肥灌技术对设施土壤环境及黄瓜生长的影响

发布时间：2017-06-12 11:03

  本文关键词：肥灌技术对设施土壤环境及黄瓜生长的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：日光温室是我国北方地区冬季蔬菜生产主要的园艺设施类型,但在日光温室蔬菜种植系统中,过量灌溉和施肥现象非常普遍,并且传统的间隔灌水施肥方式往往会使土壤水分和养分处在波动状态,使作物根系处在水分干湿交替与养分盈亏交替的环境中,可能会显著影响蔬菜的产量、水肥利用效率及温室土壤的质量。因此,如何确保蔬菜作物根层土壤合适且稳定的水分和养分浓度,是蔬菜水肥管理实践中需要解决的重要问题。本论文首先探究了连续两年在日光温室冬春茬和秋冬茬黄瓜(Cucumis sativus L.)种植体系中不同根层水肥供应方式(传统间隔水肥供应、优化间隔水肥供应、肥灌技术)对主栽黄瓜根系生长与产量的影响；其次,论文探究了不同根层水肥供应方式对温室土壤理化与微生物性状的影响；最后,由于田间试验研究根系的复杂性与局限性,论文在田间试验结果基础上进行水培模拟试验探索了高盐分浓度下养分均衡供应和波动供应(对照均衡供应、高盐浓度均衡供应、由高到低波动供应、由低到高波动供应)对黄瓜根系发生、生长和发育的影响。主要结果如下： 1.在相同水肥供应方式而施肥量不同条件下,优化间隔水肥供应与传统间隔水肥供应相比,根据黄瓜目标产量和土壤供氮能力所确定的优化施肥量使黄瓜产量和品质均没有受到显著影响,但是,四茬氮肥偏生产力分别提高了88%、209%、75%及146%;在水肥供应量相同而供应方式不同条件下,肥灌技术与优化间隔水肥供应相比,根层土壤水分和养分更趋稳定,促进了黄瓜根系的生长,使水分、养分及根系处在相同空间内,四茬经济产量分别提高了8.1%、7.6%、0%及34.6%,伴随着相应的灌溉水利用效率和氮肥偏生产力的提高,表明根层稳定水肥供应有利于黄瓜产量和氮肥偏生产力的提高。 2.优化间隔水肥供应相对于传统间隔水肥供应,可以有效地避免土壤酸化、盐分和养分的累积,但会降低土壤有机质的含量,不利于土壤肥力的长久提升。在水肥供应总量的基础上,按照每日所需供应水肥,每茬拉秧土的有机质含量与养分残留量均差异不显著。此外,三种根层水肥供应方式对两年四茬拉秧土的微生物量碳没有显著差异,基于运用DGGE技术和Bilog技术所得数据,随着黄瓜种植茬数的增加,施肥量与水肥供应方式的改变均没有显著影响耕层土壤微生物的遗传多样性和功能多样性。表明三种根层水肥供应方式在短期内均可以确保土壤健康,阻遏温室土壤功能的衰退,但长期影响效果还需做进一步探究。 3.水培模拟试验证明高盐浓度下养分均衡供应虽然可能通过诱导黄瓜根中NRT2基因的转录表达增加了氮的吸收,进而增加了叶片叶绿素a含量,但是,由于其营养液较高的渗透势,抑制了细根(直径0.6mm)的发生,造成了胞间CO2浓度显著下降,增加了光合作用的气孔限制。最终,叶片叶绿素a含量的促进作用与胞间CO2浓度的抑制作用相互抵消,致使没有显著影响叶片光合作用和黄瓜植株的生物量,但是,叶片含水量显著降低并叶缘细胞枯死,养分利用率最低。而高盐浓度下养分波动供应可通过增加黄瓜根毛的发生和根中NRTl.1和NRT2基因的转录表达来共同调节叶片气孔限制、胞间CO2浓度及叶绿素a含量之间的关系,三者相互制约共同影响光合作用,当营养液盐分浓度较低(EC值为1mScm-1)时,植株可通过增加叶片气孔导度和胞间CO2浓度来弥补养分不足可能对叶片光合作用产生的不利影响,从而维持较高的净光合速率不致影响黄瓜植株生物量,反之亦然。说明根系对环境盐分浓度的变化具有一定适应性。
【关键词】：日光温室 黄瓜 肥灌技术 根系 土壤环境
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S626;S642.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• ~.略词表7-10
• 第一章 引言10-22
• 1.1 研究的目的及意义10
• 1.2 国内外研究进展10-19
• 1.2.1 蔬菜需水规律及灌水对蔬菜生长发育、产量品质及水分利用效率的影响10-11
• 1.2.2 蔬菜需肥规律及施肥对蔬菜生长发育、产量品质、养分利用效率和土壤环境的影响11-13
• 1.2.3 水肥耦合提高水肥资源的利用率13-15
• 1.2.4 在水肥管理中根系方面的研究15-16
• 1.2.5 在水肥管理中根毛方面的研究16-17
• 1.2.6 土壤质量与水肥高效利用的关系17-18
• 1.2.7 水肥一体化技术应用与滴灌养液土耕栽培技术18-19
• 1.3 科学问题的提出与研究思路19-22
• 1.3.1 科学问题的提出19-20
• 1.3.2 研究思路及技术路线20-22
• 第二章 肥灌技术对日光温室黄瓜根系生长与土壤环境的影响22-54
• 2.1 材料与方法22-32
• 2.1.1 试验温室环境条件22
• 2.1.2 试验设计22-27
• 2.1.3 测定项目与方法27-30
• 2.1.4 数据分析30-32
• 2.2 结果与分析32-50
• 2.2.1 肥灌技术对日光温室黄瓜产量、水分利用效率和氮肥偏生产力的影响32
• 2.2.2 肥灌技术对日光温室黄瓜干物质累积与分配的影响32-33
• 2.2.3 肥灌技术对黄瓜果实中维生素C、硝酸盐和可溶性糖含量影响33-34
• 2.2.4 肥灌技术对土壤温度的影响34
• 2.2.5 肥灌技术对土壤水分、EC值和无机氮含量运移的影响34-37
• 2.2.6 肥灌技术对黄瓜根系生长的影响37-38
• 2.2.7 肥灌技术对黄瓜根系的根长和分布的影响38-39
• 2.2.8 肥灌技术对耕层土壤理化性状的影响39-41
• 2.2.9 肥灌技术对土壤有机质含量的影响41
• 2.2.10 肥灌技术对土壤微生物量碳的影响41-42
• 2.2.11 肥灌技术对土壤微生物遗传多样性的影响42-47
• 2.2.12 肥灌技术对土壤微生物功能多样性的影响47-49
• 2.2.13 肥灌技术对土壤微生物六大碳源利用的影响49-50
• 2.3 讨论50-53
• 2.3.1 根层养分含量对黄瓜根系形态的影响50-51
• 2.3.2 根层水肥波动对黄瓜根系形态的影响51
• 2.3.3 根层水肥和根系分布对黄瓜产量形成的影响51
• 2.3.4 肥灌技术对日光温室土壤环境的影响51-53
• 2.4 结论53-54
• 第三章 高盐分浓度下养分均衡供应和波动供应对黄瓜根系发生、生长和发育的影响54-77
• 3.1 材料与方法55-59
• 3.1.1 试验设计55-57
• 3.1.2 测定的项目与方法57-59
• 3.1.3 数据统计分析59
• 3.2 结果与分析59-74
• 3.2.1 高盐分浓度下养分均衡供应和波动供应对黄瓜幼苗生长参数的影响59-61
• 3.2.2 高盐分浓度下养分均衡供应和波动供应对黄瓜幼苗单株耗水量的影响61-62
• 3.2.3 高盐分浓度下养分均衡供应和波动供应对黄瓜幼苗养分含量的影响62-63
• 3.2.4 高盐分浓度下养分均衡供应和波动供应对黄瓜幼苗叶片光合特性和光合色素含量的影响63-65
• 3.2.5 高盐分浓度下养分均衡供应和波动供应对黄瓜幼苗根系形态指标的影响65-66
• 3.2.6 高盐分浓度下养分均衡供应和波动供应对黄瓜幼苗根毛密度和长度的影响66-67
• 3.2.7 高盐分浓度下养分均衡供应和波动供应对黄瓜幼苗根中NRT1.1与NRT2基因的转录表达的影响67
• 3.2.8 黄瓜幼苗根系形态与叶片指标之间的线性回归分析67-73
• 3.2.9 高盐分浓度下养分均衡供应和波动供应对黄瓜幼苗根尖细胞超微结构的影响73-74
• 3.3 讨论74-75
• 3.3.1 黄瓜幼苗根系与叶片在水分和养分交流方面的关系74
• 3.3.2 高盐分浓度下养分均衡供应对黄瓜根系与叶片协调生长的影响74-75
• 3.3.3 高盐分浓度下养分波动供应对黄瓜根系与叶片协调生长的影响75
• 3.4 结论75-77
• 第四章 主要结论77-78
• 参考文献78-90
• 致谢90-92
• 作者简介92

【参考文献】

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1 詹其厚,张效朴,袁朝良;秸杆还田改良砂姜黑土的效果及其机理研究[J];安徽农业大学学报;2002年01期

2 汪玉磊;杨劲松;杨晓英;;水肥耦合对冬小麦产量、品质和氮素利用的影响研究[J];灌溉排水学报;2008年06期

3 程素云,乔存芳,韩广民,郭晓冬;施肥在提高旱作小麦水分生产效率中的作用[J];干旱地区农业研究;1987年02期

4 王巨媛,毛秀杰,翟胜;日光温室嫁接黄瓜需水规律的研究[J];干旱地区农业研究;2005年04期

5 李生秀，李世清，高亚军，王喜庆，贺海香，杜建军;施用氮肥对提高旱地作物利用土壤水分的作用机理和效果[J];干旱地区农业研究;1994年01期

6 张福墁，马国成;日光温室不同季节的生态环境对黄瓜光合作用的影响[J];华北农学报;1995年01期

7 梁运江;依艳丽;许广波;杨宇;谢修鸿;;水肥耦合效应的研究进展与展望[J];湖北农业科学;2006年03期

8 贺德先;张均;杨青华;王晨阳;段增强;史晓江;崔志青;任介新;;作物根毛研究进展[J];河南农业科学;2006年08期

9 郭熙盛,吴礼树;施用氮钾肥料对蔬菜品质影响的研究进展[J];华中农业大学学报;2002年06期

10 ;Ideotype root architecture for efficient nitrogen acquisition by maize in intensive cropping systems[J];Science China(Life Sciences);2010年12期

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本文编号：443866