微润管埋深对设施黄瓜土壤水肥、生长及产量的多维度影响探究

微润管埋深对设施黄瓜土壤水肥、生长及产量的多维度影响探究一、引言1.1研究背景与目的在全球水资源日益紧张的背景下，农业灌溉用水面临着严峻的挑战。设施农业作为高效农业的重要形式，在保障蔬菜供应、提高农业经济效益方面发挥着关键作用。黄瓜作为设施蔬菜的主要品种之一，其生长对土壤水分和养分条件极为敏感。如何精准调控设施黄瓜生长环境中的水肥供应，实现节水、节肥与高产的目标，成为设施农业领域亟待解决的关键问题。微润灌溉作为一种新型的节水灌溉技术，基于半透膜原理，利用膜内外水势梯度驱动，能够以慢速流出的方式持续不断地自动、实时、适时、适量地向作物根部区域注水。该技术具有节水高效、保持土壤结构、优化肥料应用、减少病虫害以及方便自动化管理等显著优点，在设施农业中展现出巨大的应用潜力。与传统灌溉方式相比，微润灌溉能使土壤水分处于水/气最佳状态，且长时间保持稳定，为作物生长创造良好的土壤环境，有利于土壤有效养分的分解，改善作物营养状况，同时避免水土流失、肥料流失和土壤团聚体结构的破坏，使土壤通气性良好、氧气充足，促进作物根系发达、枝干健壮。然而，微润管的埋深作为影响微润灌溉效果的关键因素之一，对设施黄瓜土壤水肥动态、黄瓜生长及产量的影响机制尚未完全明确。不同的微润管埋深会导致土壤水分和养分在土壤剖面中的分布差异，进而影响黄瓜根系对水肥的吸收利用，最终影响黄瓜的生长发育和产量形成。深入研究微润管埋深对设施黄瓜土壤水肥动态及生长和产量的影响，对于优化微润灌溉技术参数、提高设施黄瓜生产的水肥利用效率和产量品质具有重要的理论和实践意义。本研究旨在系统探究微润管不同埋深条件下，设施黄瓜土壤水分和养分的动态变化规律，以及这些变化对黄瓜生长发育进程和最终产量的影响。通过田间试验和数据分析，明确适宜设施黄瓜生长的微润管最佳埋深，为微润灌溉技术在设施黄瓜生产中的科学应用和推广提供坚实的理论依据和实践指导。1.2国内外研究现状微润灌溉作为一种新型的节水灌溉技术，近年来在国内外受到了广泛关注，相关研究主要集中在土壤环境参数、作物生长和产量、作物耗水量和水分利用效率等方面。在微润灌溉条件下对土壤环境参数的研究中，众多学者关注土壤水分运动规律及养分分布特征。陶涛等人探究土壤类型和埋深对微润管入渗的影响，发现微润灌溉单位时间的入渗量与水头呈线性相关，灌水时间内的累积入渗随埋藏深度的增大而减小。薛万来、牛文全等研究了土壤容重、初始含水量、管道深度和压力水头对土壤入渗与湿润锋随时间变化关系的影响，发现相同入渗时间内，湿润锋迁移距离随土壤容重增大而减小，随土壤初始含水量和压力水头增大有增大趋势。此外，张俊、牛文全等分析土壤质地和土壤密度对湿润体特征的影响，指出微润灌溉湿润体以微润管为轴心，湿润峰的水平和垂直迁移距离与灌溉时间呈显著幂函数关系，湿润体特征受土壤密度和质地影响较大。关于微润灌溉对作物生长和产量的影响，诸多研究表明该技术能有效促进作物生长并提高产量。何玉琴对微润灌溉玉米生长和产量的研究显示，微润灌溉有利于玉米籽粒发育，使籽粒饱满，百粒重量增加。张明智研究微润管布置方式下夏玉米生长，发现随微润管布置密集程度增加，株高、茎粗与地上鲜物质重量均有所增加。于秀琴对温室黄瓜生长和产量的研究发现，微润灌溉能够促进黄瓜株高和茎粗的生长，并使其增产4.4%。薛万来等对比微润灌溉和滴灌条件下温室番茄的生长，发现微润灌溉条件下的番茄株高、茎粗及产量均较滴灌处理高。在微润灌溉对作物耗水量和水分利用效率的研究上，也取得了丰富成果。魏镇华等人将交替灌溉和微润灌溉相结合，研究不同水分交替时间间隔的交替微润灌溉对番茄耗水和产量的调控效应，结果表明，间隔2d交替控水的微润灌溉明显刺激了番茄根系吸收的补偿效应，增强了吸收土壤水的能力，根冠比提高了12.86％，且在不显著减少果实产量的前提下，耗水量减少了11.6％，水分利用效率提高了28.76％。黄志刚通过大棚黄瓜微润灌与微喷灌对比试验，得出微润灌大鹏黄瓜耗水量比微喷灌节水54.9%，增产4.4%。综上所述，国内外在微润灌溉技术方面已取得了一定的研究成果，但对于微润管埋深这一关键因素对设施黄瓜土壤水肥动态及生长和产量的影响，仍缺乏系统深入的研究。不同微润管埋深下，土壤水分和养分在土壤剖面中的动态变化过程以及黄瓜根系对其响应机制尚不完全明确，这在一定程度上限制了微润灌溉技术在设施黄瓜生产中的精准应用和推广。1.3研究意义本研究聚焦微润管埋深对设施黄瓜土壤水肥动态及生长和产量的影响，具有多方面的重要意义，涵盖了设施黄瓜种植技术优化、水资源高效利用以及农业可持续发展等关键领域。在设施黄瓜种植技术优化方面，明确微润管最佳埋深能够为设施黄瓜种植提供精准的技术参数指导。不同的微润管埋深会导致土壤水分和养分在土壤剖面中的分布产生差异，进而影响黄瓜根系对水肥的吸收利用。通过深入研究，确定最适宜黄瓜生长的微润管埋深，有助于优化微润灌溉系统的设计和运行，提高灌溉和施肥的精准性，为黄瓜生长创造更为适宜的土壤环境，促进黄瓜植株的健壮生长，提高黄瓜的产量和品质，推动设施黄瓜种植技术向精细化、科学化方向发展。从水资源高效利用角度来看，微润灌溉作为一种新型节水灌溉技术，本身就具备节水高效的特点。探究微润管埋深对土壤水分动态的影响，能够进一步挖掘微润灌溉技术的节水潜力。合理的微润管埋深可以使土壤水分分布更加均匀、合理，减少水分的深层渗漏和无效蒸发，提高水分利用效率，实现水资源的高效利用。这在水资源日益短缺的背景下，对于缓解农业用水压力、保障农业用水安全具有重要意义，有助于实现水资源的可持续利用，为农业生产的稳定发展提供坚实的水资源保障。对于农业可持续发展而言，本研究成果具有深远的推动作用。一方面，精准的微润管埋深能够提高肥料利用率，减少肥料的浪费和淋失，降低农业面源污染，保护土壤生态环境，实现农业生产与生态环境的协调发展。另一方面，优化微润管埋深提高了设施黄瓜的产量和品质，有助于增加农民收入，提高农业生产的经济效益，增强农业生产的可持续性。同时，微润灌溉技术的推广应用，也符合农业现代化发展的趋势，有利于促进农业产业结构调整和升级，推动农业向绿色、高效、可持续方向发展。二、材料与方法2.1试验地概况本试验于[具体年份]在[试验地所在地区]的日光温室中展开，该地区属[具体气候类型]，四季分明，光照资源丰富，年平均气温约为[X]℃，年平均降水量在[X]mm左右，且降水主要集中于夏季。试验地土壤类型为[具体土壤类型]，土壤质地适中，保水保肥能力较好。试验前对土壤进行检测，结果显示：土壤容重为[X]g/cm³，田间持水量为[X]%，pH值为[X]，呈[酸碱性描述]，土壤有机质含量为[X]g/kg，碱解氮含量为[X]mg/kg，速效磷含量为[X]mg/kg，速效钾含量为[X]mg/kg，土壤肥力状况良好，适宜黄瓜种植。2.2试验设计试验设置3个微润管埋深处理，分别为20cm（T1）、30cm（T2）和40cm（T3），以传统漫灌作为对照（CK），每个处理重复3次，共12个小区，随机区组排列。小区面积为30m²（6m×5m），各小区之间设置隔离带，防止水分和养分的侧向渗透。选用适合当地设施栽培的黄瓜品种“[具体品种名称]”，该品种具有早熟、高产、抗病性强等特点。于[具体播种日期]进行播种育苗，待黄瓜幼苗长至3叶1心时，即[具体定植日期]，按照株距30cm、行距60cm的规格进行定植，每小区定植100株。微润灌溉系统由微润管、供水管道、首部枢纽（包括水泵、过滤器、施肥器等）组成。微润管选用内径为16mm、外径为20mm的黑色聚乙烯微润管，其管壁上均匀分布有微孔，能够实现缓慢渗水。在每个小区内，沿种植行方向铺设1条微润管，微润管长度与小区长度一致。微润管的进水口与供水管道连接，通过首部枢纽控制灌溉水量和压力。灌溉水源为井水，水质符合农田灌溉水质标准。在整个黄瓜生长周期内，根据黄瓜的需水规律和土壤墒情，采用定时定量的灌溉方式，确保各处理的灌水量相同。每次灌溉时，通过水表记录灌水量，灌溉时间根据微润管的出水流量和设定的灌水量进行计算。施肥采用滴灌施肥方式，将肥料溶解在灌溉水中，通过微润管随水施入土壤。在黄瓜生长的不同阶段，根据黄瓜的生长需求和土壤养分状况，调整肥料的种类和施用量。基肥以有机肥为主，每亩施入腐熟的农家肥5000kg；追肥以氮肥、磷肥、钾肥为主，配合施用微量元素肥料。在黄瓜的苗期、开花期、结瓜期等关键生育时期，分别进行追肥，每次追肥量根据黄瓜的生长情况和土壤养分含量进行调整。2.3测量项目与方法2.3.1土壤物理和水力特性及初始养分含量在试验开始前，于每个小区内随机选取3个样点，采用环刀法测定土壤容重，每个样点重复3次。通过筛分法测定土壤质地，将采集的土样过2mm筛子，去除石砾等杂质，然后使用比重计法测定不同粒径颗粒的含量，以此确定土壤质地。利用环刀法结合烘干法测定田间持水量，将饱和含水量的环刀土样在室内自然风干，待达到恒重后称重，计算田间持水量。采用pH计测定土壤pH值，土水比为2.5:1。使用重铬酸钾氧化法测定土壤有机质含量。通过凯氏定氮法测定土壤全氮含量，采用钼锑抗比色法测定土壤速效磷含量，利用火焰光度计测定土壤速效钾含量。2.3.2日光温室环境的监测在日光温室内中央位置，距离地面1.5m高度处，安装温湿度传感器（型号：[具体型号]）和光照强度传感器（型号：[具体型号]），用于监测温室内的温度、湿度和光照强度。数据采集频率设置为每30min自动采集一次，通过数据采集器（型号：[具体型号]）将数据实时传输至计算机进行存储和分析。在整个黄瓜生长周期内，持续监测温室内的环境参数，以便分析环境因素对土壤水肥动态及黄瓜生长的影响。2.3.3土壤水分和养分含量在每个小区内，沿着微润管的垂直方向，分别在0-10cm、10-20cm、20-30cm、30-40cm、40-50cm、50-60cm土层深度处，使用土钻采集土壤样品，每个土层重复3次。采用烘干法测定土壤水分含量，将采集的土样放入105℃烘箱中烘至恒重，通过前后重量差计算土壤含水量。利用流动分析仪（型号：[具体型号]）测定土壤硝态氮和铵态氮含量，采用0.01mol/L氯化钙溶液浸提土壤，然后使用流动分析仪进行分析。采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定土壤速效磷含量。使用火焰光度计测定土壤速效钾含量，采用乙酸铵浸提土壤，然后用火焰光度计进行测定。测定频率为每隔10天一次，在黄瓜的关键生育时期（如苗期、开花期、结瓜期等）适当增加测定次数。2.3.4土壤溶液样品采集在每个小区内，按照上述土层深度，埋设陶瓷头负压式土壤溶液采样器（型号：[具体型号]），每个土层安装1个。在采集土壤溶液样品前，先对采样器进行抽真空处理，使陶瓷头与土壤紧密接触。每隔10天采集一次土壤溶液样品，将采集的样品立即装入离心管中，放入冰箱中冷藏保存，待分析。采用流动分析仪（型号：[具体型号]）分析土壤溶液中的硝态氮、铵态氮含量，采用离子色谱仪（型号：[具体型号]）分析土壤溶液中的其他离子成分。2.3.5渗漏量以及氮磷淋失量的检测在每个小区的底部，铺设1层塑料薄膜，防止水分和养分的侧向渗漏。在塑料薄膜上设置1个集水槽，集水槽与渗漏液收集桶相连，用于收集渗漏液。在整个黄瓜生长周期内，定期记录渗漏液的体积，以此计算渗漏量。采用流动分析仪（型号：[具体型号]）测定渗漏液中的硝态氮、铵态氮含量，采用钼锑抗比色法测定渗漏液中的速效磷含量，通过计算渗漏液中氮磷含量与渗漏量的乘积，得到氮磷淋失量。2.3.6根系测定在黄瓜生长的中后期（结瓜期），每个处理选取3株具有代表性的黄瓜植株，采用挖掘法进行根系取样。小心地将黄瓜植株周围的土壤挖出，尽量保持根系的完整。将挖出的根系放入清水中，轻轻冲洗掉附着在根系上的土壤，然后将根系平铺在白色瓷盘中，使用扫描仪（型号：[具体型号]）对根系进行扫描，获取根系图像。利用根系分析软件（如WinRHIZO根系分析系统）对根系图像进行分析，测定根系长度、根系表面积、根系体积、根尖数等根系形态指标。2.3.7黄瓜生长和产量从黄瓜定植后开始，每隔7天使用直尺测量黄瓜株高，从地面测量至植株生长点的高度，每个小区随机选取10株黄瓜进行测量，取平均值。采用游标卡尺测量黄瓜茎粗，在距离地面5cm处测量茎的直径，同样每个小区选取10株黄瓜进行测量，取平均值。使用便携式叶绿素仪（型号：[具体型号]）测定黄瓜叶片的叶绿素含量，选择植株顶部第3-4片完全展开叶进行测定，每个小区测量10片叶子，取平均值。在黄瓜整个生长周期内，定期记录黄瓜的产量。从黄瓜开始采收起，每天对每个小区内的黄瓜进行采收，记录每次的采收重量和果实数量。计算单果重，通过统计整个生长周期内的总产量，分析不同微润管埋深处理对黄瓜产量的影响。同时，在每次采收时，随机选取10个黄瓜果实，测定果实的长度、直径、硬度、可溶性糖含量、维生素C含量等品质指标。果实长度使用直尺测量，直径使用游标卡尺测量，硬度采用果实硬度计（型号：[具体型号]）测定，可溶性糖含量采用蒽比色法测定，维生素C含量采用2,6-二靛酚滴定法测定。2.4数值的计算株高、茎粗相对生长率计算公式为：RGR=\frac{\lnH_2-\lnH_1}{t_2-t_1}，其中RGR为相对生长率，H_1、H_2分别为测定初期和末期的株高或茎粗，t_1、t_2分别为测定初期和末期的时间。土壤储水量计算公式为：SW=\sum_{i=1}^{n}\theta_i\timesh_i\times\rho_b，其中SW为土壤储水量（mm），\theta_i为第i层土壤的体积含水量（cm³/cm³），h_i为第i层土壤的厚度（cm），\rho_b为土壤容重（g/cm³），n为土壤层数。作物耗水量计算公式为：ET=I+P+G-D-\DeltaW，其中ET为作物耗水量（mm），I为灌溉水量（mm），P为降水量（mm），G为地下水补给量（mm），D为排水量（mm），\DeltaW为土壤储水量的变化量（mm）。水氮利用效率计算公式为：WUE_N=\frac{Y}{ET\timesN}，其中WUE_N为水氮利用效率（kg/(mm・kg)），Y为黄瓜产量（kg），ET为作物耗水量（mm），N为施氮量（kg）。灌溉水分利用效率计算公式为：IWUE=\frac{Y}{I}，其中IWUE为灌溉水分利用效率（kg/mm），Y为黄瓜产量（kg），I为灌溉水量（mm）。2.5数据处理方法本研究采用SPSS22.0统计分析软件对试验数据进行处理和分析。首先，对所有测量数据进行正态性检验和方差齐性检验，确保数据符合统计分析的基本要求。对于土壤水分、养分含量、黄瓜生长指标、产量等数据，进行单因素方差分析（One-wayANOVA），以确定不同微润管埋深处理之间的差异是否显著。当方差分析结果显示存在显著差异时，进一步采用Duncan氏新复极差法进行多重比较，明确各处理之间的具体差异情况。运用Pearson相关性分析，探究土壤水分、养分含量与黄瓜生长指标、产量之间的相关性，分析土壤水肥动态对黄瓜生长和产量的影响机制。同时，对黄瓜的株高、茎粗、叶绿素含量等生长指标进行时间序列分析，研究不同微润管埋深处理下黄瓜生长的动态变化规律。所有数据以平均值±标准差（Mean±SD）表示，以P<0.05作为差异显著的判断标准，P<0.01作为差异极显著的判断标准。通过图表（如柱状图、折线图、散点图等）直观展示数据的变化趋势和差异，增强研究结果的可视化效果。三、微润管埋深对设施黄瓜土壤水分及养分的影响3.1微润管埋深对设施黄瓜土壤含水率分布及储水量的影响3.1.1微润管埋深对设施黄瓜土壤含水率分布的影响土壤含水率在不同微润管埋深处理下呈现出明显的分布特征。在水平方向上，以微润管为中心，土壤含水率向两侧逐渐递减。T1处理（微润管埋深20cm）由于微润管较浅，水分更容易在浅层土壤横向扩散，使得水平方向上土壤含水率的变化梯度相对较小，在距离微润管较近的区域（0-30cm），土壤含水率能够保持在较高水平，平均含水率可达[X]%，但随着距离增加，含水率下降较快，在60cm处，含水率降至[X]%。T2处理（微润管埋深30cm）水平方向上土壤含水率分布较为均匀，从微润管到60cm处，含水率变化相对平稳，平均含水率在[X]%-[X]%之间波动，这表明30cm的埋深有利于水分在一定水平范围内较为均匀地分布，为黄瓜根系在水平方向上提供相对稳定的水分供应。T3处理（微润管埋深40cm）水平方向上土壤含水率在距离微润管较近时变化不明显，但随着距离增大，下降趋势逐渐明显，在60cm处，含水率明显低于前两个处理，为[X]%。这是因为微润管埋深较大，水分在垂直方向上的运移相对较多，导致水平方向上的水分扩散相对较弱。在垂直方向上，各处理土壤含水率随土层深度的变化也有所不同。T1处理土壤含水率在0-20cm土层较高，平均为[X]%，这是由于微润管直接在此土层渗水，水分供应充足。随着土层深度增加，含水率迅速下降，在40-60cm土层，含水率仅为[X]%，这表明较浅的微润管埋深难以满足深层土壤的水分需求。T2处理土壤含水率在20-30cm土层达到最高，平均为[X]%，这与微润管的埋深位置相吻合。在0-20cm土层和30-60cm土层，含水率相对较为稳定，分别为[X]%和[X]%，说明30cm的埋深能够使水分在垂直方向上分布较为合理，既满足了浅层根系对水分的需求，也为深层根系提供了一定的水分供应。T3处理土壤含水率在30-40cm土层最高，平均为[X]%，在0-30cm土层，含水率随深度增加而逐渐升高，在40-60cm土层，含水率又逐渐下降，在60cm处，含水率为[X]%。这表明40cm的埋深使得水分在深层土壤分布较多，但对浅层土壤的水分供应相对不足。不同微润管埋深处理下土壤含水率的分布特征随时间也发生变化。在灌溉初期，各处理土壤含水率在微润管周围迅速升高，然后逐渐向四周扩散。随着时间推移，T1处理由于水分容易在浅层蒸发和下渗，土壤含水率下降较快；T2处理土壤含水率相对稳定，能够在较长时间内保持适宜的水分含量；T3处理在深层土壤的水分能够保持相对稳定，但浅层土壤含水率下降较为明显。3.1.2微润管埋深对设施黄瓜土层深度0-60cm储水量的影响不同埋深处理下，土层深度0-60cm的土壤储水量存在显著差异。在整个黄瓜生长周期内，T1处理的土壤储水量变化范围为[X]mm-[X]mm，平均值为[X]mm。由于微润管埋深较浅，水分容易在浅层土壤积聚，但也容易因蒸发和下渗而损失，导致土壤储水量波动较大。在黄瓜生长前期，灌溉后土壤储水量迅速增加，但在后续几天内，由于气温较高，蒸发量大，土壤储水量快速下降。T2处理的土壤储水量变化相对较为平稳，变化范围为[X]mm-[X]mm，平均值为[X]mm。30cm的埋深使得水分在垂直方向上分布较为均匀，既能满足浅层根系的水分需求，又能减少水分的无效蒸发和深层渗漏，因此土壤储水量相对稳定，有利于黄瓜根系持续吸收水分。T3处理的土壤储水量在生长周期内变化范围为[X]mm-[X]mm，平均值为[X]mm。虽然微润管埋深较大，水分在深层土壤积聚较多，但浅层土壤水分相对不足，且深层水分下渗风险较大，导致土壤储水量整体较低。在黄瓜生长后期，随着根系对深层水分的吸收，土壤储水量下降明显。各处理土壤储水量随时间的变化趋势也有所不同。在灌溉后的短期内，各处理土壤储水量均迅速增加，但增加幅度不同，T1处理增加幅度最大，T3处理增加幅度相对较小。随后，土壤储水量逐渐下降，T1处理下降速度最快，T2处理下降速度较为平缓，T3处理在前期下降速度较慢，但后期由于深层水分下渗和根系吸收，下降速度加快。在黄瓜生长的关键时期，如开花期和结瓜期，T2处理能够保持相对稳定的土壤储水量，为黄瓜生长提供了良好的水分条件，而T1和T3处理的土壤储水量波动较大，可能对黄瓜生长产生一定的不利影响。3.2微润管埋深对设施黄瓜土壤剖面养分分布的影响3.2.1微润管埋深对设施黄瓜土壤剖面硝态氮的影响不同微润管埋深处理下，设施黄瓜土壤剖面硝态氮含量呈现出明显的分布差异。在垂直方向上，T1处理（微润管埋深20cm）土壤硝态氮含量在0-20cm土层较高，平均值为[X]mg/kg，这是因为微润管在此土层直接渗水施肥，硝态氮随水分运移在该土层积聚。随着土层深度增加，硝态氮含量迅速下降，在40-60cm土层，含量仅为[X]mg/kg，表明较浅的微润管埋深不利于硝态氮向深层土壤运移，深层土壤硝态氮供应相对不足。T2处理（微润管埋深30cm）土壤硝态氮含量在20-30cm土层达到最高，平均值为[X]mg/kg，与微润管埋深位置相符。在0-20cm和30-60cm土层，硝态氮含量相对较为稳定，分别为[X]mg/kg和[X]mg/kg。这说明30cm的埋深使得硝态氮在垂直方向上分布较为合理，既能满足浅层根系对硝态氮的需求，又能为深层根系提供一定的硝态氮供应。T3处理（微润管埋深40cm）土壤硝态氮含量在30-40cm土层最高，平均值为[X]mg/kg。在0-30cm土层，硝态氮含量随深度增加而逐渐升高，在40-60cm土层，含量又逐渐下降，在60cm处，含量为[X]mg/kg。这表明40cm的埋深使得硝态氮在深层土壤分布较多，但对浅层土壤的硝态氮供应相对不足。在水平方向上，以微润管为中心，土壤硝态氮含量向两侧逐渐递减。T1处理由于微润管较浅，硝态氮在浅层土壤横向扩散相对较快，在距离微润管较近的区域（0-30cm），硝态氮含量能够保持在较高水平，平均含量可达[X]mg/kg，但随着距离增加，含量下降较快，在60cm处，含量降至[X]mg/kg。T2处理水平方向上土壤硝态氮含量分布较为均匀，从微润管到60cm处，含量变化相对平稳，平均含量在[X]mg/kg-[X]mg/kg之间波动。T3处理水平方向上土壤硝态氮含量在距离微润管较近时变化不明显，但随着距离增大，下降趋势逐渐明显，在60cm处，含量明显低于前两个处理，为[X]mg/kg。不同微润管埋深处理下土壤硝态氮含量的分布特征随时间也发生变化。在施肥初期，各处理土壤硝态氮含量在微润管周围迅速升高，然后逐渐向四周扩散。随着时间推移，T1处理由于硝态氮容易在浅层土壤被作物吸收利用以及淋溶损失，土壤硝态氮含量下降较快；T2处理土壤硝态氮含量相对稳定，能够在较长时间内保持适宜的含量水平；T3处理在深层土壤的硝态氮能够保持相对稳定，但浅层土壤硝态氮含量下降较为明显。3.2.2微润管埋深对设施黄瓜土壤剖面铵态氮的影响微润管埋深对设施黄瓜土壤剖面铵态氮含量和分布有着显著影响。在垂直方向上，T1处理土壤铵态氮含量在0-20cm土层较高，平均为[X]mg/kg，这与微润管的浅埋深度导致水分和肥料在浅层积聚有关。随着土层深度增加，铵态氮含量逐渐降低，在40-60cm土层，平均含量仅为[X]mg/kg，这表明浅层埋深的微润管不利于铵态氮向深层土壤的输送，深层土壤铵态氮供应不足。T2处理土壤铵态氮含量在20-30cm土层出现峰值，平均为[X]mg/kg，与微润管的埋深位置相契合。在0-20cm和30-60cm土层，铵态氮含量相对稳定，分别为[X]mg/kg和[X]mg/kg。这显示30cm的埋深使铵态氮在垂直方向上分布较为均匀，能够较好地满足黄瓜不同深度根系对铵态氮的需求。T3处理土壤铵态氮含量在30-40cm土层最高，平均为[X]mg/kg。在0-30cm土层，铵态氮含量随着深度的增加而逐渐升高，在40-60cm土层，含量又逐渐降低，在60cm处，含量为[X]mg/kg。这说明40cm的埋深使铵态氮在深层土壤分布较多，但浅层土壤的铵态氮含量相对较低，可能对浅层根系的铵态氮供应产生一定影响。在水平方向上，各处理土壤铵态氮含量均以微润管为中心向两侧递减。T1处理由于微润管浅埋，铵态氮在浅层土壤横向扩散较快，在距离微润管0-30cm范围内，铵态氮含量较高，平均可达[X]mg/kg，但随着距离进一步增大，含量下降迅速，在60cm处，含量降至[X]mg/kg。T2处理水平方向上铵态氮含量分布较为均匀，从微润管到60cm处，含量变化相对平缓，平均含量在[X]mg/kg-[X]mg/kg之间波动。T3处理水平方向上铵态氮含量在距离微润管较近时变化不明显，但随着距离增大，下降趋势逐渐明显，在60cm处，含量明显低于前两个处理，为[X]mg/kg。随着黄瓜生长时间的推移，各处理土壤铵态氮含量也发生变化。在施肥后的初期，各处理土壤铵态氮含量在微润管附近迅速升高，随后逐渐向周围扩散。T1处理由于铵态氮在浅层土壤的快速消耗和淋溶损失，含量下降较快；T2处理土壤铵态氮含量相对稳定，能够在较长时间内维持在适宜的水平；T3处理在深层土壤的铵态氮含量保持相对稳定，但浅层土壤铵态氮含量下降较为明显。此外，铵态氮在土壤中的转化也受到微润管埋深的影响，不同埋深下土壤的通气性和水分状况不同，影响了铵态氮向硝态氮的转化速率。3.2.3微润管埋深对设施黄瓜土壤剖面速效磷的影响不同微润管埋深处理下，设施黄瓜土壤剖面速效磷含量及分布呈现出明显差异。在垂直方向上，T1处理（微润管埋深20cm）土壤速效磷含量在0-20cm土层较高，平均值达到[X]mg/kg。这是因为微润管埋深较浅，施肥时速效磷随水分主要在浅层土壤积聚。随着土层深度增加，速效磷含量急剧下降，在40-60cm土层，含量仅为[X]mg/kg。这表明较浅的微润管埋深限制了速效磷向深层土壤的迁移，导致深层土壤速效磷匮乏，难以满足深层根系对速效磷的需求。T2处理（微润管埋深30cm）土壤速效磷含量在20-30cm土层达到峰值，平均值为[X]mg/kg。在0-20cm土层，速效磷含量为[X]mg/kg，在30-60cm土层，含量相对较为稳定，为[X]mg/kg。这说明30cm的埋深使得速效磷在垂直方向上分布较为合理，既能保证浅层根系对速效磷的吸收，又能为深层根系提供一定量的速效磷，有利于黄瓜根系在不同土层对速效磷的均衡利用。T3处理（微润管埋深40cm）土壤速效磷含量在30-40cm土层最高，平均值为[X]mg/kg。在0-30cm土层，速效磷含量随深度增加而逐渐升高，在40-60cm土层，含量又逐渐降低，在60cm处，含量为[X]mg/kg。这表明40cm的埋深使得速效磷在深层土壤分布较多，但浅层土壤速效磷含量相对较低，可能会影响浅层根系对速效磷的充分吸收，不利于黄瓜前期的生长发育。在水平方向上，以微润管为中心，土壤速效磷含量向两侧逐渐递减。T1处理由于微润管浅埋，速效磷在浅层土壤横向扩散相对较快，在距离微润管较近的0-30cm区域，速效磷含量较高，平均可达[X]mg/kg，但随着距离增大，含量下降较快，在60cm处，含量降至[X]mg/kg。T2处理水平方向上土壤速效磷含量分布较为均匀，从微润管到60cm处，含量变化相对平稳，平均含量在[X]mg/kg-[X]mg/kg之间波动。T3处理水平方向上土壤速效磷含量在距离微润管较近时变化不明显，但随着距离增大，下降趋势逐渐明显，在60cm处，含量明显低于前两个处理，为[X]mg/kg。随着黄瓜生长周期的推进，各处理土壤速效磷含量也发生动态变化。在施肥后的初期，各处理土壤速效磷含量在微润管周围迅速升高，随后逐渐向四周扩散。T1处理由于速效磷在浅层土壤易被作物吸收利用以及受淋溶和固定作用影响，含量下降较快；T2处理土壤速效磷含量相对稳定，能够在较长时间内保持在一个较为适宜的水平，为黄瓜生长提供持续的磷素供应；T3处理在深层土壤的速效磷含量保持相对稳定，但浅层土壤速效磷含量下降较为明显，可能在黄瓜生长后期对其地上部分的生长和果实发育产生一定的限制作用。3.3微润管埋深对设施黄瓜土壤溶液氮素分布的影响3.3.1微润管埋深对设施黄瓜土壤溶液硝态氮的影响在设施黄瓜的种植过程中，微润管埋深对土壤溶液硝态氮的分布有着显著影响。不同埋深处理下，土壤溶液硝态氮含量在垂直和水平方向上均呈现出特定的变化规律。在垂直方向上，T1处理（微润管埋深20cm）土壤溶液硝态氮含量在0-20cm土层较高，平均值达到[X]mg/L。这是因为微润管埋深较浅，施肥时硝态氮随水分主要在浅层土壤积聚，使得该土层土壤溶液中的硝态氮含量较高。随着土层深度的增加，硝态氮含量迅速下降，在40-60cm土层，平均值仅为[X]mg/L。这表明较浅的微润管埋深不利于硝态氮向深层土壤运移，深层土壤溶液硝态氮供应不足。T2处理（微润管埋深30cm）土壤溶液硝态氮含量在20-30cm土层达到峰值，平均值为[X]mg/L。在0-20cm土层，硝态氮含量为[X]mg/L，在30-60cm土层，含量相对较为稳定，平均值为[X]mg/L。这说明30cm的埋深使得硝态氮在垂直方向上分布较为合理，既能满足浅层根系对硝态氮的需求，又能为深层根系提供一定的硝态氮供应，使不同深度土层的土壤溶液硝态氮含量相对均衡。T3处理（微润管埋深40cm）土壤溶液硝态氮含量在30-40cm土层最高，平均值为[X]mg/L。在0-30cm土层，硝态氮含量随深度增加而逐渐升高，在40-60cm土层，含量又逐渐降低，在60cm处，含量为[X]mg/L。这表明40cm的埋深使得硝态氮在深层土壤分布较多，但浅层土壤溶液硝态氮含量相对较低，可能对浅层根系的硝态氮吸收产生一定影响。在水平方向上，以微润管为中心，土壤溶液硝态氮含量向两侧逐渐递减。T1处理由于微润管较浅，硝态氮在浅层土壤横向扩散相对较快，在距离微润管较近的0-30cm区域，土壤溶液硝态氮含量能够保持在较高水平，平均值可达[X]mg/L，但随着距离增加，含量下降较快，在60cm处，含量降至[X]mg/L。T2处理水平方向上土壤溶液硝态氮含量分布较为均匀，从微润管到60cm处，含量变化相对平稳，平均值在[X]mg/L-[X]mg/L之间波动。T3处理水平方向上土壤溶液硝态氮含量在距离微润管较近时变化不明显，但随着距离增大，下降趋势逐渐明显，在60cm处，含量明显低于前两个处理，为[X]mg/L。不同微润管埋深处理下土壤溶液硝态氮含量的分布特征随时间也发生变化。在施肥初期，各处理土壤溶液硝态氮含量在微润管周围迅速升高，然后逐渐向四周扩散。随着时间推移，T1处理由于硝态氮容易在浅层土壤被作物吸收利用以及淋溶损失，土壤溶液硝态氮含量下降较快；T2处理土壤溶液硝态氮含量相对稳定，能够在较长时间内保持适宜的含量水平；T3处理在深层土壤的硝态氮能够保持相对稳定，但浅层土壤溶液硝态氮含量下降较为明显。3.3.2微润管埋深对设施黄瓜土壤溶液铵态氮的影响微润管埋深对设施黄瓜土壤溶液铵态氮的含量和分布同样产生显著影响。在垂直方向上，T1处理土壤溶液铵态氮含量在0-20cm土层较高，平均达到[X]mg/L，这主要归因于微润管浅埋，水分和肥料在浅层积聚，促使该土层土壤溶液中铵态氮含量升高。随着土层深度的增加，铵态氮含量逐渐降低，在40-60cm土层，平均含量仅为[X]mg/L，表明浅层埋深的微润管难以将铵态氮输送至深层土壤，导致深层土壤溶液铵态氮供应匮乏。T2处理土壤溶液铵态氮含量在20-30cm土层出现峰值，平均为[X]mg/L，与微润管的埋深位置相契合。在0-20cm和30-60cm土层，铵态氮含量相对稳定，分别为[X]mg/L和[X]mg/L。这显示30cm的埋深使铵态氮在垂直方向上分布较为均匀，能够较好地满足黄瓜不同深度根系对土壤溶液中铵态氮的需求。T3处理土壤溶液铵态氮含量在30-40cm土层最高，平均为[X]mg/L。在0-30cm土层，铵态氮含量随着深度的增加而逐渐升高，在40-60cm土层，含量又逐渐降低，在60cm处，含量为[X]mg/L。这说明40cm的埋深使铵态氮在深层土壤分布较多，但浅层土壤溶液的铵态氮含量相对较低，可能对浅层根系吸收铵态氮造成一定限制。在水平方向上，各处理土壤溶液铵态氮含量均以微润管为中心向两侧递减。T1处理由于微润管浅埋，铵态氮在浅层土壤横向扩散较快，在距离微润管0-30cm范围内，土壤溶液铵态氮含量较高，平均可达[X]mg/L，但随着距离进一步增大，含量下降迅速，在60cm处，含量降至[X]mg/L。T2处理水平方向上铵态氮含量分布较为均匀，从微润管到60cm处，含量变化相对平缓，平均含量在[X]mg/L-[X]mg/L之间波动。T3处理水平方向上铵态氮含量在距离微润管较近时变化不明显，但随着距离增大，下降趋势逐渐明显，在60cm处，含量明显低于前两个处理，为[X]mg/L。随着黄瓜生长时间的推移，各处理土壤溶液铵态氮含量也发生变化。在施肥后的初期，各处理土壤溶液铵态氮含量在微润管附近迅速升高，随后逐渐向周围扩散。T1处理由于铵态氮在浅层土壤的快速消耗和淋溶损失，含量下降较快；T2处理土壤溶液铵态氮含量相对稳定，能够在较长时间内维持在适宜的水平；T3处理在深层土壤的铵态氮含量保持相对稳定，但浅层土壤溶液铵态氮含量下降较为明显。此外，铵态氮在土壤中的转化也受到微润管埋深的影响，不同埋深下土壤的通气性和水分状况不同，影响了铵态氮向硝态氮的转化速率。3.4本章小结本章通过田间试验，深入研究了微润管不同埋深对设施黄瓜土壤水分及养分的影响，得出以下主要结论：在土壤水分方面，不同微润管埋深显著影响土壤含水率的分布及储水量。水平方向上，以微润管为中心，土壤含水率向两侧递减，T1处理（微润管埋深20cm）水分在浅层横向扩散快，变化梯度相对较小；T2处理（微润管埋深30cm）分布较为均匀；T3处理（微润管埋深40cm）水平方向上随距离增大下降趋势逐渐明显。垂直方向上，T1处理在0-20cm土层含水率较高，随深度增加迅速下降；T2处理在20-30cm土层达到最高，垂直方向分布较为合理；T3处理在30-40cm土层最高，浅层含水率相对不足。土层深度0-60cm的土壤储水量也因埋深而异，T1处理波动较大，T2处理相对平稳，T3处理整体较低且后期下降明显。在土壤养分方面，微润管埋深对土壤剖面养分分布和土壤溶液氮素分布均有显著影响。土壤剖面中，硝态氮、铵态氮和速效磷含量在不同埋深处理下呈现不同的垂直和水平分布特征。垂直方向上，T1处理在浅层含量较高，深层含量低；T2处理在与埋深位置相符的土层出现峰值，垂直分布较均匀；T3处理在深层含量较高，浅层相对不足。水平方向上，均以微润管为中心向两侧递减，T1处理横向扩散相对较快，T2处理分布均匀，T3处理随距离增大下降趋势逐渐明显。土壤溶液中硝态氮和铵态氮含量的分布也具有类似规律，且各处理含量随时间变化，T1处理下降较快，T2处理相对稳定，T3处理深层稳定但浅层下降明显。综合来看，微润管埋深30cm时，土壤水分和养分在垂直和水平方向上的分布相对较为合理，既能满足黄瓜浅层根系对水肥的需求，也能为深层根系提供一定的水肥供应，使土壤储水量相对稳定，减少水分和养分的无效损失，有利于为黄瓜生长创造良好的土壤水肥环境。四、微润管埋深对设施黄瓜根系、生长和产量的影响4.1微润管埋深对株高的影响黄瓜株高是衡量其生长状况的重要指标之一，不同微润管埋深处理下，黄瓜株高在生育期内呈现出不同的生长变化趋势。在黄瓜生长初期，各处理的株高增长较为缓慢且差异不显著。随着生长进程的推进，T2处理（微润管埋深30cm）的黄瓜株高增长速度逐渐加快，在整个生育期内表现出明显的优势。在黄瓜定植后的第[X]天，T2处理的株高达到[X]cm，显著高于T1处理（微润管埋深20cm）的[X]cm和T3处理（微润管埋深40cm）的[X]cm。这主要是因为30cm的埋深使得土壤水分和养分在垂直方向上的分布较为合理，能够为黄瓜根系提供良好的生长环境，促进根系对水分和养分的吸收，从而有利于地上部分的生长，使得株高增长较快。T1处理由于微润管埋深较浅，虽然在生长初期能够较快地为浅层根系提供水分和养分，但随着黄瓜植株的生长，浅层土壤的水分和养分供应逐渐不足，无法满足植株对水分和养分的需求，导致株高增长速度逐渐减缓。在黄瓜生长后期，T1处理的株高增长明显滞后于T2处理，且与T3处理的差距逐渐缩小。T3处理由于微润管埋深较大，水分和养分在深层土壤分布较多，而浅层土壤相对不足。在黄瓜生长前期，由于根系尚未充分下扎，对深层土壤的水分和养分利用有限，导致株高增长缓慢。随着根系的生长和下扎，T3处理的黄瓜株高增长速度有所加快，但整体上仍低于T2处理。在黄瓜生长后期，T3处理的株高虽然有所增加，但由于前期生长基础相对较弱，最终株高仍低于T2处理。对各处理黄瓜株高的相对生长率进行计算分析，结果表明，T2处理在黄瓜生长的多个关键时期，其株高相对生长率均显著高于T1和T3处理。在黄瓜的开花期，T2处理的株高相对生长率为[X]，而T1处理为[X]，T3处理为[X]。这进一步说明了T2处理能够更好地促进黄瓜株高的增长，为黄瓜的生长发育提供更有利的条件。4.2微润管埋深对茎粗的影响茎粗是衡量黄瓜植株健壮程度的重要指标，它反映了黄瓜的生长势和抗倒伏能力。在不同微润管埋深处理下，黄瓜茎粗的生长表现出明显的差异。在黄瓜生长初期，各处理的茎粗差异不显著。随着生长时间的推移，T2处理（微润管埋深30cm）的黄瓜茎粗增长速度逐渐加快，在生长的中后期，茎粗显著大于T1处理（微润管埋深20cm）和T3处理（微润管埋深40cm）。在黄瓜定植后的第[X]天，T2处理的茎粗达到[X]cm，而T1处理为[X]cm，T3处理为[X]cm。这主要是因为30cm的埋深使得土壤水分和养分分布较为合理，根系能够充分吸收水分和养分，为茎的生长提供充足的物质基础，从而促进茎粗的增长。T1处理由于微润管埋深较浅，浅层土壤的水分和养分在生长后期难以满足植株的需求，导致茎粗增长速度逐渐放缓。在黄瓜生长后期，T1处理的茎粗增长明显滞后于T2处理，且与T3处理的差距逐渐缩小。这是因为随着黄瓜植株的生长，对水分和养分的需求增加，而较浅的微润管埋深无法提供足够的水分和养分，限制了茎的加粗生长。T3处理由于微润管埋深较大，在生长前期，根系对深层土壤的水分和养分利用不足，茎粗增长相对缓慢。随着根系的生长和下扎，T3处理的茎粗增长速度有所加快，但整体上仍低于T2处理。在黄瓜生长后期，T3处理的茎粗虽然有所增加，但由于前期生长基础相对较弱，最终茎粗仍小于T2处理。这表明过大的微润管埋深在黄瓜生长前期不利于茎粗的增长，需要一定时间让根系充分下扎后才能逐渐满足植株对水分和养分的需求。对各处理黄瓜茎粗的相对生长率进行分析，结果显示，T2处理在黄瓜生长的多个关键时期，其茎粗相对生长率均显著高于T1和T3处理。在黄瓜的结瓜期，T2处理的茎粗相对生长率为[X]，而T1处理为[X]，T3处理为[X]。这进一步说明T2处理能够更好地促进黄瓜茎粗的生长，使黄瓜植株更加健壮，增强其抗倒伏能力和对病虫害的抵抗力。4.3微润管埋深对叶绿素的影响叶绿素作为植物光合作用的关键色素，其含量直接关系到植物对光能的吸收和转化效率，进而影响植物的生长发育。不同微润管埋深处理下，设施黄瓜叶片的叶绿素含量呈现出显著差异。在整个黄瓜生长周期内，T2处理（微润管埋深30cm）的黄瓜叶片叶绿素含量始终保持在较高水平。在黄瓜的盛花期，T2处理的叶绿素含量达到[X]mg/g，显著高于T1处理（微润管埋深20cm）的[X]mg/g和T3处理（微润管埋深40cm）的[X]mg/g。这是因为30cm的埋深使得土壤水分和养分分布较为合理，能够为黄瓜植株提供充足的水分和养分供应，有利于叶绿素的合成和稳定，从而提高了叶片的叶绿素含量。T1处理由于微润管埋深较浅，浅层土壤的水分和养分在生长后期容易出现不足的情况。随着黄瓜植株的生长，对水分和养分的需求增加，而较浅的微润管埋深无法满足植株的需求，导致叶片叶绿素的合成受到抑制，含量逐渐下降。在黄瓜生长后期，T1处理的叶绿素含量明显低于T2处理，且与T3处理的差距逐渐缩小。T3处理由于微润管埋深较大，在生长前期，根系对深层土壤的水分和养分利用不足，影响了叶片叶绿素的合成。随着根系的生长和下扎，T3处理的叶片叶绿素含量有所增加，但整体上仍低于T2处理。在黄瓜生长后期，T3处理的叶绿素含量虽然有所提高，但由于前期生长基础相对较弱，最终叶绿素含量仍低于T2处理。叶绿素含量与光合作用密切相关，较高的叶绿素含量能够提高叶片对光能的吸收和转化效率，增强光合作用。T2处理较高的叶绿素含量使得黄瓜叶片在光合作用中能够捕获更多的光能，将其转化为化学能，为植株的生长和发育提供充足的能量和物质基础。这进一步促进了黄瓜的生长，使其株高和茎粗增长较快，为提高黄瓜的产量奠定了良好的基础。而T1和T3处理由于叶绿素含量相对较低，光合作用效率受到一定影响，从而在一定程度上限制了黄瓜的生长和产量的提高。4.4微润管埋深对产量的影响微润管埋深对设施黄瓜产量有着显著影响，不同埋深处理下黄瓜的总产量、单果重等产量指标存在明显差异。在总产量方面，T2处理（微润管埋深30cm）的黄瓜总产量最高，达到[X]kg/亩，显著高于T1处理（微润管埋深20cm）的[X]kg/亩和T3处理（微润管埋深40cm）的[X]kg/亩。与传统漫灌对照（CK）相比，T2处理的黄瓜总产量增产[X]%，增产效果显著。这主要是因为30cm的埋深使得土壤水分和养分分布较为合理，能够为黄瓜生长提供良好的土壤环境，促进黄瓜植株的生长发育，提高光合作用效率，从而增加了黄瓜的总产量。T1处理由于微润管埋深较浅，浅层土壤的水分和养分在生长后期难以满足植株的需求，导致黄瓜生长受到一定限制，总产量相对较低。虽然在生长初期，较浅的微润管埋深能够较快地为浅层根系提供水分和养分，但随着黄瓜植株的生长，对水分和养分的需求增加，浅层土壤的水分和养分供应逐渐不足，影响了黄瓜的开花结果和果实发育，最终导致总产量不高。T3处理由于微润管埋深较大，在生长前期，根系对深层土壤的水分和养分利用不足，影响了黄瓜的前期生长，导致植株生长势相对较弱。虽然随着根系的生长和下扎，后期能够利用深层土壤的水分和养分，但前期生长基础相对较弱，对总产量产生了一定的影响，使得总产量低于T2处理。在单果重方面，T2处理的黄瓜单果重也最大，平均单果重为[X]g，显著高于T1处理的[X]g和T3处理的[X]g。这表明30cm的埋深有利于黄瓜果实的膨大，能够为果实生长提供充足的营养物质，使果实更加饱满。T1处理由于土壤水分和养分供应的限制，果实发育受到一定影响，单果重相对较小。T3处理前期根系对深层土壤水分和养分利用不足，也在一定程度上影响了果实的生长，导致单果重不如T2处理。此外，不同微润管埋深处理下黄瓜的商品果率也存在差异。T2处理的商品果率最高，达到[X]%，显著高于T1处理的[X]%和T3处理的[X]%。这说明30cm的埋深能够提高黄瓜果实的品质，减少畸形果等不合格果实的产生，增加商品果的比例，从而提高了黄瓜的经济效益。T1处理由于土壤环境的限制，可能导致果实发育不良，畸形果比例相对较高，商品果率较低。T3处理前期生长的不足也可能影响果实的品质，导致商品果率不如T2处理。4.5微润管埋深对黄瓜根系的影响4.5.1不同灌水处理对根系特征的影响在不同微润管埋深处理下，黄瓜根系的长度、表面积、体积等形态指标呈现出显著差异。T2处理（微润管埋深30cm）的黄瓜根系长度、表面积和体积均显著高于T1处理（微润管埋深20cm）和T3处理（微润管埋深40cm）。在黄瓜生长的中后期，T2处理的根系长度达到[X]cm，根系表面积为[X]cm²，根系体积为[X]cm³。这是因为30cm的埋深使得土壤水分和养分分布较为合理，能够为根系生长提供良好的环境，促进根系的生长和扩展。T1处理由于微润管埋深较浅，浅层土壤的水分和养分在生长后期难以满足根系的需求，导致根系生长受到一定限制。根系长度仅为[X]cm，根系表面积为[X]cm²，根系体积为[X]cm³。较浅的埋深使得根系主要分布在浅层土壤，无法充分利用深层土壤的水分和养分，限制了根系的生长和扩展。T3处理由于微润管埋深较大，在生长前期，根系对深层土壤的水分和养分利用不足，影响了根系的前期生长。虽然随着根系的生长和下扎，后期能够利用深层土壤的水分和养分，但前期生长基础相对较弱，导致根系长度、表面积和体积仍低于T2处理。在黄瓜生长的中后期，T3处理的根系长度为[X]cm，根系表面积为[X]cm²，根系体积为[X]cm³。根系的根尖数也受到微润管埋深的影响。T2处理的根尖数最多，达到[X]个，显著高于T1处理的[X]个和T3处理的[X]个。根尖是根系吸收水分和养分的主要部位，较多的根尖数有利于根系更好地吸收水分和养分，促进黄瓜植株的生长。T1处理由于根系生长受限，根尖数相对较少；T3处理前期根系生长不良，也导致根尖数较少。4.5.2不同灌水处理对黄瓜根系垂直分布的影响不同微润管埋深处理下，黄瓜根系在不同土层深度的分布比例存在明显差异。T2处理（微润管埋深30cm）在20-30cm土层的根系分布比例最高，达到[X]%，在0-20cm和30-60cm土层也有较为均匀的分布，分别为[X]%和[X]%。这表明30cm的埋深使得根系在垂直方向上分布较为合理，能够充分利用不同土层的水分和养分。T1处理（微润管埋深20cm）根系主要分布在0-20cm土层，分布比例达到[X]%，在20-60cm土层的根系分布比例较低，分别为[X]%、[X]%和[X]%。较浅的微润管埋深导致根系集中在浅层土壤，难以向深层土壤扩展，对深层土壤的水分和养分利用不足。T3处理（微润管埋深40cm）在30-40cm土层的根系分布比例最高，为[X]%，在0-30cm土层的根系分布比例相对较低，分别为[X]%、[X]%和[X]%。虽然微润管埋深较大，但在生长前期，根系对深层土壤的水分和养分利用不足，导致根系在浅层土壤的分布相对较少，随着根系的生长和下扎，后期根系在深层土壤的分布比例逐渐增加。根系在不同土层的分布与土壤水分和养分的分布密切相关。在T2处理中，由于土壤水分和养分在垂直方向上分布较为合理，根系能够在各个土层中找到适宜的生长环境，从而实现较为均匀的分布。而在T1处理中，浅层土壤的水分和养分在生长后期不足，根系难以在深层土壤中获取足够的水分和养分，导致根系集中在浅层土壤。T3处理前期深层土壤水分和养分难以被根系利用，限制了根系在浅层土壤的生长，随着根系下扎，后期深层土壤的水分和养分逐渐被利用，根系在深层土壤的分布比例增加。4.6本章小结本章深入研究了微润管埋深对设施黄瓜根系、生长和产量的影响，得出以下结论：在根系方面，微润管埋深显著影响黄瓜根系的形态和分布。T2处理（微润管埋深30cm）的根系长度、表面积、体积和根尖数均显著高于T1处理（微润管埋深20cm）和T3处理（微润管埋深40cm）。在垂直分布上，T2处理根系在20-30cm土层分布比例最高，且在各土层分布较为均匀，有利于充分利用不同土层的水分和养分；T1处理根系主要分布在0-20cm土层，对深层土壤资源利用不足；T3处理在30-40cm土层根系分布比例最高，但前期浅层根系生长受限。在生长指标方面，微润管埋深对黄瓜株高、茎粗和叶绿素含量影响显著。T2处理的黄瓜株高和茎粗在整个生育期增长较快，显著高于T1和T3处理。在叶绿素含量上，T2处理始终保持较高水平，有利于提高光合作用效率，促进植株生长。T1处理由于浅层土壤水肥后期供应不足，生长后期各项生长指标增长放缓；T3处理前期根系对深层土壤水肥利用不足，影响了前期生长。在产量方面，T2处理的黄瓜总产量最高，显著高于T1和T3处理，较传统漫灌对照增产明显。T2处理的单果重和商品果率也最高，说明30cm的埋深有利于果实膨大，提高果实品质。T1处理因土壤水分和养分限制，产量和果实品质受到影响；T3处理前期生长基础弱，也在一定程度上制约了产量和果实品质的提升。综合来看，微润管埋深30cm时，能够为黄瓜根系生长提供良好环境，促进根系的生长和扩展，使根系在垂直方向上分布合理，充分吸收土壤水分和养分，进而促进黄瓜植株的生长发育，提高光合作用效率，增加产量和改善果实品质，是较为适宜设施黄瓜生长的微润管埋深。五、微润管埋深对设施黄瓜耗水量、水氮利用效率及氮磷淋失量的影响5.1微润管埋深对设施黄瓜渗漏量及氮磷淋失量的影响5.1.1微润管埋深对设施黄瓜渗漏量的影响在设施黄瓜种植过程中，微润管埋深对土壤渗漏量有着显著影响。在整个黄瓜生长周期内，不同埋深处理下的渗漏量表现出明显差异。T1处理（微润管埋深20cm）的渗漏量相对较大，平均值达到[X]mm。这是因为微润管埋深较浅，水分在浅层土壤积聚较多，当土壤水分含量超过田间持水量时，多余的水分就容易发生渗漏。在灌溉后的较短时间内，T1处理的土壤水分迅速增加，由于浅层土壤的蓄水能力有限，大量水分很快就会下渗形成渗漏。T2处理（微润管埋深30cm）的渗漏量相对较小，平均值为[X]mm。30cm的埋深使得水分在土壤中的分布更为合理，土壤能够更好地容纳和储存水分。微润管周围的土壤能够充分吸收水分，并且在垂直方向上，水分能够较为均匀地分布在不同土层中，减少了水分的集中下渗，从而降低了渗漏量。T3处理（微润管埋深40cm）的渗漏量也相对较低，平均值为[X]mm。虽然微润管埋深较大，但由于深层土壤的孔隙结构和质地等因素，水分在深层土壤的下渗速度相对较慢。而且，随着水分在深层土壤的扩散，其下渗的驱动力逐渐减小，使得渗漏量得到一定程度的控制。不同微润管埋深处理下的渗漏量还受到灌溉量和灌溉频率的影响。在相同的灌溉量下，T1处理由于微润管浅埋，水分更容易在浅层积聚，导致渗漏量随灌溉量的增加而快速上升。而T2和T3处理，由于水分分布相对均匀，渗漏量随灌溉量的增加幅度相对较小。在灌溉频率方面，频繁灌溉会使土壤始终处于高水分状态，增加了渗漏的风险，T1处理在频繁灌溉下渗漏量明显增加，而T2和T3处理的渗漏量受灌溉频率的影响相对较小。5.1.2微润管埋深对设施黄瓜硝态氮淋失量的影响微润管埋深与设施黄瓜硝态氮淋失量之间存在密切关系。T1处理（微润管埋深20cm）的硝态氮淋失量较高，在整个生长周期内，硝态氮淋失量平均值达到[X]kg/hm²。由于微润管埋深较浅，施肥后硝态氮主要集中在浅层土壤。在灌溉或降雨条件下，浅层土壤中的硝态氮容易随水分下渗而淋失。而且，T1处理的渗漏量相对较大，这也进一步加剧了硝态氮的淋失。在黄瓜生长前期，由于植株对硝态氮的吸收能力较弱，大量硝态氮残留在土壤中，随着灌溉水的下渗，硝态氮淋失量较大。T2处理（微润管埋深30cm）的硝态氮淋失量相对较低，平均值为[X]kg/hm²。30cm的埋深使得硝态氮在土壤中的分布更为合理，根系能够更好地吸收利用硝态氮。微润管周围的土壤能够储存一定量的硝态氮，并且随着水分在不同土层的均匀分布，硝态氮在土壤中的移动相对稳定，减少了其随水分下渗淋失的可能性。在黄瓜生长的各个阶段，T2处理的根系都能较为充分地吸收硝态氮，降低了土壤中硝态氮的残留量，从而减少了硝态氮的淋失。T3处理（微润管埋深40cm）的硝态氮淋失量也相对较低，平均值为[X]kg/hm²。虽然微润管埋深较大，硝态氮在深层土壤分布较多，但由于深层土壤的水分运动相对缓慢，且根系在生长后期能够逐渐利用深层土壤中的硝态氮，使得硝态氮淋失量得到有效控制。然而，在黄瓜生长前期，由于根系尚未充分下扎到深层土壤，对深层硝态氮的吸收利用有限，此时若灌溉量过大，仍可能导致一定量的硝态氮淋失。此外，土壤质地、施肥量和灌溉制度等因素也会对硝态氮淋失量产生影响。在质地较轻的土壤中，硝态氮更容易随水分淋失，而质地较重的土壤对硝态氮有一定的吸附和固定作用，可减少淋失。施肥量过大时，土壤中硝态氮含量过高，超出了植株的吸收能力，多余的硝态氮就容易淋失。不合理的灌溉制度，如灌溉量过大、灌溉频率过高，会增加土壤水分的下渗，从而加剧硝态氮的淋失。5.1.3微润管埋深对设施黄瓜铵态氮淋失量的影响微润管埋深对设施黄瓜铵态氮淋失量的影响显著，不同埋深处理下铵态氮淋失量呈现出不同的变化趋势。T1处理（微润管埋深20cm）的铵态氮淋失量相对较高，在整个黄瓜生长周期内，铵态氮淋失量平均值达到[X]kg/hm²。由于微润管埋深较浅，铵态氮在浅层土壤积聚较多，浅层土壤的水分变动较为频繁，在灌溉或降雨时，浅层土壤中的铵态氮容易随水分下渗而淋失。同时，T1处理的渗漏量相对较大，进一步加大了铵态氮淋失的风险。在黄瓜生长前期，根系对铵态氮的吸收能力较弱，土壤中铵态氮含量较高，淋失量也相应较大。T2处理（微润管埋深30cm）的铵态氮淋失量相对较低，平均值为[X]kg/hm²。30cm的埋深使铵态氮在土壤中的分布更为均匀，根系能够在不同土层中较好地吸收铵态氮。微润管周围的土壤能够储存适量的铵态氮，并且随着水分在垂直方向上的合理分布，铵态氮在土壤中的移动较为稳定，减少了其随水分大量下渗淋失的情况。在黄瓜生长的各个阶段，T2处理的根系都能有效地吸收铵态氮，降低了土壤中铵态氮的残留量，从而减少了铵态氮的淋失。T3处理（微润管埋深40cm）的铵态氮淋失量也相对较低，平均值为[X]kg/hm²。虽然微润管埋深较大，铵态氮在深层土壤分布较多，但深层土壤的水分运动相对缓慢，且根系在生长后期能够逐渐利用深层土壤中的铵态氮。在黄瓜生长前期，由于根系尚未充分下扎到深层土壤，对深层铵态氮的吸收利用有限，此时若灌溉量过大，可能会导致一定量的铵态氮淋失。但随着根系的生长和下扎，深层土壤中的铵态氮被逐渐吸收，淋失量逐渐减少。此外，土壤的酸碱度、微生物活动以及施肥方式等因素也会影响铵态氮的淋失量。在酸性土壤中，铵态氮容易发生硝化作用转化为硝态氮，从而增加了淋失的风险。土壤中微生物活动活跃时，会加速铵态氮的转化和利用，减少其在土壤中的残留，降低淋失量。合理的施肥方式，如采用分次施肥、深施等方法，能够提高铵态氮的利用率，减少淋失。5.1.4微润管埋深对设施黄瓜速效磷淋失量的影响在设施黄瓜种植中，微润管埋深对速效磷淋失量有着重要影响。T1处理（微润管埋深20cm）的速效磷淋失量相对较高，在整个黄瓜生长周期内，速效磷淋失量平均值达到[X]kg/hm²。由于微润管埋深较浅，施肥后速效磷主要集中在浅层土壤。浅层土壤的水分变动较大，在灌溉或降雨时，浅层土壤中的速效磷容易随水分下渗而淋失。而且，T1处理的渗漏量相对较大，进一步加剧了速效磷的淋失。在黄瓜生长前期，根系对速效磷的吸收能力较弱，土壤中速效磷含量较高，淋失量也相应较大。T2处理（微润管埋深30cm）的速效磷淋失量相对较低，平均值为[X]kg/hm²。30cm的埋深使得速效磷在土壤中的分布更为合理，根系能够在不同土层中较好地吸收速效磷。微润管周围的土壤能够储存适量的速效磷，并且随着水分在垂直方向上的均匀分布，速效磷在土壤中的移动相对稳定，减少了其随水分大量下渗淋失的可能性。在黄瓜生长的各个阶段，T2处理的根系都能有效地吸收速效磷，降低了土壤中速效磷的残留量，从而减少了速效磷的淋失。T3处理（微润管埋深40cm）的速效磷淋失量也相对较低，平均值为[X]kg/hm²。虽然微润管埋深较大，速效磷在深层土壤分布较多，但深层土壤的水分运动相对缓慢，且根系在生长后期能够逐渐利用深层土壤中的速效磷。在黄瓜生长前期，由于根系尚未充分下扎到深层土壤，对深层速效磷的吸收利用有限，此时若灌溉量过大，可能会导致一定量的速效磷淋失。但随着根系的生长和下扎，深层土壤中的速效磷被逐渐吸收，淋失量逐渐减少。土壤对速效磷具有一定的吸附固定作用，不同土壤质地对速效磷的吸附固定能力不同。质地较重的土壤对速效磷的吸附固定能力较强，可减少速效磷的淋失；而质地较轻的土壤对速效磷的吸附固定能力较弱，淋失风险相对较高。施肥量过大时，土壤中速效磷含量过高，超出了土壤的吸附固定能力和植株的吸收能力，多余的速效磷就容易淋失。此外，灌溉方式和灌溉量也会影响速效磷的淋失，不合理的灌溉方式，如大水漫灌，会增加土壤水分的下渗，从而加剧速效磷的淋失。速效磷的淋失不仅会造成肥料资源的浪费，还可能导致水体富营养化等环境问题，因此，合理控制微润管埋深，减少速效磷淋失，对于提高肥料利用率和保护生态环境具有重要意义。5.2微润管埋深对设施黄瓜耗水量的影响不同微润管埋深处理下，设施黄瓜全生育期的耗水量存在显著差异。在整个生育期内，T1处理（微润管埋深20cm）的黄瓜耗水量相对较高，平均值达到[X]mm。这主要是因为微润管埋深较浅，水分在浅层土壤积聚较多，且浅层土壤水分蒸发较快。在灌溉后的一段时间内，由于浅层土壤水分含量较高，水分蒸发量较大，导致耗水量增加。同时，T1处理的渗漏量相对较大，部分水分通过渗漏损失，也增加了耗水量。T2处理（微润管埋深30cm）的耗水量相对较低，平均值为[X]mm。30cm的埋深使得水分在土壤中的分布更为合理，土壤能够更好地储存水分，减少了水分的蒸发和渗漏损失。微润管周围的土壤能够充分吸收水分，并且在垂直方向上，水分能够较为均匀地分布在不同土层中，使水分能够被黄瓜根系充分利用，从而降低了耗水量。T3处理（微润管埋深40cm）的耗水量也相对较低，平均值为[X]mm。虽然微润管埋深较大，但由于深层土壤的水分蒸发相对较弱，且根系在生长后期能够逐渐利用深层土壤的水分，使得耗水量得到一定程度的控制。然而，在黄瓜生长前期，由于根系尚未充分下扎到深层土壤，对深层水分的利用有限，可能会导致前期耗水量相对较高。在黄瓜生长的不同阶段，各处理的耗水量变化趋势也有所不同。在苗期，各处理的耗水量相对较低，且差异不显著。随着黄瓜植株的生长，进入开花期和结瓜期后，耗水量逐渐增加。T1处理由于水分蒸发和渗漏损失较大，耗水量增加幅度相对较大；T2处理由于水分分布合理，耗水量增加较为平稳；T3处理前期耗水量增加相对较慢，但后期随着根系对深层水分的利用，耗水量增加速度加快。此外，设施内的环境因素如温度、湿度、光照强度等也会对黄瓜耗水量产生影响。在温度较高、光照较强的时段，黄瓜的蒸腾作用增强，耗水量相应增加。而T2处理在不同环境条件下，能够更好地保持土壤水分，满足黄瓜生长的水分需求，使得耗水量相对稳定，有利于黄瓜的生长发育。5.3微润管埋深对设施黄瓜水氮利用效率的影响不同微润管埋深处理下，设施黄瓜的水氮利用效率存在显著差异。水氮利用效率是衡量农业生产中水资源和氮肥利用效益的重要指标，其计算公式为WUE_N=\frac{Y}{ET\timesN}，其中WUE_N为水氮利用效率（kg/(mm・kg)），Y为黄瓜产量（kg），ET为作物耗水量（mm），N为施氮量（kg）。T2处理（微润管埋深30cm）的水氮利用效率最高，达到[X]kg/(mm・kg)，显著高于T1处理（微润管埋深20cm）的[X]kg/(mm・kg)和T3处理（微润管埋深40cm）的[X]kg/(mm・kg)。这主要是因为30cm的埋深使得土壤水分和养分分布较为合理，能够为黄瓜生长提供良好的土壤环境，促进黄瓜植株对水分和养分的吸收利用。一方面，合理的水分分布保证了黄瓜根系对水分的充分吸收，满足了植株生长和生理活动的需求；另一方面，适宜的养分分布使得氮肥能够被黄瓜根系有效吸收，提高了氮肥的利用率。在这种情况下，黄瓜植株能够充分利用水分和氮肥进行光合作用和物质合成，从而提高了产量，进而提高了水氮利用效率。T1处理由于微润管埋深较浅，浅层土壤的水分和养分在生长后期难以满足植株的需求，导致黄瓜生长受到一定限制，产量相对较低。同时，T1处理的耗水量相对较高，这使得在相同施氮量下，水氮利用效率较低。在生长后期，由于浅层土壤水分和养分供应不足，黄瓜植株无法充分利用氮肥进行生长，部分氮肥可能会因淋溶等原因损失，进一步降低了氮肥利用率，从而影响了水氮利用效率。T3处理由于微润管埋深较大，在生长前期，根系对深层土壤的水分和养分利用不足，影响了黄瓜的前期生长，导致植株生长势相对较弱，产量受到一定影响。虽然T3处理的耗水量相对较低，但由于产量不高，在相同施氮量下，水氮利用效率也低于T2处理。在生长前期，根系难以充分吸收深层土壤中的水分和氮肥，使得氮肥的利用效率较低，随着根系的生长和下扎，后期对深层土壤水分和养分的利用有所改善，但前期生长的不足仍然对水氮利用效率产生了一定的负面影响。此外，灌溉水分利用效率（IWUE）也受到微润管埋深的影响，其计算公式为IWUE=\frac{Y}{I}，其中IWUE为灌溉水分利用效率（kg/mm），Y为黄瓜产量（kg），I为灌溉水量（mm）。T2处理的灌溉水分利用效率最高，为[X]kg/mm，显著高于T1处理的[X]kg/mm和T3处理的[X]kg/mm。这进一步表明30cm的微润管埋深能够更好地协调灌溉水量与黄瓜产量之间的关系，提高灌溉水分的利用效率，使单位灌溉水量能够生产更多的黄瓜产量。T1处理由于水分蒸发和渗漏损失较大，灌溉水分利用效率较低；T3处理前期根系对深层水分利用不足，也在一定程度上影响了灌溉水分利用效率。5.4本章小结本章研究了微润管埋深对设施黄瓜渗漏量、氮磷淋失量、耗水量及水氮利用效率的影响，结果表明：在渗漏量及氮磷淋失量方面，微润管埋深对其影响显著。T1处理（微润管埋深20cm）的渗漏量、硝态氮淋失量、铵态氮淋失量和速效磷淋失量均相对较高。这是因为微润管埋深较浅，水分在浅层积聚，易发生渗漏，且浅层土壤中的氮磷养分随水分下渗而淋失。T2处理（微润管埋深30cm）和T3处理（微润管埋深40cm）的渗漏量及氮磷淋失量相对较低，其中T2处理在各方面表现更为均衡。在耗水量方面，T1处理的黄瓜耗水量相对较高，主要原因是微润管浅埋导致水分蒸发和渗漏损失较大。T2处理和T3处理的耗水量相对较低，T2处理由于水分分布合理