膜下沟灌水氮耦合对温室番茄根系分布和水分利用效率的影响

【目的】研究膜下沟灌水氮耦合对温室番茄根系分布和水分利用效率的影响,以获得较优的灌溉施氮模式。【方法】2011-09-2012-02在甘肃石羊河流域,以番茄品种"保罗塔"为供试材料,采用田间试验,设置1 485,2 080m3/hm2 2个灌水水平和225,410和630kg/hm2 3个施氮水平,进行完全随机区组设计,共6个处理,研究膜下沟灌水氮耦合对番茄根系分布和水分利用效率的影响。【结果】温室番茄根系主要集中在60cm以上的土层,随着土层深度的增加,根长密度呈指数下降;施氮过低或过高均可以导致番茄根系长度、产量和水分利用效率显著减小。在施氮量较低(225～410kg/hm2)时,随着灌水量的增加,番茄根系长度显著增加;当施氮量较高(630kg/hm2)时,番茄根系长度显著减小。当施氮量相同时,随着灌水量的增加,番茄产量显著增加,而水分利用效率显著降低。番茄产量与根系表面积呈显著正相关关系。【结论】在西北干旱地区,低水中氮(灌水量为1 485 m3/hm2、施氮量为410kg/hm2)处理为较理想的水氮耦合模式。     

水分亏缺对温室番茄生长发育及生理特性的影响

基于温室盆栽番茄试验,设计了重度、中度和轻度水分亏缺处理(土壤相对含水率分别为田间持水率的50％～60％、60％～70％、70％～80％),研究了水分亏缺对番茄生长发育及生理特性的影响.结果表明,轻度的水分亏缺不会显著影响株高茎粗的增长,而中度和重度水分亏缺抑制了番茄植株的生长发育.水分亏缺增加了叶片的叶绿素、丙二醛及脯氨酸质量分数,且随着水分亏缺程度的加重,各个质量分数均呈增加的趋势,复水后,各质量分数均明显下降,表现出一定的补偿效应.水分亏缺降低了根系活力,加速了根系的衰老.     

水氮耦合对梨枣树光合特性的影响

通过常规灌水量(W1)和在梨枣树萌芽展叶期亏水量(W2)2个灌水水平与常规施氮量(N1)、2/3施氮量(N2)、1/2施氮量(N3)3个氮素水平的耦合试验,研究了不同水氮耦合对梨枣树光合特性的影响。结果表明,在常规水处理下,梨枣树的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、净光合速率均随着施氮量的增加先增加后降低,而胞间CO2摩尔分数先减少后增加;在亏水处理下,除了胞间CO2摩尔分数处理N2高于处理N3外,其他光合特性指标均小于处理N3,但净光合速率基本相同。净光合速率最大值出现在常规水中氮处理(W1N2)。     

基于叶片SPAD估算不同水氮处理下温室番茄氮营养指数

为了探讨临界氮稀释曲线模型在西北地区温室番茄不同水分处理下的适用性以及采用SPAD仪快速准确诊断氮营养状况,该研究以"丽娜"番茄为材料,2013-2015年在陕西省杨凌区温室内进行水分和氮素处理试验,水分处理设置4个水平,分别为全生育期充分灌水处理、仅苗期亏水50%、苗期开花期连续亏水50%和全生育期亏水50%;氮素处理设置3个水平,施氮量分别为0、150和300 kg/hm2,通过2013-2015年试验数据对临界氮浓度稀释曲线模型进行率定和验证,并将该模型参数与番茄全生育期平均日耗水量建立相关关系,提高了临界氮浓度稀释模型在不同水分条件下的适用性。结果表明通过番茄全生育期平均日耗水量和临界氮浓度稀释曲线模型估算得到的临界氮浓度估算值和实际计算值有较好的一致性,其绝对误差为0.13~0.34 g/(100 g),标准误差为0.14~0.39 g/(100 g),决定系数为0.94~0.99,因此采用该方法可以对西北地区温室番茄不同水分处理下临界氮浓度稀释进行准确估算。通过2013-2015年试验数据分析番茄不同叶位叶片SPAD值和氮营养指数(nitrogen nutrition index,NNI)之间相关性,结果表明番茄中位叶片SPAD值与氮营养指数(NNI)有良好的线性相关性(决定系数为0.77~0.98),且该相关系数值与番茄日耗水量呈极显著相关关系,因此通过番茄日耗水量可以估算出NNI与中位叶片SPAD值之间的线性关系,估算出NNI=1时的中位叶片SPAD值,并以此SPAD值进行氮营养诊断。该研究可为西北地区温室番茄实时氮营养诊断和优化氮素管理提供了较好的理论参考。     

节水减氮对温室番茄生长及水氮利用率的影响

为研究番茄生长对不同生育期节水和不同施氮水平的敏感程度,通过温室小区试验,设4个灌水水平和3个施氮水平;分析番茄地上、地下生长指标对不同灌水和施氮水平的响应,并探究节水减氮对番茄水氮利用率的影响.结果表明:番茄株高、茎粗及产量均随着灌水量和施氮量的减少而减小,均在处理W1N1(常规水氮)下达到最大值;而整根特征参数随灌水量和施氮量的减少先增大后减小,在处理W2N2(苗期节水50%,施氮300 kg/hm²)下番茄总根长、细根总根长、总表面积及总体积最大,分别较W1N1 高33%,34%,46%和67%,常规灌水施氮会促进表层(0~30 cm)根系的发育,而节水减氮会使根系深扎.处理W2N2根系最发达,灌溉水利用效率最高,且有较高的氮肥偏生产力,在略有减产(8%)的同时节省了水(20%)肥(25%)资源,是本试验条件下最佳的节水减氮组合.     

膜下滴灌条件下不同水氮供应对大棚番茄品质的影响

为揭示膜下滴灌水氮耦合效应对大棚番茄品质的影响和寻求优质番茄生产的最佳水氮耦合模式,通过膜下滴灌试验,对不同水氮处理下番茄的品质指标进行测定分析。试验设计4个灌水处理和3个施氮处理,灌水处理为苗期较充分灌水减少50%灌水量(W1)、苗期与开花期较充分灌水减少50%灌水量(W2)、全生育期较充分灌水减少50%灌水量(W3)、全生育期充分灌水(W4);施氮处理为200 kg/hm~2(N1)、300 kg/hm~2(N2)、400 kg/hm~2(N3)。结果表明,苗期和开花期减少灌水量能够提高番茄可溶性糖、VC与硝酸盐含量,降低有机酸的含量;增加施氮量和减少灌水量会使硝酸盐含量升高。灌水处理、施氮处理和水氮耦合对番茄可溶性糖、有机酸、VC、硝酸盐含量的影响均达到极显著水平;灌水处理对番茄红素的影响显著,施氮量和水氮耦合效应对番茄红素的影响不显著,并通过主成分分析,对番茄各项品质指标进行综合分析,得到综合评价得分最高的水氮耦合为W2N3。     

有机物料还田对土壤导水导气性的综合影响

【目的】 综合分析不同有机物料还田对土壤透水通气能力的影响,对改善作物根区土壤水分和空气环境,提高土壤生产力具有重要意义。【方法】本研究在陕西关中平原塿土上开展了2年（2014年6月至2016年6月）田间小区定位试验,以单施化肥为对照,分析不同有机物料（麦秆、麦壳、土粪和生物肥）配施化肥对0—30 cm土层土壤孔隙性、导水性和导气性的影响,并运用主成分分析综合评价土壤导水导气性。【结果】 有机物料还田可改善土壤孔隙性,促进土壤已有孔隙向较大孔隙发育,尤其在0—10 cm和20—30 cm土层,土壤大孔隙较对照显著（P<0.05）增加12.3%—136.4%;而在10—20 cm土层仅增施麦秆2 年后土壤大孔隙显著（P<0.05）增加。有机物料还田显著（P<0.05）提高了0—10 cm和10—20 cm土壤导水性,增加土壤初渗率、稳渗率、平均入渗率、90 min累积入渗量和饱和导水率,其中增施麦秆在0—10 cm土层增幅最大,较对照增加5.3—8.8倍,增施生物肥在10—20 cm土层增幅最大,较对照增加2.0—4.5倍;增施生物肥也显著改善了20—30 cm土层土壤导水性。在土壤导气性方面,增施麦秆和麦壳较对照显著（P<0.05）提高0—10 cm土层土壤孔隙连通性进而增加土壤导气率;而增施生物肥较对照显著（P<0.05）提高了10—20 cm和20—30 cm土层的土壤导气率。通过主成分分析综合评价0—30 cm土层土壤导水导气性,结果表明0—10 cm土层增施麦秆最优;10—20 cm和20—30 cm土层增施生物肥最优。【结论】 综合考虑,增施生物肥是关中平原相对较好的有机物料还田方式,对10—30 cm土层导水导气性的综合改善效果最优,可有效缓解塿土亚表层紧实化,改善根区土壤的透水通气效能。     

温室梨枣树土壤水分和品质对调亏灌溉的响应

为探明调亏灌溉对温室梨枣树水分利用效率及梨枣品质的影响,以日光温室生长的9年生矮化密植成龄梨枣树为试材,试验设置充分供水处理(处理1(CK)),萌芽展叶期重度亏水处理(处理2),萌芽展叶期中度亏水处理(处理3)和果实膨大期中度亏水处理(处理4)。结果表明,亏水处理有利于提高梨枣树的根系吸水能力,促进根系向土壤深处生长,同时显著降低棵间蒸发;与CK相比,处理2和处理3对梨枣品质的所有指标都起到了提高和改善的作用,其中处理2最佳,处理3次之;综合考虑不同生育期调亏灌溉对梨枣树各项指标的影响,萌芽展叶期中度亏水能较好的改善果实品质,是实施调亏灌溉的最佳阶段。     

温室膜下沟灌水氮耦合对番茄品质的影响与评价研究

以温室番茄为试材,研究了膜下沟灌水氮耦合对番茄一些品质指标(有机酸、可溶性糖、Vc、硝酸盐、糖酸比)的影响,并采用主成分分析法对其进行多目标综合评价。试验设置1485 m3.hm-2、2080m3.hm-2两个灌水水平和225 kg.hm-2、410 kg.hm-2和630 kg.hm-2三个施氮水平。结果表明,灌水量和施氮量作为单一因子和水氮交互作用对番茄不同品质指标影响均不同;增加灌水量,可提高番茄果实有机酸、硝酸盐含量;施氮过多或过少可降低番茄果实可溶性糖含量、Vc含量、糖酸比;果实中硝酸盐含量随施氮量的增加而提高,随灌水量的增加而降低。采用主成分分析法对番茄品质指标进行多目标综合评价,得到综合评价最高的处理为低水中氮(W1485N410)处理,综合评价最低的处理为高水高氮(W2080N630)处理。     

基于SIMDualKc模型估算非充分灌水条件下温室番茄蒸发蒸腾量

为了探讨SIMDual Kc模型在西北地区温室环境不同水分处理的适用性,以番茄为材料,于2013-2015年在陕西省杨凌区温室内进行亏水处理试验,设置全生育期充分灌水处理、仅发育期亏水50%处理、发育期中期连续亏水50%和全部亏水50%共4种水分处理,通过2013-2014年试验数据对SIMDual Kc模型进行率定,采用2014-2015年试验数据对模型进行验证,并通过模型将土壤蒸发量和番茄蒸腾量分开,利用模拟结果分析不同水分处理对土壤蒸发量和番茄蒸腾量的影响。结果表明:模型模拟不同水分处理蒸发蒸腾量与实测值有较好的一致性,其绝对误差为0.22~0.33 mm/d,均方根误差为0.26~0.48 mm/d、决定系数为0.51~0.81。该模型可以准确的将不同水分处理土壤蒸发量和作物蒸腾量分开,且土壤蒸发量模拟值与实测值有较好的一致性,其绝对误差为0.016~0.024 mm/d,均方根误差为0.013~0.034 mm/d和决定系数为0.63~0.84;通过模拟得到的番茄蒸腾量计算不同水分处理的水分亏缺系数,研究表明水分亏缺系数随亏水时间的增加而降低,复水后水分亏缺系数有不同程度的增加,且发育期、中期和后期连续亏水50%时,后期时水分亏缺系数降到最低,为0.63。因此该模型在西北地区温室环境下非充分灌溉条件下有一定的适用性。除此之外,研究通过模拟结果分析非充分灌水下番茄的响应及复水后的补偿机制,为非充分灌水条件下番茄栽培提供理论依据。