引言：近年来，对高营养水果的需求增加。矮生樱桃（Cerasus humilis）作为中国特有的果树，兼具生态和营养价值。水肥营养与植物生长发育密切相关。方法：本研究以‘农大6号’矮生樱桃为试验材料，进行田间滴灌施肥试验，研究水肥耦合调控对其生长、光合作用、产量、品质及水肥利用效率的综合影响，并提出适合该地区的水肥耦合调控方案。灌溉量设置为三个水平：W1（田间持水量的60%）、W2（70%）和W3（80%）。复合肥施用量设置为三个水平：F1（66千克/667平方米）、F2（99千克/667平方米）和F3（132千克/667平方米），共9个处理。结果与讨论：结果表明，在W2（70%田间持水量）灌溉量和F2（99千克/667平方米）施肥量的组合下，矮生樱桃的生长效果更好，叶片净光合速率和蒸腾速率在整个生育期均处于较好水平。此外，W2F2处理的矮生樱桃果实产量最高，达到1109千克/667平方米，果实品质理想，可溶性糖和可溶性蛋白含量分别为7.14%和4.25毫克/克，维生素C含量和固酸比在W2F3处理下达到最大值。W2F2处理的矮生樱桃灌溉水利用效率（Irrigation Water Use Efficiency, IWUE）和偏因子生产率（Partial Factor Productivity, PFP）也处于较好水平，分别为6.14千克/毫米·667平方米和11.21。综合分析结果表明，虽然W2F3在维生素C含量和固酸比方面具有优势，但W2F2在产量、可溶性糖、可溶性蛋白及水肥利用效率之间提供了最佳的综合平衡。综上所述，推荐综合性能最佳的W2F2作为矮生樱桃高效生产的水肥管理方案。
论文解读：水肥耦合调控对中国矮生樱桃（Cerasus humilis）生长、产量、品质及利用效率的影响
一、 研究背景、问题与目的
矮生樱桃（Cerasus humilis）是中国特有的蔷薇科落叶灌木果树，因其高钙含量也被称为“钙果”，具有较高的营养价值和生态适应性，尤其在防风固沙方面潜力巨大。其生长发育、产量和品质受到多种环境变量的影响，其中水分和肥料是两个关键因素。在传统种植过程中，普遍存在过度灌溉和施肥的问题，不仅造成资源浪费，甚至可能导致作物减产。水肥耦合技术已被证实能够有效调控多种果树的生长发育、生理机制及资源利用效率。然而，针对矮生樱桃的相关研究起步较晚，且多数研究集中于单一水分或养分因子的影响，未能充分考虑水肥间的协同互作与耦合效应。现有的少量水肥耦合研究也存在灌溉方式不合理、施肥方案缺乏针对性、水肥参数优化研究不深入等问题，无法为不同产区的集约化、优质高效栽培提供精准的水肥调控方案。因此，本研究旨在系统探索水肥耦合（滴灌+氮磷钾复合肥）对矮生樱桃生长、光合作用、产量、品质及资源利用效率的调控效应，筛选出适合其规模化生产的高效水肥组合方案，为实现其高产优质栽培提供水肥管理参考。
本研究论文发表于《Frontiers in Plant Science》。
二、 关键技术方法概述
研究人员于2025年在吉林农业大学试验基地的塑料大棚内开展田间试验。试验材料为三年生‘农大6号’矮生樱桃。试验采用双因素完全随机设计，灌溉量设W1（60%田间持水量）、W2（70%）、W3（80%）三个水平，复合肥施用量设F1（66 kg/667m2 ）、F2（99 kg/667m2 ）、F3（132 kg/667m2 ）三个水平，共形成9个处理组合。采用田间滴灌系统进行水肥一体化施用，施肥阶段设定在胚果期、果实膨大期和转色期，灌水阶段设定在胚果期、幼果期、果实膨大期和转色期。研究期间，定期测定了植株的株高、茎粗等生长指标；使用光合仪测定了叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和胞间CO2 浓度（Ci）等光合指标；果实成熟后，测定了果实纵横径、单果重、产量以及可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、可溶性固形物、可滴定酸等品质指标；并计算了灌溉水利用效率（IWUE）和偏因子生产率（PFP）。数据采用方差分析、主成分分析等统计方法进行处理。
三、 研究结果
3.1 水肥耦合对矮生樱桃生长的影响
研究显示，水肥耦合处理显著影响了矮生樱桃的株高和茎粗。在整个生育期内，W2F2（灌溉量70%FC，施肥量99 kg/667m2 ）和W3F2处理的植株在多数测量日期表现出更高的株高。至8月15日，W2F2处理的株高显著高于其他多数处理。在茎粗方面，6月16日，W2F1、W2F2、W2F3、W3F1和W3F2处理的茎粗显著高于其他处理。8月15日，W2F2处理的茎粗达到最大值，比最低的W1F3处理增加了7.55%。结果表明，适量的灌溉结合复合肥施用能够促进矮生樱桃的营养生长。
3.2 水肥耦合对矮生樱桃叶片不同阶段光合作用的影响
7月是矮生樱桃果实形成的关键期，光合指标强弱直接影响光合产物向果实的转运。在7月1日的测定中，W2F2处理的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均达到最大值，而胞间CO2 浓度最低。各处理的光合指标在生育期内呈现先升高后降低的趋势（胞间CO2 浓度反之）。结果表明，合理的水肥组合处理有利于促进矮生樱桃的光合作用。
3.3 水肥耦合对矮生樱桃果实形态和产量的影响
水肥耦合对果实鲜重和产量有显著影响。W2F2处理的果实横径、纵径、单果鲜重、单果干重和产量均达到最高值。其中，产量为1109.49 kg/667m2 ，比产量最低的W1F1处理高出61.78%。W2F3处理的果实鲜重与W2F2无显著差异，且显著高于其他处理组。
3.4 水肥耦合对果实品质的影响
不同水肥处理显著提高了矮生樱桃果实中可溶性糖和可溶性蛋白的含量。W2F2处理的可溶性糖含量最高（7.14%），可溶性蛋白含量也最高。维生素C含量和可溶性固形物含量则在W2F3处理下达最大值，分别为14.20 mg/100g和13.70%。可滴定酸含量在W1F1处理中最高，在W2F2处理中最低。固酸比在W2F3处理下达到最大值9.02。水肥交互作用对可溶性蛋白、可溶性糖、可溶性固形物和固酸比有极显著影响。
3.5 水肥耦合对矮生樱桃水肥利用效率的影响
水肥耦合显著影响了灌溉水利用效率（IWUE）和偏因子生产率（PFP）。IWUE在F1和F2施肥水平下随灌水量增加呈负相关，在W1F2和W2F2处理下达较高值。PFP则随灌水量增加呈先增后减趋势，且与施肥量呈负相关，在W2F1处理下最高，W2F2次之。构建的回归模型表明，适度增加水肥可提高整体生产力，而过度投入则会降低边际效率。
3.6 矮生樱桃产量、品质、水肥利用率的主成分分析
对13个产量、品质及利用效率指标进行主成分分析，提取出两个主成分，累计贡献率达81.90%。第一主成分（PCA1）主要与产量、果实大小和品质指标高度相关；第二主成分（PCA2）则主要与IWUE和PFP相关。通过计算各处理的综合得分并进行排序，W2F2处理的综合得分排名第一，表明该处理在多项指标上取得了最佳平衡。
四、 讨论与结论
讨论部分总结：
研究人员在讨论中结合已有研究，对结果进行了解释。适量水肥能促进作物健康生长，而水分不足会抑制细胞分裂伸长，水分过量则可能导致根际缺氧。光合作用受水肥调控，适宜的土壤水分能促进气孔开放，增强CO2 吸收；但水肥过量会通过改变土壤渗透势或产生ABA（脱落酸）信号，抑制光合效率。在一定范围内，产量随水肥投入增加而提高，但超过阈值后不再增加甚至下降，这与叶面积指数（LAI）和干物质积累的变化有关。果实品质方面，适量水肥有利于糖、蛋白积累，维生素C含量受水分积累稀释效应和糖积累促进合成两方面影响，可滴定酸含量则在水分胁迫下倾向于增加。水肥利用效率（IWUE, PFP）的分析表明，适度水肥可提高资源利用效率，过量投入则导致边际效益递减。综合来看，W2F2处理在产量、品质、光合及资源效率间取得了最佳平衡，而过高的水肥投入会打破营养生长与果实发育间的平衡。
研究结论翻译：
通过水肥耦合的田间试验，综合考虑了水肥协同效应。通过分析该耦合对矮生樱桃生长发育、果实形态、干鲜重、光合作用、产量、品质及水肥利用效率的影响，探讨了水肥调控的响应机制。结果表明，W2F2处理在产量、光合性能、可溶性蛋白和可溶性糖方面表现出优势，而W2F3处理在维生素C含量和固酸比品质指标上显示出优势。综合分析表明，W2F2处理在产量、果实品质、光合性能、灌溉水利用效率、偏因子生产率以及基于主成分分析的综合排名方面提供了最佳的整体平衡。因此，推荐W2F2处理作为矮生樱桃生产综合性能最佳的水肥耦合方案。该研究结果可为指导设施内矮生樱桃的高质高效生产提供参考。未来，将通过多年多点的验证，并结合组织营养分析，以更好地表征真实的养分利用效率，并提出更精准的局部水肥方案。
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