滴灌频率及灌水量对马铃薯生长和水分利用的影响

发布时间：2020-05-21 13:38

【摘要】：针对陕北榆林沙土马铃薯农田缺乏合理灌溉的问题,通过系统分析滴灌频率和灌水量对马铃薯生长、产量、水分利用效率、品质、经济效应及水分养分的影响,为该地区制定合理的滴灌灌溉制度提供理论依据。试验采用滴灌水肥一体化技术,设置3个滴灌频率:4 d(D_1)、8 d(D_2)和10 d(D_3)以及3个灌水量水平:60%ET_c(W_1)、80%ET_c(W_2)和100%ET_c(W_3),ET_c为作物需水量,共9个处理,在生育期内对马铃薯的株高、马铃薯的叶面积指数、马铃薯的干物质累积量、马铃薯的产量及其构成、马铃薯的品质及马铃薯成熟期养分等指标进行观测,并计算马铃薯的水分利用效率(WUE)和经济效益,分析马铃薯各指标对不同灌水的响应规律。取得了如下研究结论:(1)滴灌频率和灌水量分别对马铃薯的株高、LAI和成熟期干物质累积量具有显著性影响,滴灌频率对产量及产量构成因素具有极显著性影响,两者交互作用对马铃薯的株高、LAI、成熟期干物质累积量、产量及商品薯均有极显著性影响。相同滴灌频率下,增大灌水量,各生育期内株高、LAI、干物质累积量、产量及产量构成显著增大。相同灌水量下,灌水量分别为W_1和W_2水平下,增大滴灌频率,各生育期内株高、LAI、干物质累积量、产量及产量构成因素增大;充分灌溉时,随着滴灌频率的减小,各生育期内株高先增大后减小、LAI先增大后减小、干物质累积量先增大后减小、产量及产量构成因素先增大后减小。马铃薯各生育期内株高、LAI、干物质累积量、产量及产量构成因素的最大值均在D_2W_3处理获得。通过线性拟合,发现马铃薯的株高、LAI和干物质累积量与产量之间均呈显著正相关关系。(2)马铃薯灌溉水利用效率受滴灌频率、灌水量的单一作用及两者的耦合作用的影响显著,滴灌频率及两者交互作用对马铃薯水分利用效率具有极显著影响。相同滴灌频率下,增大灌水量,IWUE逐渐减小。相同灌水量下,灌水量分别为W_1和W_2水平下,增大灌溉频率,IWUE逐渐增大;充分灌溉时,增大滴灌频率,IWUE和WUE均先增大后减小。D_1W_2处理的WUE最高,与D_2W_3处理不显著,但产量减小严重。(3)滴灌频率对马铃薯淀粉、维生素C和还原糖含量均具有极显著性影响,灌水量对马铃薯各品质指标均无显著性影响。两者交互作用对马铃薯淀粉含量具有显著性影响,对维生素C含量具有极显著性影响。相同滴灌频率下,增大灌水量,块茎淀粉、维生素C含量和经济效益增加,还原糖含量逐渐减少。相同灌水量下,W_1和W_2灌水水平下,增大滴灌频率,块茎淀粉、维生素C含量和经济效益增加,还原糖含量减少;充分灌溉时,增大滴灌频率,块茎淀粉、维生素C含量和经济效益先增加后减少,还原糖含量先减少后增加。通过主成分分析法结果表明,D_2W_3处理排名第一,D_1W_3处理次之。(4)马铃薯成熟期磷、磷和钾素累积量主要集中于块茎,氮和磷素累积量表现为:块茎叶茎根,钾素累积量表现为:块茎茎叶根。在相同处理中,养分吸收效率为氮素最大,再就是钾素,再就是磷素,养分利用效率为磷素最大,再就是氮素,再就是钾素。相同滴灌频率下,增大灌水量,马铃薯成熟期养分累积量、吸收效率和利用效率显著增大。相同灌水量下,W_1和W_2灌水水平下,增大滴灌频率,成熟期养分累积量、吸收效率和利用效率逐渐增大;灌水量为W_3水平下,随着滴灌频率的增大,成熟期养分累积量、吸收效率和利用效率均先增大后减小,成熟期养分累积量、吸收效率和利用效率在D_2处理达到最大值,且显著高于D_1和D_2处理。(5)马铃薯收获期土壤中的硝态氮、速效磷和速效钾残留量均主要集中在表层土壤(0~40 cm),速效钾残留量远大于硝态氮和速效磷。同一处理,随着土壤深度的增大硝态氮的残留量逐渐减少,表现出“上高下低”的变化趋势,均具有聚集于浅层土壤的特点。相同滴灌频率下,0~40 cm土层深度内,W_3处理的硝态氮残留量显著低于W_1和W_2处理,W_3处理的速效磷残留量变化较显著,W_1和W_2处理的速效磷残留量变化较缓(D_3除外),各处理的速效钾残留量变化显著;40~100 cm土层深度内,硝态氮、速效磷和速效钾残留量变化幅度逐渐变小。相同灌水量下,增大滴灌频率,会增加土壤硝态氮的残留量;0~20 cm土壤深度内,增大滴灌频率,土壤速效磷残留量增加。(6)综合考虑,D_2W_3处理(滴灌频率为8 d一灌,灌水量为100%ET_c)为陕北榆林沙土地区适宜的灌水制度。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S532

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