温室微润灌秋冬茬番茄适宜灌溉制度研究

通过田间小区试验研究了温室微润灌条件下秋冬茬番茄种植中土壤水分对番茄的产量、品质的影响。并基于试验数据采用主成分分析法对日光温室番茄的产量、水分利用效率、VC品质进行综合分析,初步确定了微润灌形式下番茄的适宜灌溉制度。结果表明:灌溉定额为336mm。在苗期灌水2次,灌水定额为18mm;在开花着果期灌水4次,灌水定额30mm;在结果盛期,灌水3次,灌水定额为35mm;在结果后期,灌水3次,灌水定额为25mm。     

微润灌溉下施氮水平对大棚辣椒生长的影响

为探究微润灌溉下施氮水平对植物生长的影响,在大棚内用规格一致的土箱种植辣椒,该试验设置1.5、2 m两个压力水头,3个施氮水平(0、500、1000 mg/L尿素),即有1.5 m压力水头下施氮水平500 mg/L(A处理)、1.5 m压力水头下施氮水平1 000 mg/L(B处理)、1.5 m压力水头下施氮水平0 mg/L(C处理)、2 m压力水头下施氮水平500 mg/L(D处理)、2 m压力水头下施氮水平1 000 mg/L(E处理)、2 m压力水头下施氮水平0 mg/L(F处理)6个不同处理,每个处理重复试验3次,分析辣椒植株的生长状况以及产量。研究表明:2 m压力水头下大棚辣椒植株的生长状况均优于1.5 m压力水头,相同压力水头下500 mg/L施肥处理下的辣椒植株生长发育状况最好。     

微润灌溉对向日葵生长的影响研究

为了探讨微润灌溉在盐渍化灌区大田作物适用性,以向日葵为研究对象开展微润灌溉试验研究。研究结果表明:微润管埋深为20cm更能促进向日葵的生长,显著提高了向日葵产量和水分利用效率。各生育期向日葵根长密度、根体积密度、根表面积密度微润管埋深为20cm各处理优于埋深为10cm的各处理。微润灌溉各处理较对照产量分别提高了69.4%、50.6%、36.7%、35.8%、57.7%、37.3%、26.2%、10.8%;水分利用效率分别提高了73.6%、79.9%、68.2%、60.4%、61.4%、64%、55.3%、30.9%%。     

基于微润灌溉技术的大棚白菜生长状况试验研究

为探究大棚白菜在采用微润灌溉技术条件下的生长状况,并验证该技术在提高作物产量和节水性能方面的优势,设置单管布置、双管布置、深埋、浅埋及普通浇灌5种处理,每种处理重复3次,压力水头均为2m,定期对株高、土壤含水率等指标进行测量。结果表明:微润管布置和埋深是影响白菜生长和耗水量的重要因素;在该试验条件下,单管布置优于双管布置,埋深为3.5cm优于埋深为8cm,与普通浇灌方式相比,采用微润灌可以明显提高作物产量,但在本试验条件下其节水性能却未得到充分体现,尚需进一步验证。     

微润灌溉条件下土壤质地对水分入渗的影响

为探究微润灌溉条件下水分在不同质地土壤中的入渗情况,分别选取黏壤土和黏土2种质地土壤,土壤体积质量均为1.35 g/cm3,压力水头为2 m,测定累计入渗量、湿润锋及土壤含水率3个指标。结果表明,水分累计入渗量与土壤含黏粒量为负相关关系;湿润锋是以微润管为中心的近似圆形,水平运移距离与垂直向下运移距离均大于垂直向上运移距离;湿润锋运移距离与时间的关系近似为幂函数关系;土壤含黏粒量越高,水分在土壤中的入渗速率越慢,湿润体的范围越小;同一取样点的土壤含水率随含黏粒量的增加而降低,经计算,微润灌溉的灌水均匀性符合要求。试验结论为微润灌溉系统的参数设计提供了理论参考。     

微润灌溉技术自动控制的研究

微润灌溉是目前较为节水的一种灌溉技术,在山区、丘陵等严重缺水地区都可以使用,实现其自动控制将具有非常重要意义。选用电磁阀来控制水箱水位,根据作物的日常需水量,设定水箱液位的范围,运用可编程逻辑控制器来控制电磁阀的开闭,使得水箱中液位在设定值范围,大大提高了系统工作效率。     

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。     

轻简式灌溉施肥系统在春秋大棚中的应用及推广

针对春秋大棚中灌溉施肥机械化短板,本文提出一种适用春秋大棚的轻简式灌溉施肥系统,系统具有施肥机、配肥装置、阀控装置等机构,可通过轮灌方式管理4栋春秋大棚的灌溉施肥,具有现场主机控制、远程手机APP两种控制方式,可显著降低一线操作人员劳动强度,提升劳动效率,节约水肥资源,改善工作环境,系统建设应用成本每年约为625元/栋,成本投入占比较小。本系统建设可为提升北京市春秋大棚灌溉施肥机械化水平提供参考。     

微润灌溉技术下大棚小葱生长动态试验研究

将微润灌溉技术应用于大棚种植试验中,设置了5种不同的处理来探究微润灌溉条件下微润管埋深与压力水头对小葱株高、产量以及土壤水分分布的影响。其中,常规浇灌作为对照,当做一组处理。结果表明:在小葱生长期内,各处理日均用水量和株高都随生育期的进行先增大后减小;微润管埋深对土壤水分分布影响较大,而压力水头对水分分布影响较小;微润管的埋深和压力水头对小葱生长、产量有较大的影响,且埋深比水头对小葱生长状况的影响更为明显;微润管埋深为4 cm的处理在长势与产量方面优于埋深为7 cm的;微润灌溉条件下,小葱的长势与产量较优于常规浇灌;微润灌溉较常规浇灌略微节水。     

基于太阳能光伏发电提水微润管自动灌溉发展模式

为了充分利用干旱地区光能资源以及提高水资源利用率,提出适合该地区的节水灌溉新模式。通过微润管连续供水的灌溉方式,计算田间需水量,进而确定温室田间高位水箱容积、各级管道等,通过田间高峰期的日耗水量计算适宜的水泵性能参数,以保证高峰期供水,并且进行实例计算和试验。结果表明:太阳能提水微润管自动灌水系统可以保证作物不同生育期的需水要求,具有较强的实用性和操作性。     

沟灌方式与灌水量对温室番茄生长指标的影响

采用温室内田间试验,设置常规沟灌(CFI)和交替隔沟灌溉(AFI)两种沟灌方式,依据Φ20cm标准蒸发皿的水面蒸发量,通过选取0.6(K1)、0.8(K2)、1.0(K3)、1.2(K4)4个作物-皿系数Kcp,设置4个灌水量梯度,共8个处理,比较不同处理对番茄株高、茎粗、叶面积指数和根冠比的影响。结果表明,AFI相较于CFI会抑制番茄植株的株高,但会增加茎粗;灌水量对株高呈显著的正效应,CFI、AFI下拉秧前的最大株高(148.40、144.80cm)均在最大灌水量(K4)下获得;茎粗随灌水量的增加呈先增后减的趋势,在K2灌水量下CFI、AFI处理分别获得拉秧前的最大茎粗13.93和14.74mm;沟灌方式和灌水量的耦合效应对株高、茎粗的影响始终不显著(P0.05)。叶面积指数(LAI)受沟灌方式的影响不显著,但是会随着灌水量的提高而明显增大,两种沟灌方式均在最大灌水量(K4)下取得最大LAI。根冠比在AFI处理下明显大于相同灌水量下的CFI处理,随灌水量的增加呈先增后减的趋势,CFI下在K3灌水量时达到最大值0.070 6,AFI下在K2灌水量下达到最大值0.073 4。通过综合分析沟灌方式和灌水量对番茄株高、茎粗、叶面积指数以及根冠比的影响表明,交替隔沟灌溉相较于常规沟灌更有利于番茄植株的生长;过高(Kcp取1.2)或过低(Kcp取0.6)的灌水量均不利于番茄植株的生长,适中的灌水量(Kcp取0.8或1.0)不仅会使番茄植株健壮,同时也会使LAI处于一个较为合理的大小。     

滴灌条件下不同供水水平对温室番茄生长、产量及其品质的影响

基于彭曼-蒙蒂斯法计算的作物需水量(ETc),采用150%ETc(I150)、125%ETc(I125)、100%ETc(I100)、75%ETc(I75)和50%ETc(I50)5种滴灌用水量水平,研究了不同灌溉水平对温室番茄品质和生长的影响,确定了温室番茄的最佳滴灌水量。结果表明,滴灌条件下不同灌水量对番茄的生长参数、结实率、品质等均有显著影响。滴灌用水量在I100时,番茄产量,植株高度和叶绿素值均最高,分别为78.6t/hm2,125.5cm和56.4spad。在I100水平下,灌溉水利用率为0.479,用水量较温室外灌溉节约31.2%。对番茄品质而言,I100下作物果质量(FW)和有机酸(OA)达到了最大值,而I75和I100下作物的可溶性固物(TSS)和果型指数(FSI)并没有显著差异,I100下的番茄产量比I75增加13.6%。综上分析,I100是温室番茄滴灌的最佳水量,过多灌水量不利于果实的品质和灌溉水利用率的提高。     

不同灌溉水温对日光温室番茄幼苗生长影响

以日光温室番茄幼苗为试验材料,研究不同灌溉温度幼苗生长的影响,探讨促进番茄幼苗生长的最佳灌溉水温。结果表明：25-45℃的水温灌溉范围内均在不同程度上促进番茄幼苗生长,提高生长势。用35℃温水灌溉处理效果最佳,与对照相比,茎高、茎粗、叶面积、根系数、叶绿素含量、叶片含氮量、单位鲜重的干物质量、根冠比和壮苗指数分别提高了23．09％、44．74％、35．15％、96．64％、11．36％、8．04％、60．00％、92．31％和189．32％,效果明显。     

温室气体排放与番茄产量对水肥气耦合的响应机制研究

为探求温室番茄节水减排优产的灌溉模式,以番茄（金鹏8号）为研究对象,设置I1和I2（对应作物-皿系数kcp为0.8和1.0）2个灌水水平,F1和F2（对应施氮量180kg/hm2和240kg/hm2）2个施氮水平,A1、A2和CK（1倍和2倍文丘里加气量,不加气CK作为对照处理）3个加气水平,采用3因素完全随机设计,共10个处理,每个处理重复3次,采用静态暗箱-气相色谱法对番茄全生育期温室气体排放进行监测分析,探究土壤CO2、N2O、CH4排放与番茄产量的变化规律;分析灌水水平、施氮水平和加气水平对温室番茄产量和温室气体排放的影响,综合全球净增温潜势（Net global warming potential, NGWP）和温室气体排放强度（Greenhouse gas intensity, GHGI）,提出以节水减排高产为目标的温室番茄水肥气一体化滴灌管理模式。结果表明：灌溉水平和施氮水平增大均会增加土壤CO2、N2O排放通量,I2处理较I1处理平均增加24.8%（P<0.05）与14.8%（P>0.05）,F2处理比F1处理平均增加8.6%（P>0.05）与34.9%（P<0.05）;加气灌溉对土壤CO2、N2O排放通量有显著影响,与CK处理相比,A1和A2处理分别平均增加5.5%、10.0%（P>0.05）和20.9%、62.9%（P<0.05）。番茄全生育期内土壤CH4排放通量呈现土壤为CH4的汇,灌水水平增大会增加土壤CH4排放通量,而施氮水平增加则会减小CH4排放通量,I2处理比I1处理平均增加27.8%（P<0.05）,F2处理比F1处理平均减少25.5%（P<0.05）;加气、施氮和灌水会显著增加番茄产量（P<0.05）。综合考虑经济因素和生态因素,A1F2I1处理效益最佳,即加气水平A1、施氮水平F2、灌水水平I1的组合策略可以兼顾节水优产减排要求,为西北地区温室番茄较优灌溉模式。     

不同配比沼肥在日光温室番茄种植中的应用比较

在日光温室番茄种植过程中,笔者设计了5组肥料配比对比试验、5组沼液喷施对比试验,筛选出了沼渣作基肥时的最佳沼渣化肥使用配比及使用量,沼液作喷施肥时的最佳使用浓度.     

渗灌对日光温室番茄栽培环境的影响

研究了渗灌和漫灌对日光温室番茄栽培环境及番茄产量的影响。结果表明,渗灌下,土壤密度比漫灌低7.59%,差异极显著;土壤总孔隙度比漫灌高9.72%,差异显著;土壤黏粒和粉粒高于漫灌,而砂粒和细粗砾低于漫灌;观测时段内,渗灌下平均气温、10cm处土壤平均温度较漫灌分别高1.55℃、0.86℃,地表平均温度比漫灌低0.14℃;渗灌下温室空气相对湿度较漫灌低11.86%,以10:00—20:00差值最大;渗灌下番茄产量比漫灌高8.60%,且差异显著。     

水肥调配施用对温室滴灌番茄产量及水分利用效率的影响

通过对温室滴灌条件下的番茄进行不同的灌水、施氮组合试验，分析了不同水、氮施用水平对番茄耗水量、产量构成及水分利用效率的影响，为豫北地区温室滴灌番茄的节水、高产、高效栽培提供了适宜的灌水、施肥模式。     

水肥减量对土壤硝态氮和番茄产量品质的影响

【目的】解决水肥一体化下水肥施用过量问题,合理调控土壤硝态氮积累量,保证番茄产量品质为目标,寻找适宜的水肥投入减量。【方法】采用日光温室小区试验,以当地农户水肥的平均投入量为对照(CK),设置了3个不同的水肥同步减量处理(H:80%CK、M:60%CK、L:50%CK),研究了水肥一体化条件下不同梯度的水肥投入减量处理对土壤含水率、土壤硝态氮、番茄果实产量品质和水肥利用效率的影响。【结果】全生育期0~20 cm和20~50cm间土壤含水率和0~50 cm土壤硝态氮积累量呈现为CK>H处理>M处理>L处理;番茄产量表现为:CK>H处理>M处理>L处理,且各处理之间差异显著;各处理水肥利用效率差异显著;其中,H处理0~50 cm土壤层硝态氮积累量和番茄果实产量与CK差异显著,分别为71%CK和83%CK,H处理的水肥利用效率显著高于CK(p<0.05),H处理的糖酸比为CK的1.18倍。在当地水肥管理条件下,水肥减量20%时,土壤含水率较高,可显著减小土壤硝态氮积累量,番茄减产最少(M和L处理的番茄产量分别为72%CK和67%CK)同时还可小幅改善番茄风味品质,显著提高水肥利用效率。【结论】综合以上分析,建议水肥减量小于20%为宜,否则可能造成大幅的番茄产量减产。     

基于RF-GRU的温室番茄结果前期蒸腾量预测方法

针对温室番茄无法按需灌溉问题,提出了随机森林(Random forest,RF)结合门控循环单元(Gated recurrent unit,GRU)神经网络的温室番茄结果前期蒸腾量预测方法,并开发了一套基于番茄蒸腾量的智慧灌溉系统.基于物联网实时获取数据,采用RF算法对影响温室番茄蒸腾量的变量进行特征重要性排序,选取作...