不同灌溉施肥方式对日光温室甜椒生长、产量和品质的影响

【目的】节水节肥、优质高效生产。【方法】以‘安莎19’、‘奥黛丽’甜椒品种为试材,设传统沟灌定期冲肥(CK1)、常规滴灌定期追肥(CK2)、每日定量滴灌1/4剂量(T1)、1/2剂量(T2)、3/4剂量(T3)、1剂量(T4)山崎甜椒专用配方加微量元素通用配方营养液共6个处理,在日光温室条件下研究了不同灌溉施肥方式对土壤栽培甜椒生长、产量及品质的影响。【结果】与CK1和CK2比较,每日定量滴灌营养液的处理促进了甜椒植株生长,增大了根长、根表面积、根体积、根尖数及根干物质量,增强了根系活力和SOD活性,降低了丙二醛量,提高了果实产量并能部分改善其品质,同时水分生产效率和肥料偏生产力显著提高;随着滴灌营养液浓度增加,甜椒生长势、产量、品质和水分生产效率基本呈先升高后降低变化趋势,肥料偏生产力逐渐减小;T2处理的甜椒单株结果数最多,产量最高,T1、T3和T4处理产量无显著性差异;与CK1、CK2相比,T2处理冬春茬分别增产31.11%和22.44%,秋冬茬分别增产35.52%和16.29%,节水率9.45%~30.92%,节肥率59.71%~64.60%;Vc、可溶性糖和游离氨基酸质量分数均以T2处理最高,CK1最小。【结论】每日定量滴灌营养液有利于促进甜椒生长,提高产量,改善品质,并显著提高水肥利用效率,本试验条件下以T2处理效果最好。     

基于CO2传输阻力解析的土壤水分调控番茄光合生理机制

利用盆栽试验控制土壤含水率,基于叶绿素荧光、气体交换和响应曲线拟合相结合的方法解析番茄光合作用中CO2由大气传输至叶绿体羧化位点的系列阻力构成,揭示了土壤水分胁迫限制番茄光合速率的关键步骤及位点。结果表明：番茄光合速率（Pn）、最大羧化速率(Vc,max)、最大电子传递速率（Jmax）及初始羧化效率（CE）随土壤含水率变化呈“S”形变化曲线,初期缓慢增长,中期迅速增长,土壤水分充分时达到最大值并趋于稳定,可用logistic函数模拟。气孔和叶肉对CO2的传输导度及总传输导度随土壤含水率变化均呈明显的“S”形变化曲线,各支段CO2导度及总传输导度在土壤水分充分时趋于稳定并达到最大值;随着土壤水分胁迫的增大,各CO2传输导度逐渐降低并在重度土壤水分胁迫下达到最低值,可用logistic函数模拟。气孔导度与叶肉导度对光合速率限制的相对贡献率变化趋势相似,随着水分胁迫的加重,其贡献率逐渐增大,可以用指数函数模拟;羧化反应对光合速率限制的相对贡献率与气孔和叶肉导度相反,随着水分胁迫的增大,其贡献率逐渐减小,可以用对数函数模拟;在土壤水分充分时,羧化反应限速光合速率的相对贡献率最大,是限制光合速率的主导因子;在水分胁迫状况下,气孔限制和叶肉限制占主导地位,羧化反应的相对贡献率较低。气孔对CO2的传输导度与叶水势呈正相关,随叶水势的下降,气孔导度也呈线性下降趋势;叶肉导度与比叶重呈线性负相关关系,叶肉导度随比叶重的增大而线性减小,比叶重随土壤水分胁迫程度的加剧而逐渐增大。因此,水分胁迫状况下,气孔与叶肉对CO2的传输是水分胁迫限制光合速率的关键位点,气孔限速与保卫细胞水分失衡相关,而叶肉限速则由叶片厚度和组织疏松程度决定。     

不同光照条件下硝酸盐胁迫对黄瓜幼苗生长及光合特性的影响

采用营养液培养的方法,研究了不同光照条件下NO3-胁迫对黄瓜幼苗生长、光合色素含量和光合作用的影响。结果表明,NO3-胁迫处理抑制了黄瓜幼苗的生长、增加了光合色素的含量、降低了净光合速率（Pn）和气孔导度（Gs）。与高光照相比,低光照下幼苗生长抑制程度、净光合速率和气孔导度下降程度减轻,而光合色素的增加量升高。低光照在一定程度上可以减轻硝酸盐胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害。     

沸石对NaCl胁迫下番茄幼苗酶活性、渗透调节物质及离子含量的影响

试验研究了沸石对NaCl胁迫下番茄幼苗的保护酶活性、渗透调节物质及离子的含量的影响。结果表明,在相同浓度的NaCl溶液下,随沸石量的增加,幼苗的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性和可溶性蛋白质（Pr）含量增加;叶片中渗透调节物质脯氨酸（Pro）含量减少,可溶性糖含量增加。根茎叶中K含量,叶中Ca含量,呈增加趋势;根茎中Ca、Mg及叶中Mg含量下降;Na在根、茎、叶中的含量明显下降。上述结果表明,沸石可以在一定程度上缓解NaCl胁迫对番茄幼苗造成的伤害。     

不同年限温室土壤磷素变化分析

温室大量施肥引起土壤磷素水平极高,为明确温室土壤磷素变化特点,以露地土壤为CK,选择种植模式相近、种植年限不同的温室土壤,通过相关分析和通径分析,阐明各形态磷素变化特点及其与有效磷的关系。结果表明:土壤各形态磷素均随种植年限的延长而增加,以Ca_8-P和Ca_(10)-P的含量最高。各年限温室土壤Ca_2-P、Ca_8-P和Al-P均显著高于露地CK,第10年和第14年无显著差异;温室土壤Ca_(10)-P和O-P只在第14年时与CK有显著差异。同年限温室间的极差随年限延长而逐渐加大。温室土壤有效磷、全磷和无机磷总量均显著高于CK,有效磷第10年最高达420.00 mg kg~(-1),无机磷占全磷的百分比保持相对稳定。相关分析和通径分析表明,Ca_2-P和Ca_8-P对土壤有效磷的直接影响和综合影响均呈正相关,而A1-P和Fe-P对有效磷综合影响呈正相关,但直接影响为负相关,这可能与温室土壤p H降低使Fe和Al大量溶解而和磷发生沉淀反应有关。     

基于土壤蓄热的日光温室逆温现象分析

为探究日光温室土壤温度偏低的原因,以传热学对流换热理论为基础,以土壤蓄热温差占温室垂直方向上最大空气温度与地面温度之差的比例(温差比例)为研究对象,针对日光温室垂直方向上的温度分布开展研究。在位于山东泰安的日光温室内,选取温室中部后墙南5.4m,距离地面0,0.1,1.1,2.1,3.1,4.27,4.37m高度处为测点,分别设置温度传感器T1～T7,地面设置热流板H1;选取试验期间土壤蓄热量高、中等、低3天试验数据,对不同高度各测点温度之间的关系进行研究;计算垂直高度上的最高空气温度,计算不同太阳辐射情况下的温差比例。试验数据验证了温室空气温度自下而上逐渐升高,然后逐渐降低;温室空气存在逆温层和对流层,存在逆温现象;逆温层上部空气密度小于下部空气密度,上部高温空气不能流动到地面,逆温层两端温差较大。计算结果表明:不同太阳辐射情况下垂直方向上最大空气温度积分与地面温度积分之差分别为890℃、770℃、175℃,土壤蓄热温差积分分别为310℃、200℃、68℃,温室散热温差积分分别为120℃、20℃、27℃,土壤蓄热时间分别为6h 55min、4h 50min、2h 20min;后墙南5.4m处逆温层、对流层高度分别为0～3.1m、3.1～4.37m;试验期间不同太阳辐射情况下温差比例分别为34.8%、26%、38.9%。结果表明:太阳辐射强度高时土壤蓄热温差和蓄热时间多于太阳辐射强度低时的土壤蓄热温差和蓄热时间;对流层空气产生自然对流,温室热量向温室外部大量散失;逆温现象造成的温差比例偏小是造成土壤总体蓄热量少、土壤温度偏低的主要原因。     

环境条件和外源硅浓度对黄瓜硅吸收分配的影响

【目的】研究不同环境条件和根际硅水平对黄瓜硅主动和被动吸收过程的影响。【方法】以‘新泰密刺’黄瓜为试材,在人工气候室内采用水培法,设置4种环境条件:1) T1,昼/夜温度22℃/12℃、相对湿度85%/95%、光照强度300 μmol/(m2·s);2) T2,昼/夜温度22℃/12℃、相对湿度85%/95%,光照强度600 μmol/(m2·s);3) T3,昼/夜温度28℃/18℃,相对湿度55%/65%、光照强度300 μmol/(m2·s);4) T4,昼/夜温度28℃/18℃、相对湿度55%/65%、光照强度600 μmol/(m2·s)。硅吸收动力学试验营养液设置为10个Si处理浓度,依次为0、0.085、0.17、0.34、0.51、0.68、0.85、1.02、1.36、1.70 mmol/L,硅吸收分配试验设置3个硅浓度为0.085、0.17、1.7 mmol/L。【结果】不同环境条件下黄瓜对硅的吸收速率及器官中硅含量均为T4 > T3 > T2 > T1处理;低外源硅浓度 (0.085和0.17 mmol/L) 下,黄瓜硅吸收在T1、T2、T3处理环境中以主动过程为主,在T4处理环境中以被动过程为主;高外源硅浓度 (1.7 mmol/L) 下,4种环境条件下的硅吸收均以被动过程为主;相同温度条件,强光下被动吸收的占比大于弱光,相同光照条件,高温下被动吸收的占比大于低温;相同环境条件下,随着外源硅浓度的增加,黄瓜对硅的被动吸收量和总吸收量均呈上升趋势,且被动吸收的占比增加。【结论】环境条件和外源硅水平影响黄瓜对硅的主动和被动吸收过程,高温、强光及高外源硅浓度提高黄瓜被动吸收硅的比例。     

下挖式日光温室夜间土壤非稳态导热过程

针对日光温室土壤温度不均衡的问题,运用传热学非稳态导热理论,测定分析跨度方向上不同测点地面温度变化率和土壤放热量之间的关系,对下挖式日光温室土壤夜间的非稳态导热过程进行研究。结果表明:1)日光温室地面放热量受地面温度和跨度位置综合作用,地面温度越高、跨度位置越大,土壤放热量越多;2)不同测点地面温度变化率和土壤放热量不成比例,土壤存在水平方向上的热量流动;3)土壤边际效是受到后墙下土壤、温室外土壤缓冲作用引起的;4)本试验中,受后墙下土壤缓冲,土壤放热增加量占土壤放热量比例为6.06%～7.34%;受温室外土壤缓冲,土壤放热减少量占土壤放热量比例为31.8%～50.28%;边际效应对土壤温度环境具有不利影响。     

果菜秸秆生物炭吸附设施土壤硝态氮性能与机制研究

在农业生产中,过量偏施氮肥导致的硝酸盐富集是次生盐渍化、酸化等土壤障碍的重要诱因。生物炭因良好的吸附特性逐渐成为缓解盐渍化的土壤调理剂,但果菜秸秆生物炭对硝酸盐等离子的吸附研究鲜见报道。以甜椒、番茄和茄子3种果菜秸秆为原料热解制备生物炭,进行硝态氮吸附试验。通过扫描电镜（SEM）和傅里叶近红外光谱（FTIR）等技术对生物炭吸附前、后表面形貌、官能团等进行表征分析,利用吸附动力学模型和等温吸附模型等进行拟合分析,综合模型参数和形貌表征解析果菜秸秆生物炭的吸附性能和机制。研究结果表明,3种果菜秸秆生物炭对硝态氮均具有一定吸附能力,茄子秸秆生物炭吸附能力最强,最大理论平衡吸附量为114.788mg/g,其次为番茄（29.736mg/g）和甜椒（9.759mg/g）;茄子和甜椒秸秆生物炭吸附性能优于玉米、稻壳等大田作物秸秆生物炭,吸附过程符合准二级动力学模型,受化学键吸附、表面吸附和内扩散吸附过程的控制,番茄秸秆生物炭吸附过程符合准一级动力学模型,主要为物理吸附;FTIR分析显示,3种生物炭均含有羟基、甲基、亚甲基、羧基和羰基官能团,除此之外,甜椒和茄子秸秆生物炭还含有醚键,番茄秸秆生物炭含有醇羟基。因此,3种果菜秸秆生物炭对硝态氮均具有吸附能力,茄子秸秆生物炭吸附能力最强,受孔隙填充、官能团和络合作用等多种理化机制的影响,具有消减土壤次生盐渍化的潜力。本研究对盐渍化土壤修复和果菜秸秆资源化利用具有理论意义。     

不同砧木与接穗对黄瓜嫁接苗抗冷性的影响

以黑籽南瓜和新土佐为砧木,鲁黄瓜4号、长春密刺、津春3号、津春4号、津杂2号、津杂4号和津杂3号7个黄瓜品种为接穗,研究了砧木苗、接穗苗及嫁接苗的生长和抗冷性。结果表明,砧木苗黑籽南瓜生长和抗冷性优于新土佐,两者均优于接穗苗及其嫁接苗;7个接穗苗中,长春密刺、鲁黄瓜4号和津春3号抗冷性优于其它品种;黄瓜嫁接苗较接穗苗抗冷性显著增强,表现低温致死温度明显降低,在5℃低温胁迫下幼苗冷害指数变小,电解质渗漏率下降,胁迫后光合功能恢复较快等。研究认为,黄瓜嫁接苗的抗冷性与其砧木种类及接穗品种双方的抗冷性密切相关,抗冷性较强的长春密刺、鲁黄瓜4号和津春3号品种与抗冷性较优的黑籽南瓜嫁接获得了最强的抗冷性。