滴灌下氮盐交互对加工番茄荧光特性及产量品质的影响

【目的】新疆有着全中国最大面积的盐碱地和加工番茄的种植基地。在新疆开展两年试验以研究加工番茄在氮盐交互下生长、生理、产量和品质的变化规律,获得适宜新疆盐碱地种植加工番茄的合理施氮量和土壤盐分范围,为新疆扩大加工番茄种植面积和合理施氮提供科学的理论依据及技术途径。【方法】试验于2017和2018年在石河子大学现代节水灌溉兵团重点实验基地进行,以当地主栽品种3166为试验材料,2017年试验共设置4个土壤含盐量水平：1.5、4.0、7.0和10.0 g·kg ^-1及4个氮素水平：201、166、131和96 kg·hm ^-2,2018年在2017年的基础上去除10.0 g·kg ^-1的土壤含盐量,增加5.0 g·kg ^-1的土壤含盐量和不施氮量处理。试验测定和分析加工番茄的荧光叶绿素参数、产量和品质指标。【结果】在氮盐交互下,加工番茄荧光参数及产量等指标均呈现出复杂的变化规律。绝大多数的荧光参数及产量受土壤盐分的主导作用较氮素强,在同等氮素水平下,7.0 g·kg ^-1和10.0 g·kg ^-1的土壤盐分对加工番茄荧光指标抑制程度最大;低盐分水平下,166 kg·hm ^-2的中等偏高的施氮量对加工番茄的荧光指标促进作用最大,其次是施氮201 kg·hm ^-2的处理;在中等偏高的盐分水平下,96 kg·hm ^-2的低氮对加工番茄的最好,其次为不施氮水平。加工番茄的鲜果产量总体上符合“盐高产低”的规律,但低氮高盐处理的产量明显高于其他同盐度的氮素水平下的产量。可溶性固形物、VC、可溶性糖和可滴定酸均随着土壤含盐量的增大逐渐增大,糖酸比的最大值均出现在低盐处理,盐分对加工番茄品质的影响远高于氮素,二者交互对加工番茄的品质并无显著性影响。通过图形叠加分析方法,得出了加工番茄获得相对最优产量和品质的合理施氮范围和土壤含盐量区间。【结论】在盐碱程度偏高的土壤可通过少施氮素来提高加工番茄产量;加工番茄获得相对最优产量和品质的合理施氮范围和土壤含盐量区间为N：98.12—119.60 kg·hm ^-2,S：3.57—5.58 g·kg ^-1。     

水肥耦合对南疆沙区滴灌红枣光合特性及叶绿素相对含量的影响

为了探索南疆沙区水肥耦合对红枣光合特性及叶绿素相对含量的影响,以大田“8a成龄骏枣树”为供试材料,在滴灌条件下进行水肥二因素三水平完全处理小区试验.结果表明:红枣叶片净光合速率(P_n)与气孔导度(G_s)日变化呈“双峰型”,蒸腾速率(T_r)日变化呈 “单峰型”,细胞间隙CO₂浓度(C_i)和叶片水分利用效率(WUE)日变化呈 “单谷型”;W2F1处理的P_n,T_r,G_s第一次峰值的最大值比常规漫灌(CK)分别提高34.8%, 10.74%,7.14%; W2F3处理C_i和WUE谷值比常规漫灌分别提高29.04%和8.33%,叶绿素相对含量和氮含量均在W3F3处理获得最大值,比常规漫灌分别提高6.00%,9.49%;W3F3处理与W2F1处理差异不具有统计学意义(P>0.05);红枣叶片P_n与T_r,G_s之间密切相关,P_n与叶绿素相对含量及氮含量有一定相关关系,但不密切,叶绿素相对含量与氮含量之间密切相关,与WUE之间相关性较低.根据试验结果,初步认定灌水量820 mm、施肥量450 kg/hm²(W2F1处理)为南疆沙区节水节肥的最佳水肥供应模式.     

模糊数学综合评判分析北疆加工番茄水氮耦合效应

为探求北疆地区种植加工番茄节水、节肥、高产、高效的科学灌溉施肥制度,本研究于2017-2018年在石河子大学节水灌溉试验站开展水氮耦合试验。试验设置4个灌溉水平,3个施氮梯度进行完全组合设计,分析不同水氮处理下加工番茄的生长生理指标、品质因素和经济效益。结果表明,适宜的水氮耦合对加工番茄的株高、茎粗影响极显著(P<0.01)。灌溉量对加工番茄花期的光合指标影响显著,水氮耦合对番茄花期净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)影响显著(P<0.05)。较低、较高的灌溉施氮量不利于加工番茄的增产以及果实品质和灌溉水利用效率的提高。基于模糊数学综合评价法认为,当考虑节水、节肥、经济及环境等综合效益时,应设置灌溉量为4 500 m³·hm^-2,施氮量为225 kg·hm^-2。综上所述,适宜的灌溉量和施氮量可以提高作物经济效益和农户的种植积极性。本研究结果对改善北疆农田肥料污染,提高水肥利用效率具有深远意义。     

灰色理论关于滴灌加工番茄生理特性在盐化土中的应用

为了研究土壤盐碱胁迫对加工番茄生理及水肥利用效率的影响,运用灰色关联理论,研究各生理指标间及其与产量间的联系,寻找种植加工番茄适宜的土壤盐分含量范围.采用桶栽试验,人工配制4种不同处理的盐分含量土壤:非盐碱土壤(CK)、轻度盐碱土壤(S1)、中度盐碱土壤(S2),重度盐碱土壤(S3),盐分质量比分别为1.5,4.0,7.0,10.0 g/kg.结果表明,与处理CK相比,处理S1对加工番茄各生理指标及水肥利用效率基本无抑制现象,一定程度上提高了加工番茄的光电子传递效率和光合能力,水分利用效率与CK持平,氮肥偏生产力提高了3.85%,增产1.28%;处理S2和S3较CK抑制情况显著,光合荧光参数均有不同程度下降,胞间CO₂浓度和非光化学淬灭量子产量在生育中后期大幅上升,且处理S3抑制现象最为显著,水肥利用效率较CK显著降低了52.27%和50.00%,加工番茄减产率达到51.91%;处理S2和S3较CK和S1的生育进程加快,生理指标提前达到全生育期最大值;加工番茄的产量与净光合速率P_n,蒸腾速率T_r和非光化学猝灭系数NPQ有着很高的关联度,结合以上3个参数的生理变化规律,可以得出适宜加工番茄种植的土壤盐分质量比的范围为1.5~4.0 g/kg.     

北疆地区一年两作种植模式效果及适宜性分析

通过2 a重复对比试验，设置了4种不同种植模式春小麦—复播油葵、春小麦—复播青贮玉米、单作棉花和单作春播玉米（分别记为模式1、模式2、模式3和模式4），对各模式下资源环境利用率、水肥资源消耗利用及经济效益进行研究。结果表明：一年两作种植模式是适合北疆地区发展的一种优化高效种植模式，北疆生态区内有效积温大于4 260℃就可推行该种植模式，其中石河子地区≥0℃活动积温达到了4 300℃～4 500℃，可以满足麦后复播需求。相对于单作种植模式，一年两作种植模式在干物质生产效率及分配、周年能量生产方面具有明显优势，其中模式1周年干物质生产效率比模式3、模式4分别提高了111.04%和29.53%，模式2的周年干物质生产效率比模式3、模式4分别提高了123.56%和37.21%；模式1周年能量生产分别比模式3、模式4提高了102.68%和28.02%，模式2周年能量生产分别比模式3、模式4提高了114.10%和35.24%，其中模式2种植模式年总辐射利用率、总辐射生产效率、有效积温分配率及温度生产效率均达到最大值，其生育期达179～184 d，为4种种植模式中跨越时间最长的模式，且包含了光热资源最为丰富的5—9月，使光热资源得到了更加高效的利用。在水肥资源利用消耗与经济效益方面，由于棉花较好的市场价值以及单作春播玉米的高效生产能力，使得一年两作模式在水肥资源利用与经济效益方面优势不明显。     

极端干旱区滴灌葡萄水肥适宜用量主成分分析法

为了探明极端干旱区滴灌葡萄水肥适宜用量,利用主成分分析法,以试验区内成龄无核白葡萄为研究对象,综合评价得出高产高效的最优水肥处理.设置灌水、施肥2个因素,其中设灌水处理4个水平:6 000(W1),6 750(W2),7 500(W3),8 250 m³/hm²(W4);施肥处理3水平:450(F1),750(F2),1 050 kg/hm²(F3).结果表明:滴灌葡萄产量、水肥利用效率及品质受水肥交互作用影响均具有统计学意义(P<0.01);可滴定酸受灌水量与施肥量的影响均具有统计学意义(P<0.05);滴灌葡萄产量、灌溉水利用效率、肥料偏生产力、可溶性固形物及维生素C分别受灌水量和施肥量影响均具有统计学意义(P<0.01),产量最大处理W3F2相对于最小处理增产29.76%,可溶性固形物以处理W3F2的含量最大,可滴定酸在处理W4F2下取得最大值,且处理W3F2与最大处理间差异不具有统计学意义(P>0.05),不同水肥处理的维生素C每100 g溶液质量为7.37~8.52 mg,且处理W3F2与最大处理W4F3间差异不具有统计学意义(P>0.05),品质指标在处理W3F2下取得较优.主成分分析法结果表明,极端干旱区滴灌葡萄最佳水肥处理为W3F2,其中N,P₂O₅,K₂O分别为300,150和300 kg/hm².     

新疆东部中型灌区田间水利用系数的测算

为了对新疆东部中型灌区田间水利用系数进行测算,首先进行田间水利用系数进行测算,然后对田间测定结果汇总计算得出中型灌区田间水利用系数。结果表明:田间水利用系数随时间变化呈"反S型"趋势,在7月上旬至7月下旬时间段内有明显降低;土壤质地、灌溉方式的不同会造成田间水利用系数的差异;对田间测定结果汇总计算得出新疆东部中型灌区田间水利用系数为0.852。为灌区田间水利用系数的测算提供了较好的方法,同时也为灌区农业高效节水提供了技术依据。     

水肥耦合对滴灌加工番茄生理生长及产量的影响

为探究水肥耦合对新疆地区膜下滴灌加工番茄生长、生理和产量的影响,并综合评价产量和水肥调控效应,提出满足高产高效最优的灌溉施肥制度。通过小区试验,以加工番茄品种3166为试材,根据文献报道和当地农艺管理方法,设2因素3水平试验,即3个滴灌水量[高水5 250 m~3/hm~2(W_1)、中水3 938 m~3/hm~2(W_2)、低水2 625 m~3/hm~2(W_3)]和3个施肥水平[高肥(F_1):尿素、磷酸一铵、氯化钾用量分别为300、225、225 kg/hm~2,中肥(F_2):尿素、磷酸一铵、氯化钾用量分别为225、169、169 kg/hm~2,低肥(F_3):尿素、磷酸一铵、氯化钾用量分别为150、113、113 kg/hm~2],进行完全组合处理设计。试验结果表明,水肥耦合对加工番茄株高、茎粗、水分利用效率、净光合速率及产量的影响显著。在相同的灌水处理下,随着肥料增施,加工番茄的产量先增高后降低;在相同肥料处理下,随着灌水量的不断增加,可以促进产量的增长,最后趋于平稳。随着灌水量的减少,降低了加工番茄的产量。综合试验结果分析,灌溉定额设为3 938 m~3/hm~2,施肥采用225 kg/hm~2尿素、169 kg/hm~2磷酸一铵、169 kg/hm~2氯化钾组合时,加工番茄的产量达到174.20 t/hm~2,水分利用效率达到26.0 kg/m~3,为最优高产高效灌溉施肥组合。     

水肥耦合对极端干旱区滴灌葡萄耗水规律及作物系数影响

为探讨水肥耦合对极端干旱区滴灌葡萄耗水规律的影响,探明不同水肥组合下滴灌葡萄耗水在各生育期内分布规律,以及在整个生育期的动态变化规律,确定区域内滴灌葡萄作物系数,利用水量平衡法和彭曼—蒙特斯公式,以试验区内成龄无核白葡萄为研究对象开展大田小区试验,设置灌水、施肥2因素,其中设灌水处理4个水平(600,675,750,825 mm,分别标记为W1、W2、W3、W4);施肥处理3水平(450,750,1 050 kg/hm~2,分别标记为F1、F2、F3)。结果表明:全生育期平均土壤含水率随灌溉定额增大而增大,其中W3、W4处理含水率分别为13.35%和14.04%,均高于12.80%(田间持水率的80%),水分供应充足。水肥耦合对产量及品质指标的影响均达极显著水平(P0.01),产量、可溶性固形物在W3F2处理达最高值,可滴定酸和维生素C分别在W4F2和W4F3处理达到最优,但与W3F2处理均无显著性差异(P0.05)。不同水肥处理下,灌水对总耗水量和各生育期内耗水量、耗水强度影响显著(P0.05),施肥对总耗水量和各生育期内耗水量、耗水强度未达显著水平(P0.05),水肥耦合效应对各生育期内耗水强度影响显著(P0.05);不同水肥处理下葡萄全生育期总耗水量维持在665.96～902.90 mm;各处理耗水量、耗水强度随生育期的推进总体呈先增大再减小的趋势,且耗水强度和时间存在显著的二次曲线关系。各处理在浆果生长期和浆果成熟期耗水模数均值为27.01%～27.36%,为葡萄需水高峰期;其中W3F2处理下的耗水规律可视为区域内葡萄需水规律。葡萄作物系数随生育期的推进总体呈先增大再减小的趋势,与时间存在显著的二次曲线关系。研究可为吐哈盆地及类似地区无核白葡萄农田水肥管理与滴灌技术的推广提供科学依据,对区域水资源高效利用及实现区域内社会经济的可持续发展具有重要意义。