番茄盛果期根系层土壤水分变化规律研究

为了解温室番茄根系层土壤水分变化规律与根系之间的关系,采用TREME水分传感器测定了番茄盛果期根系层距植株不同水平距离不同土层的土壤含水率,同时测定了番茄盛果期不同阶段根的长度及数量,研究了土壤含水率在水平方向及竖直方向随时间的变化规律。同时根据番茄根系层土壤含水率等值线分布图及根系层土壤含水率低值区,分析了根系层土壤含水率变化规律与番茄根系分布间的关系。结果表明:番茄盛果期由于耗水量较大,根系得到较大发展,总根数及最长根长度均呈递增趋势,根系吸水范围扩大,主根系长度主要集中在5~20cm。盛果期0~30cm土层土壤含水率变化明显,地表以下15~25cm距植株0~10cm范围内最易出现土壤水分低值区,且随时间的推移,土壤水分低值区向外逐渐扩展。根系密集分布区易形成土壤水分低值区,根系的分布范围与土壤水分的明显变化区域具有较好的一致性,番茄根系附近的土壤水分状况可作为确定灌水量和灌水时间的依据。     

地下滴灌对草坪土壤水分及根系分布的影响

以滴头、滴灌毛管二种地下滴灌灌水器为研究对象,通过田间对比试验,探讨了地下滴灌条件下的土壤含水率、草坪根系空间分布规律。结果表明,滴灌毛管在水平方向的土壤含水率差异显著,而滴头在垂直方向的土壤含水率差异显著。说明以滴头灌溉水平方向土壤含水率水平方向分布偏差小、灌溉均匀性高,而滴灌毛管则适合深层灌溉。在此基础上,结合草坪根系空间分布规律,初步确定了在滴头、滴灌毛管2种灌水器中,滴头灌溉更适合城市绿地草坪,也为草坪地下滴灌技术应用提供了参考依据。     

利用作物冠层叶气温差预报根系层土壤含水率的试验研究

根系是作物吸收水分的重要器官,根系的生长和分布对水分利用起着重要的作用,试验以番茄作为研究对象,于2011年的春夏两季对日光温室番茄的根系活动层内土壤容积含水率与冠层叶-气温差之间的关系进行了研究。结果表明：反映日光温室番茄的冠层叶-气温差与土壤含水率关系的最佳测定时间是13：00～15：00,根据该时段内的数据分析发现,冠层叶-气温差与不同深度范围内的土壤容积含水率成负相关,且与20～30cm土层内的土壤容积含水率相关性最为显著,相关系数为-0．808,通过回归分析,得出冠层叶-气温差（△T）与20～30cm土层内的土壤容积含水率（Sw）两者之间的回归方程为SW=-0．017AT＋0．155,因此可以确定番茄根系的活动层主要分布在土层的20～30cm范围内。     

温室番茄循环曝气地下滴灌土壤水分动态及耗水特性

为探求循环曝气地下滴灌对温室番茄土壤水分及耗水特性的影响规律,采用正交试验,研究了不同滴灌带埋深、曝气水平及灌水量对温室番茄土壤含水率、耗水量、产量及水分利用效率的影响.整个生育期内番茄耗水量呈先增大后减小的趋势,曝气处理番茄耗水量显著高于不曝气处理.相比于不曝气处理,曝气滴灌处理番茄产量提高10%.15 cm滴灌带埋深、溶氧值30 mg/L以及K_P为0.75灌水量处理的番茄产量和水分利用效率达到最大值,分别为64 951.3 kg/hm²和23.26 kg/(hm²·mm).结果表明,曝气处理对番茄产量、水分利用效率的影响具有统计学意义(P<0.05).曝气对于土壤含水率有一定影响,且曝气处理有助于番茄对水分的吸收.滴灌带埋深和灌水量交互作用对番茄产量的影响具有统计学意义(P<0.05),滴灌带埋深和曝气量交互作用对番茄产量的影响具有统计学意义(P<0.01),灌水量与滴灌带埋深、灌水量与曝气水平交互作用分别对番茄水分利用效率的影响具有统计学意义(P<0.01).     

温室番茄滴灌灌水指标试验研究

研究了日光温室中番茄的需水量、需水规律、产量与耗水量的关系。对日光温室番茄进行了滴灌灌水制度的研究。根据番茄不同生育期的生理特性及其需水特性确定其相应适宜的土壤含水率范围（占田间持水量的百分比）为：苗期45％～55％，开花坐果期55～75％，坐果期65-85％。不同生育期的灌水定额为：苗期10～15mm，开花坐果期15-25mm，结果期20-30mm。     

盐渍化地区土壤水分运动参数的测定及标定

针对盐渍化地区作物受土壤水分和盐分联合胁迫影响的复杂机理,以内蒙古河套灌区主要经济作物油料向日葵为研究对象,采用田间试验的方法对北方盐渍化地区作物根系吸水模型进行了研究。通过田间和实验室分别测定了土壤水分运动特征参数,并对田间实测土壤基质势进行了标定,建立了土壤基质势和饱和度之间的数学模型。此研究为盐渍化地区土壤水分运动的研究提供了依据,可作为盐渍化地区SPAC系统研究的参考。     

地下滴灌不同土壤水分下限对番茄生长发育及产量的影响

通过大田试验,研究了地下滴灌条件下不同土壤水分控制下限对番茄生长发育以及产量、根系的影响。结果表明:只在番茄的生育阶段末期采用45%~50%田持的水分下限处理不仅能获得了最高的产量,而且水分生产率也最高,滴头附近的根密度最小,有利于减少滴头根系入侵堵塞的几率;在番茄的后3个生育阶段都控制土壤水分为45%~50%田持时,番茄产量最低,滴头附近的根密度最大;全生育期土壤水分都控制在70%~75%田持时,得到的番茄株高最高,但水分生产率最低。     

灌溉方法对番茄生长发育及吸收能力的影响

田间试验结果表明 ,在保护地栽培条件下 ,与沟灌相比 ,渗灌、滴灌有利于番茄植株根系生长发育 ,提高植株的根冠比 ,使植株的根系活力增强 ,从而促进根系对土壤中养分的吸收利用。     

灌溉方法对番茄生长发育及吸收能力的影响

田间试验结果表明,在保护地栽培条件下,与沟灌相比,渗灌、滴灌有利于番茄植株根系生长发育,提高植株的根冠比,使植株的根系活力增强,从而促进根系对土壤中养分的吸收利用。     

日光温室作物蒸发蒸腾量的计算方法研究及其评价

对FAO推荐计算参考作物蒸发蒸腾量的Penman-Monteith(缩写为P-M)公式,在日光温室微气候的条件应用作了详细的分析。将P-M公式分为2个部分,即辐射项(ETrad)和空气动力学项(ETaero),推导出了计算温室内参考作物蒸发蒸腾量的P-M修正公式,解决了P-M公式假定温室内风速为“0”所引起的一系列问题。并根据2004年和2005年温室内实测气象数据和水面蒸发对其进行了验证,通过相关分析得出用修正后的P-M公式计算作物蒸发蒸腾量比FAO推荐的P-M公式计算值误差小、精度高。建议在日光温室里使用修正后的P-M公式计算参考作物的蒸发蒸腾量。     

灌溉方法对保护地土壤耗水量与番茄水分利用效率的影响

渗灌、滴灌和沟灌3种灌溉条件下土壤水分分布不同,灌水1d后渗灌土壤含水量最大值出现在30cm深处;滴灌出现在20cm深处,而沟灌0～40cm各土层土壤含水量相差较小,但明显高于渗灌和滴灌。沟灌耕层土壤蒸发损失的水分大于滴灌大于渗灌。渗灌、滴灌有助于番茄植株形态指标的建成,为后期产量的形成奠定了基础,致使渗灌、滴灌番茄产量分别显著和极显著地高于沟灌。     

施氮量对再生水灌溉番茄根际土壤供氮能力影响

为了探明施氮量对再生水灌溉设施番茄根际土壤供氮能力的影响,通过田间小区试验,对不同施氮处理番茄关键生育阶段根际、非根际土壤矿质氮和全氮、番茄生物量和产量、氮肥偏生产力、表观氮素损失量及土壤供氮能力进行了对比分析。研究结果表明,氮肥减施20%处理和氮肥减施30%处理,番茄关键生育期根际土壤矿质氮保持在55mg/kg以上,根际与非根际土壤矿质氮差异介于10.47%～12.63%之间,促进了非根际土壤矿质营养向根际土壤迁移;氮肥减施20%处理和氮肥减施30%处理氮肥偏生产力、作物氮生产力和产量均显著高于常规施氮处理。氮肥追施量控制189～216kg/hm2、辅以再生水灌溉,促进了非根际土壤矿质营养向根际土壤迁移,提高了根际土壤供氮能力,有效削减了0～30cm根层土壤表观氮素损失,保证了番茄关键生育阶段生长对土壤矿质营养需求,显著提高了番茄关键生育阶段氮肥偏生产力和番茄产量。     

水盐胁迫下根系提水作用对土壤盐分与番茄产量的影响

为探究水盐胁迫下番茄根系发生提水作用的可能性及其对土壤盐分分布和番茄产量的影响,利用上下桶分根装置,设定上桶不同水分(W1、W2、W3表示土壤含水率为田间持水率的60%～70%、50%～60%、40%～50%)和盐分条件(S0、S1、S2表示Na Cl添加量分别为干土质量的0、0.2%、0.4%),监测分析了水盐胁迫下根系提水量、上桶盐分分布及番茄产量。结果表明:随着生育期的推进,根系提水量呈现先增加后减小的趋势,其中盐分对番茄根系提水量影响显著,在相同水分处理条件下,盐分含量越高,根系提水量越大;水盐胁迫下,上桶盐分含量与根系提水量呈线性正相关,除W1S0处理外,上桶土壤电导率在提水量达到最大时有所增加;与对照处理W1S0相比,水盐抑制了根系生长,使根系活性显著下降,同一水分处理下,随着盐分的增加,根长、根表面积及根体积减小;盐分对番茄水分生产率有显著影响,在相同水分条件下,盐分越大,水分生产率越大,7种处理中W2S2水分生产率达到最大,而其产量较对照并未显著减小,生育期提水量占需水量的17.73%。本研究对进一步理解作物在上干下湿的土壤水盐胁迫下充分利用土壤剖面深层水分来维持上层根系生存和提高水分生产率具有科学价值。     

生物炭与化肥互作对土壤含水率与番茄产量的影响

为探明生物炭与化肥互作对番茄土壤含水率与及产量的影响,试验设置5个生物炭水平0t/hm~2(B1)、10t/hm~2(B2)、20t/hm~2(B3)、40t/hm~2(B4)、60t/hm~2(B5)和2个化肥水平中肥(F1)和低肥(F2)。结果表明:0～20cm土层土壤含水率均随生物炭施用量增加呈现增大趋势。在番茄生长阶段,0～20cm低炭处理土壤含水率与对照相比增幅在10%以内,高炭处理增幅达40%。20～40cm土壤含水率与0～20cm变化规律恰好相反,与对照相比施炭处理土壤含水率均呈下降趋势。其中B4F1和B4F2含水率最小,为对照的70%。施加生物炭后土壤含水率变化幅度(Ka)和变异程度(Cv)减弱。同一深度土壤随着施炭量增加Ka和Cv均减小。与对照相比较高施炭处理(B4F1、B4F2、B5F1、B5F2)变异系数Cv相对较小。随着番茄生长土壤水分在垂直剖面影响表现为较高施炭量(B4F1、B4F2、B5F1、B5F2)能有效保持耕作层有效水分,与对照相比差异显著。随着施炭量增加番茄产量增幅出现先升高后降低趋势,且均高于对照。B4F1、B4F2、B5F1、B5F2分别增幅46.34%、58.61%、49.63%和39.18%,其中B4F2产量最高。同一施炭不同施肥处理间差异不显著。研究成果可为内蒙古半干旱地区农业生产提供依据。     

土壤水分及有机肥料对番茄叶片光合特性及叶绿素含量影响的试验研究

有机栽培是一种新型的种植方式,为了研究有机肥料在不同的水分条件对温室番茄的光合特性以及叶绿素含量的影响,在中国农业大学联栋玻璃温室进行了番茄的盆栽试验研究,采取4种灌水处理以及2种肥料处理,得到如下结论:1随着土壤水分的增加、番茄叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度都有相应的增加趋势。2水分最低的处理反而净光合速率的值较高,是由于在这一处理中,叶片的叶绿素含量较高。3土壤含水率较低的前提下(田持的40%～85%),施加有机肥料BGA可以使得番茄叶片的叶绿素含量有较大的增加,平均可增加13%～24%,土壤含水率较高的情况下(田持的85%～100%)叶绿素的含量变化不大。     

深层干化土壤水分恢复试验研究

为探索黄土丘陵区深层干化土壤在不同覆盖措施下的土壤水分恢复特征,在陕西省米脂县丘陵山地建造大型模拟干化土壤土柱,地表分别进行薄膜覆盖、石子覆盖、树枝覆盖、栽植枣树、刺槐及裸地6个处理,对2014—2017年土壤水分进行定位监测。数据分析结果表明:至试验期结束,薄膜覆盖、石子覆盖、树枝覆盖、裸地土壤水分恢复深度分别为1 000、1 000、700、480 cm,薄膜覆盖、石子覆盖、树枝覆盖、裸地、枣树、刺槐0～1 000 cm深度范围内土壤储水量变化量分别为1 211. 4、853. 4、662. 5、523. 2、17. 8、-235. 7 mm,全年覆盖降雨贮存效率分别为63. 4%、42. 4%、29. 4%、23. 0%、-8. 5%、-20. 3%,4年生枣树耗水区域为0～300 cm范围,刺槐耗水深度达1 000 cm,枣树年均蒸散量为586. 4 mm、刺槐年均蒸散量为666. 5 mm,是枣树的1. 1倍。该研究结果对黄土区大面积干化土壤修复及合理选择人工栽植植物具有积极意义。     

基于土壤水资源利用的农业水资源承载力研究

水资源承载力研究是保证水资源可持续利用、寻求区域可持续发展的重要依据。在分析土壤水资源特点基础上,阐明了基于土壤水资源利用的农业水资源承载力内涵,综合考虑了农业经济产值、粮食总产量、农业生态用水量和农业用水比例等4项目标,建立农业水资源承载力多目标决策模型。以保定市为例,提出不同规划年、不同水文年及土壤水资源利用技术发展的农业水资源承载力方案,充分利用土壤水资源,保证农业水资源可持续发展。     

土壤水分含量对加工番茄产量和品质影响的研究

试验从加工番茄开花期开始，设4个水分处理（分别以0～60cm土层灌前土壤田间持水量的40％～45％、55％～60％、70％～75％和85％～90％作为各处理的灌溉下限含水量临界值，灌溉上限为田间持水量的90％），分析不同水分状况下加工番茄的产量和果实品质。试验结果表明，加工番茄的产量、品质与土壤含水量密切相关，灌前过高或过低的土壤含水量会影响产量及茄红素、可溶性固形物、可溶性糖、可溶性酸等品质指标，灌前土壤相对田间持水量为70％～75％处理的加工番茄产量最高，品质较好，水分利用效率最高，既能实现高产高效，又可达到节水灌溉的目的。     

滴灌条件下土壤基质势与打顶措施对番茄生长和水分利用的影响

研究了华北半湿润地区滴灌条件下,打顶与不打顶农艺措施以及不同土壤基质势(滴头正下方0.2 m深度处土壤基质势下限控制在-10~-50 kPa)对番茄生长和水分利用效率的影响。研究发现,与打顶农艺措施相比,不打顶条件下番茄的平均株高、生育期累计灌水量和追肥量都相对较高,而产量和灌溉水利用效率却较低。二种农艺管理措施下,随着滴头正下方0.2 m深度处土壤基质势控制的降低,番茄整个生育期的灌水量、累计耗水量明显降低,而水分利用效率和灌溉水利用效率明显升高。由此可知,在我国华北半湿润地区露地栽培条件下,打顶农艺管理措施更有利于番茄的高产和水分利用效率的提高,并且滴灌条件下在番茄安全缓苗后,可以通过控制滴头正下方0.2 m深度处土壤基质势在-50 kPa以上来指导灌溉。