【摘要】：普通滴灌灌水過程中,水分浸潤土壤,根區(qū)水分累積,土壤通氣孔隙減少,阻隔了大氣中空氣與根系之間的氣體交換,容易造成根系缺氧脅迫。因此,在灌水中保證土壤良好的通氣狀況顯得非常重要。曝氣滴灌是將超飽和的水氧耦合物或超富氧的水氣兩相流通過滴灌或地下滴灌協(xié)調(diào)輸送至作物根區(qū)的一種新型的高效節(jié)水灌溉技術(shù),可有效緩解作物根區(qū)的缺氧狀況,提高作物水肥利用效率,增加作物產(chǎn)量。已有研究結(jié)果顯示,因土壤條件不同,不同增氧灌溉技術(shù)對作物生長及產(chǎn)量的影響各有差異。為了解曝氣滴灌對設(shè)施作物生產(chǎn)的影響,以常規(guī)地下滴灌為對照,設(shè)置3種土壤和2種增氧滴灌技術(shù),開展盆栽試驗對比研究曝氣滴灌對作物生產(chǎn)的改善效果。在此基礎(chǔ)上,選取效果適宜的土壤,深入開展小區(qū)栽培試驗,研究曝氣滴灌條件下土壤通氣性指標的響應(yīng)特征及其與作物生長、生理、養(yǎng)分利用、作物產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)聯(lián)關(guān)系,為揭示曝氣滴灌下蔬菜作物提質(zhì)增產(chǎn)、水肥高效利用的作用機制提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)論如下:(1)不同土壤下作物生長對曝氣滴灌的響應(yīng)以盆栽試驗為基礎(chǔ),以紫茄、西紅柿為供試作物,以鄭州黏土、洛陽粉壤土、駐馬店壤土為供試土壤,設(shè)置曝氣滴灌、普通滴灌、化學(xué)加氧(農(nóng)用雙氧水)滴灌3種處理,對比研究不同土壤下作物生長及養(yǎng)分利用差異狀況。結(jié)果表明:同一土壤下曝氣和化學(xué)加氧處理的作物生長指標(株高、莖粗),生理指標(光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、葉綠素),產(chǎn)量和品質(zhì)(硬度、總酸、可溶性固形物、可溶性蛋白質(zhì)、維生素C)等均要高于對照處理,其中株高、莖粗、產(chǎn)量和品質(zhì)等均具有顯著性差異(p0.05),植株全氮、全磷、全鉀含量均高于對照處理。相同土壤條件下,對照處理的土壤全氮、全磷、全鉀指標顯著高于曝氣處理和化學(xué)加氧處理。曝氣處理和化學(xué)加氧處理提高了作物對土壤養(yǎng)分的利用,增加了植株養(yǎng)分的積累,增加了土壤養(yǎng)分的消耗,導(dǎo)致土壤養(yǎng)分含量的明顯降低。試驗中,曝氣處理下作物生長等指標要高于化學(xué)加氧處理,表明曝氣處理更有利于協(xié)調(diào)作物生長所需要的土壤環(huán)境條件,促進了作物對養(yǎng)分的吸收利用。鄭州黏土中,曝氣處理的作物生長、生理、產(chǎn)量和品質(zhì)等高于其它土壤下曝氣和化學(xué)加氧處理,表明鄭州黏土更適合用循環(huán)曝氣這種加氧方式,且對于作物生長具有很好地促進作用。(2)曝氣滴灌對小區(qū)紫茄土壤通氣性狀況的影響以普通地下滴灌為對照,以曝氣滴灌為試驗組,進一步開展小區(qū)栽培試驗,深入研究作物生長及養(yǎng)分利用差異性原因,揭示曝氣滴灌對作物土壤通氣性的影響機制。結(jié)果表明:曝氣處理下紫茄生長指標(株高、莖粗、產(chǎn)量)較對照有較大提升,并且差異顯著(p0.05),生理指標(光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、葉綠素),土壤化學(xué)指標(土壤全氮、全磷、全鉀)、植株全氮、全磷、全鉀含量均明顯高于對照處理、土壤物理性質(zhì)中,土壤水分和溫度沒有明顯變化,土壤通氣性指標(氧氣擴散速率、氧化還原電位、溶解氧、土壤充氣孔隙度)相比于對照均有明顯的改善。曝氣滴灌通過提高作物根區(qū)通氣孔隙,并且充足的空氣利于作物呼吸,改善了土壤通氣狀況,有利于作物吸收水分和養(yǎng)分,對照處理作物因缺氧脅迫,生長受到抑制,短時間內(nèi)作物生長和曝氣處理相差不大,但是在整個生育期內(nèi)的累計效果表明,曝氣處理顯著促進了作物生長。土壤生物學(xué)性質(zhì)(土壤呼吸)強度變化趨勢與對照基本相同,但曝氣處理的土壤呼吸強度更高,部分時間段差異顯著(p0.05)。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

2 材料與方法2 材料與方法2.1 試驗區(qū)概況試驗區(qū)位于河南省鄭州市華北水利水電大學(xué)農(nóng)業(yè)高效用水試驗場，地理位置為34°47′5.01″N，E113°46′54.61″。該地區(qū)多年平均氣溫為 14.3 ℃，7 月份最熱，月平均氣溫 27.6 ℃，1 月份最冷，月平均氣溫為 0.1 ℃，年平均降雨量 632 mm，無霜期約 222天，全年日照時數(shù) 2400 h。作物種植在現(xiàn)代化溫室內(nèi)，溫室跨度 9.6 m，開間 4 m，，氣候?qū)儆谂瘻貛啙駶櫦撅L氣候，溫室內(nèi)有風機和濕簾和暖氣管道、頂部有頂開窗和內(nèi)外遮陽網(wǎng)來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度。圖 2-1 為現(xiàn)代化玻璃外觀圖，圖 2-2 為整個種植期內(nèi)玻璃溫室內(nèi)的溫濕度變化。
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S626;S275.6

【參考文獻】

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本文編號：2685109