滴灌施肥时水肥顺序对番茄根系分布和产量的影响

利用田间试验，在日光温室内研究了滴灌施肥灌溉系统运行方式和施氮量对番茄根系分布和产量的影响。取先施氮和先灌水两种运行方式；施氮量取372 kg/hm²和204 kg/hm²两个水平。收获后取根样，用WinRHIZO软件对各处理的整根特征参数和根密度垂直分布进行分析。结果表明，随着施氮量的增加整根的根长、根表面积、根体积和根干重均显著增加，各层土壤的根密度也随之增加。施氮量一定时，先施氮处理中整根的根长大于先灌水处理，而根表面积、根体积和平均直径都小于先灌水处理。在垂直剖面上，先灌水处理使上层土壤的根密度增加，而先施氮处理使下层土壤的根密度增加。运行方式对根长和各土层根长密度的影响主要体现在直径小于1 mm的根系上，这部分根系占整个根系的比例和产量之间有很好的相关关系。各处理间产量的差异未达显著性水平。     

控制性根系分区交替灌溉对冬小麦水分与养分利用的影响

以移栽小麦为试验材料，采用盆栽的方法研究了3种不同灌水方式：全面积均匀灌水(对照)、控制1/2区域交替灌水(CRDI)和控制固定1/2区域灌水对冬小麦水分与养分利用的影响。研究结果表明：在同一灌水方式中土壤含水率下限小的冬小麦根冠比大，且根系总的干重也大；CRDI对根系生长有显著促进作用，使根均匀分布在土壤中，且根长密度较对照大；对于CRDI，当控制土壤含水率下限由65％θ_F变化为55％θ_F时，耗水量下降了35％，节水效果明显；土壤含水率较高，有利于冬小麦根系对土壤中离子态养分的吸收；土壤含水率下限相同时，3种不同的灌水方式中，土壤中H₂PO^-₄和NH⁺₄-N离子浓度均呈现出递减的趋势，而NO^-₃-N离子浓度却呈现出明显的递增趋势，在同一土壤含水率下，CRDI对养分离子的吸收优于其它两种灌水方式。     

河西绿洲膜下滴灌板蓝根生长、耗水特性和品质对水分调亏的响应

通过大田试验研究了水分调亏对膜下滴灌板蓝根生长、耗水规律、产量、水分利用效率及品质的影响。于2018年在甘肃河西中部的民乐县益民灌溉试验站开展板蓝根水分控制试验,板蓝根苗期和肉质根生长期保持充分灌水,在营养生长期和肉质根生长期分别进行不同梯度(轻度、中度和重度)的水分调亏处理,并测定各项生长指标、产量、水分利用效率和品质。结果表明：(1)营养生长和肉质根生长期中度和重度水分调亏显著降低了板蓝根株高、叶片数、主根长和主根直径,且降幅随调亏程度的加剧而增大,而轻度水分调亏与对照组无显著差异。(2)板蓝根在营养生长期和肉质根生长期各处理的耗水量呈现出随着水分调亏程度的加重逐渐降低,与对照相比显著降低(P<0.05)；耗水强度变化次序为营养生长期和肉质根生长期(约3.0mm/d)>肉质根成熟(约1.5mm/d)>苗期(约1.0mm/d)。(3)营养生长期轻度水分调亏处理(RD1)的板蓝根产量与水分利用效率最高,分别达到8475.38kg/hm_²和23.33kg/hm_².mm,处理RD4次之,其余水分调亏处理产量和水分利用效率均有所下降,与对照组之间差异显著(P<0.05)。(4)在营养生长期和肉质根生长期轻中度连续水分调亏有利于靛蓝、靛玉红、(R,S)-告依春、多糖含量的提高,与对照组差异显著(P<0.05),重度水分调亏处理各项指标均最低。因此,综合分析板蓝根产量、水分利用效率和品质可知,最优控水处理为营养生长期和肉质根生长期连续轻度水分调亏(RD4),即该阶段土壤相对含水率为65%~75%,可作为河西冷凉灌区板蓝根种植的最佳灌水策略。     

根系分区交替灌溉对温室甜椒不同灌水下限的响应

依据2006、2007年两年小区试验,对根系分区交替灌溉条件下温室甜椒生长、产量及水分利用效率对不同灌水下限的响应进行了研究.结果表明:占田间持水量60%的灌水下限(T3)处理甜椒叶片光合速率最大,有效地阻止无效蒸腾失水,水分利用效率最高,占田间持水量70%的灌水下限(T4)处理产量达到最高.对甜椒产量、水分利用效率与灌水下限之间的关系进行回归分析,得出30 cm内当灌水下限为田间持水量的70%左右时,甜椒鲜质量小区产量可达最大值;当灌水下限为田间持水量的65%时,甜椒水分利用效率有最大值.综合考虑节水、增产和提高水分利用效率等多种因素,根系分区交替灌溉条件下温室甜椒灌水下限应控制在65%田间持水量左右为宜.     

不同供水条件对小南瓜产量及根系发育的影响

以小南瓜为试验材料,采用盆栽的方法研究了5种供水条件:贫水年型(对照)、平水年型、丰水年型、贫补年型和平补年型(在贫水年和平水年中于小南瓜开花伸蔓期和果实膨大期补水,每次10mm)对小南瓜产量、水分利用效率和根系发育的影响。结果表明:平补年型小南瓜产量最高,达到了19604.5kg/hm2,水分利用效率达到64.76kg/(mm·hm2);整根总根长、直径小于1mm的根长、总根表面积、总根体积均高于对照;根系干质量最大,为799g,冠质量最大,为441.60g,根冠比为1.81%。因此,平水年适期补水是最适合小南瓜生长的供水条件。     

番茄种植地土壤水分传感器最佳埋设深度试验

土壤水分传感器测定土壤含水率从而指导灌溉,对于提高作物水分利用效率和产量都具有十分重要的意义。对番茄种植中产量与水分利用效率最佳的水分条件以及土壤水分传感器的最佳埋设位置进行了试验研究。结果表明,在开花坐果期土壤含水率下限控制在60%的田间持水率,结果盛期土壤含水率下限控制在75%的田间持水率是番茄生长的最优水分条件;同时,10-20cm土层土壤含水率能很好地代表计划湿润层内的平均土壤含水率(开花坐果期和盛果期R²分别达到0.95和0.85以上),把土壤水分传感器埋设于此土层深度比较合理。     

灌水下限与毛管埋深对温室番茄生长的影响

为探明番茄根系生长与水分分布之间的互反馈机制,通过日光温室地下滴灌试验,设置了4种毛管埋深(0 cm、10 cm、20 cm和30 cm)和3种灌水下限(保持土壤含水量为50%、60%和75%田间持水量),研究了不同灌水下限与毛管埋深对番茄根系生长及干物质分配的影响。研究结果表明,轻度、中轻度水分亏缺(灌水下限为75%和60%田间持水量)时,毛管埋深对番茄耗水量有显著影响,10~20 cm毛管埋深提高番茄耗水量。毛管埋深增加会减少0~20 cm土层根系分布,促进20~60 cm土层根系生长;毛管埋深对0~10 cm、20~30 cm、30~40 cm土层根系生长影响显著,对50~60 cm土层根系生长无显著影响。灌水下限对细根(d1 mm)、粗根(d1mm)的根长与根表面积影响显著,毛管埋深对细根的根长与根表面积有显著影响;轻度水分亏缺及20 cm毛管埋深有利于细根根长和根表面积生长,减少粗根比例。本研究结果表明,轻度水分亏缺及毛管埋深为20 cm更有利于全株干物质积累,灌水下限为75%田间持水量能够增加根系干物质分配比例,而20 cm毛管埋深则能促进干物质向茎叶转移且减少根系干物质的分配比例。     

温室番茄栽培渗灌适宜灌水定额指标的研究

目前水分紧缺是制约保护地蔬菜产量的重要因素,如何在保证产量的前提下合理地提高水分利用效率成为保护地节水措施的重要评价指标。采用日光温室小区栽培试验的方法,对番茄产量、水分利用效率等指标进行比较,探讨了温室番茄栽培适宜的渗灌灌水控制上下限指标。结果表明:在相同灌水控制下限的条件下,番茄的产量随着灌水控制上限的升高有增加的趋势,灌水控制下限取土壤水吸力45kPa、上限12kPa,有利于番茄的生长发育,可以保证高产和节水省工的目标。     

保护地番茄栽培渗灌灌水指标的研究

通过对大棚番茄栽培渗灌灌水试验,从土壤水分含量、作物长势及果实产量、灌水次数及灌水量几方面进行分析研究,得出在渗灌管埋深30cm和灌水上限土壤水吸力值设定为6kPa时,其灌水下限土壤水吸力值在苗期可控制在25kPa,在开花-果实膨大期可控制在25～40kPa,而每次灌水量以0.93m³/hm²左右时,水分生产效率和番茄的产量均较高     

基于番茄产量品质水肥利用效率确定适宜滴灌灌水施肥量

研究滴灌施肥条件下水肥组合对温室番茄根系生长、产量品质和水肥利用效率的影响,并运用多元回归分析和空间分析相结合的方法,寻求满足单目标最大的灌水施肥制度,以及综合评价产量品质和水分利用效率的水肥调控效应,提出同时满足高产优质高效的最接近的灌水施肥制度。通过小区试验,设灌水和施肥（N-P2O5-K2O）2因素,3个滴灌水量（高水：100%ET0、中水：75%ET0、低水：50%ET0,ET0是参考作物蒸发蒸腾量）和3个施肥水平（高肥：240-120-150 kg/hm2、中肥：180-90-112.5 kg/hm2、低肥：120-60-75 kg/hm2）。结果表明,番茄产量、水分利用效率、肥料偏生产力和品质受灌水和施肥影响显著。产量与灌水量和施肥量正相关;减小灌水量和增大施肥量,水分利用效率增大;增大灌水量和降低施肥量,肥料偏生产力增大。维生素C和番茄红素随施肥量的增加先增大后降低（中水除外）,可溶性糖随施肥量增加而降低（中肥除外）,可溶性固形物和糖酸比分别在中水与低水、高水与低水之间差异显著（P<0.05）。根质量、根长、根表面积及根体积与产量有显著的线性正相关关系。通过多元回归分析和空间分析得出,灌水量为159 mm,施肥量为479.4、404.4和382.8 kg/hm2时,水分利用效率、番茄红素和糖酸比最大;灌水量为279 mm,施肥量为510 kg/hm2时,产量最大;灌水量为262 mm,施肥量为225 kg/hm2时,肥料偏生产力最大。产量和品质同时达到大于等于85%最大值的灌水施肥区间大约为210～230 mm和385～453 kg/hm2,产量、水分利用效率和品质同时达到大于等于85%最大值的最接近灌水施肥区间为198～208 mm和442～480 kg/hm2。此研究为当地温室番茄滴灌施肥生产过程中水肥科学管理提供指导依据。     

适宜的毛管埋深提高温室番茄品质及产量

为探索地下滴灌条件下,毛管埋深对作物"地上部分-地下部分-产量和品质"相互作用的影响,合理配置滴灌措施,提高水分管理能力,该文研究了4种不同毛管埋深0、10、20和30 cm(CK、S10、S20和S30)对番茄植株生长、根系生长、光合产物分配、果实产量、品质和水分利用效率的影响,结果表明:与地面滴灌(CK)相比,毛管埋深为10 cm的番茄根系分叉数显著增加85.16%,但根长、根面积、番茄产量未显著提高,且番茄红素显著降低18.85%(P0.05);毛管埋深为20 cm,盛果期I番茄叶面积指数显著增加23.37%,根长、根面积、根系分叉数分别显著提高43.22%、20.82%、176.61%,番茄产量提高22.35%,番茄果实品质显著改善,如可溶性固形物、可溶性蛋白、维生素C、番茄红素含量和糖酸比分别提高10.86%、32.34%、35.66%、33.97%和53.01%,水分利用效率显著提高35.91%(P0.05);毛管埋深为30 cm,番茄根长、根系分叉数显著提高46.10%、122.37%,番茄产量显著提高19.53%,水分利用效率显著36.93%,但番茄红素显著降低34.02%。综合考虑番茄品质和产量,地下滴灌毛管埋深20 cm是较为适宜的布设方式。     

调亏灌溉对膜下滴灌菘蓝生长发育和产量的影响

2019年在河西绿洲冷凉灌区民乐县益民灌溉试验站进行了调亏灌溉对膜下滴灌菘蓝生长动态、产量和水分利用效率影响的大田试验研究。在苗期充分供水条件下,以全生育期充分供水(75%～85%的田间持水量)为对照,在营养生长期进行轻度、中度和重度水分调亏,在肉质根生长期进行轻度和中度水分调亏,在肉质根成熟期进行轻度水分调亏,分别测定了水分调亏菘蓝农艺性状的阶段性改变、干物质积累和分配、产量及水分利用效率。结果表明,在营养生长期和肉质根生长期对菘蓝进行中度和重度水分调亏、成熟期进行轻度水分调亏均会显著降低其株高、主根长、主根直径和叶面积指数(P0.05),而营养生长期和肉质根生长期对菘蓝进行轻度调亏其株高、主根长、主根直径和叶面积指数与对照处理间无显著差异(P0.05)。营养生长期以及肉质根生长期进行中度水分调亏和重度水分调亏会降低菘蓝干物质积累量,降幅为3.11%～15.67%,而轻度水分调亏则不会显著影响其干物质积累量。WT1和WT4处理的经济产量与对照无显著差异,其值分别为8 554.18,8 398.70 kg/hm~2,其他各处理均导致菘蓝经济产量降低,降幅为6.89%～18.33%,WT4处理的水分利用效率和灌溉水利用效率最高,比对照提高7.91%和7.39%。因此,在营养生长期—肉质根生长期施加连续轻度水分调亏,其他生育期充分供水是实现河西绿洲冷凉灌区菘蓝节水高产高效灌溉制度。     

Nitrogen forms affect root growth,photosynthesis, and yield of tomato under alternate partial root‐zone irrigation

To increase efficiency of water and nitrogen (N) fertilizer use, this study was conducted with a split‐root pot experiment to investigate the effects of different forms of N fertilizer on root growth, photosynthesis, instantaneous water use efficiency (IWUE), and yield of tomato (Lycopersicon esculentum L.) under alternate partial root‐zone irrigation (APRI). Three irrigation modes comprised conventional irrigation (CI) and two kinds of APRI, i.e., APRI with water content in the drying soil compartment controlled at ≥ 60% or 40% of the water‐holding capacity (APRI‐60, APRI‐40). Two N forms included ammonium‐N and nitrate‐N supplied as calcium nitrate or ammonium sulfate, respectively. The results show that APRI‐60 enhanced root growth and increased leaf IWUE with a slight yield reduction compared with CI regardless of the N form supplied. In contrast, APRI‐40 significantly decreased root growth and inhibited photosynthesis, thereby resulting in a significant yield loss. In addition, at the flowering stage tomato plants grew better with ammonium‐N than nitrate‐N supply; however, at the fruit expansion stage and maturity stage, the tomato plants had a higher biomass accumulation and yield with nitrate‐N than ammonium‐N supply. Therefore, the application of APRI should consider the soil water condition coupled with an appropriate N form. In the present study, APRI controlled at ≥ 60% of the water‐holding capacity (WHC) for the drying soil side with nitrate‐N supply was the best water‐fertilizer supply for tomato cultivation.     

不同土壤水分下限对大棚滴灌甜瓜产量和品质的影响

以厚皮甜瓜品种伊莉莎白为材料,研究大棚滴灌条件下营养生长期不同土壤水分下限(75%田间持水量,I75;65%田间持水量,I65;55%田间持水量,I55;45%田间持水量,I45)对甜瓜生长、产量、品质以及灌溉水分利用效率的影响,并以沟灌(G75)作为对照。结果表明,株高、茎粗、叶面积和地上部干重均随着营养生长期土壤水分下限的降低而减小。I75果实横径、皮厚和肉厚均最大,果形指数最小;I65果实纵径最大。果实品质方面,总可溶性固形物(TSS)含量为:I65>I55>I75>I45;可溶性糖含量为:I55>I65>I45>I75;维生素C(Vc)含量为:I55>I65>I75>I45;可溶性蛋白质含量为:I55>I65>I45>I75;游离氨基酸总量为:I45>I65>I55>I75。I75的产量和平均单果重最高;I65的灌溉水分利用效率最高,达到29.16kg/m3,相比沟灌对照提高76.4%,可节水58.1%,而平均单果重仅比对照下降3.2%。综合考虑产量和品质,可以选择65%田间持水量作为武汉地区厚皮甜瓜营养生长期适宜的土壤水分下限指标。     

土壤水分状况对温室青茄水分利用和外观品质的影响

为确定温室青茄优质高效的灌溉指标, 采用小区试验方法, 研究了不同生育阶段土壤水分状况对滴灌条件下温室青茄耗水量、产量、水分利用效率及果实外观品质的影响。研究结果表明, 任何时段水分亏缺均会降低青茄的耗水量; 温室青茄果实大小、坐果数以及最终产量均随水分亏缺程度的增大而减小, 产量、水分利用均与耗水量呈现良好的二次抛物线关系, 最优耗水量在307.12~339.59 mm 之间。当青茄土壤水分(占田间持水量的百分比)下限控制在苗期60%~70%、开花坐果期和成熟采摘期均为70%时, 产量及坐果率较高, 水分利用效率较佳, 可作为滴灌条件下温室青茄适宜的土壤水分控制指标。     

水分胁迫度及时期对设施延迟栽培葡萄耗水和产量的影响

为研究水分胁迫对葡萄耗水规律和产量的影响,2012—2014年在甘肃省张掖市水务局灌溉试验站连续开展3 a设施栽培葡萄水分胁迫试验,将葡萄划分为萌芽、新梢生长、开花、果实膨大、着色成熟5个生育阶段,各生育期分别设1个土壤含水率下限为55%的田间持水率(field water holding capacity,FC)供水水平(中度水分胁迫)和1个土壤含水率下限为65%FC的供水水平(轻度胁迫),以下限为75%FC为对照,研究3种供水水平下葡萄日耗水强度、产量、水分利用效率等的变化。结果表明:1)3个试验年度设施栽培葡萄在果实膨大期日耗水强度均达到最高值,该阶段为设施葡萄需水临界期。2)水分胁迫对葡萄各生育期耗水强度有明显的影响,萌芽期中度水分胁迫降低该阶段耗水强度,但随后复水后耗水量迅速恢复并出现复水补偿增长效应;开花期时间较短,中度水分胁迫对耗水的影响在随后生育期(果实膨大期)才体现出来;着色成熟期中度水分胁迫也显著降低葡萄在胁迫时段的耗水强度;新梢生长期轻度水分胁迫显著影响葡萄日耗水强度。3)2012年萌芽期中度胁迫能提高葡萄产量、水分利用效率,提高效应随胁迫年度持续逐渐减小,2013和2014年产量与充分供水处理差异不显著。研究可为深入理解设施栽培葡萄的耗水特性和设施葡萄节水高效生产提供依据。     

秸秆添加对土壤微生物–根系形态介导的番茄磷吸收的影响

  【目的】  研究了添加秸秆后土壤微生物(包括解磷微生物)丰度、磷有效性的动态变化,以及作物根系的生长发育特征对作物磷吸收的影响。  【方法】  以番茄 (Solanum lycopersicum)为供试作物进行田间试验,设置添加秸秆和不添加秸秆对照两个处理,在番茄移栽后第15、30及45 天,测定了番茄地上部生物量、磷含量和根系形态,同时测定了土壤微生物数量(细菌、真菌、解磷微生物)、微生物生物量磷和速效磷含量,分析了微生物?根系–作物磷吸收的关系。  【结果】  添加秸秆提高了成熟期番茄的地上部生物量,显著提高了叶片和地上部的磷吸收量,地上部(叶+茎+果实)总磷吸收量较不加秸秆番茄增加21.8%。与无秸秆对照处理相比,添加秸秆处理提高了土壤细菌以及具phoD,phoC和pqqC功能基因的解磷微生物丰度,增加了微生物量磷。添加秸秆处理降低了移栽后15 天番茄根系生物量和组织密度,增加了根系比根长,降低了移栽后15到30 天的番茄根系生长。番茄移栽后第30 天到45 天,土壤细菌、真菌丰度下降,微生物量磷降低,丰富的解磷微生物以及微生物量磷降低介导的磷活化,驱动番茄根系生长加快,比根长增加,根系直径降低。根系生长与土壤有效磷(Olsen-P)相关性显著。  【结论】  添加秸秆初期微生物增生导致番茄根系生长缓慢,后期微生物量磷的降低和解磷微生物对磷的活化促进细根的快速伸长。秸秆还田激发微生物量磷活化协同根系高效磷吸收特征,促进成熟期番茄地上部磷吸收的增加。