分根灌溉对设施黄瓜生长、生理特性及水分利用效率的影响

摘要

为探明分根灌溉在黄瓜上的节水机理及应用模式，本试验以‘津优3号’黄瓜为试材，分别在PVC管、塑料大棚和日光温室栽培条件下，设分根交替滴灌(Alternate partialroot-zone drip irrigation, APDI)、固定1/2根区滴灌(Fixed partial root-zone drip irrigation，FPDI)和传统滴灌（Conventional drip irrigation，CDI）3种滴灌模式，随机区组排列，进行了分根灌溉对设施黄瓜生长、生理特性及水分利用效率的研究。结果表明:
　　1.与CDI相比，FPDI严重抑制了黄瓜的生长，而APDI能够刺激黄瓜根系的补偿生长，显著提高根系活力，增加黄瓜的根冠比，有利于黄瓜根系的伸长生长和根系吸收面积的增加;
　　2.CDI、APDI和FPDI处理黄瓜叶片相对含水量、水势和渗透势随着灌水量的减少而降低，但是细胞汁液浓度随着灌水量的减少而明显升高。CDI供水充足，黄瓜生理代谢旺盛，自由水与束缚水比例显著高于APDI和FPDI处理，而APDI和FPDI处理受灌水量和供水面积的影响，自由水与束缚水比例显著降低，代谢减弱，而抗逆性得到提高;
　　3.和CDI相比较，APDI和FPDI处理下黄瓜叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量随着灌水量的减少而显著增加，但是叶绿素a/b呈下降趋势，APDI与CDI相比差异不显著，而FPDI和CDI之间差异达显著水平，表明FPDI显著降低了黄瓜叶片的捕光能力，不利于黄瓜的光合作用;
　　4.FPDI显著降低了黄瓜叶片的光合气体交换能力和光化学效率，而APDI可维持相对适宜的光合气体交换能力和较高的光化学效率，同时可减小叶片气孔导度，降低蒸腾耗水，进而控制植株营养生长的冗余;
　　5.FPDI和APDI减少了灌水量，引起作物的渗调物质如可溶性糖、脯氨酸含量增加，SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性增强，增强了作物对干旱胁迫的适应性;
　　6.与CDI相比，APDI提高了黄瓜果实中可溶性蛋白和维生素C的含量，改善了黄瓜的部分品质，而FPDI降低了黄瓜的品质;
　　7.APDI显著降低了土壤湿润层灌溉水的深层渗漏，从而提高了灌溉水利用效率。塑料大棚栽培试验结果表明，APDI灌水量减少17％，水分利用效率提高18.6％。日光温室栽培试验结果表明，春茬APDI和FPDI处理的水分利用效率分别提高了1.24和2.23倍，秋茬分别提高了0.82和0.63倍，但是和CDI处理相比较，FPDI处理的产量春、秋2茬分别下降了26.9％和16.3％，而APDI处理产量差异不显著。
　　综上所述，分根交替滴灌(APDI)可刺激黄瓜根系补偿生长，提高瓜条品质，在不减产的情况下可大大提高水分利用效率，可作为设施黄瓜提质增效的一种节水灌溉模式，具有广阔的应用前景。