灌溉和施肥对温室番茄产量和品质影响效应的研究

覆膜滴灌施肥条件下,通过温室小区试验研究了灌溉上限和施肥量对番茄产量和果实的一些品质指标(Vc含量、有机酸含量、可溶性糖含量、糖酸比)的影响,并对结果进行了分析和讨论.研究表明,施肥量对番茄产量影响最大,灌溉上限与施肥的交互作用次之,灌溉上限的影响不显著,与当地习惯施肥量相比,适当的降低施肥量可以提高番茄产量.番茄果实品质各指标受灌溉上限和施肥量的影响各异,适当提高灌溉上限、增加肥料习惯施用量可以显著地提高番茄果实的品质.为更好地协调番茄产量和品质对灌溉和施肥的要求,适宜的水肥管理方式为施肥量为N 286.88 kg·hm-2、K2O 286.88 kg·hm-2,灌溉上限和灌溉下限土壤水吸力分别为10 kPa(pF 2.0)和30 kPa(pF 2.49).     

响应面设计法在温室番茄栽培中的应用

为优化温室番茄的栽培条件,试验研究了不同栽培密度、施氮量和施钾量对日光温室番茄产量的影响。通过中心复合试验设计,构建三因素（栽培密度,氮肥,钾肥）五水平的响应面设计方法并建立番茄产量与三因子的二次回归数学模型。结果表明:三因素对温室番茄产量均有显著的影响（p0.01）,影响的大小顺序为栽培密度施钾量施氮量;栽培密度与施氮量、施钾量之间存在显著的交互作用（p0.01）,施氮量与施钾量之间的相互作用对番茄产量影响不显著（p0.05）;多元二次回归分析结果显示,栽培密度、施氮量、施钾量与番茄产量之间的回归模型高度显著（p0.01）。统计分析确定温室番茄的最佳栽培条件为:栽培密度4.83万株/hm2,施氮量262 kg/hm2,施钾量513kg/hm2;在此条件下,温室番茄产量的预测值为119381kg/hm2,验证试验所得产量为121005kg/hm2。本研究为日光温室番茄高产、稳产和优质提供了理论依据。     

氮肥用量对设施滴灌栽培番茄产量品质及土壤硝态氮累积的影响

为了明确滴灌条件下设施番茄适宜的氮肥施用量,选择北京市顺义区代表性日光温室进行田间试验,设置0、90、180、270、360、450kg·hm^-2 6个氮肥水平,研究不同氮肥用量对设施滴灌栽培番茄产量、品质及土壤硝态氮累积分布的影响。结果表明：氮肥施用量为0～360kg·hm^-2时,随氮肥施用量的增加番茄产量增高;当施氮量超过360kg·hm^-2时,番茄产量随施氮量增加却呈下降趋势。番茄品质随施氮量的增加而提高,当施氮量为450kg·hm^-2时,番茄果实的糖酸比最高,风味较佳。随着施N量的增加,各层土壤硝态氮含量明显增加,尤其当施氮量大于270kg·hm^-2时,土壤硝态氮含量显著增加。施氮量360kg·hm^-2为0—100cm土壤硝态氮累积量增加的拐点,土壤硝态氮累积量与0-360kg·hm^-2施氮量呈线性相关。结合北京郊区土壤肥力状况,番茄氮肥推荐施用量为270-360kg·hm^-2,在当前农民习惯施氮量450kg·hm^-2条件下,减少氮肥用量20％～40％,可以达到设施番茄高产、优质,且环境风险较小的目的。     

白洋淀湿地典型植被芦苇储碳固碳功能研究

湿地生态系统具有很强的储碳、固碳能力,在全球碳循环中占有重要地位。在实地调查和实验室测定的基础上,研究了白洋淀湿地芦苇（Phragraites austrdis（Cav．）Trin．Ex Steudel）的现存生物量和初级生产,并根据光合作用原理测算了其碳储量和固碳能力,进而从光能利用率的角度探讨了其固碳潜力。结果表明,白洋淀湿地芦苇的碳储量较大,为2．52-3．44kg·m^-2,平均2．9kg·m^-2,且地下部分的生物量大于地上部分,两者比值为2．38—3．30,平均2．90,地下部分碳储量是地上部分的近3倍。白洋淀湿地芦苇具有较强的固碳能力,为0．82～1．65kg·m^-2·^-1,是全国陆地植被平均固碳能力的1．7～3．4倍,全球植被平均固碳能力的2．0-4．0倍。白洋淀湿地芦苇的光能利用率仅为0．6％-1．2％,若提高到植物理论最大光能利用率5％～6％,则固碳能力可较目前提高3．2-9．0倍,达到6．60-8．25kg·m^-2·a^-1,潜力很大。     

航天诱变种番茄和辣椒在现代温室中的表现

比较研究了航天诱变番茄和辣椒品种及搭载材料在玻璃温室中的生育和产量表现 ,结果表明 :航天番茄和搭载材料生长势强 ,平均单果重为 2 2 1g左右 ,航天番茄 648单株累积总产为 2 847 5g ,较航天番茄 641高 9 9% ,较适宜于现代温室栽培。航天辣羊角椒 61 6生长势强 ,平均单果重为 76g左右 ,单株总产量为 440 9g ,可以用于现代温室栽培。搭载材料与其原始品种相比 ,平均单株产量差异不显著 ,但株间产量变化幅度较原始品种提高 7 5 %～ 8 0 %。     

污泥及其混合堆肥对番茄土壤性质和N_2O排放的影响

目前关于污泥及其生物质堆肥的土地利用过程中土壤性质变化和温室气体排放数据十分缺乏,难以满足农田土壤氮素保存和温室气体减排的需求。该研究通过在番茄种植过程中添加800 kg/hm2新鲜污泥(S-H)、400 kg/hm2新鲜污泥(S-L)、800 kg/hm2秸秆堆肥(VM-S)和800 kg/hm2猪粪堆肥(VM-M),开展土壤性质、无机氮形态、作物生长以及N2O排放特征的研究。结果表明:堆肥处理显著增加了土壤电导率(electric conductivity,EC)(P0.05),其中猪粪堆肥时土壤EC值最大。添加污泥和堆肥都使土壤p H值显著上升(P0.05),最终趋于中性,且VM-M对土壤酸化的抑制效果略优于VM-S。污泥和堆肥处理时土壤NO3--N浓度显著高于对照,且各处理组NO3--N浓度均随时间逐渐下降,NO3--N主要被番茄吸收,部分NO3--N从土壤上层淋溶至下层;NH4+大多数被氧化为NO3-,部分NH4+被植物吸收。在施入的无机氮量相等情况下,VM-M、VM-S、S-H处理组中番茄地上部分生物量分别为1 515、1 383、1 103 g/株,株高分别为56.8、54.5、51.3 cm,对番茄生长的促进效果为VM-MVM-SS-H,而S-H比S-L多施入的氮肥对番茄生长并未起到明显促进作用(P0.05)。与对照相比,污泥或生物质堆肥都显著提高了土壤N2O的排放(P0.05),各处理组N2O的排放均集中于施肥后的前20天,且土壤N2O的排放通量大小顺序为S-L(0.76 kg/(hm2·a))VM-M(0.95 kg/(hm2·a))VM-S(1.19 kg/(hm2·a))S-H(1.71 kg/(hm2·a))。因此,在进行污泥及其生物质堆肥的土地利用时,应考虑有机肥的种类及其施用量,以在提高作物产量的同时改善土壤并减少温室气体排放,在进行污泥的农田利用时可先将污泥与畜禽粪堆肥。     

滴灌水肥一体化条件下番茄氮肥适宜用量探讨

利用田间小区7年定位试验,研究了滴灌水肥一体化条件下,不同化肥施氮量结合基施有机肥对番茄产量、品质、硝态氮累积、土壤电导率及土壤p H值的影响。结果表明:1)与不施氮相比,施肥可显著提高番茄产量,但过量施肥不仅不会提高番茄产量,还会降低番茄品质; 2)施氮量对土壤硝态氮的累积有较大的影响,随施氮量的增加,土壤剖面硝态氮累积量增加,其中对0～20 cm土层硝态氮累积量的影响最为显著; 3)土壤硝态氮含量与土壤电导率呈极显著相关关系,表明施氮量越高,电导率随之增加越显著,土壤的次生盐渍化风险越高; 4)除CK处理外,其它处理土壤硝态氮含量与p H值呈极显著负相关关系。综合考虑产量、品质与土壤环境质量,推荐华北温室秋冬茬番茄施用200 kg/hm~2有机N+250 kg/hm~2无机N,P2O575 kg/hm~2,K2O 450 kg/hm~2为宜。     

温室通风控水条件对番茄耗水特性及产量的影响

确定温室最佳通风和灌水量可改善室内小气候,减少耗水量并提高果实产量,对进一步优化温室作物灌溉制度至关重要。通过开启温室不同位置通风口设置2种通风处理（T1：开启北窗和顶窗;T2：开启北窗、顶窗和南窗）,同时参考20 cm标准蒸发皿的累积蒸发量,设置2种水分处理（水面蒸发系数分别为0.9（K0.9）和0.5（K0.5））,进行完全组合设计,分析了不同通风和水分对温室覆膜滴灌番茄生理生态、耗水特性及产量的影响,采用通径分析法探讨了影响番茄茎流速率的主控因子。结果表明：1）T2的日均风速明显高于T1,但温度和湿度却相反;2）全生育期内,T1K0.9和T2K0.9的耗水量分别为282.4和278.4 mm,高于T1K0.5（201.8 mm）和T2K0.5处理（202.5 mm）;利用通径分析确定气象因子对茎流速率的综合影响程度由大到小依次为净辐射、温度、相对湿度和风速,其中净辐射对茎流速率的影响主要表现为直接作用,而温度、风速及相对湿度主要表现为间接作用。3）不同通风和水分条件影响了番茄的生长发育和产量形成, T2K0.9的平均单果质量为0.15 kg,水分利用效率为53.0 kg/m3,总产量达到147.6 t/hm2。建议华北地区日光温室通风控水管理参考T2K0.9（开启北窗、顶窗和南窗,水面蒸发系数取0.9）可提高番茄的产量和水分利用效率。     

秒尺度温室番茄作物-环境互作模型构建与验证

为了解决现有温室模型时间尺度不统一的问题,该研究建立了一个时间尺度统一的温室番茄作物-环境互作模型,描述作物与环境之间的相互作用,提高模型的精准性。首先,将番茄作物生长模型拆分成SUPPLY、PARTITION、GROWTH3个子模块,针对3个模块在由天数量级时间尺度到秒数量级时间尺度变换时存在的问题,通过模型替换、结构改造、参数辨识等方法对时间尺度进行了转换,并利用EFAST敏感性分析算法将模型中的不确定参数分为敏感参数和不敏感参数两类。然后,在秒时间尺度番茄作物生长模型的基础上,考虑番茄作物对温室环境的实时反馈,结合小气候模型形成包含未知参数的"通用"的互作模型结构。最后,利用贝叶斯优化方法及番茄生产温室的实际数据,分别对互作模型中生长模型和小气候模型的未知参数进行参数辨识,确定互作模型全部结构与参数,得到可用的互作模型。利用该研究得到的秒时间尺度生长模型对2015—2018年上海崇明A8温室番茄产量进行模拟,其与真实产量值间的均方根误差在7.34～18.85 g/m~2之间,平均相对误差在5.8%～18%之间,均小于TOMGRO模型与Integrated模型,可以更好地预测产量变化。含作物反馈的小气候环境模型经参数辨识后,模拟番茄作物3个不同生长时期(幼苗期、开花坐果期、结果期)的环境因子(温室内温度、湿度、CO_2浓度)变化的平均相对误差均在3%～6%之间,且相较于未考虑作物反馈的一般小气候模型有更好的模拟效果。互作模型的建立将作物与温室小气候环境统一成一个模型,可以为温室环境控制提供模型基础。     

自控温室气象条件对番茄产量的影响

对大型玻璃自控温室种植2年的番茄产量序列与气象条件进行相关分析。结果表明,在上海地区气候条件下影响大型玻璃自控温室番茄生产的关键气象因子是光强、温度日较差和相对湿度,它们与产量的相关系数分别为0.563、0.449和0.505,相关性极显著,为改善玻璃自控温室的生产调控措施提供理论依据。     

吡虫啉和多菌灵单施及同时施用对番茄生长的影响

在实地调研的基础上,以山东寿光当前普遍栽种的两个番茄品种中杂9号和中杂106号为指示植物,研究了当地施用较典型的杀虫剂吡虫啉和杀菌剂多菌灵单施及同时施用对番茄生长及生理生化指标的影响。结果表明：吡虫啉在0~0.07 mg.L-1范围内、多菌灵在0~0.4 mg.L-1范围内,无论单施或同时施用对两个番茄品种的植株鲜重和叶绿素含量都有一定的促进作用;吡虫啉超过0.14 mg.L-1、多菌灵超过0.8 mg.L-1,随着单施或同时施用浓度的提高,对两个番茄品种的植株鲜重和叶绿素含量的抑制作用越来越明显,且中杂9号番茄对吡虫啉和多菌灵的耐受性高于中杂106号番茄。如中杂106号番茄B2.8D1.6处理的植株鲜重仅为B0.035D0.2处理的20%,B2.8D1.6处理的叶绿素含量仅为对照处理的8%。两种番茄的过氧化物酶活性均随吡虫啉浓度的增加而显著增加（P〈0.05）,多菌灵在试验处理浓度范围对其影响不显著。吡虫啉和多菌灵单施或同时施用均显著提高了中杂9号番茄过氧化氢酶活性（P〈0.05）,而中杂106号番茄由于本身过氧化氢酶活性较高,农药的施用对其酶活性影响并不显著。两种番茄的丙二醛含量和细胞膜透性比较高,施用农药对二者影响相对较小。单施B2.8、单施D1.6以及同时施用B2.8D1.6后中杂106号番茄的游离脯氨酸含量显著提高（P〈0.05）,分别是对照处理的2.4、2.4倍和2.6倍。     

不同番茄品种镁吸收特性比较

【目的】 通过研究不同番茄品种对镁吸收的差异,为缺镁地区番茄镁高效品种筛选提供理论依据。 【方法】 以北方日光温室主栽的3个番茄品种中杂9号、改良毛粉、金棚朝冠为研究对象,将培育苗分别于15℃和30℃下,在镁浓度为0、0.6、1.2、1.8、2.4、3.0 mmol/L的营养液中吸收 24 h,通过养分吸收动力学方法确定吸收参数来比较不同番茄品种间的差异。同时将相同的3个番茄品种在不加镁 (0 mmol/L) 和中等镁 (1 mmol/L) 浓度条件下水培45 d,比较镁吸收量、镁流入速率及番茄对镁吸收利用的差异。 【结果】 养分动力学试验结果表明,15℃时番茄对镁的吸收速率高于30℃,两个温度条件下,3个番茄品种对镁的吸收速率均表现为改良毛粉 > 金棚朝冠 > 中杂9号。3个品种最大吸收速率 (I _max) 和亲和力系数 (K_m) 均有显著差异,I_max和K_m值均为改良毛粉 > 金棚朝冠 > 中杂9号。培养45 d的结果表明,在缺镁和中等镁浓度条件下,3个番茄品种镁吸收量、镁流入速率均有显著差异,其中改良毛粉镁吸收量显著低于金棚朝冠和中杂9号,金棚朝冠和中杂9号间差异未达显著水平。 【结论】 温度影响番茄对镁的吸收,但并未改变品种间的差异。低镁条件下,金棚朝冠和中杂9号对镁具有较大吸收潜力,改良毛粉的吸收潜力显著低于前两者。      

有机无机肥料配施对春玉米农田N2O排放及净温室效应的影响

为了明确有机无机肥料配施条件下华北旱地春玉米农田N2O周年排放规律、影响因素及其净温室效应,采用静态箱-气相色谱法和生物地球化学模型（DNDC）相结合的方法,对单施化肥（NPK）、有机无机肥料配施（50％M＋50％U）、单施有机肥（M）、对照（CK）等处理的春玉米农田N2O排放情况进行了周年监测,并对DNDC模型进行验证,利用验证后的模型定量评价了不同施肥处理的净温室效应。结果表明：不同有机无机肥料配施处理N2O放通量具有明显的季节变化规律,通量变化范围是-17．56—157．25μg·m2·h-1,在非生长季观测到明显的N2O排放峰,最大排放通量为83．85μg·m2·h-1。NPK、50％M＋50％U、M、CK处理周年累计排放量分别为1．49、1．20、0．82、0．61kgN·hm-2·a-1,非生长季排放总量分别占全年总排放量的40．6％、59．2％、61．7％和60．7％,非生长季N2O排放不容忽视;在整个周年观测期内,当土壤水分含量介于19％-37％之间时,各处理下的N2O通量同土壤含水量呈极显著正相关关系。综合考虑整个农田生态系统碳收支平衡和温室气体排放,经过DNDC模型模拟表明有机无机肥料配施同单施化肥处理相比净温室效应减少33．5％,可以达到在保持产量的基础上“减排”和“固碳”的协同效果。上述研究结果为有机无机肥料合理使用以及旱地农田“稳产、减排、固碳”相协调施肥技术的筛选提供了科学依据。     

冬季日光温室北墙内表面热流分析

为了摸清日光温室墙体内表面上辐射、对流传热分量和向墙体内部的传导热分量的日变化情况,以及墙体内部传导传热热流状况,以指导温室生产有针对性的采取保温措施,采用墙体内及表面空气多点多日连续温度监测,用传热学中平板表面对流换热和物体内部热传导传热计算方法进行分析,研究日光温室北墙表面热量收支和墙体热量流动状况。结果表明,墙体内40-50cm深度存在日温不变层;40cm热流仅4W.m-2左右。传热学计算表明北墙内表面自然对流为湍流状态,对流传热系数在1.69～4.43W.m-2.K-1。墙体内表面晴天白天最大对流换热量为26.5W.m-2,而墙面接受最大辐射热交换69.8W.m-2;墙内表面向墙内传导传热量最高达83.6W.m-2;随深度增加,热流降低,位相滞后。阴天时热流量迅速减小。结论:在郑州冬季天气条件下,60cm厚墙体已接近合理水平,再增加厚度增强保温效果的潜力不大;北墙表面空气与墙体间传热为湍流状态,而非平流状态;白天北墙表面以辐射换热量为主,是对流换热量的2.6倍。     

淮河流域典型农田生态系统碳通量变化特征

为了准确评价农田生态系统在全球碳平衡中的作用,利用涡度相关技术对安徽省寿县冬小麦／水稻生态系统进行了碳通量的监测,并在数据校正、剔除和插补的基础上,研究生长季农田净生态系统碳交换（NEE）的变化特征。结果显示,2008年寿县农田生态系统CO2通量的日变化进程为单峰型,冬小麦和水稻最大的CO2吸收速率分别为2．45和2．48mg·m^-2·s^-1。从物候期的角度来看,冬小麦在抽穗期碳通量值最小,乳熟期最大;水稻拔节时期碳通量值最小,即固碳能力最强。冬小麦,水稻生态系统不同月份碳通量月均日变化也呈U型曲线,作物生命活动越旺盛,NEE峰值越高,夜间CO2排放则在8月份达到最高值。2008年冬小麦和水稻月平均最大日CO2吸收峰分别出现在4月和8月,分别为1．30和1．07mg·m^-2．s^-1。冬小麦生态系统NEE的日最大累积吸收量出现在4月16日．可达11．76gC·m^-2·d^-1,水稻生态系统的出现在8月3日,为10．40gC·m^-2·d^-1。冬小麦从拔节到成熟时间段内的固碳能力为326．87gC·m^-1,水稻从返青到成熟时间段内的固碳能力也达到了300．05gC·m^-2。     

微润管埋深与密度对日光温室番茄产量及品质的影响

为了探寻微润灌溉在日光温室的适宜应用技术参数,以膜下滴灌为对照(CK),设置3种微润管埋深(10 cm、20 cm、30 cm)和3种密度[2行番茄埋设1条(1管2行)、2条(2管2行)、3条(3管2行)微润管],研究了微润管不同埋深及密度对日光温室番茄生长、产量及品质的影响。试验结果表明,与CK相比,微润灌溉更有利于日光温室番茄的生长。番茄的果实横径、单果质量、单果体积、总产量及灌溉水分利用效率增加显著,分别较CK平均增加8.58%、11.99%、18.79%、60.93%和103.40%,平均节水37.73%。微润灌溉显著提高了番茄果实维生素C、可溶性糖及糖酸比的含量,较之CK平均增幅分别为27.07%、4.48%和21.38%。相同微润管密度下,番茄的综合品质表现为:埋深30 cm埋深10 cm埋深20 cm;相同埋深下,表现为:1管2行2管2行3管2行。番茄的株高、茎粗、果实形态及总产量,随微润管埋深的增加而减小,随微润管密度的增加而增加,茎粗与灌溉水分利用效率随微润管密度的增加而减小。综合考虑番茄的总产量、灌溉水分利用效率、品质以及微润管的经济成本等因素,埋深10 cm,1管2行(番茄总产量为87.38 t·hm-2,灌溉水分利用效率为108.91 kg·m-3,品质综合排序第3)为日光温室番茄种植较为适宜的微润灌溉技术参数。     

不同土地利用方式下土壤温度与土壤水分对黑土N2O排放的影响

采用静态箱一气象色谱法,对黑土区3种不同土地利用方式（草地、裸地和农田）下土壤氧化亚氮（N：O）的排放特征及其与土壤温度和土壤水分的关系进行研究。结果显示：试验监测期间（2011年5月27日-9月30日）,不同土地利用方式下,土壤N：0累积排放量分别为草地52．08mgN·m^-2裸地64．43mgN·m^-2农田70．16mgN·m^-2,农田土壤N：O累积排放量比草地和裸地分别高出35％和9％,草地、裸地和农田的N2O平均排放通量分别为16．56、20．36、21．44μgN·m^-2·h^-1。草地和裸地中,土壤N2O排放通量与土壤温度和土壤水分（充水孔隙度,WFPS）相关性均不显著,但在农田中,土壤N20排放通量与土壤温度（5cm和10cm）和土壤水分（5cm）均呈显著正相关（P〈0．05）。另外,土壤N2O累积排放量与土壤硝态氮和矿质氮含量均呈正相关关系。研究表明,黑土草地开垦可促进土壤N2O的排放,且不同土地利用方式下土壤N2O排放的主要影响因子不同。     

基于APSIM的华北平原不同种植模式下主要温室气体排放效应评估

使用APSIM作物模型,模拟1981−2014年华北平原夏玉米、冬小麦−夏玉米、冬小麦−夏玉米−早播玉米1（提前10d）、冬小麦−夏玉米−早播玉米2（提前20d）四种种植模式下土壤有机碳（SOC）变化、土壤氧化亚氮（N₂O）排放、土壤温室气体排放和产量的变化。结果表明：四种种植模式中,1981−2014年华北平原夏玉米种植模式下土壤N₂O排放量最小（514.81kg·hm⁻²）、土壤主要温室气体平均排放量最少（0.30MgCO_2-eq·hm⁻²）;冬小麦−夏玉米−早播玉米1（提前10d）种植模式下土壤有机碳平均变化量最少,为120.78kg·hm⁻²;冬小麦−夏玉米−早播玉米2（提前20d）种植模式的土壤主要温室气体平均排放量次之,为0.76MgCO_2-eq·hm⁻²;四种种植模式中,冬小麦−夏玉米种植模式的平均产量最高,为23405.47kg·hm⁻²;夏玉米种植模式下土壤主要温室气体排放效应最好（GHG=0.02 MgCO_2-eq·hm⁻²）,冬小麦−夏玉米−早播玉米2（提前20d）种植模式次之（GHG=0.04 MgCO_2-eq·hm⁻²）;在保证产量的前提下,考虑粮食安全、资源节约和环境友好各方面,冬小麦−夏玉米−早播玉米2（提前20d）两年三熟种植模式是华北平原较为理想的种植制度。