亏缺灌溉对温室番茄产量与水分利用效率的影响

为了探讨西北旱区日光温室番茄节水高效灌溉模式,2008年进行了不同生育阶段水分亏缺对膜下沟灌番茄产量与水分利用效率的影响研究。结果表明,在番茄果实成熟与采收期亏水虽然可使果实早熟,增加收获期和市场高价位时期的重合度,但由于产量降低幅度较大,总体经济效益低,为不合理灌溉方案。相反,在对照处理灌水定额21 mm的基础上,苗期减少2/3灌水量、开花和果实膨大期减少1/3灌水量、果实成熟与采收期正常灌溉,是西北旱区日光温室番茄较适用的灌溉模式。即在番茄全生育期内灌水11～12次,灌溉定额为200～210 mm时,可实现市场产量170～180 t/hm2,毛效益31～34万元/hm2,水分利用效率和单方耗水毛效益分别为64～69 kg/m3和120～125元/m3,同时节约灌水量40～50 mm。     

亏缺灌溉时期对番茄果实品质和产量的影响

实验研究了亏缺灌溉不同开始时期对番茄品质、产量形成和水分利用率影响。不同时期开始亏缺灌溉果实的营养品质明显不同，亏缺灌溉开始的越早，果实的硬度和密度越大，可溶性固形物含量(Brix)、滴定酸度、维生素C的含量越高，但糖酸比变化不大；随着亏缺灌溉开始时间的提前，单果重逐步减少，结果数变化不大，产量降低的幅度也越大；膨大期和座果期开始亏缺灌溉水分利用率提高，开花期开始亏缺灌溉水分利用率下降。生产中应选择膨大期开始亏缺灌溉，既可以提高品质，又可以减少产量降低带来的负面影响。     

亏缺灌溉时期对番茄果实品质和产量的影响

实验研究了亏缺灌溉不同开始时期对番茄品质、产量形成和水分利用率影响。不同时期开始亏缺灌溉果实的营养品质明显不同,亏缺灌溉开始的越早,果实的硬度和密度越大,可溶性固形物含量(B rix)、滴定酸度、维生素C的含量越高,但糖酸比变化不大;随着亏缺灌溉开始时间的提前,单果重逐步减少,结果数变化不大,产量降低的幅度也越大;膨大期和座果期开始亏缺灌溉水分利用率提高,开花期开始亏缺灌溉水分利用率下降。生产中应选择膨大期开始亏缺灌溉,既可以提高品质,又可以减少产量降低带来的负面影响。     

灌溉量对亚低温下温室番茄生理生化与品质的影响

试验以番茄为材料,采用温室盆栽方法,对比研究了常温和亚低温下补充灌水80%蒸腾蒸发量,100%蒸腾蒸发量及120%蒸腾蒸发量的水分对温室番茄抗寒性及果实品质的影响。结果表明：与常温相比,亚低温使番茄植株叶片过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性、叶绿素含量、叶片相对含水率、可溶性蛋白含量降低,果实品质显著降低;使番茄叶片细胞膜相对透性、超氧化物歧化酶（SOD）活性升高;不论在亚低温还是在常温下,补充80%蒸腾蒸发量或120%蒸腾蒸发量灌水均使植株抗寒性降低,果实Vc、含糖量、可溶性固形物含量降低,总酸度增大。亚低温下水分胁迫引起植株抗寒性降低,认为在亚低温条件下,番茄开花座果期以蒸腾蒸发量的100%补充灌溉,有利于植株生长和果实品质品质的提高。     

灌溉和施肥对温室番茄产量和品质影响效应的研究

覆膜滴灌施肥条件下,通过温室小区试验研究了灌溉上限和施肥量对番茄产量和果实的一些品质指标(Vc含量、有机酸含量、可溶性糖含量、糖酸比)的影响,并对结果进行了分析和讨论.研究表明,施肥量对番茄产量影响最大,灌溉上限与施肥的交互作用次之,灌溉上限的影响不显著,与当地习惯施肥量相比,适当的降低施肥量可以提高番茄产量.番茄果实品质各指标受灌溉上限和施肥量的影响各异,适当提高灌溉上限、增加肥料习惯施用量可以显著地提高番茄果实的品质.为更好地协调番茄产量和品质对灌溉和施肥的要求,适宜的水肥管理方式为施肥量为N 286.88 kg·hm-2、K2O 286.88 kg·hm-2,灌溉上限和灌溉下限土壤水吸力分别为10 kPa(pF 2.0)和30 kPa(pF 2.49).     

不同生育期调亏灌溉对温室梨枣品质的影响

为探明调亏灌溉对温室梨枣品质的影响,2005－2007年以日光温室7年生矮化密植梨枣树为试材进行试验,试验期间设置充分供水处理（即对照T1）,萌芽展叶期（Ⅰ期）轻度或中度亏水处理（T2）,及开花座果期（Ⅱ期）、果实膨大期（Ⅲ期）和果实成熟期（Ⅳ期）中度亏水处理（即T3、T4和T5）。结果表明：不同生育期亏水处理对梨枣品质的影响差异明显;与对照相比,3 a间Ⅰ期、Ⅱ期亏水处理对梨枣单果质量、含水率影响较小（P＞0.05）,梨枣硬度提高13.7%～15.8%,有机酸、坏果率分别下降14.2%～18.8%和21.0%～25.0%,且均达显著水平（P＜0.05）,可溶性固形物、糖酸比分别提高22.1%～24.4%和47.8%～60.0%,达极显著水平（P＜0.01）,同时使成熟期提前10～12 d;Ⅲ期亏水处理使梨枣果实硬度、着色度、Vc、可溶性固形物及糖酸比依次提高22.3%、41.9%、27.0%、38.1%和53.5%,Ⅳ期亏水处理依次提高22.7%、42.3%、37.4%、27.1%和98.7%,两期均达极显著水平（P＜0.01）,Ⅲ期、Ⅳ期亏水处理使有机酸显著降低（P＜0.05）,并大幅降低坏果率（P＜0.01）,成熟期提前15～20 d,但同时使单果质量、果实含水率降低,且Ⅲ期亏水处理差异显著（P＜0.05）;各生育期亏水处理对梨枣品质的改善程度依次为：Ⅳ期＞Ⅲ期＞Ⅱ期≈Ⅰ期。综合考虑亏水处理对梨枣品质各项指标影响,果实成熟期中度亏水处理对品质改善效果最佳,具有重要推广价值。     

基于温室环境和作物生长的番茄基质栽培灌溉模型

为解决涵盖土壤蒸发和作物冠层蒸腾的土培作物蒸散模型不能直接应用于稻壳炭基质栽培番茄灌溉的问题,该研究首先通过修改Penman-Monteith模型的原始表达式来去除土壤蒸发部分,并引入TOMGRO模型来模拟番茄冠层生长,给出了阻抗参数的修正计算,得到了新的番茄基质栽培蒸腾模型。考虑到蒸腾模型中净辐射项削弱了室外太阳辐射对冠层及以下部整株植株的耗水影响,进而将新的蒸腾模型与太阳辐射线性比例供水模型结合建立蒸腾－辐射综合灌溉模型。结果表明,蒸腾－辐射综合灌溉模型对上海崇明A8温室番茄灌溉量的模拟结果与实际结果之间的相关系数高于0.95,平均相对误差小于20%。这说明蒸腾－辐射综合灌溉模型能够较好地估算温室稻壳炭基质栽培番茄的灌溉需水量,对深入研究温室灌溉实施具有参考价值。     

灌溉方法对温室番茄栽培尿素氮利用影响的研究

用15N示踪技术研究了沟灌和滴灌对温室番茄栽培尿素氮的利用及其在土壤中残留的影响。结果表明,滴灌处理番茄对15N肥料利用率是11.5%(地上部分),沟灌处理15N肥料利用率是7.4%。滴灌处理番茄所吸收的15N肥料量比沟灌处理提高了56.3%,灌溉方式对肥料15N在果实、茎、叶中的分配比例没有明显影响。0~100cm土层中15N肥料残留量滴灌处理为143.1kg/hm2,占氮肥投入量的63.6%,沟灌处理残留量为133.0kg/hm2,占氮肥投入量的59.1%;其中在0~20cm表土层中残留的肥料氮最多,沟灌和滴灌分别达到了79.9kg/hm2和97.3kg/hm2,占0~100cm土层肥料氮残留总量60.1%和68.0%。沟灌处理肥料氮的损失量为75.5kg/hm2,占氮肥投入量的33.5%;滴灌处理肥料氮的损失量为56.0kg/hm2,占氮肥投入量的24.9%。     

加气灌溉温室番茄地土壤N2O排放特征

加气灌溉引起的土壤中氧气含量改变势必会影响N_2O的产生和排放。为了揭示加气灌溉对秋冬茬温室番茄地土壤N_2O排放的影响,2014年采用静态箱-气相色谱法对加气灌溉土壤N_2O排放进行原位观测,研究秋冬茬温室番茄地土壤N_2O排放对加气灌溉的动态响应。试验采用灌水量(充分灌溉、亏缺灌溉)和加气(加气、不加气)的双因素设计,设置4个处理,分别为加气亏缺灌溉(A1)、不加气亏缺灌溉(CK1)、加气充分灌溉(A2)和不加气充分灌溉(CK2)。结果表明:不同加气灌溉模式下土壤N_2O排放均主要集中在番茄果实膨大期,其他时期排放水平较低。加气和充分供水处理均增加了番茄整个生育期的土壤N_2O排放量,以A2处理最大(120.34 mg/m2),分别是A1和CK1处理的1.89和4.21倍(P0.01),而与CK2处理差异性不显著(P=0.078)。此外,不同灌水水平不加气处理,除N_2O排放主峰值点外,N_2O排放通量与土壤充水孔隙率(water-filled pore space,WFPS)存在指数正相关关系(P0.05),WFPS在46.0%~52.1%时观测到N_2O剧烈释放。可见,加气灌溉增加了温室番茄地土壤N_2O排放,且在亏缺灌溉条件下,加气灌溉对温室番茄地土壤N_2O排放的影响显著。研究结果为评估加气灌溉技术的农田生态效应及设施菜地温室气体减排提供参考。     

时空亏缺调控灌溉和施氮处理对番茄水氮利用的影响

为探索节水灌溉条件下蔬菜的水肥高效利用模式, 采用番茄盆栽试验, 以常规充分灌水为对照, 研究了时空亏缺调控灌溉和氮肥处理对番茄营养器官干物质累积、灌溉水分利用效率、氮素累积及土壤水氮分布的影响。在交替灌溉条件下, 设置控水时期、灌水水平和施氮水平3因素, 控水时期分别为开花座果期和结果期, 2个灌水水平分别为高水和低水, 3个施氮水平分别为高氮、低氮和无氮, 并以常规灌溉作为对照。结果表明: 与常规充分灌水处理相比, 交替灌溉持续高水处理、交替灌溉开花座果期低水处理、交替灌溉结果期低水处理及交替灌溉持续低水处理分别降低干物质累积总量4.52%、11.93%、17.76%和23.94%, 分别降低氮素累积总量1.74%、12.86%、15.50%和22.47%, 分别降低氮素干物质生产效率2.24%、3.93%、2.55%和0.89%, 而分别增加灌溉水分利用效率12.39%、8.99%、15.02%和12.96%。在交替灌溉条件下, 中氮处理的干物质累积、灌溉水分利用效率和氮素累积总量最大。与低氮处理相比, 中氮和高氮处理的氮素干物质生产效率分别降低6.87%~12.70%和17.81%~24.38%, 土壤硝态氮分别提高31.64%~159.58%和57.37%~297.37%。综合考虑干物质累积、水分利用及氮素累积等因素, 番茄适宜的水氮供给模式为交替灌溉持续高水中氮处理: 灌水定额为80%W₀(W₀为常规充分灌溉的灌水定额, 保持土壤含水量为田间持水量的70%~85%), 施氮量为0.30 g(N)·kg^-1(干土)。     

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。     

无压灌溉日光温室番茄高产指标

该文以Φ20 cm蒸发皿蒸发量作为灌溉水量计算标准,研究了不同作物—皿系数（Kcp）时的无压灌溉日光温室番茄产量和形态指标,并以番茄生育期结束时的茎粗、茎高、地上部鲜质量、地上部干质量和根系干质量为单项指标,通过通径分析方法,计算了它们与产量之间的直接和间接通径系数。结果表明,Kcp 为1.0～1.2时的灌溉水量能显著提高番茄产量,而Kcp 为0.2～1.0时的灌溉水量对番茄产量影响较小。灌溉水量的不同对番茄茎粗影响较大,而对番茄茎高影响较小。茎粗、地上部鲜质量、地上部干质量和根系干质量与产量之间均呈极显著关系,且茎粗和根系干质量可作为评价番茄高产的单项指标,而地上部鲜质量与地上部干质量则通过与其他指标的相互影响间接作用于产量。通过对相对高产指标根冠比的分析表明,无压灌溉灌水量的大小影响根系在不同深度土层的分配比例和总的根系发育,且根冠比维持在某一范围时将获得高产。研究结果对培育具有高产形态指标的番茄有较强的指导意义。     

调亏灌溉对番茄品质与风味组分的影响

为优化番茄调亏灌溉条件,设计了轻度、中度和重度调亏灌溉处理(浇水量分别是正常灌水的75%、50%和25%),研究不同调亏灌溉处理对番茄果实的含水量、可溶性固形物、可滴定酸、糖酸比和Vc等营养成分和风味组分的变化。结果表明,果实含水量随着调亏灌溉程度的加深而降低,重度和中度处理轻度处理对照;可溶性固形物为重度和中度处理轻度处理对照。可滴定酸是中度调亏灌溉时含量明显高于重度调亏灌溉和对照;糖酸比在重度调亏灌溉时最高,明显高于对照,但与中度和轻度调亏灌溉间差异不显著;Vc含量以重度调亏灌溉的最高。对芳香组分的测定发现,调亏灌溉程度对风味组分也有很大影响。其中,中度调亏灌溉检测出的特征效应化合物最多,正常灌水条件下最少。     

日光温室番茄控制土壤深层渗漏的灌水量指标

针对菜田灌溉水肥渗漏问题,采用田间试验和室内分析相结合,研究不同灌溉方式下日光温室番茄不同生育期根系垂直分布特征,在此基础上,进一步研究了膜下沟灌方式下不同灌水量番茄田土体水分的垂直分布特征及灌水量与土壤水在根层外渗漏的关系。结果表明,日光温室番茄主要根系层为0～40 cm,最深根层为60 cm。在灌水量7.5～ 22.5 mm范围,灌溉后番茄田不同土层水分增加量呈垂直递减;在灌水量7.5～45 mm范围,灌溉水根层外的渗漏率与灌水量呈线性相关;该文以满足根层水分有效供给和控制根层外渗漏为目标,确定日光温室番茄花果期和采收期适宜每次灌水量为15～22.5 mm。研究结果可为确定浅根性蔬菜根-水同位管理灌溉指标提供依据。     

滴灌和施用秸秆降低日光温室番茄地氮素淋溶损失

以一年两季设施番茄为对象,利用渗漏池收集渗漏液,研究了设施菜地不同灌溉模式(滴灌、漫灌)和施用有机物料(单施鸡粪M、鸡粪配施玉米秸秆M+C、鸡粪配施小麦秸秆M+W)对土壤矿质态氮、可溶性有机氮淋溶损失的影响。结果表明,日光温室栽培条件下,氮素的淋溶损失主要发生于秋冬季,滴灌和漫灌模式下,该季可溶性总氮淋失量占全年淋失量的56.8%和71.1%。漫灌模式下,冬春季和秋冬季可溶性总氮淋失量分别为114.3和281.1kg/hm~2,占单季氮投入量的12.5%和29.3%。与漫灌相比,滴灌使全年番茄产量和氮素吸收量分别显著提高15.6%和21.4%,氮素利用率(氮素吸收量/氮素投入量)显著提高47.5%,同时使全年矿质态氮(铵态氮+硝态氮)和可溶性有机氮淋失量分别降低68.6和47.4 kg/hm~2,降幅分别为33.1%和39.6%。与单施鸡粪相比,鸡粪配施秸秆(玉米或小麦)对番茄产量无影响,但显著降低灌溉水渗漏量和氮素淋溶损失量,使全年灌溉水渗漏损失量平均降低24.3%,全年矿质态氮和可溶性有机氮淋失量分别平均降低26.6%和33.7%。综上,可溶性有机氮在氮素淋溶损失中不可忽视,滴灌模式通过降低渗漏液中氮的浓度,配施秸秆通过减少灌溉水的渗漏损失,进而降低可溶性氮的淋溶损失。     

适宜的毛管埋深提高温室番茄品质及产量

为探索地下滴灌条件下,毛管埋深对作物"地上部分-地下部分-产量和品质"相互作用的影响,合理配置滴灌措施,提高水分管理能力,该文研究了4种不同毛管埋深0、10、20和30 cm(CK、S10、S20和S30)对番茄植株生长、根系生长、光合产物分配、果实产量、品质和水分利用效率的影响,结果表明:与地面滴灌(CK)相比,毛管埋深为10 cm的番茄根系分叉数显著增加85.16%,但根长、根面积、番茄产量未显著提高,且番茄红素显著降低18.85%(P0.05);毛管埋深为20 cm,盛果期I番茄叶面积指数显著增加23.37%,根长、根面积、根系分叉数分别显著提高43.22%、20.82%、176.61%,番茄产量提高22.35%,番茄果实品质显著改善,如可溶性固形物、可溶性蛋白、维生素C、番茄红素含量和糖酸比分别提高10.86%、32.34%、35.66%、33.97%和53.01%,水分利用效率显著提高35.91%(P0.05);毛管埋深为30 cm,番茄根长、根系分叉数显著提高46.10%、122.37%,番茄产量显著提高19.53%,水分利用效率显著36.93%,但番茄红素显著降低34.02%。综合考虑番茄品质和产量,地下滴灌毛管埋深20 cm是较为适宜的布设方式。