日光温室膜下滴灌番茄对水肥响应的研究

发布时间：2020-10-31 18:38

　　 设施蔬菜种植在我国西北地区已得到推广,尤其番茄种植深受当地农户喜爱。但在日常温室管理中,农户为了高产,经常性高水高肥输入不仅造成了番茄品质差、水肥利用效率低,而且出现连作障碍、环境污染等问题。探究合理的灌水施肥量,对于西北地区番茄优质高产具有重要意义。试验于2017年1月9日开始,基于水分蒸发量设置3个灌水量:1.00E(W1)、0.75E(W2)、0.50E(W3),3个施肥水平:高肥N320-P_2O_5160-K_2O320 kg·hm~(-2)(F1)、中肥N240-P_2O_5120-K_2O240 kg·hm~(-2)(F2)和低肥N160-P_2O_580-K_2O160 kg·hm~(-2)(F3),以当地常规灌水施肥为对照CK,研究膜下滴灌番茄在不同水肥组合下对各指标的影响。研究得到以下主要结果:(1)番茄株高、叶面积指数、总干物质之间相互影响,呈极显著正相关关系。株高、叶面积指数、总干物质量随灌水施肥量的增加而增大;而茎粗在定植48d及后期高水(W1)下随施肥量的增加而增大,定植后58d时随灌水量增加而增大。株高、干物质累积、叶面积指数均在CK下最大,W1F1次之,茎粗在生长后期W1F1处理下最佳,而根冠比在W3F3下最大。在定植后63d—89d,干物质累积速率最快,此时及时灌水施肥以保证番茄植株正常生长。(2)从定植后51d—130d植株氮含量在1.81%—3.47%间变化,随生育期逐渐降低,磷含量在0.48%—0.78%呈“锯齿状”波动,钾含量在2.80%—4.79%间变化,随生育期先升高后降低。植株N、K含量随灌水施肥增加而增加,而P含量仅在51d、63d受灌水施肥影响显著。在W1F1处理下,植株N、K含量均达到最大,较CK分别平均提高9.1%、3.5%。本试验条件下,干物质累积量与N、P、K元素累积量从定植后51d—130d呈极显著正相关关系,与植株N、K含量呈显著负相关,说明番茄植株对养分的吸收对其生长影响显著。(3)不同水肥处理对叶绿素含量影响显著,随灌水施肥量的增加而增加,随植株生长先增加后降低,在果实膨大期达到最大。叶片N、P、K含量呈NKP,分别在22.83—47.20、4.62—7.08、22.00—34.92 g/kg间变化,提高灌水量与施肥量利于提高叶片N、P、K含量,W1F1处理下均达到最大。灌水和施肥对植株净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)影响显著,适当增加灌水施肥量,能提高植株Pn、Gs、Tr。整个生育期W1F1处理下Pn与Gs最大,而Tr在CK下最大。在成熟采摘期水胁迫显著降低了Pn,而在W1水平继续灌水对提高Pn、Gs、Tr不明显。番茄各生育期叶片N、P、K含量与叶绿素含量和Pn均呈显著正相关关系。(4)不同灌水量对番茄植株最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ФPSⅡ)产生极显著影响,施肥对定植后66d Fv/Fm和定植后79dФPSⅡ影响达到显著水平,而水肥交互只对93d Fv/Fm产生了极显著影响。同一施肥水平下,Fv/Fm和ФPSⅡ(除93d W3F2处理)随着灌水量的增加而提高,定植后79d的Fv/Fm和定植79、93d的ФPSⅡ随施肥水平的提高而增加。在低水W3胁迫下,增加施肥量可有效提高Fv/Fm。Fv/Fm和ФPSⅡ在W1F1处理最优(除56d)。番茄各生育期叶片N、P、K含量与Fv/Fm均呈显著正相关关系。(5)番茄产量受灌水和施肥影响极显著,随水肥的增加随之提高(除W3F1处理),CK下最大,与W1F1处理差异不显著。果实膨大期净光合速率Pn、气孔导度Gs、最大光化学效率Fv/Fm及叶绿素含量与产量均呈线性极显著正相关关系,此时期Pn、Gs、Fv/Fm和叶绿素含量可以间接预测后期产量。番茄产量分别与植株氮、钾含量存在显著正相关关系。灌水施肥对番茄红素、可滴定酸、可溶性糖含量影响显著,维生素C和可溶性固形物仅受灌水影响显著,水肥交互效应对番茄红素产生显著影响。番茄红素、可溶性固形物、可溶性糖随着施肥量的增加而提高,随灌水量的增加而减小。各处理下番茄红素、可溶性固形物、可滴定酸和可溶性糖均在W3F1处理下最大,而维生素C在W3F2处理下最大,CK下,各品质指标含量最小。(6)氮、磷、钾的吸收效率(UPE)随灌水量增加而增大,随施肥量增加而减小,在W1F3处理最大。氮、钾利用效率(NUE)在W3F3处理下最大。而磷NUE在W2F3处理下最大。肥料偏生产力(PFP)随着灌水量的增加而增加,随施肥量的增加而减小,在W1F3处理下最优。灌水对灌溉水利用效率IWUE影响显著,随施肥量的增加而增加,随灌水量的增加而减小。W1F1处理下灌溉水利用效率为49.56 kg?m~(-3),较CK提高56.5%。(7)本试验CK下产量达到最大,但品质和灌溉水利用效率最低。W3F1处理时品质、灌水利用效率达到最大,但肥料偏生产力、产量太低。综合产量、品质、灌水利用效率和肥料偏生产力,在试验设计范围,推荐灌水量为W1(1.0E),施肥量F2—F1(N-P_2O_5-K_2O 240-120-240—320-160-320 kg·hm~(-2))之间。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S626.5;S641.2
【部分图文】：

平较 F3 水平总干物质量平均分别增加 9.6%和 7.0%。增幅大于施肥影响。在各处理下，W1F1 处理在定植后 8652.04 kg hm-2，其次是 CK 处理（8536.25 kg hm-2）和总干物质最小的为 W3F3 处理，为 7037.22 kg hm-2。处理对根冠比的影响同水肥处理下对番茄拉秧时根冠比的影响。由图可知，番茄最终根冠比在 0.042—0.066 间变化。在 W1 灌根冠比逐渐减小；在 W2 灌水量下，随着施肥水平的的规律；在 W3 灌水量下，随施肥水平的提高根冠比，根冠比随灌水的提升逐渐降低，中肥 F2 时，随灌水低肥 F3 时，随灌水量的增加根冠比先减小后增大。从番茄根冠比，而较低水肥应用则利于其增加，所以，，使植株生长中可得充分的原料供给和抗倒伏性能。

氮、磷、钾含量随生育期发展逐渐减小 (孙彦铭等 2016)，而水稻从分蘖到孕穗阶段氮、磷、钾养分含量先升高，到孕穗后期逐渐降低，且养分含量随施肥量增加而提高 (邓国才等 2008)，甜椒氮含量随水肥的增加而上升，随生育期推进而降低 (向友珍等2016)。杨慧等发现 (2015)，番茄植株氮浓度随灌水量和施氮量的增加随之提高，植株容纳氮的能力显著提高，促进植株稳步有序生长，保证产量形成。有研究发现番茄从果实膨大期开始氮、磷、钾的吸收累积量随之迅速增大，此时是水分养分需求最大时期 (邢英英等 2014)。由于番茄在生长发育过程中植株养分含量直接反映其营养状态和需求，所以植物营养状态对植物生长发育及产量形成十分重要。揭示温室番茄在不同水肥下植株养分含量动态变化规律及肥料的吸收利用，对科学水肥管理具有积极意义。4.1 不同水肥处理下番茄植株氮含量动态变化氮是植物细胞分裂和生长发育的重要矿质元素，植株中氮元素含量可以直接反应植株的氮营养状态。图 4-1 为不同灌溉和施肥水平下番茄植株氮质量分数动态变化的过程，从图可以看出，番茄植株氮含量随生育期的发展总体呈减小趋势，在开花坐果

图 4-2 不同施肥水平下灌水量对温室番茄植株磷质量分数的影响Fig. 4-2 Effects of irrigation water amounts on mass fraction of P on greenhouse tomato under differentfertilizer levels4.3 不同水肥处理下番茄植株钾含量动态变化钾元素是植物生长的必要营养元素，对调节植物细胞渗透势有重要作用。植株钾素含量高于氮素和磷素含量，其比例为 N:P:K=1:0.17—0.34:1.26—1.84。图 4-3 显示，植株钾含量总体随生育期先升高再降低，开花坐果期至一穗果膨大期呈上升趋势，且最终达到峰值，此时植株钾含量对产量的直接通径系数为 0.942（P<0.01），说明此时植株钾含量对后期产量形成影响很大，是钾肥投入关键时期。从苗期、开花坐果期、一穗果膨大期、二穗果膨大期、果实成熟期、采摘前期、采摘后期、植株钾含量变化
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本文编号：2864344