 通 信 作者 刘爱群 1971 男 研究员 主要 从事蔬菜栽培技术研究 E mail laq2004 灌溉排水学报 编辑部 开放获取 CC BY NC ND协议 水肥管理不仅会导致黄瓜产量下降 品质劣化和植株 早衰等问题 过量灌溉施肥还会造成资源浪费和面源 污染 因此 如何通过优化水肥配施方案实现设施黄 瓜优质高产与资源高效利用的协同提升 已成为当前 设施蔬菜栽培研究的重要课题 研究进展 国内外学者对灌溉施肥技术应用及 水肥耦合条件下作物生长发育 产量品质 水肥利用 率等方面已进行了较多研究 在灌溉技术方面 现有 研究揭示了多个关键参数的影响机制 灌水下限对黄 瓜产量 品质和水分利用效率具有显著影响 3 但值得 注意的是 实现高产的灌水下限与获得优质果实的灌 水下限并不一致 4 此外 灌溉频率和灌溉量的调控也 至关重要 5 摆虹霞 等 6 研究发现 黄瓜产量随灌溉量 的增加呈上升趋势 而随灌溉频率的提高呈下降趋势 通过合理配置灌溉频率和灌溉量可显著提高水分利用 效率 在施肥管理方面 有 研究 7 证实有机无机肥配施 灌溉排水学报 第 45卷 2 较单施无机肥更能提升黄瓜产量和品质 在不同施肥 水平条件下 适量施肥可同时提高产量和品质 而减 量施肥则有助于提高肥料利用率 8 值得注意的是 水 肥交互作用对黄瓜生长的影响不容忽视 李若楠等 9 研究表明 水氮钾的优化组合能显著提高黄瓜产量和 品质 马新超等 10 和 Sonali 等 11 研究表明 适宜的水 肥配施还可提升水分利用效率 李邵等 12 研究表明 水肥交互作用对黄瓜产量和水分利用效率有显著影响 王丽英等 13 研究表明 优化水氮供应在保证黄瓜产量 前提下 显著提高氮肥利用率 氮肥偏生产力和水分 利用效率 切入点 尽管已有大量关于水肥管理对黄瓜 产 量 品质和水肥利用率 影响的研究 但在研究方法上 仍存在一定局限性 现有研究多采用固定灌溉定额或 固定灌溉频率的设计 5 6 施肥方案也多基于生育时 期或固定间隔设置 这些方法难以适应多变的气候条 件和黄瓜动态生长的需求 导致研究结果与实际生产 存在差距 相比之下 以土壤含水 率 为灌溉触发指标 通过优化灌溉下限并配合科学的 水肥 浓度调控 可能 更具实践价值 但相关研究仍较为缺乏 虽然学者们 在设施果蔬上进行的水肥二因素多水平试验并不少 见 14 16 但其种植环境 作物种类 灌溉水平划定方 法 施肥配比及水平等方面存在较多差异 其研究结 果并不能直接为特定种植环境和种植制度提供技术方 案 且 采用回归模型分析和熵权 TOPSIS综合分析法 在北方典型气候区和茬口类型基础上的设施黄瓜灌溉 施肥配施方案研究 鲜见报道 拟解决的关键问题 基于此 本研究以北方温带湿润性大陆气候区早春茬 设施黄瓜为研究对象 采用 灌溉即施肥 的水肥 一 体化管理模式 系统分析不同水肥配施方案对黄瓜 产量 品质和水肥利用效率的影响 通过隶属函数法 和熵权 TOPSIS 综合分析法 筛选和集成优化水肥 管 理方案 以期为区域设施黄瓜生产提供科学依据和 技术支撑 1 材料与方法 1 1 试验区基本概况 本试验在辽宁省新民市大民屯镇方巾牛村开展 该区地理坐标为东经 122 27 123 20 北纬 41 42 42 17 之间 地处辽宁中部地带 属温带湿润大陆性 气 候 年平均气温 8 2 年降水量 介于 600 800 mm 平均无霜期 160 d 年平均日照时间 2 753 h 该地 区地势平坦 土壤肥沃 设施农业发达 有上万亩设 施蔬菜棚室 本试验选择种植经验丰富的农户棚室 棚室为 单面带土堆后墙 棚室长 宽 255 0 m 8 5 m 棚高 4 5 m 试验棚室土壤为壤质草甸土 耕层土壤全氮 量 为 1 96 g kg 全磷量 为 1 55 g kg 全钾量 为 1 28 g kg 有机质量 为 32 5 g kg pH 值为 6 7 体积质量为 1 35 g cm3 田间持水率为 25 6 萎蔫系数为 12 8 1 2 试验材料 试验黄瓜品种为中农 18 号 该 瓜棍棒形 深绿 色 无棱 瓜把短 刺瘤较密 口感较好 供试肥料为尿素 N 46 晶体磷酸二铵 N 18 P2O5 46 和硝酸钾 N 13 8 K2O 46 6 定植前施用 60 t hm2腐熟猪粪 黄瓜定植前 布置田间水肥管网 采用外径 63 mm硬质 PE管作为管网主管 采用管径 16 mm 滴头间距 10 cm 滴速为 3 L h的贴片压力补偿式滴 灌带作为支管 主支管采用鞍座和部件阀门连接 试验采用水肥一体机调控水肥 本试验配置水肥 机 9套 每套水肥机配置 9根 TDR 时域反射原理 土壤水分传感器 带有 6个通道 其中 3个灌溉通道 3个注肥通道 各通道均配置霍尔电子流量计 灌溉 通道可分别开启 分别给 3个区域提供灌溉水 注肥 通道设计在灌溉总通道上 随着某一灌溉通道开启 同时给对应小区供应肥液 水肥机每 3根土壤水分传 感器监测 1个试验小区 分别水平插入黄瓜植株下方 耕层 10 cm处 3根传感器测定值均低于灌溉下限时 触发对应小区灌溉施肥 这里需要注意的是 TDR 土壤水分传感器测试结果为土壤体积含水 率 需换算 成 质 量含水 率 用于试验 之后通过电子流量计监测即 时流量 当达到设计流量时 主动关闭对应通道 1 3 试验设计 设 3 个灌溉水水平 皆通过式 1 计算求得 分别为 W1单次灌溉量 80 m3 hm2 约为 10 饱和灌 溉量 W2单次灌溉量 160 m3 hm2 约为 20 饱和灌 溉量 W3单次灌溉量 240 m3 hm2 约为 30 饱和灌 溉量 以田间持水率 为基准 全生育期均以 65 为灌溉下限 17 设 3个水肥倍率水平 18 氮磷钾施用 配比 20 20 20 水肥倍率 分别为 F1 按照单次灌 溉量水肥倍率 2 000施入 F2按照单次灌溉量水肥倍 率 1 500 施入 F3按照单次灌溉量水肥倍率 1 000 施入 共 9 个处理 设 3 次重复 随机区组排列 所有处理小 区面积 均为 3 9 m 8 0 m 31 2 m2 采用 大垄双行栽植 小区间垄沟内竖向埋置宽度 1 1 m 水晶板 以防小区 间水肥互通 垄长 8 m 垄宽 1 0 m 垄沟宽 30 cm 图 1 定植株距 40 cm 开始采收 前统一灌溉管理 不施用肥料 2024年 1月 5日定 植 2 月 18 日 开始采收 7 月 5 日采收结束 所有 处理病虫害防治 整枝管理 除草蘸花等措施统一 管 理 第 3 期 董环 等 北方设施黄瓜灌溉施肥方式研究 3 图 1 田间布置示意 Fig 1 Field layout IA ISC S SD SB 1 式中 IA 为饱和灌溉量 ISC 为灌溉面积系数 根据 种植垄面积占种植面积求得 该试验中为 0 77 S 为 种植面积 SD 为湿润深度 因为黄瓜为浅根系作物 主要吸收根系主要集中在 20 30 cm 该试验中为 0 3 m SB 为土壤体积质量 本试验中取值为 1 35 为土壤田间持水率 本试验中取值为 25 6 水肥机每次灌溉结束自动记录灌溉施肥日期和 灌溉施肥量 灌溉施肥执行情况见表 1 表 1 灌溉施肥 方案 Tab 1 Fertilization and irrigation formula 处理 初次灌溉量 m3 hm 2 开始采收 前 开始采收 后 灌溉总量 m3 hm 2 施肥总量 kg hm 2 单次灌溉量 m3 hm 2 灌溉次数 单次灌溉量 m3 hm 2 水肥倍率 单次施肥量 kg hm 2 灌溉次数 W1F1 150 45 4 80 2 000 40 00 20 67 0 58 2 043 60 826 80 W1F2 150 45 4 80 1 500 53 33 20 33 0 58 2 016 40 1 084 27 W1F3 150 45 4 80 1 000 80 00 20 00 0 00 1 990 00 1 600 00 W2F1 150 45 4 160 2 000 80 00 14 67 0 58 2 737 20 1 173 60 W2F2 150 45 4 160 1 500 106 67 14 33 0 58 2 682 80 1 528 53 W2F3 150 45 4 160 1 000 160 00 14 33 0 58 2 682 80 2 292 80 W3F1 150 45 4 240 2 000 120 00 12 33 0 58 3 349 20 1 479 60 W3F2 150 45 4 240 1 500 160 00 12 33 0 58 3 349 20 1 972 80 W3F3 150 45 4 240 1 000 240 00 11 67 0 58 3 190 80 2 800 80 1 4 测定调查项目与方法 定植前试验地块 5点法采集 0 20 cm耕层土壤 测定理化性质 常规土壤化学性质采用鲍士旦 19 方法 测定 土壤全氮采用开氏法测定 土壤全磷采用高氯 酸 硫酸消煮钼锑抗比色法测定 土壤全钾采用 NaOH 熔融火焰光度法测定 土壤有机质采用重铬酸钾外加 热法测定 土壤体积质量和田间持水率采用环刀法测 定 20 萎蔫系数采用压力膜法测定 21 收获期 调查记录各处理黄瓜产量 4 月中旬 采收各处理黄瓜 采用排序法评价果实风味 分别在 5月 3 5 8日采收果实 混合样品测定果实维生素 C量 可溶性糖量 可溶性蛋白量 可溶性固形物量 采用分光光度计法测定维生素 C 量 22 采用蒽酮法 测定可溶性糖量 23 采用考马斯亮蓝法测定可溶性蛋 白量 采用折光仪法测定可溶性固形物量 24 1 5 统计分析方法 采用 Excel表格进行数据统计 绘制线性图 隶 属函数分析及熵权 25 TOPSIS 综合分析法 采用 Matlab 7 0 对二元二次回归模型绘制图形 采用 SPSS19 0软件进行方差分析 采用 Duncan法进行样 本间差异显著性分析 黄瓜肥料偏生产力 PFP kg kg 计算式为 YPFPF 2 式中 Y 为黄瓜产量 kg hm2 F 为肥料施用量 kg hm2 灌溉水利用率 IWUE kg m3 计算式为 YIWUE IW 3 式中 Y 为黄瓜产量 kg hm2 IW 为灌溉水总量 m3 hm2 果实品质综合评价采用隶属度函数法 i min i max min X XXU i 1 2 3 n 正相关 4 1 i min i max min X XXU XX i 1 2 3 n 负相关 5 式中 Xi为指标测定值 Xmax和 Xmin分别为该指标测 定值的最大值和最小值 按照平均权重进行求和 并 按最终评判结果排序 品质评价分为 3级 0 0 33为 低等品质 Low Quality LQ 0 34 0 65 为中等 品质 Middle Quality MQ 0 66 1 00 为高品质 High Quality HQ 风味评价采用排序法 风味评价参考韩瑛祚等 26 灌溉排水学报 第 45卷 4 的研究方法 采用熵权 TOPSIS对施肥量 灌水量 产量 品 质和风味指标综合分析 其中熵权法能够客观评价指 标权重 TOPSIS 法根据多个评价指标进行综合评价 与排序 通过计算各方案与理想解 最优解 和负理 想解 最劣解 的相对接近程度 来对方案进行优劣 排序 具体方法如下 第一步 对原始矩阵数据进行标准化处理 正向指标 越大越好 采用 min max min ij jij jj xXr XX i 1 2 3 m j 1 2 3 n 6 负向指标 越小越好 采用 max max min j ijij jj Xxr XX i 1 2 3 m j 1 2 3 n 7 得到标准化 rij矩阵 其中 xij为原始数据 rij 为 归一化数据 第二步 计算每个指标下各方案贡献度 1 ijij m iji ry r i 1 2 3 m j 1 2 3 n 8 式中 yij为贡献度 第三步 计算指标信息熵 1 mj ij ij ie k y ln y i 1 2 3 m j 1 2 3 n 9 式中 yij为以上贡献度 k 1 ln m 第四步 信息熵反映了指标的信息量 更 值得 关 注 的是 指标间的差异程度 即信息效用值 dj 1 ej 10 第五步 计算各指标权重 1 jj n jj dw d 11 第六步 构建标准化矩阵 1 1 1 1 11 nn ij j ij m n m n w r w r v w r w r w r 12 第七步 确定理想解 A 和负理想解 A 理想解 A 每个指标上取最优值 取 max j ijvv 负理想解 A 每个指标上取最劣值 取 min j ijvv 第八步 计算各方案到理想解和负理想解的距离 到理想解的距离 2 1 ni ij j jD v v 13 到负理想解的距离 2 1 n i ij jjD v v 14 第九步 计算各方案相对贴近度 ii iiDC DD 15 式中 Ci越大 越靠近理想解 远离负理想解 方案 越优 2 结果与分析 2 1 建立回归模型 在按照试验设计执行过程中 产生 17 个不完全 重复一致的灌溉量和施肥量组合 使用 SPSS 软件对 这些灌溉量和施肥量进行 Z score 标准化处理 得到 灌溉量和施肥量的对应无量纲码值 将码值作为自变 量 黄瓜实际产量作为因变量 进行线性向后回归分 析 得到灌溉量 施肥量与黄瓜产量的二元二次回归 方程 式 15 因为保留全部变量的情况下 所拟合的方程 R2 值为 0 71 其拟合较好 因此并未 剔除变量 Ch 335 4 72W 11 84F 5 11WF 3 57W2 10 08F2 R2 0 71 16 式中 Ch 为黄瓜产量 W为灌溉量 F 为施肥量 2 2 模型分析 2 2 1 单因子效应分析 将式 15 中 2 个自变量分别置 0 便得到另一 自变量的一元二次方程单因子模型 灌溉量模型 Ch 335 4 72W 3 57W2 17 施肥量模型 Ch 335 11 84F 10 08F2 18 由式 16 和式 17 可以初步判断 在直角坐 标系中绘制图形皆为开口向下的抛物线 2 个单因子 回归模型均能得到产量最大值 通过单因子回归模型 绘制图形 图 2 可以看出 在灌溉码值和施肥码 值范围之内 产量均出现最大值 其中灌溉码值获得 最高产量后 对产量抑制作用不明显 而 施肥 码值获 得 最高产量后 对产量抑制作用明显 a 灌溉 Ch 3 57W2 4 72W 335 320 325 330 335 340 2 1 0 1 2 产量 t hm 2 灌溉码值 第 3 期 董环 等 北方设施黄瓜灌溉施肥方式研究 5 b 施肥 图 2 灌溉施肥产量效应单因子分析 Fig 2 Effect of irrigation and fertilization on one way analysis of yield 2 2 2 边际效应分析 对 式 16 和式 17 自变量求导 得到 2 个 边 际效应方程 4 72 7 14Ch W 19 11 84 20 16Ch F 20 将边际效应方程绘制成图 图 3 图中与 X 轴 交点时 Y 等于 0 这时出现产量最高值 通过计算 得出 W 0 661时和 F 0 587时产量最高 对应的灌 溉量和施肥量分别为 3 078 97 m3 hm2 和 2 015 48 kg hm2 对应的产量最大值分别为 336 56 t hm2 和 338 48 t hm2 a 灌溉 b 施肥 图 3 灌溉施肥边际效应分析 Fig 3 Effects of irrigation and fertilization on analysis of marginal 2 2 3 灌溉施肥交互作用分析 对式 15 绘图 得到灌溉 施肥交互作用对黄 瓜产量影响的效果图 图 4 灌溉施肥对黄瓜产量 的效应呈开口向下的曲面 灌溉和施肥对黄瓜产量的 影响在某些码值条件下先促进后抑制 而某些码值条 件下 保持促进作用 灌溉在施肥码值中位和低位时 对黄瓜产量的促进和抑制比较平缓 在施肥码值高位 时 表现为较强促进作用 施肥在灌溉码值低位时 表现为较强促进和抑制作用 在灌溉码值中位和高位 时 表现为较强的促进作用 对回归模型分别求偏导 等于 0 得到二元一次方程组 4 7 2 5 1 1 7 1 4 01 1 8 4 5 1 1 2 0 1 6 0WFFW 21 求解方程组得到最高产量灌溉施肥码值分别为 0 92 1 32 将灌溉施肥码值代回二元二次回归模型 得到黄瓜最高产量为 340 59 t hm2 经换算得到对 应最高产量灌溉施肥实际量为 3 219 86 m3 hm2 2 470 48 kg hm2 图 4 灌溉施肥交互作用分析 Fig 4 Analysis of irrigation fertilization interactions 2 3 黄瓜产量 灌溉水利用率与肥料偏生产力分析 由表 2 可知 相同 单次灌水量条件下 不同水肥 倍率产生的灌溉水总量差异不显著 但施肥总量差异 显著 即相同灌溉水平由不同水肥倍率产生施肥总量 差异 这符合单因素试验设计 那么 W1 W2 W3 各自水平内部衍生的指标是具有可比性的 相同水肥 倍率条件下 不同单次灌水量间 各处理灌溉水总量 差异显著 施肥总量差异 也 显著 这说明不同单次灌 水量同时引起灌溉水总量和施肥总量的双因素变化 所形成因素不满足单一线性 因此在 F1 F2 F3各自 内部 所对应的各类指标 不能简单比较 W1 处理下 施肥总量从 826 67 kg hm2 增加至 1 600 00 kg hm2 黄瓜产量 灌溉水利用率分别增加 12 26 和 15 27 肥料偏生产力下降 42 00 除 W1F2处理和 W1F3处理外 其他 处理黄瓜产量 两两 之 间差异显著 施肥总量 灌溉水利用率 肥料偏生产 力各处理间差异显著 Ch 10 08F2 11 84F 335 280 300 320 340 360 2 1 0 1 2 3 产量 t hm 2 施肥码值 10 5 0 5 10 15 20 1 5 1 0 5 0 0 5 1 1 5 2 Ch 灌溉码值 40 20 0 20 40 60 2 1 0 1 2 3 Ch 施肥码值 灌溉排水学报 第 45卷 6 W2 处理下 施肥总量从 1 173 33 kg hm2 增至 2 293 33 kg hm2 黄瓜产量和灌溉水利用率先增后减 肥料偏生产力下降 47 59 W2F2处理黄瓜产量分别 与 W2F1处理 和 W2F3处理差异显著 W2F2处理灌溉 水利用率与 W2F1 处理差异显著 各处理 肥料偏生产 力差异显著 W3 处理下 施肥总量从 1 480 00 kg hm2 增加至 2 580 00 kg hm2 黄瓜产量和灌溉水利用率分别增加 3 22 和 7 72 肥料偏生产力下降 39 29 W3F3 处理黄瓜产量与 W3F1 处理差异显著 W3F3处理灌溉 水利用率分别与 W3F1 处理 和 W3F2 处理差异显著 各 处理 肥料偏生产力差异显著 另外 W1 W2 W3 处理下 灌溉水量平均值随单次灌溉水量的增加而增 加 从 2 016 67 m3 hm2 增加至 3 303 33 m3 hm2 增幅 为 63 8 黄瓜产量 施肥总量 灌溉水利用率 肥 料偏生产力平均值中 黄瓜产量和施肥总量平均值 随 单次灌溉水量的增加而增加 增幅分别为 8 31 和 71 84 灌溉水利用率和肥料偏生产力平均值 随 单次 灌溉水量的增加而减少 降幅分别为 33 82 和 37 27 表 2 黄瓜产量 灌溉水利用率与肥料偏生产力 Tab 2 Cucumber yield irrigation water use efficiency and fertilizer partial productivity 处理 黄瓜产量 t hm 2 灌溉水量 m3 hm 2 施肥总量 kg hm 2 灌溉水利用率 kg m 3 肥料偏生产力 kg kg 1 W1F1 289 07 8 86 e 2 043 33 46 19 c 826 67 23 09 f 141 47 2 81 c 349 71 7 13 a W1F2 313 51 7 99 d 2 016 67 46 19 c 1 084 44 30 79 e 155 46 1 10 b 289 12 2 26 b W1F3 324 51 4 58 bcd 1 990 00 0 00 c 1 600 00 0 00 d 163 07 2 30 a 202 82 2 87 e W2F1 320 41 1 95 cd 2 736 67 92 38 b 1 173 33 46 19 e 117 16 3 31 e 273 32 9 31 c W2F2 341 83 3 55 a 2 683 33 92 38 b 1 528 89 61 58 d 127 51 5 46 d 223 87 10 82 d W2F3 328 19 6 56 bc 2 683 33 92 38 b 2 293 33 92 38 b 122 40 4 84 de 143 26 6 37 g W3F1 329 56 6 91 bc 3 350 00 138 56 a 1 480 00 69 28 d 98 43 2 08 g 222 86 5 86 d W3F2 334 58 9 64 ab 3 350 00 138 56 a 1 973 33 646 63 c 99 99 5 86 g 169 80 35 28 f W3F3 340 17 7 87 a 3 210 00 140 71 a 2 580 00 514 39 a 106 03 3 26 f 135 32 30 96 h 显著性检验 F 灌溉 3 38 220 94 2 18 施肥 13 91 14 58 422 17 灌溉 施肥 注 同列数据后不同小写字母表示 P 0 05水平下的差异显著 表示差异极显著 P 0 01 表示差异显著 P 0 05 下同 2 4 黄瓜品质隶属度分析 由表 3 可知 W1 W2 W3 处理下 可溶性糖量 可溶性固形物量 可溶性蛋白量 维生素 C 量均随施 肥总量增加而增加 说明随着施肥 总量 增加 品质指 标相应提高 为了比较 W1 W2 W3 处理之间的变 化 将可溶性糖量 可溶性固形物量 可溶性蛋白量 维生素 C 量分别求平均值 平均值随单次灌溉量的增 加呈降低趋势 说明灌溉水量增加会导致品质下降 采用隶属度函数法对黄瓜品质进行评价显示 隶属函 数求和从大到小排序为 W1F3 处理 W1F2 处理 W2F3 处理 W1F1 处理 W2F2 处理 W3F3 处理 W3F2 处理 W2F1 处理 W3F1 处理 参照定级标准 W1F3 W1F2 W2F3处理 为 高品质黄瓜 W1F1 W2F2 W3F3处理 为 中等品质黄瓜 W3F2 W2F1 W3F1处理 为 低品质黄瓜 表 3 黄瓜品质隶属度分析 Tab 3 Analysis of quality membership degree of cucumbers 处理 可溶性糖量 可溶性固形物量 可溶性蛋白量 维生素 C 量 mg 100g 1 隶属函数求和 黄瓜品质类型 W1F1 1 72 0 04 bc 3 43 0 15 bc 0 79 0 03 c 6 57 0 07 bc 0 60 MQ W1F2 1 79 0 09 ab 3 71 0 14 ab 0 86 0 04 b 6 72 0 17 b 0 78 HQ W1F3 1 82 0 01 ab 3 95 0 18 a 0 94 0 03 a 7 25 0 23 a 0 99 HQ W2F1 1 56 0 06 de 3 07 0 18 d 0 71 0 01 de 6 01 0 41 de 0 28 LQ W2F2 1 71 0 08 bc 3 47 0 18 bc 0 74 0 02 cd 6 45 0 36 bcd 0 55 MQ W2F3 1 84 0 05 a 3 64 0 24 ab 0 77 0 00 c 6 58 0 14 bc 0 71 HQ W3F1 1 46 0 05 e 2 71 0 21 e 0 58 0 05 f 5 70 0 24 e 0 00 LQ W3F2 1 54 0 02 de 3 22 0 16 cd 0 68 0 02 e 6 26 0 32 bcd 0 32 LQ W3F3 1 64 0 09 cd 3 43 0 17 bc 0 70 0 03 de 6 18 0 30 cde 0 42 MQ 显著性检验 F 灌溉 1 47 5 90 38 93 9 44 施肥 4 97 4 29 9 93 2 91 灌溉 施肥 2 5 黄瓜风味排序分析 采用排序法对黄瓜风味进行评价 表 4 按照 n 10 t 9 查表得品评对照值为 28 71 W3F1 W3F2 处理 的 Ti 值 71 黄瓜口感最差 W1F1 W2F1 W2F2 第 3 期 董环 等 北方设施黄瓜灌溉施肥方式研究 7 W2F3处理和 W3F3处理 的 Ti值介于 28 71 口感较好 W1F2 W1F3处理 的 Ti 值 28 口感最好 综 上 单次低灌溉量处理下的黄瓜风味更好 表 4 黄瓜风味排序分析 Tab 4 Analysis of cucumber flavor ranking 处理 品评员 1 品评员 2 品评员 3 品评员 4 品评员 5 品评员 6 品评员 7 品评员 8 品评员 9 品评员 10 顺序和 Ti W1F1 4 2 4 4 1 4 4 6 4 5 38 W1F2 1 3 2 1 4 3 1 5 2 3 25 W1F3 2 4 1 3 2 1 3 4 1 2 23 W2F1 7 6 5 6 7 6 7 7 7 4 62 W2F2 3 5 7 2 6 7 6 3 3 8 50 W2F3 5 1 3 5 3 2 2 1 6 1 29 W3F1 9 9 8 7 9 9 5 9 8 9 82 W3F2 6 7 6 8 8 5 9 8 9 7 73 W3F3 8 8 9 9 5 8 8 2 5 6 68 2 6 灌溉施肥效应综合分析 采用熵权 TOPSIS 分析法对灌溉施肥模式主要 指标综合分析 表 5 其中施肥总量 灌溉水量 和 排序法 顺序 和 定为负向指标 产量和隶属函数值定 为正向指标 各指标权重由熵权法确定 结果显示 熵权 TOPSIS 综合排序由前到后依次是 W1F2处理 W1F3 处理 W1F1 处理 W2F3 处理 W2F2 处理 W2F1 处理 W3F3 处理 W3F2 处理 W3F1 处理 综 合评价中 排序 W1处理 优 于 W2处理 W3 处理在 最后 表 5 不同 水肥配施方式效应综合分析 Tab 5 Comprehensive analysis of different fertigation methods effects 处理 施肥总量 kg hm 2 灌溉总量 m3 hm 2 产量 t hm 2 隶属函数求和 排序法 顺序和 CI 值 TOPSIS 排序 W1F1 826 67 23 09 f 2 043 33 46 19 c 289 07 8 86 e 0 60 38 0 769 3 W1F2 1 084 44 30 79 e 2 016 67 46 19 c 313 51 7 99 d 0 78 25 0 871 1 W1F3 1 600 00 0 00 d 1 990 00 0 00 c 324 51 4 58 bcd 0 99 23 0 849 2 W2F1 1 173 33 46 19 e 2 736 67 92 38 b 320 41 1 95 cd 0 28 62 0 462 6 W2F2 1 528 89 61 58 d 2 683 33 92 38 b 341 83 3 55 a 0 55 50 0 539 5 W2F3 2 293 33 92 38 b 2 683 33 92 38 b 328 19 6 56 bc 0 71 29 0 556 4 W3F1 1 480 00 69 28 d 3 350 00 138 56 a 329 56 6 91 bc 0 00 82 0 223 9 W3F2 1 973 33 646 63 c 3 350 00 138 56 a 334 58 9 64 ab 0 32 73 0 216 8 W3F3 2 580 00 514 39 a 3 210 00 140 71 a 340 17 7 87 a 0 42 68 0 244 7 3 讨 论 3 1 灌溉施肥方法分析 在黄瓜灌溉施肥效应的研究中 现有方法在供给 数量 频率及与作物需求的匹配度上存在显著差异 这直接影响试验结果的稳定性和实际应用价值 灌溉 方面 有学者 27 采用固定灌溉总量与频次进行分配 也有学者 28 通过设计不同单次灌溉量与频率组合开 展试验 尽管这些方法能够揭示黄瓜各项指标的差异 性 但其局限性在于未能充分考虑自然环境动态 如 辐射累积量的波动 以及黄瓜生育期与产量水平对水 分需求的时空异质性 此类方法虽有助于规律性研究 但因供给与需求间的系统性偏差可能影响结论可靠 性 其实际应用价值仍需进一步验证 针对上述问题 部分学者 29 30 提出以高于萎蔫系 数的田间持水 率 作为灌溉下限 该方法显著提升了灌 溉制度的灵活性与适应性 然而 以不同百分比的田 间持水 率 为灌溉下限 以田间持水 率 或固定比例 如 90 田间持水 率 作为灌溉上限的设定 存在两方面 不足 其一 田间持水 率 仅反映土壤持水能力上限 未必符合作物最佳需水阈值 其二 在适宜灌溉下限 尚未明确的情况下 采用不同下限配合相同上限的设 计 其产生的指标差异难以准确归因 本研究基于前 人成果 将灌溉下限优化为 65 田间持水 率 并以单 次灌溉量为变量 使结果更具可比性和实践指导意义 施肥策略方面 现有研究多采用梯度施肥设计 包括 按比例分次施用 31 依生育期调整配比 30 32 或按固定 间隔期分配 33 34 这些方法虽能建立养分梯度 但由 于施肥频次有限 可能导致黄瓜 作为对肥力高度敏 感的作物 出现阶段性养分亏缺 特别是生育后期断 肥对各类指标存在潜在影响 本研究创新性地采用灌 溉施肥一体化技术 通过灌溉频次与单次施肥量的协 同调控实现养分持续供应 其研究结论对生产实践具 有指导价值 3 2 灌溉施肥方式对黄瓜产量 灌溉水利用率和肥料 偏生产力的影响 灌溉施肥措施影响土壤中水分和养分有效性及 空间分布 进而影响作物产量形成 35 李邵等 12 在温 灌溉排水学报 第 45卷 8 室盆栽黄瓜发现 相同施肥条件下 产量随土壤水分 的增加而增加 中水高水条件下 施肥水平越高 产 量越高 低水条件下 产量随施肥水平先增加后减少 王虎兵等 16 温室番茄水肥耦合试验发现 高水处理较 低水处理番茄总产量增加 16 5 高肥处理较低肥处 理番茄总产量增加 8 0 中水高水条件下 番茄总 产量随施肥水平提高不断增加 低水条件下 番茄总 产量随施肥量增加先增加后减少 各肥料水平下 番 茄产量均随灌水水平提高而增加 本试验研究结果与 以上学者研究结果多数情况是相近的 大量研究表明 灌水和施肥显著影响水肥利用效 率 36 雷宏军等 37 温室番茄水肥气耦合试验发现 灌 溉水量增加 后 灌溉水利用率 降低