加气灌溉对番茄植株生长、产量和果实品质的影响

试验设置了作物-皿系数kcp为0.6(W1)和1.0(W2)2个灌水水平、15 cm(D1)和25 cm(D2)2种滴头埋深和加气灌溉(O)、地下滴灌(S,不加气灌溉作为对照)2种灌水方式,采用3因素完全随机设计,共8个处理,以揭示加气灌溉不同灌水水平和滴头埋深对温室番茄根区土壤通气性、植株生长发育、产量和果实品质的影响。结果表明:加气灌溉有效改善了土壤通气性,与不加气地下滴灌相比,土壤氧气含量增大了6.42%(P0.05),0~40 cm土层土壤体积含水率下降了5.29%。同时,加气灌溉下番茄植株茎粗和叶面积分别显著增大了4.55%和16.21%,开花日期推后了2 d左右,开花时长存在延长的趋势,果实干质量显著增大了23.57%,单株产量、单果质量和水分利用效率分别显著增大了29.04%、23.93%和28.11%。加气灌溉下番茄果实中番茄红素、维生素C、可溶性糖的含量和糖酸比分别显著增大了37.73%、31.43%、32.30%和45.64%。因此,加气灌溉在促进植株生长发育、提高番茄产量的同时有效提高了果实品质,改善了果实风味。灌水水平由0.6增大到1.0也明显促进了番茄植株的生长发育、提高了果实产量,虽然随果实中番茄红素、可溶性糖含量的下降,果实品质有所降低,但灌水水平对果实品质的影响效应低于加气灌溉,且灌水水平的提高和加气灌溉对番茄产量产生显著的交叉影响效应。因此考虑各处理对番茄生长发育、产量和果实品质的综合影响,kcp为1.0灌水水平下加气灌溉是本试验条件下较优的加气灌溉模式。     

加气灌溉不同施肥水平对温室番茄影响效应研究

为探索加气灌溉下作物适宜的施肥量,试验设计了高氮、中氮、低氮3个施肥水平,加气和不加气(作为对照)两种灌水方式,采用两因素三水平完全随机区组设计,共6个处理。研究了加气和不加气两种灌溉方式下,不同施肥水平对温室番茄株高、茎粗、干物质量和品质的影响。结果表明:加气灌溉下,作物株高、茎粗较不加气处理分别显著增大了6.2%、11%,干物质量显著增大了11.7%,单株产量、维C、可溶性糖、有机酸、糖酸比较不加气处理分别显著增大了6.7%、11.6%、11.3%、7.5%、4.1%。因此加气灌溉在促进植株生长发育的同时,也有效提高了作物产量和品质。同时,加气灌溉不同施肥水平试验结果表明,中氮施肥水平下,植株茎粗、干物质量、果实产量、品质较高氮和低氮处理均有显著增大,且施肥水平和加气灌溉对番茄株高、产量产生显著的交叉影响效应。因此,考虑各处理对番茄生长发育、产量品质的综合影响,加气灌溉中氮施肥水平是较优的灌溉施肥模式。     

加气灌溉对土壤中主要微生物数量的影响

加气灌溉利用地下滴灌技术,通过文丘里加气设备将空气溶解在加压灌溉水中以水气混合液和微型气泡的形式随灌溉水输送到作物根区土壤。试验采用Mazzei287型文丘里加气设备,以全生育期不加气(CK)为对照,分别在番茄不同生育期和不同灌水水平下进行加气(苗期加气(O1)、开花坐果期加气(O2)、果实膨大期加气(O3)、成熟期加气(O4)、全生育期/中水水平下加气(O5/W1)、高水水平下加气(W3)和低水水平下加气(W2))分析加气灌溉对番茄根区土壤中细菌、真菌和放线菌数量的影响。结果表明,相比于不加气灌溉(地下滴灌),在各生育期加气时对应生育期的细菌、真菌数量均明显提高。高水水平和中水水平下加气灌溉处理的细菌、真菌、放线菌的数量也显著高于对照。由此可知,加气灌溉下的土壤环境更适宜土壤微生物的生命活动。     

微纳米加气灌溉对温室番茄生长、产量和品质的影响

为了探究微纳米加气灌溉对番茄的影响,采用温室小区试验,选择不同的水分控制下限条件,研究了其对番茄生长发育、产量、品质的影响。结果表明,微纳米加气灌溉模式下番茄株高、茎粗、单株叶面积增长速度较常规灌溉得到显著提高,表现为苗期、开花期、坐果期番茄生长优势明显,生长后期增长速度近似相同。基于番茄产量和灌溉水利用效率2个指标条件,微纳米加气灌溉较常规灌溉增长效果更好。微纳米加气灌溉改变番茄产量分布特征,促进番茄提早成熟从而获得更大的经济效益。微纳米加气灌溉对番茄VC量、可溶性固形物和蛋白质均有不同程度提高,有机酸呈降低趋势,对糖酸比的影响不大。综合认为,微纳米加气灌溉应用在温室番茄种植是可行的。     

加气条件下土壤CO_2排放对土壤过氧化氢酶活性及番茄生长的响应

为研究加气条件下土壤过氧化氢酶活性(CAT)和番茄生长对土壤CO_2排放的影响,试验于2017年4月至7月采用静态暗箱/气相色谱法对加气灌溉(AI)和常规膜下滴灌(CK)两个处理下的温室番茄地土壤CO_2排放进行原位监测;并同时测定各处理CAT、土壤充水孔隙率(WFPS)、土壤温度和番茄株高。结果表明:在番茄整个生育期内,各处理土壤CO_2排放通量均呈现先增加后减小的趋势; CAT呈现波动性变化,在生育末期达到最大值。AI处理CO_2累积排放量(9 031.08 kg/hm2)较CK处理增加了2.4%,但不显著(P0.05)。此外,加气灌溉促进了番茄的生长,增加了CAT和土壤温度,但降低了WFPS,且处理间各指标差异性均不明显(P0.05)。土壤CO_2排放通量与CAT、土壤温度和番茄株高均呈正相关(P0.05),与WFPS呈极显著负相关(P0.01)。     

加气条件下土壤N2O排放对硝化/反硝化细菌数量的响应

为揭示加气灌溉及不同灌水量处理设施番茄地土壤N2O排放对土壤微生物的响应,于2016年8—12月在日光温室内进行试验,以充分供水的灌水量(W)为基准,设置0.6W、0.8W和1.0W 3个灌水定额,每个灌水定额又设置加气和不加气处理,共计6个处理:0.6W加气(AI0.6)、0.6W不加气(CK0.6)、0.8W加气(AI0.8)、0.8W不加气(CK0.8)、1.0W加气(AI1.0)和1.0W不加气(CK1.0)。结果表明,番茄生育前期,不同灌溉处理的土壤N2O排放通量呈下降的趋势;移植25 d后,N2O气体维持在较低且稳定的排放水平。与不加气处理相比,不同灌水定额的加气处理增加了土壤N2O排放,平均增加了4.7%;且随着灌水量的增加,土壤N2O排放也在增加,平均增加了1.9%,但处理间差异性均不显著(P0.05)。就番茄全生育期微生物数量均值而言,加气较不加气处理增加了土壤硝化细菌数量,平均增加了2.1%;但加气减小了土壤反硝化细菌数量,平均降低了9.7%(P0.05)。而随着灌水量的增加,土壤硝化细菌和反硝化细菌数量均逐渐增加(P0.05)。相关分析表明,土壤N2O排放与土壤水分和土壤温度呈极显著正相关关系(P0.01),与土壤反硝化细菌数量呈极显著负相关关系(P0.01)。试验结果为研究设施菜地土壤硝化和反硝化反应过程及氮循环奠定了理论基础。     

非耕地日光温室番茄滴灌下防渗-水质-定额最优组合研究

通过3因素2水平正交试验,研究了宁夏非耕地温室春茬番茄滴灌条件下不同防渗处理、水质、灌水定额的最优组合。结果表明,番茄品质、光合作用和总产量等的主要影响因素是防渗措施,其次是灌溉水质和灌水定额。塑料薄膜防渗处理保水效果好,提高了番茄的产量和水分利用率,使番茄果实中Vc和可溶性糖增加;全生育期灌水定额4 260 m3/hm2时,番茄果实的糖酸比较高,水分利用效率较6 690 m3/hm2灌水定额提高了21.93%~26.92%。灌溉水质对番茄产量和品质等有影响但均未达到5%显著水平。塑料薄膜防渗下,使用微咸水与净化水混合灌溉且全生育期灌水定额4 260m3/hm2为最佳灌溉制度。     

灌水时间对温室番茄生理状况及室内蒸腾环境的影响

为了确定温室生产条件下的最优灌溉制度,在湖北省鄂州节水示范基地展开试验研究,使用LPS-05型植物生长检测仪对温室番茄的生理状况及室内环境进行实时监测,定性分析3种不同灌水处理对温室番茄茎粗生长的促进作用以及对室内蒸腾环境的调节效应。通过对比发现,早上和夜间灌水对室内蒸腾环境调节效果较好,而午间灌水效果相对较差;3种灌水处理下的番茄茎粗增长速率由大到小依次为08:30灌水、傍晚20:00灌水、中午11:30灌水。综合试验结果,最终确定温室番茄的最优灌水时间应为清晨。研究结果为温室主要作物灌溉制度的拟定提供可靠的科学依据。     

加气灌溉下气候因子和土壤参数对土壤呼吸的影响

为揭示温室内气候因子和加气灌溉下土壤温度、氧气含量和水分对土壤呼吸的影响,对比研究了加气灌溉和地下滴灌(对照)下,各因子与土壤呼吸速率的关系。结果表明:5 cm处土壤温度与土壤呼吸呈极显著正相关关系,加气灌溉和对照处理下相关系数分别为0.615和0.564,且两处理下5 cm处土壤温度分别解释了土壤呼吸变化的46.6%和32.4%。大气相对湿度和土壤氧气含量也影响着土壤呼吸的变化。加气灌溉和对照处理下,大气相对湿度解释了土壤呼吸速率变化的35.2%和23.7%。两处理下土壤氧气含量分别解释了20%左右的土壤呼吸变化。各因子交叉混合影响了76.8%(加气灌溉)和42.5%(对照)的土壤呼吸变化。由此可知,土壤温度是影响土壤呼吸变化的控制性因子,大气相对湿度和土壤氧气含量也是影响土壤呼吸变化的重要因子。各因子对土壤呼吸速率存在交叉影响,且加气灌溉下的拟合效果明显优于对照。加气灌溉下土壤含水率略有下降,土壤呼吸速率和土壤氧气含量与对照差异显著,分别提高了33.16%和16.61%。加气灌溉明显改善了根区土壤环境,土壤呼吸的其他限制因素减少,因此加气灌溉下土壤温度、大气相对湿度、土壤含水率和土壤氧气含量对土壤呼吸的交叉影响更明显,对土壤呼吸变化的拟合效果更优。     

膜下滴灌不同灌水量对番茄冠层生长和产量的影响

通过膜下滴灌不同灌水量对番茄冠层生长和产量影响试验,结果表明:①随着灌水量的减少,相同生育期番茄冠层各生长指标生物量呈减小趋势;②不同生长指标相关性分析表明,番茄冠层生物量中叶干重对产量影响显著;③适度水分亏缺有利于番茄冠层生长和提高产量,4419 m3/hm2是膜下滴灌适宜灌溉量。     

循环曝气地下滴灌的温室番茄生长与品质

循环曝气滴灌可以大幅度提高灌溉水掺气比例,有效改善普通地下滴灌引起的黏质型土壤根区间歇性缺氧环境,提高作物生产力.以河南省中牟县黄河淤积黄黏土为供试土壤,以温室番茄为供试对象,研究循环曝气地下滴灌对番茄生理及品质的影响.结果表明,与普通地下滴灌(对照处理)相比,相同灌溉定额条件下曝气处理番茄果实前5次产量提高了29.15%;番茄的水分利用效率提高了20.72%.曝气处理气孔导度提高了30.51%,植物的生长活力得到增强.番茄果实维生素C含量提高了13.25%,可溶性固形物含量提高了8.62%,糖酸比提高了22.05%,而总酸含量和硬度分别下降了15.50%和11.19%.曝气处理最大根长增加了16.75%,根冠质量之比提高了25.81%.综合分析表明,曝气滴灌可显著促进黄黏土中番茄的生长,促进番茄果实成熟,有效提高作物产量,改善番茄品质.     

紫茄生长及养分利用对增氧地下滴灌的响应研究

【目的】探究不同土壤条件下增氧灌溉方式对作物生长、产量及养分利用的影响。【方法】以郑州黄黏土、洛阳粉黏质壤土和驻马店砂壤土为供试土壤,以常规地下滴灌为对照(CK),设置曝气灌溉(AI)与化学增氧灌溉(HP)2种增氧方式,研究了温室紫茄生长及养分利用对增氧地下滴灌的响应。【结果】与CK相比,AI和HP处理提高供试土壤中紫茄净光合速率,黄黏土、粉黏质壤土和砂壤土下分别增加19.66%和8.49%、14.02%和7.51%、10.13%和5.91%。同时,AI和HP处理均显著促进根系生长、提升根系活力,进而提高紫茄的养分吸收效率、产量和水分利用效率(P<0.05)。其中,黄黏土下AI和HP处理作物氮吸收效率分别提高136.16%和65.43%,紫茄产量提高46.85%和28.49%,水分利用效率提高44.59%和27.38%;粉黏质壤土AI和HP处理作物氮素吸收效率分别提高141.23%和88.76%,产量分别提高41.52%和20.68%,水分利用效率提高41.06%和21.39%;砂壤土AI和HP处理作物氮素吸收效率分别提高112.60%和45.47%,产量提高49.86%和17.59%,水分利用效率提高48.81%和17.97%。【结论】曝气地下滴灌对紫茄生长、水分和养分利用的促进作用较为显著,而在不同土壤类型下,曝气地下滴灌对砂壤土紫茄产量增产及水分利用效率提升效果最优。     

水肥气耦合滴灌提高温室番茄土壤通气性和水氮利用

【目的】探索温室作物水肥气耦合滴灌下掺气量、灌水量和施氮量适宜组合方案,为提高水氮利用效率提供理论依据。【方法】设置施氮量(低氮和常氮)、掺气量(常规滴灌和曝气滴灌)和灌水量(低水量和高水量)3因素2水平随机区组试验,以地下滴灌为供水方式,通过系统监测土壤水分饱和度、氧气扩散速率(ODR)、氧化还原电位(Eh)、矿质氮量及作物水氮利用等指标,研究了水肥气耦合滴灌对温室番茄土壤通气性及水氮利用的影响。【结果】与常规滴灌相比,高水量条件下曝气处理的土壤水分饱和度有所降低,ODR和Eh显著提高。灌水量、施氮量和掺气量影响土壤矿质氮量,曝气滴灌下土壤硝态氮和铵态氮量较常规滴灌平均降低21.4%和15.5%(P<0.05),高水量处理土壤硝态氮和铵态氮量较低水量处理平均降低22.7%和14.7%(P<0.05),常氮处理土壤硝态氮和铵态氮量较低氮处理平均增加29.0%和17.8%(P<0.05)。高水量和常氮条件下番茄灌溉水利用效率较低水量、低氮处理平均降低6.7%和增加40.9%(P<0.05),高水量和常氮条件下番茄氮素吸收利用效率较低水量、低氮处理平均增加13.6%和12.7%(P<0.05),曝气滴灌下番茄灌溉水利用效率和氮素吸收利用效率较常规滴灌平均增加22.9%和12.4%(P<0.05)。【结论】水肥气耦合滴灌可有效改善土壤通气性,提高水氮利用效率,促进番茄生长,实现作物增产。本试验中,常氮曝气高水量处理是温室番茄适宜的水肥气组合方案。     

增氧灌溉系统的优化设计

氧气在植物的生长过程中必不可少,但由于旱涝灾害、地下灌溉时暂时性根部缺氧及地表温度较高等原因,导致植物根系水氧矛盾日益突出,进而影响植物的生长发育,导致品质及产量下降。为了探索增氧灌溉对土壤呼吸作用、氧气含量、土壤温度与充气孔隙度的影响,拟采用空气泵给地下灌溉系统加入氧气的方法,设计了一种增氧灌溉系统,以期达到促进作物与根系生长的目的,并使作物产量显著增加。     

循环曝气地下滴灌下温室番茄生长特性与产量研究

为探讨循环曝气地下滴灌不同肥气耦合处理对作物生长、光合特性及产量的影响规律,以番茄(京鲁6335)为研究对象,利用循环曝气装置实现水肥气一体化灌溉,设置4个曝气量(高曝气O1,中曝气O2,低曝气O3,不曝气S,掺气比例分别为16.25％、14.58％、11.79％和0),3个施肥量(高肥F1,中肥F2,低肥F3),采用...     

防堵塞地下滴灌系统设计与性能试验分析

为解决滴灌过程中地下滴灌系统的堵塞问题,设计了新型防堵塞地下滴灌系统并阐述了其工作原理、设计要求,分析并确定地下滴灌系统水压为15~25 kPa,出水孔间距为300 mm,防护管内壁与毛管的外壁距离为40 mm时,灌水均匀度可达到85%以上;通过该系统对酿酒葡萄赤霞珠生长的影响试验结果表明,防堵塞地下滴灌与膜下滴灌、普通滴灌相比能保持20~60 cm深度土壤含水率的稳定性,明显提高植株根冠比,增加有效根表面积,加快根系周转与更新,进而增强植株根系对水分和养分的吸收能力。     

微纳米气泡水滴灌对设施甜瓜产量、品质及灌溉水利用效率的影响

【目的】提出适合设施甜瓜栽培的微纳米气泡水(Micro-nano Bubble Water,MNBW)滴灌模式。【方法】以设施甜瓜为供试对象,采用地下滴灌系统进行MNBW灌溉,研究了MNBW和传统地下水(Conventional Groundwater,CGW)4种水源、2种施肥水平(100%和80%滴灌施肥水平)、3种滴灌频率(1/3、1/7、1/15次/d)等因素耦合对甜瓜产量、品质和灌溉水利用效率(Irrigation Water Use Efficiency,IWUE)的影响。【结果】使用MNBW滴灌可以实现肥料减施,削减20%传统滴灌施肥量可以大幅提高甜瓜的产量(增幅最高可达56.4%)和IWUE(增幅最高可达67.7%),可溶性糖量、维生素C量、可溶性固形物量也提升显著;灌溉频率也会影响MNBW滴灌的应用效果1/3次/d的高频滴灌下甜瓜的品质提升最为显著,与滴灌频率为1/15次/d相比,甜瓜的可溶性固形物量提高21.5%～28.0%、维生素C量提高11.6%～14.8%、茎粗提高8.5%～14.2%。如果未恰当采用未腐熟牛粪作为底肥,MNBW滴灌反而会大幅降低甜瓜的产量、品质与IWUE。【结论】推荐滴灌频率为1/3次/d的MNBW滴灌结合80%滴灌施肥水平作为设施甜瓜微纳米气泡水滴灌模式。     

不同微灌方式对成龄库尔勒香梨生长及耗水规律的影响

采用3种微灌方式：地表滴灌、地下滴灌与微喷灌,以传统的漫灌为对照,利用负压计和石膏块监测果树根区土壤水势,观测不同生育阶段果树的生长指标,用水量平衡法计算梨树不同生育期的日均耗水量、作物系数与蒸发皿系数。研究结果表明,充分灌溉条件下,地表滴灌、地下滴灌与微喷灌生育期内的灌水量较漫灌分别减少了63.91％、68.4％、5...     

地下滴灌条件下棉花土壤水分运移田间试验研究

在棉花大田实地测量的基础上,对地下滴灌条件下棉花不同生育期内土壤含水量进行分析,同时对实际应用效果进行监测,结果表明:地下滴灌影响土壤水分变化深度主要为20~60 cm,棉花根系主要集中在15~50 cm。通过对棉花常规地面沟灌、膜下滴灌和地下滴灌土壤水分变化试验研究分析和应用效果监测,棉花地下滴灌节水增产效果显著。