發(fā)布時(shí)間：2016-12-23 14:04

  本文關(guān)鍵詞：水鹽協(xié)同調(diào)控對(duì)作物產(chǎn)量與品質(zhì)的影響機(jī)理及其應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)》 2015年

水鹽協(xié)同調(diào)控對(duì)作物產(chǎn)量與品質(zhì)的影響機(jī)理及其應(yīng)用研究

賀新  

【摘要】：農(nóng)業(yè)灌溉水資源短缺和土壤鹽漬化加深已成為制約河套灌區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重要因素,在水資源問(wèn)題日益嚴(yán)重的背景下,減少大田耗水型作物、增加節(jié)水型經(jīng)濟(jì)作物種植比例也已經(jīng)成為河套灌區(qū)緩解水資源供需矛盾、促進(jìn)農(nóng)民增收的重要措施。經(jīng)濟(jì)作物的品質(zhì)隨著人們食品安全意識(shí)的增強(qiáng)而備受重視,因此推行微咸水結(jié)合調(diào)虧灌溉的新型水鹽協(xié)同調(diào)控灌溉模式可能會(huì)得到越來(lái)越多的關(guān)注。因此,研究作物在微咸水調(diào)虧灌溉條件下產(chǎn)量與品質(zhì)對(duì)水鹽協(xié)同調(diào)控的響應(yīng)機(jī)理,建立水鹽生產(chǎn)函數(shù)以探討產(chǎn)量-品質(zhì)-水鹽關(guān)系,提出水分高效利用的灌溉制度,對(duì)于促進(jìn)河套灌區(qū)水資源可持續(xù)利用具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 本文以河套灌區(qū)特色經(jīng)濟(jì)作物油葵為研究對(duì)象,于2013-2014年在內(nèi)蒙古巴彥淖爾市曙光試驗(yàn)站開(kāi)展了2年的盆栽試驗(yàn),系統(tǒng)研究了油葵耗水、生理生態(tài)、產(chǎn)量、品質(zhì)及水分利用效率對(duì)微咸水調(diào)虧灌溉的響應(yīng)規(guī)律,探討了其水鹽生產(chǎn)函數(shù)的參數(shù)特征,提出并評(píng)價(jià)了油葵節(jié)水、控鹽、調(diào)質(zhì)的高效水分利用的灌溉制度。主要取得成果的如下： (1)微咸水調(diào)虧灌溉條件下,油葵的耗水量可達(dá)448.26mm,耗水強(qiáng)度為現(xiàn)蕾期開(kāi)花期成熟期。灌水礦化度小于5g/L時(shí),全生育期耗水隨灌水礦化度的增加而顯著降低,水鹽協(xié)同調(diào)控下,作物生殖生長(zhǎng)階段耗水的比例下降,灌水鹽分對(duì)作物耗水的降低起決定作用,在能夠保證不大幅減產(chǎn)的同時(shí)可有效的降低全生育期的灌溉水量。水鹽調(diào)控對(duì)油葵百粒重、盤(pán)莖和單株產(chǎn)量影響顯著,開(kāi)花期水分虧缺會(huì)使產(chǎn)量顯著降低。協(xié)同調(diào)控下,灌水礦化度先于水分虧缺對(duì)產(chǎn)量的降低起到?jīng)Q定作用,因此先要控制鹽分的攝入,再優(yōu)化水量的分配。微咸水灌水處理中,3.5g/L現(xiàn)蕾期80%灌水定額處理的水分利用效率較高,可提高4.35%～53.19%。 (2)油葵的株高、葉面積對(duì)鹽分增加的響應(yīng)更敏感,而地上部生物量則對(duì)水分調(diào)虧響應(yīng)更敏感。不同生育階段不同部位的離子積累受水鹽調(diào)控影響顯著,根系和葉片以累積Na+為主,莖稈以累積K+為主,Cl-則在三個(gè)部位中均顯著累積。水鹽協(xié)同調(diào)控下,現(xiàn)蕾期Na+主要積累在根系中,而開(kāi)花期和成熟期則運(yùn)移到葉片中,K+是根系和葉片中最主要的滲透調(diào)節(jié)離子。凈光合速率日變化曲線(xiàn)在水鹽協(xié)同調(diào)控下主要為單峰型,其對(duì)水鹽協(xié)同調(diào)控的響應(yīng)與灌水鹽分關(guān)系密切,灌水鹽分上限為3.5g/L,隨著水鹽調(diào)控程度和時(shí)間的增加,抑制Pn增加的影響因素由氣孔限制向非氣孔因素轉(zhuǎn)變。生育初期水分調(diào)虧會(huì)抑制氣孔開(kāi)度而減小蒸騰速率,但隨著生育階段的發(fā)展,油葵開(kāi)花期3.5g/L中度水分虧缺會(huì)有效控制鹽分的攝入,反而增加了葉片的蒸騰速率。 (3)輕度水分調(diào)虧會(huì)增加油葵的含油率和生育酚含量,但中度水分調(diào)虧和灌水鹽分增加則會(huì)顯著減小其含量,水鹽協(xié)同調(diào)控表現(xiàn)出互相制約的效應(yīng)。油酸脂肪酸含量則在水鹽調(diào)控下顯著增加,亞油酸與油酸為負(fù)相關(guān)關(guān)系,顯著減小。而對(duì)于硬脂酸和棕櫚酸而言,水鹽調(diào)控對(duì)其含量的變化影響不顯著。含油率的變化與油葵各時(shí)期的光合速率和蒸騰速率成顯著正相關(guān),并且與根系葉片中的Na+和C1-成顯著負(fù)相關(guān),而油酸則只與開(kāi)花期根系與成熟期葉片中的K+呈顯著正相關(guān)。 (4)油葵產(chǎn)量對(duì)于全生育期的水鹽聯(lián)合脅迫的響應(yīng)為非線(xiàn)性,超越方程模型具有較小的誤差和較高的模擬效果與敏感性。建立的分階段產(chǎn)量和品質(zhì)水鹽生產(chǎn)函數(shù)具有更高的回歸精度,根據(jù)分階段水鹽生產(chǎn)函數(shù)求得的鹽分敏感系數(shù)和水分敏感系數(shù)可知,油葵的產(chǎn)量在開(kāi)花期和現(xiàn)蕾期對(duì)水分和鹽分均較敏感,而含油率在成熟期對(duì)水分敏感,在開(kāi)花期對(duì)鹽分敏感。油酸含量則是在現(xiàn)蕾期對(duì)水分敏感,在成熟期對(duì)鹽分敏感。修正的J-Jenson O-Jenson和OA-Stewart水鹽生產(chǎn)函數(shù)均具有較高的預(yù)測(cè)能力。 (5)利用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)函數(shù)法和主成分分析法對(duì)微咸水調(diào)虧灌溉進(jìn)行綜合效果評(píng)價(jià),結(jié)果表明淡水調(diào)虧灌溉的綜合效果要高于微咸水調(diào)虧灌溉,但是一定范圍內(nèi)的微咸水結(jié)合調(diào)虧灌溉是可以用于油葵的種植生產(chǎn)。綜合考慮油葵產(chǎn)量、品質(zhì)與土壤安全等因素,河套灌區(qū)油葵微咸水灌溉的臨界濃度為3.5g/L,且最適宜進(jìn)行水分虧缺時(shí)期為現(xiàn)蕾期。當(dāng)微咸水濃度處于較低水平時(shí)(3.5g/L),微咸水調(diào)虧灌溉對(duì)油葵的影響較小。當(dāng)達(dá)到3.5g/L時(shí),最為適宜的灌溉制度為現(xiàn)蕾期80%灌水定額,其他生育期正常灌溉。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：S273.5
【目錄】：

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