基于称重式蒸渗仪的温室菜心耗水规律

以菜心为试材,利用称重式蒸渗仪,以直径20cm的蒸发皿水面蒸发量(Ep)为基础标准,研究了在不同灌溉处理条件下(0.6E_p、0.7E_p、0.8E_p、0.9E_p)温室菜心生育期的蒸散量、蒸散速率、产量、生物量及水分利用效率,以探明温室菜心的耗水规律,明确温室菜心合理的灌溉量。结果表明:温室菜心生育期内蒸散量波动范围为0.73~3.52mm·d-1,前期及中后期的平均蒸散速率分别为1.43mm·d~(-1)和2.04mm·d~(-1),呈前期变化平稳,中后期变化剧烈的趋势;随着灌溉量的增加,菜心的蒸散量随之增加,温室菜心全生育期蒸散量为65.98~78.92mm。其中0.7E_p处理下温室菜心产量、生物量、产量水分利用效率及生物量水分利用效率均为最高。与0.6E_p、0.E_p处理和0.9E_p处理相比,0.7Ep处理的产量分别提高了25.16%(P0.05)、5.63%和13.76%(P0.05),产量水分利用效率分别提高了17.42%(P0.05)、8.48%和27.66%(P0.05),生物量分别提高了21.96%(P0.05)、7.41%和17.68%(P0.05),生物量水分利用效率分别提高了11.21%、10.32%和32.10%(P0.05),0.7E_p灌溉量为供试条件下温室菜心的最优灌溉量。     

基于称重式蒸渗仪的温室秋茬茄子蒸散特征及影响因素分析

基于称重式蒸渗仪及土壤蒸发器实测数据分析了温室秋茬茄子植株蒸腾量(T)、土壤蒸发量(E)和总蒸散量(ET)的逐日动态变化规律,采用Pearson相关分析法研究了温室茄子耗水状况与主要气象因子的相关关系,采用通径分析原理分析了气象因子对T、E和ET的直接和间接作用,并建立了多元回归方程.结果表明:温室秋茬茄子全生育期ET为254.91 mm,其中T和E分别为134.97 mm和119.54 mm,占总蒸散量的53.1％和46.9％.温室秋茬茄子T、E和ET随生育期推进均呈单峰曲线变化,茄子苗期以地表蒸发为主,占总蒸散量的57.13％,开花坐果期和成熟期茄子植株蒸腾显著增加,地表蒸发与总蒸散量的比值降低为40.99％和41.61％.平均温度(Tavg)、相对湿度(Rh)、饱和差(VPD)和太阳辐射(Rs)是影响温室秋茬茄子耗水的主要气象因子.VPD和Tavg分别是影响T的主要决策因子和次要决策因子,Rh为间接限制因子;Rh为影响E的主要限制因子;VPD对ET起主要决策作用,Rs起次要决策作用.气象因子与ET之间的回归关系为:ET=0.714+0.786 VPD+0.017 Rs,相关系数达0.77,可用于ET的估算,研究可为温室秋茬茄子高效生产下的环境调控和智能化灌溉提供科学依据和决策参考.     

寡日照天气对设施番茄生长影响模拟研究

为了定量化表征寡日照天气对设施番茄生长的影响,本研究基于EPIC模型(erosion-productivity impact calculator)的作物生长模块,构建了寡日照条件下设施番茄生长模型。考虑低温的影响,对株高的模拟方法进行了改进。利用4个不同播期秋冬茬番茄栽培试验数据对构建模型进行参数率定和检验。结果表明,该模型可以模拟寡日照天气条件下设施番茄株高、地上部生物量和叶面积指数的变化,模拟值与实测值的相对误差分别控制在16%、10%和16%以内。根据2012-2015年11月份的温室气象数据设定不同的情形,模拟设施番茄的生长状况。结果表明,寡日照天气对设施番茄地上部生物量增加的影响要大于对叶面积指数和株高的影响。该模型可用于定量描述寡日照天气对设施番茄生长过程的影响,可为制定设施番茄合理的环境调控策略提供指导。     

减氮配施有机肥对夏玉米——冬小麦土壤硝态氮及氮肥利用的影响

为实现华北平原夏玉米-冬小麦的高产及氮肥的高效利用,采用田间小区试验方法,研究了氮肥减量及其与有机肥配施对夏玉米-冬小麦轮作体系内土壤硝态氮分布及氮肥利用的影响。结果表明:与不施氮处理(CK)相比,施用氮肥增加了冬小麦和夏玉米的生物量和产量,而在农民习惯施氮基础上减量1/3不会显著影响到生物量和产量。其中减氮配施有机肥(ONM)处理的周年总产最高,相比习惯施氮(CN)和减氮处理(ON)分别提高了1.85%和3.78%。处理CN的0~180 cm土壤硝态氮累积量的周年变化均值达502.7 kg hm^-2,分别是处理CK、ONM、ON的2.95、2.17、1.56倍。与处理CN相比,处理ONM显著降低了剖面(0~180 cm)土壤中的硝态氮含量,其中在夏玉米季和冬小麦季的降低幅度分别为18.1%~66.7%和37.3%~87.2%。处理ON和ONM相比处理CN,植株周年总吸氮量无显著性差异,氮肥利用率却得到了显著提高。其中处理ONM的周年氮肥利用最高,比处理CN提高了36.9%。综合分析,减氮与有机肥配施不仅显著降低了0~180 cm土壤硝态氮含量,大幅度提高了氮肥利用率,且有助于增加冬小麦和夏玉米的生物量及产量。     

有机栽培水肥一体化系统设计与试验

A water and fertilizer integrated system for organic cultivation was designed. The system integrated functions of preparing and compounding organic liquid as well as automatical irrigation. Through different subroutines of the system, the aerobic fermentation of organic materials, liquid filtration, compounding and dilution of stock solution, and decision and execution of irrigation strategy can be conducted. Thus, the integration of preparation and management of nutrient solution in organic cultivation, as well as high efficiency and fine management in water and fertilizer could be achieved. In order to verify the reliability and applicability of the system, coconut chaff was selected as organic matrix and non soil and organic cultivation experiment of cucumber was carried out in the solar greenhouse. The results showed that the system was operated stably in preparation of organic liquid and management of water and fertilizer was good in cucumber cultivation. The mechanization and automation of organic fertilizer and water management was implemented. The yield of cucumber was up to 48165kg/hm2, the content of total soluble sugar, vitamin C and titratable acidity were 2.7%, 99.2mg/kg and 008%, respectively. The development and application of this system would break through the bottleneck that existed in water and fertilizer management in organic cultivation, and it had important realistic significances.     

常规灌溉条件下施氮对温室土壤氨挥发的影响

为明确温室土壤的氨挥发特征,探讨适宜的减量施氮措施对氨挥发损失量及黄瓜产量的影响,在常规灌溉条件下设置了3个施氮（尿素）处理,采用通气法测定了冬春季黄瓜地中的氨挥发速率。结果表明：温室土壤在氮肥基施后7 d出现氨挥发速率峰值,但在氮肥追施后,施肥带与非施肥带的氨挥发速率峰值分别在第1 d与第5 d出现,氨挥发速率的峰值比氮肥基施时下降了8.6%～46.3%,施肥带的累积氨挥发量是非施肥带的0.91～1.54倍。冬春季黄瓜地的氨挥发损失量为16.7～26.6 kg/hm2,其中减施氮25%处理N900（900 kg/hm2）与减施氮50%处理N600（600 kg/hm2）与习惯施氮处理N1200（1 200 kg/hm2）相比,氨挥发损失量分别降低了22.1%和37.2%。而2 a黄瓜产量的平均值以处理N600（600 kg/hm2）最高,比处理N1200（1 200 kg/hm2）增加了6.52%。综合考虑氨挥发损失量、黄瓜产量及施氮量,在河北省的温室冬春季黄瓜生产中,比农民习惯氮用量（1 200 kg/hm2）减少25%～50%的措施是可行的。     

洛阳孟津冬小麦生产潜力长周期定量模拟与评价

以洛阳孟津地区气象数据库、土壤数据库、作物数据库和多年田间试验数据库为基础, 应用DSSAT作物生长模型估算了当地冬小麦光温生产潜力和光温水生产潜力, 并对节水潜力及途径进行了分析.结果表明, 洛阳孟津地区46年冬小麦光温生产潜力为7 571～10 965 kg·hm-2, 平均9 209 kg·hm-2, 此值可作为当地补灌区产量的上限参考值; 光温水生产潜力为3 957～7 450 kg·hm-2, 平均5 510 kg·hm-2, 仅占光温生产潜力的59.8%, 此值可作为雨养冬小麦产量的上限参考值.冬小麦生育期内平均降水量为226.29 mm, 不及需水量的一半, 平均水分亏缺量占生育期降水量比例高达72.5%, 平均水分满足率为66.4%, 生育期水分亏缺成为影响洛阳孟津地区旱作冬小麦生产发展的首要障碍.不同土壤类型及不同降雨年型冬小麦潜在水分利用效率变幅较大, 波动范围为12.06～22.94 kg·hm-2·mm-1, 46年均值为16.94 kg·hm-2·mm-1.近8年旱作冬小麦现实水分利用效率仅占潜在水分利用效率的58.5%, 平均光温水生产潜力开发度为60.5%.结果表明, 洛阳孟津地区冬小麦节水潜力较大, 采用合理的节水农业措施, 加强农田建设, 改善地力, 增强土壤储水蓄水能力, 高效利用降水资源, 提高水分利用效率是今后提高冬小麦产量的重要途径.     

不同水氮处理对温室黄瓜产量、品质及水分利用效率的影响

采用温室小区试验方法,研究了不同水氮条件对黄瓜产量、品质以及植株生长特性、叶片水分利用效率的影响。结果表明,同一施氮条件下,减量灌水处理的瞬时水分利用效率明显高于菜农习惯灌水处理,其中处理W2N1 200比W1N1 200提高了2.89%,处理W2N900比W1N900提高了6.14%。减量灌水条件下,减施氮50%处理(W2N600)与习惯施氮处理(W2N1 200)相比,黄瓜产量以及果实Vc、可溶性糖含量分别提高了5.43%、7.22%、12.90%,而果实硝酸盐含量降低了13.54%。通过试验得出,目前河北省温室蔬菜生产节水、节肥潜力很大,通过实时监控水分含量,采取比当地农民习惯用量减水30%、减氮25%~50%的措施,不仅能维持黄瓜较好的生长特性,提高叶片的水分利用效率,而且能保证黄瓜的产量,改善果实的品质。     

基于叶片数增长动态的营养液供给对番茄生长、产量和品质的影响

【目的】 针对基质栽培番茄的营养液管理问题,研究了基于叶片数增长动态调控营养液供给对番茄生长、产量和品质的影响。 【方法】 温室基质栽培条件下,以番茄为试验材料,根据植株每增长 1、2 和 3 片叶时营养液浓度的提高幅度分别设置 TR0.1 (0.1 mS/cm)、TR0.2 (0.2 mS/cm)和 TR0.3 (0.3 mS/cm) 3 个处理,即叶片数增长动态处理;另设常规营养液管理模式作为对照（CK),即番茄定植至开花前、开花至第一穗果坐果、第一穗果坐果至采收结束 3 个生育期内供给营养液浓度分别为 1.5、2.1 和 2.7 mS/cm。通过测定营养液总盐含量和番茄株高、茎粗、叶片数、产量、养分利用率和品质等指标对不同营养液管理方法进行评价。 【结果】 叶片数增长动态处理 (TR0.1、TR0.2和TR0.3) 营养液浓度提高频率是 CK 的 2.0～5.6 倍,且可利用的营养液总盐含量、大量元素和微量元素的总含量均表现为 CK > TR0.1 > TR0.2 > TR0.3。叶片数增长动态处理 (TR0.1、TR0.2和TR0.3) 和 CK 的茎粗和叶片数受营养液浓度提高幅度影响较小。TR0.1 处理的产量和营养液养分利用率比 CK 分别提高了 30.4% 和 37.7% ( P < 0.05)。与 CK 相比,TR0.1、TR0.2 和 TR0.3 处理的果实中硝酸盐含量和可滴定酸含量分别降低了 19.4%～68.6%和16.7%～23.2% ( P < 0.05),总可溶性固形物和糖酸比分别增加了 0.8%～12.9% ( P < 0.05,TR0.3 除外) 和 31.3%～34.7% ( P < 0.05),说明叶片数增长动态处理的果实品质优于 CK。基于叶片数增长动态调控营养液供给的方法中,与 TR0.3 处理相比,TR0.1 处理的株高增加 7.5 cm ( P < 0.05),产量和营养液养分利用率分别提高了 30.7% 和 29.4% ( P < 0.05);TR0.1 处理果实硝酸盐含量、总可溶性固形物、可滴定酸含量和糖酸比均最高,除糖酸比外,各处理呈显著性差异。 【结论】 基于叶片数增长动态调控营养液浓度供给的方法优于常规基质栽培营养液管理方法,可以实现基质栽培番茄的高产优质,提高营养液养分利用率,其中每增长 1 片叶营养液浓度增加 0.1 mS/cm 的供给方法 (TR0.1),因营养液浓度变化速率快,浓度变化幅度小,对促进番茄生长、养分吸收及增加产量、改善品质的效果最好,为供试条件下最优的营养液调控方法。      

水氮用量对设施栽培蔬菜地土壤氨挥发损失的影响

【目的】针对我国设施蔬菜生产中存在的水肥过量施用问题,研究不同水氮条件下黄瓜-番茄种植体系内的土壤氨挥发特征,探讨影响设施菜地土壤氨挥发的重要因子,为降低氮肥的氨挥发损失、 建立合理的灌溉和施肥制度提供参考。【方法】以华北平原设施黄瓜-番茄轮作菜地为研究对象,设常规灌溉(W1)和减量灌溉(W2)2个灌溉水平,每种灌溉水平下设不施氮(N0)、 减量施氮(N1)和常规施氮(N2)3个氮水平,共6个处理组合(W1N0、 W1N1、 W1N2、 W2N0、 W2N1、 W2N2)。采用通气法监测不同水氮条件下黄瓜-番茄轮作体系内的土壤氨挥发动态,分析与土壤氨挥发相关的主要影响因子。【结果】设施黄瓜-番茄种植体系内表层(0—10 cm)土壤铵态氮受施肥的影响波动较大,与常规施氮(N2)相比,相同灌水条件下减量施氮(N1)处理的0—10 cm土层铵态氮浓度最高值降低了25.1%~30.3%(P 0.05)。减量施氮可显著降低土壤氨挥发速率。与常规施氮(N2)相比,减量施氮处理(N1)在黄瓜季和番茄季内的氨挥发速率均值分别降低了21.1%~22.8%(P0.05)和16.5%~17.9%(P0.05)。整个黄瓜-番茄轮作周期内,土壤氨挥发损失量和氮肥的氨挥发损失率分别为17.8~48.1 kg/hm2和1.23%~1.44%。与常规施氮(N2)相比,减量施氮处理(N1)的土壤氨挥发损失量及氮肥的氨挥发损失率分别降低了19.3%~20.0%(P0.05)和0.85~0.92个百分点。各处理土壤氨挥发速率与0—10 cm土壤铵态氮浓度呈显著或极显著正相关,说明0—10 cm土壤铵态氮浓度是土壤氨挥发的重要驱动因子。与常规灌溉(W1)相比,减量灌溉(W2)条件下设施菜地土壤氨挥发速率及氨挥发损失量略有增加(P0.05)。适宜减少氮肥及灌溉量不仅能够维持较高的蔬菜产量,而且显著提高了灌溉水和氮肥的利用效率。其中减量施氮处理(N1)的氮肥农学效率比常规施氮(N2)提高了95.4%~146.4%; 减量灌溉(W2)的灌溉水农学效率比常规灌溉(W1)提高了27.7%~54.0%。【结论】通过合理的节水减氮措施可达到抑制氮肥氨挥发损失、 增加产量以及提高水氮利用效率的目的。在供试条件下,节水30%左右、 减施氮量25%的水氮组合(W2N1)具有较佳的经济效益与环境效应。