水肥耦合對黃花菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

摘要 為探究寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)黃花菜適宜的水肥耦合模式，以黃花菜為供試材料，采用滴灌灌水方式，試驗(yàn)設(shè)計(jì)3個灌水梯度和3個水溶肥施肥梯度，組合不同灌水、施肥梯度，共設(shè)置9個試驗(yàn)處理。分析不同處理黃花菜的株高、花薹粗、花蕾長、花蕾粗、產(chǎn)量及品質(zhì)等指標(biāo)變化規(guī)律。結(jié)果表明：T2F2處理可顯著提高黃花菜花蕾長、花蕾單重、產(chǎn)量、可溶性糖和VC含量 。利用主成分分析方法對黃花菜生長、產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，T2F2處理表現(xiàn)最優(yōu)。寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)黃花菜較優(yōu)的水肥管理模式為生育期灌水10次，總灌水量3 525 m3/hm2，水溶肥施肥6次，在黃花菜萌芽出土期和展葉期分別隨水施肥1次，在抽薹期和花期分別隨水施肥2次，總施肥量為562.5 kg/hm2。

關(guān)鍵詞 水肥耦合；揚(yáng)黃灌區(qū)；黃花菜；主成分分析

中圖分類號 S 275.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2024）20-0136-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.20.034

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

The Combined Effect of Water and Fertilizer on Yield and Quality of Day lily

LI Jin-ze1.2，TANG Rui HOU Zheng3

（1.The Scientific Research Institute of the Water Conservancy of Ningxia，Yinchuan，Ningxia 750021;2.Ningxia Dry Farming，Water Saving and Efficient Agricultural Engineering Technology Research Center，Yinchuan，Ningxia 750021;3.Ningxia Hydrology and Water Resources Monitoring and Early Warning Center，Yinchuan，Ningxia 750002）

Abstract In order to explore the suitable coupling model of water and fertilizer for day lily in Yanghuang irrigation area of Ningxia.Using day lily as test material and drip irrigation method，3 irrigation gradients and 3 water-soluble fertilizer fertilization gradients were designed，and a total of 9 experimental treatments were set up by combining different irrigation and fertilization gradients.The changes of plant height，flower moss thickness，flower bud length，flower bud thickness，yield and quality of day lily under different treatments were analyzed.The results showed that T2F2 treatment could significantly increase flower bud length，bud weight，yield，soluble sugar and VC content of day lily.The growth，yield and quality indexes of day lily were evaluated by principal component analysis，and T2F2 treatmeAPMxYFjRUGmaKhqjwZdWpg==nt showed the best performance.The optimal water and fertilizer management mode of day lily in Yanghuang irrigation area of Ningxia was irrigated 10 times during growth period，total irrigation amount was 3 525 m3/hm2，water-soluble fertilizer was applied 6 times，fertilization was applied once with water during germination and leaf opening period，fertilization was applied twice with water during bolting period and flowering period，and the total fertilizer application amount was 562.5 kg/hm2.

Key words Water-fertilizer coupling;Yanghuang irrigation area;Day lily;Principal component analysis

寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)日照充足、晝夜溫差大、有效積溫高，對黃花菜生長非常有利，并且該地區(qū)灌溉依靠揚(yáng)水工程的黃河水，生產(chǎn)的黃花菜色澤鮮亮、豐潤飽滿，備受市場歡迎，種植規(guī)模逐年增大，黃花菜種植產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為當(dāng)?shù)氐奶厣a(chǎn)業(yè)。但是，當(dāng)?shù)胤N植戶采用“大水大肥”的生產(chǎn)方式，導(dǎo)致水肥利用效率低下，且破壞生態(tài)環(huán)境。目前，寧夏中部干旱帶水肥一體化技術(shù)可精準(zhǔn)控制水肥施用量［1-3］， 黃花菜規(guī)?；N植在當(dāng)?shù)仄鸩捷^晚，尚缺乏對應(yīng)的水肥一體化灌溉施肥制度。因此，探究寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)合理的黃花菜水肥一體化灌溉施肥制度已成為急需解決的問題。

國內(nèi)外研究表明，灌水和施肥是有效調(diào)控蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)的主要手段［4-6］。陳靜茹等［4］研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)水肥配比明顯提高娃娃菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。祝洋等［7］研究發(fā)現(xiàn)，在番茄在中等水平灌水量下，施加中等水平肥料量的處理產(chǎn)量最大，在相同灌水量下施較高氮肥比施較低氮肥的產(chǎn)量高。宋卓琴等［8］研究發(fā)現(xiàn)，黃花菜的產(chǎn)量隨施N量的增加呈先增加后降低的趨勢，P、K肥配施的效果要比N肥好。盡管前人圍繞蔬菜的水肥耦合效應(yīng)研究較多，但針對寧夏中部干旱帶揚(yáng)黃灌區(qū)滴灌條件下黃花菜的水肥灌溉制度研究甚少。該研究以當(dāng)?shù)攸S花菜主栽品種大烏嘴為供試材料，研究不同水肥耦合模式對黃花菜生長、品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，篩選出較優(yōu)的水肥耦合模式，為當(dāng)?shù)攸S花菜水肥管理提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2022年3—9月在寧夏鹽池縣蔬菜新品種引進(jìn)試驗(yàn)示范基地（37°78′ N，107°41′ E）進(jìn)行，該基地位于寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)的鹽池縣。試驗(yàn)區(qū)海拔1 348 m，年最高氣溫38 ℃，最低氣溫-28.5 ℃，年平均氣溫8.1 ℃，年降水量280 mm，集中在7—9月，年蒸發(fā)量2 041.8 mm，全年日照2 613.9 h，黃花菜生育期內(nèi)的降水量和日平均氣溫如圖1所示。試驗(yàn)區(qū)土壤質(zhì)地為沙壤土，0～40 cm土層土壤理化性質(zhì)為容重1.40 g/cm3、田間持水量18.08%、pH 8.52、全鹽0.19 g/kg、有機(jī)質(zhì)11.29 g/kg、全氮65 mg/kg、堿解氮93 mg/kg、有效磷5.94 mg/kg、速效鉀147 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試黃花菜品種為大烏嘴，肥料選取尿素（N≥46%）、硫酸鉀（K2O≥50%）和水溶性復(fù)合肥（N≥18%、P2O5≥18%、K2O≥18%）。黃花菜生育動態(tài)過程見表1。黃花菜行距140 cm，穴距40 cm，灌水方式為滴灌，滴灌帶鋪設(shè)方式為1管1行。

試驗(yàn)設(shè)置2個因素，因素A為生育期內(nèi)總灌水量，設(shè)置3個梯度，分別為T1（3 000 m3/hm2，低水）、T2 （3 525 m3/hm2，中水）、T3（3 900 m3/hm2，高水）；因素B為水溶肥施肥總量，設(shè)置3個梯度，分別為 F1（450.0 kg/hm2，低肥）、F2（562.5 kg/hm2，中肥）、F3 （675.0 kg/hm2，高肥），采用雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共計(jì)9個試驗(yàn)處理。每個試驗(yàn)處理設(shè)置3個重復(fù)，共21個試驗(yàn)小區(qū)，單個試驗(yàn)小區(qū)面積為 147 m2。在黃花菜萌芽出土期和展葉期分別隨水施入氮肥1次，2次施入氮肥量占總施肥量的20%；在抽薹期隨水施肥2次，氮、磷、鉀分別占總施肥量的 13%、10%、17%；在抽薹期前2次灌水隨水施肥2次，氮、磷、鉀占總分別施肥量的 13%、10%、17%。4月13日灌第1水，試驗(yàn)灌水施肥記錄見表2。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

株高：在黃花菜花期結(jié)束后，用鋼卷尺測量植株莖基部到生長點(diǎn)的長度為最終株高［9］。

花薹粗：在黃花菜花期結(jié)束后，用游標(biāo)卡尺測量距植株基部10 cm處黃花菜花薹薹粗。

產(chǎn)量指標(biāo)：在花期對黃花菜的花蕾長，花蕾粗和單個花蕾質(zhì)量進(jìn)行測定，并通過試驗(yàn)小區(qū)采樣區(qū)的黃花菜折算試驗(yàn)小區(qū)的產(chǎn)量。

品質(zhì)指標(biāo)：在花期開始的第10天，每個試驗(yàn)小區(qū)采樣500g后送至專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)對黃花菜新鮮花蕾的可溶性糖、蛋白質(zhì)、VC、粗脂肪、粗纖維的含量進(jìn)行檢測。

1.4 數(shù)據(jù)分析 采用 Microsoft Excel 2010、SPSS 23.0、Origin 22.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對黃花菜株高和花薹粗的影響

不同處理對黃花菜株高和花薹粗的影響如圖2、3所示。在T1水平下，黃花菜的株高和花薹粗隨著施肥量的增加而增加；在T2水平下，隨著施肥量的增加黃花菜的株高呈先上升后降低的趨勢，花薹粗呈上升趨勢；在T3水平下，黃花菜的株高和花薹粗隨著施肥量的增加呈先上升后降低的趨勢。在F1水平下，黃花菜的株高和花薹粗隨著灌水量的增加而增加；在F2水平下，隨著灌水量的增加黃花菜的株高呈先上升后降低的趨勢，花薹粗呈上升趨勢；在F3水平下，黃花菜的株高和花薹粗隨著灌水量的增加呈先上升后降低的趨勢。水肥交互作用下，T2F2處理下黃花菜的株高值最大，達(dá)到112.57 cm，相比最小的處理T1F1高14.23%，T2F2處理與T2F1、T2F3、T3F1、T3F2、T3F3處理無顯著差異；T2F3處理下黃花菜的花薹粗值最大，達(dá)到6.36 mm，相比最小的處理T1F1高12.97%，T2F3處理與T2F1、T2F2、T3F1、T3F2、T3F3處理無顯著差異。

2.2 不同處理對黃花菜產(chǎn)量特征的影響

不同處理黃花菜產(chǎn)量特征如表3所示。T2F2處理下黃花菜產(chǎn)量最高，達(dá)到28 225 kg/hm2，比T1F1處理高41.41%，但與處理T2F3、T3F1、T3F2、T3F3處理無顯著差異。水肥交互作用下，黃花菜花蕾長、花蕾粗、花蕾單重均為T2F2處理最高，比T1F1處理的花蕾長、花蕾粗、花蕾單重分別提高了12.31%、13.64%、14.59%。F1水平下的花蕾長、花蕾粗、花蕾單重和產(chǎn)量都隨著灌水量的增加而逐漸升高；F2水平下4個指標(biāo)隨著灌水量的增加呈先上升后下降的變化趨勢；F3水平下，隨著灌水量的增加，除了花蕾長和產(chǎn)量，其他指標(biāo)均呈先升高后降低的趨勢。T1水平下花蕾長、花蕾粗、花蕾單重和產(chǎn)量都隨著施肥量的增加而逐漸升高；T2、T3水平下的4個指標(biāo)都隨著施肥量呈先上升后下降的變化趨勢。

2.3 不同處理對黃花菜品質(zhì)的影響

不同處理下黃花菜品質(zhì)指標(biāo)見表4。在T1、T2水平下，可溶性糖、蛋白質(zhì)、VC、粗脂肪含量隨著施肥量的增加逐漸升高，粗纖維含量隨著施肥量的增加逐漸降低；在T3水平下，可溶性糖、蛋白質(zhì)、VC、粗脂肪含量隨著施肥量的增加逐漸升高，粗纖維含量隨著施肥量的增加呈先下降后上升趨勢。在F1水平下，隨著灌水量的增加，蛋白質(zhì)、粗脂肪含量逐漸升高，可溶性糖、VC含量呈先上升后下降趨勢，粗纖維含量逐漸降低；在F2水平下，隨著灌水量的增加，可溶性糖、蛋白質(zhì)含量逐漸升高，VC、粗脂肪、粗纖維含量呈先上升后下降趨勢；在F3水平下，隨著灌水量的增加，蛋白質(zhì)、VC、粗纖維含量逐漸升高，可溶性糖含量呈先下降后上升趨勢，粗脂肪含量呈先上升后下降趨勢。在水肥交互作用下，可溶性糖含量T3F3處理下最高，但僅與T1F1處理差異顯著，與其他處理差異不顯著；蛋白質(zhì)含量T3F3處理下最高，除了與T1F1處理差異顯著外，與其他各處理差異不顯著；粗纖維含量T1F3處理下最低，T3F2處理次之，但兩者差異不顯著。

2.4 灌水量、施肥量與黃花菜監(jiān)測指標(biāo)的相關(guān)性

灌水量、施肥量與黃花菜監(jiān)測指標(biāo)的相關(guān)性如圖4所示。灌水量與株高、花薹粗、花蕾粗、花蕾單重、產(chǎn)量均呈極顯著正相關(guān)（P≤0.01），與花蕾長呈顯著正相關(guān)（P≤0.05）；施肥量與蛋白質(zhì)、VC呈極顯著正相關(guān)（P≤0.01），與粗脂肪呈顯著正相關(guān)（P≤0.05），而與粗纖維呈極顯著負(fù)相關(guān)（P≤0.01）；水肥交互與株高、花薹粗、花蕾長、花蕾單重、產(chǎn)量呈顯著性正相關(guān)（P≤0.05），與可溶性糖、蛋白質(zhì)、VC、粗脂肪均呈極顯著正相關(guān)（P≤0.01），而與粗纖維呈顯著負(fù)相關(guān)（P≤0.05），不同指標(biāo)對灌水量、施肥量和水肥交互作用響應(yīng)存在差異性。

2.5 水肥耦合效應(yīng)綜合評價

從圖4可以看出，各評價指標(biāo)之間均存在顯著的相關(guān)性，用主成分分析法將各個處理的黃花菜株高、花薹粗、花蕾粗、花蕾單重、產(chǎn)量等11個評價指標(biāo)轉(zhuǎn)化為3個綜合指標(biāo)，各綜合指標(biāo)主成分的特征值、貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率如表5所示。提取3個主成分因子，第1、2、3主成分的貢獻(xiàn)率分別為76.739%、16.217%、3.117%，累積貢獻(xiàn)率達(dá)到96.073%。將各指標(biāo)成分矩陣表（表6）中的數(shù)據(jù)除以對應(yīng)主成分特征值的平方根，得到3個主成分得分值計(jì)算公式如下：

不同處理的3個主成分得分及綜合得分（以3個主成分特征值的占比為權(quán)重對F1、F2、F3加權(quán)求均值所得）值見表7。在T1和T3水平下，綜合得分值隨著施肥量的增加而增高，T2水平下綜合得分值隨著施肥量的增加呈先升高后降低趨勢；在F1和F3水平下，綜合得分值隨著灌水量的增加而增高，F(xiàn)2水平下綜合得分值隨著灌水量的增加呈先升高后降低趨勢；水肥耦合模式下，綜合得分排在前 3 位的分別是T2F2、T3F3、T2F3 處理，排在后 3 位的分別是 T1F3、 T1F2、T1F1 處理。

3 討論

水和肥是影響作物產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，滴灌條件下合理施肥在減少肥料使用量的同時能提高作物產(chǎn)量，提升作物的經(jīng)濟(jì)效益［10-11］。馬彥霞等［12］對娃娃菜的研究也表明，娃娃菜產(chǎn)量受水肥交互作用影響顯著。該試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為，在中、高灌水水平下黃花菜的花蕾長、花蕾粗、花蕾單重及產(chǎn)量隨著施肥量呈先上升后下降的變化趨勢；中肥水平下黃花菜的花蕾長、花蕾粗、花蕾單重及產(chǎn)量隨著灌水量的增加呈先上升后下降的變化趨勢。

蔬菜的營養(yǎng)成分是評價其品質(zhì)的重要依據(jù)。該研究發(fā)現(xiàn)，黃花菜可溶性糖隨著施肥量的增加逐漸升高，但在中、高灌水水平下，隨著施肥量的增大，可溶性糖含量增長幅度變緩，在一定的范圍內(nèi)增加施肥量可以提高黃花菜的可溶性糖含量，這與張建鍇等［13］圍繞蘋果的研究結(jié)論相似；黃花菜VC含量隨著施肥量的增加而增大，這與馬彥霞等［14］圍繞大棚甘藍(lán)的研究結(jié)論相似；黃花菜粗纖維的含量在低和中灌水水平下隨著施肥量的增加而降低，在高灌水水平下呈先降低后緩慢升高趨勢，在一定范圍內(nèi)增加施肥量，可以降低黃花菜粗纖維的含量，這與馮鵬等［15］對青貯玉米的研究結(jié)論相似。

馬彥霞等［12］用主成分分析方法對娃娃菜的產(chǎn)量、品質(zhì)等指標(biāo)進(jìn)行了綜合評價，提出了娃娃菜最優(yōu)的水肥組合模式；范海燕等［16］通過主成分分析方法確定露地白蘿卜最優(yōu)滴灌施肥制度。該研究通過主成分分析方法，得到黃花菜最優(yōu)水肥耦合模式為T2F2處理。

4 結(jié)論

綜合考慮黃花菜生長性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)，寧夏揚(yáng)黃灌區(qū)黃花菜較優(yōu)的水肥管理模式為生育期灌水10次，總灌水量3 525 m3/hm2，水溶肥施肥6次，在黃花菜萌芽出土期和展葉期分別隨水施肥1次，在抽薹期和花期分別隨水施肥2次，總施肥量為 562.5 kg/hm2 ，N∶P2O5∶K2O為1∶0.43∶0.71。

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