不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜礦質(zhì)元素積累分配及水分利用的影響

金寧，金莉，呂劍，郁繼華，羅石磊，張國(guó)斌，武玥，劉澤慈

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

在各種非生物脅迫中，干旱是限制全球作物生產(chǎn)力的主要環(huán)境制約因素之一[1-3]。沙漠化是受氣候變化、人類活動(dòng)等因素的影響，發(fā)生在干旱、半干旱地區(qū)的一種土地退化現(xiàn)象[4]。土地沙漠化造成的水資源短缺和非耕地的增加對(duì)作物的生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的影響[5]。西北干旱區(qū)是中國(guó)沙漠化危害最為嚴(yán)重的區(qū)域之一，為應(yīng)對(duì)在水資源短缺、閑置土地資源浪費(fèi)的條件下保持作物較高生產(chǎn)力的挑戰(zhàn)，以設(shè)施溫室為載體，基質(zhì)栽培為核心技術(shù)，強(qiáng)調(diào)發(fā)展節(jié)水灌溉的“戈壁農(nóng)業(yè)”應(yīng)運(yùn)而生[6-7]。與戈壁農(nóng)業(yè)相關(guān)的節(jié)水灌溉包括虧缺灌溉、調(diào)虧灌溉、交替隔溝灌溉、控制灌水上下限等[8]。黃瓜(Cucumissativus)作為耗水量較大且設(shè)施栽培面積最大的蔬菜作物，在西北干旱半干旱地區(qū)發(fā)展其節(jié)水栽培意義重大。

礦質(zhì)元素需溶于水以離子狀態(tài)被作物吸收，參與各種代謝活動(dòng)，在調(diào)節(jié)各種信號(hào)傳導(dǎo)途徑中發(fā)揮作用，并參與作物的水分平衡調(diào)節(jié)[9-10]，因此，在發(fā)展節(jié)水灌溉過(guò)程中的水分缺乏必定會(huì)干擾植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收、利用。前人的研究表明，水分虧缺對(duì)植物造成不利影響，表現(xiàn)為生長(zhǎng)受損、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)獲取減少和植物水分狀況改變等[11-12]。水分脅迫使花生仁中大量元素P和K的含量以及微量元素Mn的含量均升高，其余礦質(zhì)元素含量與土壤水分脅迫的關(guān)系因花生品種的不同而不同[13]。隨著PEG濃度的增加，苜蓿幼苗根、莖、葉中K+、Ca2+、Mg2+含量減少，K+/Na+、Ca2+/Na+、Mg2+/Na+值出現(xiàn)下降或先下降后升高的變化趨勢(shì)[14]。鄭青松等[15]研究了水分脅迫對(duì)油菜幼苗礦質(zhì)離子含量的影響，發(fā)現(xiàn)水份脅迫下K、Ca含量顯著下降，植株生長(zhǎng)明顯受抑制，同時(shí)其Na+和Cl+離子的吸收增加，且根系中這兩種離子的含量明顯低于莖葉。K+、Ca+離子的吸收用來(lái)重建植株體內(nèi)離子平衡來(lái)抵御水分脅迫傷害、增強(qiáng)植株抗性，是植物適應(yīng)干旱的一大特征[16]。眾多研究表明水分虧缺程度不同，植株礦質(zhì)元素的吸收分配，受到的影響程度也不同，適度的水分脅迫可增加小麥幼苗Cu、Mn、Fe、Zn、Ca含量，從而調(diào)節(jié)植株抗旱性，但過(guò)度干旱脅迫會(huì)造成各元素含量降低，水分平衡遭到破壞[17-19]。

灌水下限作為灌水的始點(diǎn)，它決定了作物的灌水次數(shù)、灌水間隔時(shí)間及灌水量[20]，是節(jié)水灌溉的一種主要形式。在干旱半干旱氣候條件及發(fā)展戈壁農(nóng)業(yè)的大背景下，尋找利于黃瓜礦質(zhì)元素積累和分配的適宜灌水下限具有重要意義。故本試驗(yàn)采用黃瓜博特209為試材，通過(guò)研究基質(zhì)栽培黃瓜在不同灌水下限下的干物質(zhì)分配率、產(chǎn)量、水分利用及礦質(zhì)元素積累分配的變化，研究不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜礦質(zhì)元素積累和分配的影響，以期篩選出有利于果實(shí)礦質(zhì)元素的積累和分配，且具有較高水分利用率的適宜基質(zhì)栽培的灌水下限，以期實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2019年3～7月在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室內(nèi)進(jìn)行。供試黃瓜品種為博特209，購(gòu)自甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院。2019年3月20日在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)人工氣候箱育苗，2019年4月20日定植于玻璃溫室中，栽培方式為基質(zhì)盆栽，定植基質(zhì)配比為：綠能瑞奇∶草炭∶蛭石比為2∶1∶1，其基質(zhì)田間最大持水量為61.03%，容重為0.522 g/cm3，pH 7.8，EC2.1 ms/cm，全氮1.612 g/kg，堿解氮498.6 mg/kg，速效磷136.7 mg/kg，速效鉀346.5 mg/kg。定植盆高為20 cm，直徑為26 cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)從緩苗8 d后開(kāi)始進(jìn)行水分處理，共設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)15盆。4個(gè)處理的灌水下限分別為田間持水量的50%、60%、70%、80%，分別用 A、B、C、D表示，灌水上限統(tǒng)一設(shè)定為 90%田間持水量。用TDR350水分速測(cè)儀測(cè)定基質(zhì)含水量。待含水量到下限時(shí)灌水至上限。各處理灌水量見(jiàn)表1，灌水量計(jì)算公式[21]如下：

表1 不同處理盆栽單株單次灌水量

M=S×r×h×Q×(q1-q2)

式中：M為盆栽每盆灌溉量(m3)；S為試驗(yàn)盆面積(0.053 m2)；r為基質(zhì)容重(0.522 g/cm3)；h為計(jì)劃濕潤(rùn)層深度(0.2 m)；Q為最大田間持水量(61.03%)；q1，q2分別代表灌水上、下限(田間持水量百分比)。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 干物質(zhì)測(cè)定 干鮮質(zhì)量測(cè)定：在黃瓜植株結(jié)果盛期，取3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)2個(gè)植株，挖出后洗凈根系，用報(bào)紙擦干水分，分別稱量根、莖、葉及果實(shí)鮮質(zhì)量，放入105 ℃烘箱殺青30 min，在烘箱80 ℃烘干至恒質(zhì)量，取出，稱量各部分干質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算各器官干質(zhì)量占全株干質(zhì)量的分配率及根冠比。

1.3.2 水分利用效率測(cè)定 待黃瓜植株拉秧后，統(tǒng)計(jì)各個(gè)處理黃瓜的單株產(chǎn)量和單株總灌水量，再依據(jù)下式[20]計(jì)算各個(gè)處理的水分利用效率：

水分利用效率(WUE)=單株產(chǎn)量/單株灌水量

1.3.3 礦質(zhì)元素含量測(cè)定 將果實(shí)的根、莖、葉和果實(shí)烘干后研磨，用0.25 mm的篩子過(guò)篩，裝入自封袋中備用。全N、P、K的前處理采用H2SO4-H2O2消煮法消解，全Ca、Mg、Cu、Fe、Mn及Zn前處理采用干法灰化法，N采用K1100F全自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定，P采用鉬銻抗比色法測(cè)定，K、Ca、Mg、Cu、Fe、Mn及Zn均采用原子吸收光譜儀測(cè)定[22-24]，礦質(zhì)元素的積累量和分配率根據(jù)下式計(jì)算：

某器官礦質(zhì)元素積累量=該器官礦質(zhì)元素含量×每株該器官的干物質(zhì)量

各器官礦質(zhì)元素分配率=該器官礦質(zhì)元素積累量/每株該元素積累總量

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Excel 2010對(duì)據(jù)進(jìn)行處理及作圖，并用SPSS 19.0進(jìn)行單因素方差分析，并運(yùn)用Duncan’s檢驗(yàn)法進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜干物質(zhì)分配的影響

基質(zhì)栽培黃瓜干物質(zhì)分配結(jié)果見(jiàn)表2。不同灌水下限下黃瓜干物質(zhì)的分配比例存在一定的差異。根干質(zhì)量占全株干質(zhì)量的比例以處理C最高，B、C顯著高于處理A，增幅分別為30.41%和30.49%，處理A、D無(wú)顯著差異；處理A莖干質(zhì)量占全株干質(zhì)量的比例顯著高于處理B、C、D，分別提高了17.40%、47.88%和32.62%；葉干質(zhì)量占全株干質(zhì)量同樣以處理A最大，且顯著高于處理B、C、D，分別提高了34.04%、80.28%和60.91%；果實(shí)干質(zhì)量占全株干質(zhì)量的比例以處理C最大，相較于處理A、B、D，分別顯著提高了41.36%、15.78%和4.78%；處理B的根冠比相較于處理A、D，顯著提高了31.68%和9.57%，處理C相較于處理A、D，顯著提高了31.75%和9.63%，處理C的根冠比高于處理B，但兩者并無(wú)顯著性差異。

表2 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜干物質(zhì)分配的影響

2.2 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜水分利用效率的影響

從圖1可以看出，單株產(chǎn)量和單株灌水量隨著灌水下限的提高呈現(xiàn)出逐漸增高的趨勢(shì)。處理C、D之間的單株產(chǎn)量并無(wú)顯著性差異，且均顯著高于處理A、B，處理C較處理A、B，增幅為66.99%和34.01%，處理D較處理A、B，增幅為67.19%和34.17%。處理A、B、C、D的單株灌水量之間均存在顯著差異，處理D較處理A、B和C的增幅為38.27%、30.23%和10.34%?；|(zhì)栽培黃瓜的水分利用率隨著灌水上限的提高呈先上升后下降的趨勢(shì)，其中處理C的水分利用率最大，且顯著高于其他3個(gè)處理，較處理A、B、D的增幅分別為33.14%、13.23%和10.30%。

不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.3 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜礦質(zhì)元素積累量的影響

2.3.1 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜根系礦質(zhì)元素積累量的影響 由表3可知，不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜根系的礦質(zhì)元素的影響存在很大差異。其中，處理B、C、D的黃瓜根系N積累量并無(wú)顯著差異，但均顯著高于處理A。處理C、D的黃瓜根系P、K、Mg和Ca的積累量無(wú)顯著性差異，但均顯著高于處理A、B，處理C較處理A的P、K、Mg和Ca的增幅分別為114.29%、205.00%、100.00%和100.00%，處理C較處理B的P、K、Mg和Ca的增幅分別為50.00%、117.86%、42.86%和20.00%。處理C的黃瓜根系Fe、Mn、Zn的積累量高于其他3個(gè)處理，其中，F(xiàn)e積累量顯著高于其他3個(gè)處理，分別是處理A、B和D的5.21倍、3.17倍和2.86倍。

表3 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜根系礦質(zhì)元素積累量的影響

2.3.2 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜莖礦質(zhì)元素積累量的影響 由表4可知，處理A、B的黃瓜莖N的積累量顯著高于其他兩個(gè)處理，處理A、B黃瓜莖N積累量相較于處理C增幅分別為7.26%、8.06%，相較于處理D的增幅分別為22.02%、22.94%。處理C、D黃瓜莖的P、K積累量顯著高于處理A，P積累量的增幅分別為18.75%和28.13%，K積累量的增幅均為56.65%，處理A、B之間黃瓜莖的P積累量無(wú)顯著差異。處理D黃瓜莖Mg的積累量顯著高于處理A，較處理A的增幅為31.58%，處理C、D之間無(wú)顯著差異。同樣，處理D顯著高于處理A，較處理A的增幅為25.00%，處理B、C、D之間無(wú)顯著差異。處理C黃瓜莖Cu積累量顯著高于其他3個(gè)處理，處理B、D黃瓜莖Fe、Mn積累量顯著高于A、B處理，4個(gè)處理黃瓜莖Mn積累量并無(wú)顯著差異。

表4 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜莖礦質(zhì)元素積累量的影響

2.3.3 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜葉片礦質(zhì)元素積累量的影響 由表5可知，處理A黃瓜葉片N積累量最高，與處理C存在顯著性差異，較處理C增幅為26.86%，處理B、C、D之間黃瓜葉片N含量無(wú)顯著差異。各處理之間的黃瓜葉片P和Ca積累量并無(wú)顯著性差異。處理B、C、D黃瓜葉片K積累量無(wú)顯著差異，但均顯著高于處理A，較處理A的K積累量的增幅分別為32.34%、41.64%和43.86%。處理C、D黃瓜葉片Mg積累量顯著高于處理A、B，相較于處理A，黃瓜葉片Mg積累量的增幅為33.33%和27.54%，相較于處理B，處理C、D黃瓜葉片Mg積累量的增幅為26.03%和20.55%。處理A、B、C黃瓜葉片Cu積累量并無(wú)顯著差異，但均顯著高于處理D。處理D黃瓜葉片F(xiàn)e積累量顯著高于其他3個(gè)處理。4個(gè)處理的黃瓜葉片Mn和Zn積累量均無(wú)顯著性差異。

表5 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜葉片礦質(zhì)元素積累量的影響

2.3.4 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜果實(shí)礦質(zhì)元素積累量的影響 由表6可知，處理C、D黃瓜果實(shí)N、P、K和Mg積累量無(wú)顯著差異，且均顯著高于處理A、B，其中，處理C黃瓜果實(shí)的N、P、K、Ca積累量是4個(gè)處理中最高的是處理A的3.03、2.5、3.29和2.69倍；相較于處理B，處理C黃瓜果實(shí)N、P、K、Ca積累量的增幅分別為58.30%、52.25%、70.53%和80.77%。微量元素Cu、Fe、Zn在黃瓜果實(shí)中的積累量表現(xiàn)為處理C、D之間無(wú)顯著差異，但均顯著高于處理A、B，處理D黃瓜果實(shí)Mn積累量顯著高于其他3個(gè)處理。

表6 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜果實(shí)礦質(zhì)元素積累量的影響

2.4 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜礦質(zhì)元素分配率的影響

2.4.1 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜大量元素分配率的影響 圖2顯示大量元素(N、P、K)積累量在不同灌水下限條件下基質(zhì)栽培黃瓜各器官中的分配率。其中，P、K元素在4個(gè)處理中均以在果實(shí)中的分配率最大，并隨著灌水下限的提高，P、K元素在果實(shí)的分配率呈先上升后略有下降的趨勢(shì)，以處理C的果實(shí)P、K分配率最高，相較于處理A的增幅分別為32.73%和18.70%，相較于處理B的增幅分別為9.80%和8.53%，相較于處理D的增幅分別為1.42%和1.60%。N元素在處理B、C、D中均表現(xiàn)為在果實(shí)中的分配率最大，其中，處理C的果實(shí)N分配率最高，相較于處理B的增幅為21.06%，相較于處理D的增幅為2.78%，但在處理A中則表現(xiàn)為在葉片中的N分配率最高。

不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.4.2 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜中量元素分配率的影響 由圖3可知，Ca元素在處理C、D中以在果實(shí)中的分配率最大，而在處理A、B中以黃瓜葉中的分配率最大；處理C的果實(shí)中Ca元素分配率高于其他3個(gè)處理，相較于處理A、B、D的增幅分別為85.83%、35.07%和9.92%。Mg元素在處理B、C、D中以果實(shí)中的分配率最大，而在處理A中以葉中的分配率最大；同樣，處理C的果實(shí)中Mg元素分配率高于其他3個(gè)處理，相較于處理A、B、D的增幅為56.98%、22.36%和2.56%。

不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.4.3 不同灌水下限對(duì)基質(zhì)栽培黃瓜微量元素分配率的影響 圖4顯示微量元素(Cu、Fe、Mn和Zn)積累量在不同灌水下限條件下基質(zhì)栽培黃瓜各器官中的分配率。其中，Cu、Zn元素在4個(gè)處理中均表現(xiàn)為在果實(shí)中的分配率最大；處理A的Cu元素在葉中的分配率高于其他3個(gè)處理，是處理B、C、D的1.53、2.49和4.46倍；處理C的Zn元素在果實(shí)中的分配率高于其他3個(gè)處理，較處理A、B、D的增幅分別為37.46%、14.93%和0.35%。Fe、Mn元素在4個(gè)處理中均表現(xiàn)為在葉中的分配率最大；處理C的果實(shí)Fe元素分配率在4個(gè)處理中最高，相較于處理A、B、D的增幅為109.26%、44.39%和11.57%；處理A的Mn元素葉中的分配率高于其他3個(gè)處理，相較于處理B、C、D的增幅為11.75%、37.05%和38.49%。

不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。

3 討論

黃瓜根坐住后，植株將會(huì)從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)為生殖生長(zhǎng)階段，即在黃瓜的生長(zhǎng)中，有機(jī)物的運(yùn)輸存在著“源”與“庫(kù)”的競(jìng)爭(zhēng)，光合產(chǎn)物會(huì)優(yōu)先運(yùn)往瓜條。有研究稱，辣椒盛果期，土壤水分狀況的差異會(huì)顯著影響地上部和地下部同化物的分配；最有利于黃瓜干物質(zhì)積累的灌水周期為6 d，黃瓜開(kāi)花期，土壤含水量在80%～90%田間持水量的范圍內(nèi)，可促進(jìn)根冠間同化物的合理分配[25-27]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著灌水下限的提高，根干物質(zhì)的分配率及根冠比均先上升后下降的趨勢(shì)，峰值在70%田間持水量的灌水下限處，說(shuō)明適度的水分脅迫可以促進(jìn)根系的生長(zhǎng)；而50%田間持水量的灌水下限下，根干物質(zhì)分配率及根冠比最低，說(shuō)明過(guò)低的灌水下限造成的過(guò)度的水分脅迫不利于根系的生長(zhǎng)；80%田間持水量的灌水下限其根冠比較小的原因可能是由于基質(zhì)含水量較高，吸收較易，根系發(fā)育較弱，這與齊廣平等[28]在番茄上的研究結(jié)果一致。同時(shí)，50%田間持水量的灌水下限莖、葉的干物質(zhì)分配率顯著高于其他3個(gè)處理，說(shuō)明50%田間持水量處理造成的過(guò)度水分脅迫改變了黃瓜干物質(zhì)的分配方向，明顯增加了莖、葉的分配率，降低了在產(chǎn)量器官果實(shí)中的分配率，這與陳斐等[29]在春小麥上干旱使得干物質(zhì)在營(yíng)養(yǎng)器官中的分配指數(shù)降低，穗中分配指數(shù)增加的研究結(jié)果不一致。這可能是與作物的種類、品種等不同有關(guān)。同時(shí)，在鄒悅等[30]關(guān)于不同配比草炭和羊糞的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，不同配比基質(zhì)的物理(田間持水量、容重等)和化學(xué)性質(zhì)(EC、pH等)存在不同，這也可能導(dǎo)致干物質(zhì)的分配率不一致。70%田間持水量的灌水下限果實(shí)的干物質(zhì)分配率顯著高于其他各處理，說(shuō)明70%田間持水量的灌水下限處理下，更有利于干物質(zhì)的合理分配。研究表明，植物干物質(zhì)的積累是產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，干物質(zhì)的分配方向是決定作物產(chǎn)量高低的重要因素[31-32]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，70%、80%田間持水量的灌水下限相比其他兩個(gè)處理更有利于干物質(zhì)向果實(shí)的分配，同時(shí)70%、80%田間持水量處理的單株產(chǎn)量也顯著高于其他兩個(gè)處理。劉軍等[33]在紫花苜蓿的研究中顯示輕度水分脅迫可提高紫花苜蓿葉片的水分利用效率，且顯著大于充分灌溉。本試驗(yàn)得到了相似的結(jié)果，水分利用率以70%處理最大，較50%、60%、80%田間持水量處理的分別顯著增加了33.14%、13.23%和10.30%。

在干旱條件下，由于土壤水分減少，導(dǎo)致礦質(zhì)養(yǎng)分從土壤向根表面的擴(kuò)散緩慢，再者，干旱還會(huì)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，從而降低蒸騰速率，限制了養(yǎng)分從根向莖的運(yùn)輸。因此，水分脅迫降低了土壤基質(zhì)和植物組織中養(yǎng)分的可用性和運(yùn)輸，進(jìn)而影響礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的積累和分配方向[34-35]。在本試驗(yàn)中，50%田間持水量處理相較與70%、80%田間持水量處理顯著降低了黃瓜根、果實(shí)對(duì)N的積累，促進(jìn)了N在莖和葉中的積累，50%田間持水量處理還改變了N的分配方向，表現(xiàn)為N優(yōu)先向葉中分配，而在60%、70%、80%田間持水量處理中則優(yōu)先向黃瓜果實(shí)中分配，這與張文娥等[36]關(guān)于芭蕉芋在干旱脅迫條件下，N優(yōu)先向葉中分配的研究結(jié)果一致。50%田間持水量處理黃瓜葉片中的這種高氮水平從根本上說(shuō)可能是由于在過(guò)度水分脅迫下葉片快速積累游離氨基酸或蛋白質(zhì)的結(jié)果[37]。P、K在4個(gè)處理中均優(yōu)先向果實(shí)中分配，但隨著灌水下限的下降，在50%、60%田間持水量處理中P、K在黃瓜產(chǎn)品器官果實(shí)的積累量和分配率均呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。孫哲等[38]的研究也表明，在干旱脅迫條件下，K不利于向甘薯產(chǎn)品器官塊根中分配的研究結(jié)果一致。70%、80%田間持水量處理的黃瓜果實(shí)Ca積累量顯著高于其他兩個(gè)處理，并且Ca在70%、80%田間持水量處理中優(yōu)先向果實(shí)中的分配，而在50%、60%田間持水量處理中優(yōu)先向葉中分配，這是可能是因?yàn)镃a離子作為重要的信號(hào)和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，植株通過(guò)優(yōu)先向葉片分配Ca來(lái)調(diào)節(jié)葉片氣孔開(kāi)閉、維持細(xì)胞膨壓和重建體內(nèi)離子平衡等來(lái)抵御過(guò)度水分脅迫造成的傷害[39]。Mg在60%、70%、80%田間持水量處理中優(yōu)先向果實(shí)分配，而在50%田間持水量處理中優(yōu)先向葉中分配，且50%處理的黃瓜根、莖、葉和果實(shí)的Mg含量在4個(gè)處理中均最低，這可能是因?yàn)镸g元素是葉綠素分子的核心原子及蛋白質(zhì)合成中核糖亞基的橋接元件，植物葉片中約75%的Mg與核糖體結(jié)構(gòu)有關(guān)，而核糖體是蛋白質(zhì)合成的工廠，Mg積累量低，可減緩植物體內(nèi)的物質(zhì)代謝與能量轉(zhuǎn)化，降低無(wú)效蒸騰作用，使植物維持正常生長(zhǎng)[40-41]。50%田間持水量處理較70%、80%田間持水量處理顯著降低了黃瓜產(chǎn)品器官果實(shí)中微量元素(Cu、Fe、Mn、Zn)的積累量，這與李東曉等[42]在小麥上的研究基本一致，邯麥9在水分虧缺條件下產(chǎn)量和水分利用效率均顯著下降，且產(chǎn)品器官籽粒中Cu 和Mn 積累明顯下降。

4 結(jié)論

綜上所述，50%田間持水量的灌水下限條件可能對(duì)黃瓜造成了過(guò)度水分脅迫，表現(xiàn)為莖、葉成為黃瓜的生長(zhǎng)中心和礦質(zhì)元素分配中心，產(chǎn)量器官果實(shí)并不是優(yōu)勢(shì)器官，同時(shí)干物質(zhì)也優(yōu)先向莖、葉分配，單株產(chǎn)量最低；70%、80%田間持水量的灌水下限礦質(zhì)元素大多優(yōu)先向產(chǎn)品器官果實(shí)分配，同時(shí)70%田間持水量處理的果實(shí)干物質(zhì)分配率和水分利用效率均顯著高于其他處理，單株產(chǎn)量與80%田間持水量處理并無(wú)顯著差異，說(shuō)明不同灌水下限可能通過(guò)調(diào)控礦質(zhì)元素的積累及分配，影響了干物質(zhì)分配，進(jìn)一步影響了基質(zhì)栽培黃瓜產(chǎn)量及水分利用率。本研究表明，70%田間持水量的灌水下限更有利于基質(zhì)栽培黃瓜礦質(zhì)元素的吸收利用及干物質(zhì)的合理分配，進(jìn)而有利于提高產(chǎn)量和水分利用率，是基質(zhì)栽培黃瓜適宜的灌水下限。