增氧灌溉改善秋黄瓜生长及土壤环境的机理研究

发布时间：2020-06-06 02:57

【摘要】：本研究采用连续2年的大棚盆栽试验,探明了增氧灌溉处理对秋黄瓜生长的影响,并从农艺性状、生理特性、土壤环境和水肥利用效率等方面揭示其作用机理,这些研究结果将为增氧灌溉技术的推广应用提供科学依据。试验以秋黄瓜为研究对象,设3个处理,即：处理1(T1)为早中晚三次增氧灌溉,处理2(T2)早上一次增氧灌溉,处理3(CK)为对照组(不增氧)。各处理均采用调亏灌溉,常规施肥与管理。主要研究结果如下：(1)T1、T2和CK相比,对秋黄瓜种不同生育期根茎叶果实的农艺性状均有不同程度的影响。发芽期,T1、T2与CK相比,发芽速率分别超出27.50%和26.25%,发芽势分别高出10.18%和9.72%,发芽率分别提高9.72%和4.16%；发芽指数分别增加18.15%和14.18%,活力指数分别增长27.73%和22.06%,发芽整齐度分别提高36.04%和3.55%,壮苗指数分别高出13.82%、25.56%。发芽期,根系各农艺性状对比结果为CKT2T1(仅根长为T2CKT1)；幼苗期到结瓜期,根系各农艺性状对比结果为TlT2CK。发芽期到幼苗期,对茎叶农艺性状影响不明显；初花期到结瓜期,茎叶农艺性状对比结果为T1T2CK。结瓜末期,T1、T2与CK相比,单株均产量分别增加56.09%和24.19%,单株生物量鲜重分别提高57.27%和22.26%,干重分别增加80.84%和51.58 %,干鲜比分别增长34.66%和24.19%,黄瓜中可溶性糖、可溶性蛋白质、维生素C、游离氨基酸含量的对比结果为T1T2CK,硝酸盐含量的对比结果为CKT2T1。这些结果说明,增氧灌溉有利于改善耕作层土壤的根际氧环境,有利于秋黄瓜种子萌发,出苗整齐,在促进秋黄瓜根系生长的同时也没有出现幼苗陡长的现象；从初花期到结瓜期,加大对秋黄瓜耕作层土壤氧气补给力度,有利于秋黄瓜结实率、单株瓜重及生物产量的提高,根、茎、叶、果实的干物质积累量的增加,最终实现产量显著增加,且对比结果多次增氧效果较好。综合秋黄瓜各农艺性状指标特性分析,秋黄瓜四个生育时期较好的处理组合为：发芽期T2,幼苗期T1,初花期T1,结瓜期T1。(2)T1、T2与CK相比,对秋黄瓜不同生育时期植株生理指标均有显著影响。幼苗期到结瓜期,叶片SPAD含量、光合速率和根系活力的对比结果为T1T2CK；结瓜末期,根系中过氧化氢酶活性、脱落酸含量、可溶性蛋白含量的对比结果为T1T2CK,可溶性糖含量的对比结果为CKT2T1；结瓜末期,茎中可溶性蛋白质含量、过氧化氢酶活性对比结果为CKT2T1,可溶性糖含量对比结果为T1T2CK；结瓜末期,叶片中可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、过氧化氢酶活性对比结果为T2T1CK,脱落酸含量对比结果为CKT2T1。这些结果说明,从幼苗期后加大对秋黄瓜耕作层土壤氧气补给力度,有利于增强秋黄瓜根系活力,增加秋黄瓜可溶性蛋白质和可溶性糖含量,提高秋黄瓜叶片叶绿素含量,增强植株清除体内超氧自由基的能力、代谢活力和光合作用,从而改善秋黄瓜品质；同时,对维持结瓜末期秋黄瓜的根系活力,延缓衰老也有显著效果,且这些效果以多次增氧更为明显。相关性分析表明,增氧灌溉条件下秋黄瓜结瓜末期植株生理特征指标呈现出较高的相关性。根系中过氧化氢酶、可溶性蛋白、脱落酸和根系活力之间以及叶片中光合速率与叶绿素、可溶性糖之间呈现显著正相关；根系中可溶性糖与过氧化氢酶、脱落酸、根系活力之间以及叶片中脱落酸与可溶性糖、叶绿素、光合速率之间呈现显著负相关。通径分析结果表明,增氧灌溉条件下,根系中过氧化氢酶(X1)对根系活力(Y)的直接影响最大,且与可溶性蛋白质(X3)、脱落酸(X4)对根系活力均有决定性的正向作用；可溶性糖(X2)对根系活力的直接负影响最大,对根系活力有决定性的负向作用,其回归方程为：Y=2333.66+61.09X1+43.33X2-2560.03X3。叶片中可溶性糖(X1)、脱落酸(X2)和叶绿素(X3)对光合速率(Y)均有一定程度的限制作用,脱落酸、可溶性糖对光合速率有决定性的负向作用,叶绿素含量对光合速率有决定性的正向作用,其回归方程为：Y=-6.41-0.79X1-0.16X2+0.35X3。(3)T1、T2和CK相比,对秋黄瓜不同生育期根际土壤可培养细菌、真菌、放线菌数量的变化和土壤微生物生物量碳、氮及碳／氮的变化及土壤酶活性等指标都有极显著性影响。T1、T2和CK对比结果,除蔗糖酶、纤维素酶为T1CKT2外,其余指标均为T1T2CK,这说明增氧灌溉对增加秋黄瓜盆栽土壤中微生物数量、微生物生物量碳和氮的积累及增强土壤酶活性均有促进作用,而且多次增氧效果更好。肥效利用的对比结果为：从幼苗期到结瓜期,秋黄瓜盆栽根区土壤中碱解氮的含量逐步降低,速效磷的含量呈现小幅波动,速效钾的含量波动幅度较大；全氮的含量变幅较小,全磷的含量整体呈下降趋势,全钾和有机质的含量也有小幅波动,这也充分说明增氧灌溉够促进秋黄瓜对土壤中碱解氮、速效磷、速效钾的吸收和土壤中有机质的分解及养分利用。(4)T1、T2与CK相比,对秋黄瓜产量水平和叶片水平上水分利用率及肥料偏生产力的影响均达到显著水平。产量水平上水分利用率和氮、磷、钾肥及总施肥量的偏生产力对比结果为T1T2CK；叶片水平上水分利用率幼苗期、结瓜期对比结果为T1T2CK,初花期对比结果为T1CKT2,充分说明增氧灌溉能提高秋黄瓜产量和叶片水平上的水分利用率和肥料偏生产力,且多次增氧效果较好。对秋黄瓜不同生育期耗水量对比结果为T1比CK高3.74%,T2为CK的98.93%,不同生育期耗水量曲线为Y=-731.74x2+4833.9x-3157.2。
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S642.2;S275

【参考文献】