王 鑫，刘晶晶，张小帅

(1.张家口市农业高效节水研究所，河北 张家口076450； 2.张家口市农业科学院，河北 张家口075000)

0 引言

架豆是冀西北高原地区设施蔬菜中的主要作物，由于经济效益良好，发展迅速，现阶段冀西北高原地区年播种面积达2 000 hm2左右[1]。但在具体的生产过程中，也出现了我国农业生产过程中灌溉水和肥料的利用率低下，土壤和水体污染严重的通病。

水肥是农业生产的重要资源，是农作物高产的基本保障，同时也是影响果实品质的主要因素，在不同水肥处理作用过程中可产生协同效应、叠加和拮抗作用，两者间相互影响、相互制约，采用水肥耦合技术可以有效减少水资源的浪费，避免过量施肥对环境的污染和破坏[2-7]。目前，对小麦、水稻、玉米、马铃薯等露天农作物的研究已较为深入，对日光温室作物的研究主要集中于番茄、黄瓜、辣椒等常见温室蔬菜，而针对架豆的研究仍停滞在栽培技术上[8-16]。

以文献[17]的研究为基础，在冀西北高原地区独特环境气候条件下，对日光温室膜下滴灌架豆开展不同水肥组合影响其产量及品质的试验研究，得出该区域日光温室膜下滴灌架豆最优水肥配比，为冀西北高原地区发展日光温室膜下滴灌架豆产业，建立一整套灌溉施肥体系提供科学可信的基础。

1 材料与方法

1.1研究区概况

试验在张家口市农业高效节水研究所的日光温室中进行，位于张家口市张北县张北镇庙滩村，东经114°40′，北纬41°11′，海拔1 382 m，为典型的冀西北高原。气候为典型的寒温带半干旱大陆性季风气候，降水稀少，气温低、昼夜温差大，多风、蒸发强烈。年日照时间2 844.0 h，日照百分率67.0%，年平均气温3.5 ℃，年大于10 ℃积温1 989.0 ℃，无霜期120 d，多年平均降水量380 mm，多年平均蒸发量1 655 mm[18]。

试验区土壤以农牧交错地带典型的栗钙土为主，土壤耕作层pH值8.34，有机质23.36 g/kg，全氮0.14%，速效磷52.93 mg/kg，速效钾216.40 mg/kg，土壤干容重1.704 g/kg，田间持水量15.75%。

1.2试验材料

供试作物为架豆，品种为“绿剑”，具有生长势强、甩蔓早、花白色、青荚绿色、扁条形、早熟和丰产的特点。

肥料：有机肥(羊粪，全氮含量0.62%，有机质含量87.53 g/kg，速效磷含量1 859.02 mg/kg，速效钾含量9 636.00 mg/kg，缓效钾含量240.00 mg/kg)；复合型底肥(N∶P∶K=18∶18∶18)；I型复合肥(N∶P∶K=17∶17∶17)；II型复合肥(N∶P∶K=18∶6∶24)；硝酸按钙(水溶钙含量19%)。

1.3试验设计

试验为水分与肥力双因素试验，设置2个灌溉制度和4个施肥量，分别以Wi(i=1，2)和Fj(j=1，2，3，4)表示，不同水肥组合方式如表1所示。为与当地农户的生产方式进行对比，依据当地灌溉施肥习惯设置一个对照处理(CK)，本试验共计9个处理。

表1 不同水肥组合

灌溉水平如下。W1，苗期灌水150 m3/hm2，抽蔓期灌水180 m3/hm2，结荚期灌水6次，灌水定额180 m3/hm2，灌水周期6 d。W2，苗期灌水150 m3/hm2，抽蔓期灌水180 m3/hm2，结荚期灌水9次，灌水定额135 m3/hm2，灌水周期4 d。CK，苗期灌水180 m3/hm2，抽蔓期灌水180 m3/hm2，结荚期灌水12次，灌水定额180 m3/hm2，灌水周期3 d。所有处理初花期均不灌水。

施肥水平如下。F1，底肥为有机肥75 000 kg/hm2，抽蔓期随水滴施I型复合肥120 kg/hm2，结荚期追肥3次，每次随水滴施II型复合肥120 kg/hm2、硝酸钙45 kg/hm2。F2，底肥为有机肥75 000 kg/hm2，抽蔓期随水滴施I型复合肥150 kg/hm2，结荚期追肥3次，每次随水滴施II型复合肥150 kg/hm2、硝酸钙60 kg/hm2。F3，底肥为有机肥75 000 kg/hm2，抽蔓期随水滴施I型复合肥180 kg/hm2，结荚期追肥3次，每次随水滴施II型复合肥180 kg/hm2、硝酸钙75 kg/hm2。F4，底肥为有机肥75 000 kg/hm2，抽蔓期随水滴施I型复合肥210 kg/hm2，结荚期追肥3次，每次随水滴施II型复合肥210 kg/hm2、硝酸钙105 kg/hm2。CK，复合型底肥600 kg/hm2，抽蔓期随水滴施I型复合肥150 kg/hm2，结荚期追肥3次，每次随水滴施II型复合肥450 kg/hm2。所有处理在苗期和初花期均不施肥。

处理小区面积为9.1 m×7.8 m=70.98 m2，每个处理设置3个重复，两侧设置保护区，各处理采用完全随机排列。采用起垄、覆膜、直播的方式种植架豆，垄面60 cm，垄底80 cm，垄间距50 cm，每垄起2行，垄上覆黑色地膜，行距为40 cm，株距40 cm。灌水方式为膜下滴灌，滴灌带流量为3.0 L/h，滴头间距为300 mm，管径16 mm，壁厚0.18 mm，一条滴灌带控制两行，灌水采用水表计量(精度为0.01 m3)。

1.4测试项目

土壤含水率：利用TRIME每2～3 d测定土壤水分，灌前灌后必测。试验开始前利用烘干法对其进行校核。

灌溉水量：记录各个试验小区的灌溉水量、灌水时间。

施肥量：记录追肥的种类、施用量、施用时间和施用方法。

小区产量：根据各小区生长情况适时采收，取每小区内固定行测定产量；记录优质架豆质量，以便计算优质率。

商品品质检测项目：采用每小区随机抽样10次重复，测定架豆果实荚长、荚宽、荚厚、单荚质量。

营养品质检测项目：蛋白质(凯氏定氮法)、粗纤维(过滤法)、Vc(钼蓝比色法)[19-21]。

1.5数据处理

采用Microsoft Excel 2007软件进行数据统计并制作图表，采用SPSS 19.0统计软件进行方差分析和主成分分析。

2 结果与分析

2.1不同处理对架豆产量及水分利用效率的影响

如图1所示，不同水肥处理对架豆产量的影响不同。不同水肥交互作用对架豆产量的影响达到极显著水平(P水肥=0.007 7<0.01)，当灌溉水平为W1，施肥水平为F3时，架豆产量最高，为37 178.30 kg/hm2，并显著高于其他处理。不同灌溉水平间的架豆产量差异不显著(P水=0.63>0.05)。不同施肥水平间的架豆产量差异显著(P肥=0.033<0.05)，在W1灌溉水平时，架豆产量随肥力的提高，先升高后降低，当肥力水平为F3时，产量达到最高；在W2灌溉水平时，架豆的产量随肥力的提高，先升高后降低，当肥力水平为F2时，产量达到该灌溉水平下的最高值，但低于W1F3处理。因此，水肥交互作用对架豆产量的影响极显著，相同灌溉水平时，架豆产量随施肥量的增加，先升高后降低。CK的水分利用效率(WUE)最低，为179.72 kg/(hm2·mm)，与其他各处理均达到极显著差异水平，W1F3的WUE达到最高，为251.73 kg/(hm2·mm)，比CK提高40%。

图1 不同处理对架豆产量的影响Fig.1 Effects of different treatments on yield of pole bean

对比W1F3与CK，发现：W1F3的产量提高8.65%，优质产量提高11.02%，优质率提高2.16%，水分利用效率提高40.00%，但节水44.05%，节肥37.00%。可见，适当的减少灌溉及施肥，不仅可以增加产量，也能提高作物的水分生产效率。

2.2不同处理对架豆果实品质的影响

作为表征不同水肥组合优劣的重要指标，蔬菜的品质与产量具有相同的重要性。架豆属于连续分批采收的蔬菜，进入采摘期后，从每个处理内选取3～5个商品荚作为样品(按随机原则抽取具有代表性样本)，进行了品质检测。如图2所示，不同水肥处理对架豆果实营养品质的影响不同。

图2 不同处理对架豆果实营养品质的影响Fig.2 Effects of different treatments on nutritional quality of pole bean

相同灌溉水平下，架豆果实的粗蛋白含量随肥力的增加，先升高后降低。相同施肥水平下，架豆果实的粗蛋白含量随水分的增加而降低。当灌溉水平为W1，施肥水平为F2时，架豆果实的粗蛋白含量最高，为1.37 g/100g，与除W1F3和W2F2外的其他处理达到显著差异水平。经方差分析可知，灌溉和施肥水平因子对架豆果实的粗蛋白含量的影响极显著(P水=0.006<0.01，P肥=0.001<0.01)，但灌溉和施肥交互作用对架豆果实荚厚的影响不显著(P水肥=0.47>0.05)。

不同灌溉施肥水平下，架豆果实的粗纤维含量略有差异，但经方差分析可知，灌溉和施肥水平两因子及它们的交互作用对架豆果实的粗纤维含量的影响均未达到显著水平(P水肥=0.72>0.05，P水=0.75>0.05，P肥=0.53>0.05)，所有处理间均未出现显著差异。

相同灌溉水平下，架豆果实的VC含量随肥力的增加，先升高后降低。相同施肥水平下，架豆果实的VC含量随水分的增加而降低。当灌溉水平为W1，施肥水平为F3时，架豆果实的VC含量最高，为0.205 g/100 g，与其他处理均达到显著差异水平。经方差分析可知，灌溉和施肥水平因子及它们的交互作用对架豆果实的VC含量的影响均达到极显著水平(P水=3.94E-06<0.01，P肥=1.02E-10<0.01，P水肥=0.007<0.01)；与梁银丽等对日光温室豇豆的研究结果一致[22]。

3 结论

对不同水肥处理下冀西北高原日光温室架豆产量及品质进行了分析，得出以下结论。

(1)适当减少灌溉及施肥，不仅可以增加产量，也能提高作物的水分生产效率。

(2)不同水肥处理对架豆果实品质的影响不同。

(3)优化冀西北高原地区日光温室膜下滴灌条件下架豆水肥制度，建立高产优质、水肥高效利用的灌溉施肥技术体系。建议使用如下水肥制度：苗期灌水1次，灌水定额150 m3/hm2，不施肥；抽蔓期灌水施肥1次，灌水定额180m3/hm2，施用复合肥180 kg/hm2；初花期进行蹲苗；结荚期灌水9次，灌水定额180 m3/hm2，灌水周期6 d，随水施肥3次，每次施用高钾复合肥180 kg/hm2及硝酸钙75 kg/hm2。