針對(duì)溫室蔬菜水肥耦合效應(yīng)研究過(guò)程中水肥利用率較低的現(xiàn)狀,面向我國(guó)發(fā)展節(jié)水節(jié)肥高效農(nóng)業(yè)的需求,達(dá)到同步實(shí)現(xiàn)溫室蔬菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效及制定最優(yōu)灌溉施肥制度的目標(biāo)。本研究以番茄為試驗(yàn)材料,通過(guò)溫室小區(qū)試驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的方法,設(shè)滴灌施肥和常規(guī)施肥兩種施肥方式,每種施肥方式設(shè)3個(gè)滴灌水量:高水W1(100%ET0)、中水W2(75%ET0)、低水W3(50%ET0)和3個(gè)施肥量:高肥F1(N240-P2O5120-K2O150 kg/hm2)、中肥F2(N180-P2O590-K2O112.5 kg/hm2)和低肥F3(N120-P2O560-K2O75 kg/hm2)。探索滴灌施肥條件下不同水肥供應(yīng)對(duì)番茄根區(qū)水分養(yǎng)分遷移、有效性、干物質(zhì)積累、養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量以及品質(zhì)的影響機(jī)制和效應(yīng),在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用主成分分析法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法和多元回歸分析對(duì)番茄高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),提出水肥高效利用的最佳灌溉施肥指標(biāo)以及相應(yīng)的供水供肥模式,取得以下主要結(jié)果:(1)番茄生長(zhǎng)指標(biāo)之間相互影響,株高與地上部干物質(zhì)量和葉綠素總量、地上部干物質(zhì)與葉綠素總量、莖粗與根系各參數(shù)之間均有極顯著的正相關(guān)關(guān)系,但在生育期內(nèi)的變化趨勢(shì)不同。隨著生育期的推進(jìn),株高和莖粗同步增長(zhǎng),葉片擴(kuò)展速率在定植后40 d達(dá)到最大;各器官干物質(zhì)量不斷增大;根重密度、總根體積和平均直徑增大,總根長(zhǎng)和總根表面積在定植后60 d降低,70 d開始增大;葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總量在定植后49 d顯著增大,定植后67 d降低,類胡蘿卜素在定植后67 d最低。因此,對(duì)定植后40~67 d的植株及時(shí)進(jìn)行灌水和追肥能保證植株后期的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的提升。(2)揭示了灌水和施肥對(duì)番茄生長(zhǎng)的影響。低量施肥顯著抑制株高和莖粗的生長(zhǎng),F2處理顯著增大葉片擴(kuò)展速率、第二果和第三果膨大期干物質(zhì)量以及根冠比。W2處理葉片數(shù)最大,增加灌水量時(shí),F2處理明顯增加根系各參數(shù),生育后期F2處理最大。葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和葉綠素總量與施肥量正相關(guān),施肥處理之間的差異隨生育時(shí)間的推進(jìn)不斷增大,W1和W3處理較早出現(xiàn)峰值,W2處理在盛果后期出現(xiàn)峰值。低量灌水和施肥顯著降低地上部的生長(zhǎng)指標(biāo),滴灌施肥處理較常規(guī)施肥增大了生育中后期干物質(zhì)量13.2%~20.1%。(3)番茄產(chǎn)量最大達(dá)97.15 t/hm2,增大灌水量和施肥量能明顯增加產(chǎn)量和單果重,產(chǎn)量與果數(shù)的相關(guān)性顯著大于與單果重的相關(guān)性,水肥在高水平時(shí),增大施肥量和灌水量能明顯增加單果重。滴灌施肥比常規(guī)施肥處理增加單果重、平均果數(shù)1.16個(gè)/株以及產(chǎn)量8.2~18.5 t/hm2。除糖酸比外,增大灌水量,降低番茄各品質(zhì)指標(biāo)含量。2013年滴灌施肥處理維生素C、番茄紅素、可溶性糖和糖酸比隨施肥量的增加先增大后降低(W3F2最大),其余處理的品質(zhì)指標(biāo)均與施肥量正相關(guān)(W3F1最大)。常規(guī)施肥處理有機(jī)酸和硝酸鹽含量大于滴灌施肥處理。番茄生產(chǎn)過(guò)程中,有利于增加水果數(shù)量的措施能夠增加番茄產(chǎn)量,高量施肥、適當(dāng)?shù)慕档凸嗨磕芗骖櫘a(chǎn)量和品質(zhì),滴灌施肥處理能更有效的達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)。(4)番茄耗水量最大達(dá)292.89 mm,受灌水影響極顯著,不同施肥量之間的差異不超過(guò)5.4 mm。番茄水分利用效率(WUE)和肥料偏生產(chǎn)力(PFP)最大達(dá)47.66 kg/m3和311.04 kg/kg,灌水對(duì)WUE的影響大于施肥,施肥對(duì)PFP的影響大于灌水,減小灌水量和增大施肥量,WUE增大,PFP減小,灌水量高于W3(0.5ET0)和施肥量大于F3(N120-P2O560-K2O75 kg/hm2)時(shí),WUE和PFP顯著降低。滴灌施肥處理較常規(guī)施肥耗水量平均降低9.25 mm、WUE增大2.9~10.9 kg/m3、PFP增大19.38~44.16 kg/kg。適當(dāng)?shù)脑龃蠊嗨亢褪┓柿磕茏畲蠓忍岣叻训腤UE和PFP。(5)氮和磷在不同器官中的累積規(guī)律為:果實(shí)葉莖根,莖桿中的鉀累積量大于葉片。增加灌水量和施肥量,能增大養(yǎng)分累積量,W1F1處理鉀累積量顯著大于其他處理,F3處理顯著降低氮和磷累積量,第二果膨大期F2處理磷和鉀累積量最大。常規(guī)施肥處理較滴灌施肥增大開花坐果、第一、二果膨大期的養(yǎng)分累積量,降低收獲期的累積量。增加灌水量和降低施肥量,能增大養(yǎng)分吸收效率;養(yǎng)分利用效率隨灌水量和施肥量的減小而增大。可見(jiàn),滴灌施肥能夠顯著提高生育后期植株對(duì)養(yǎng)分的吸收,但要合理控制灌水量和肥料用量。(6)增大灌水量和降低施肥量能降低土壤中硝態(tài)氮、有效磷和速效鉀的含量,灌水和施肥顯著影響常規(guī)施肥下定植后59 d之前土壤中的養(yǎng)分含量。滴灌施肥處理硝態(tài)氮向濕潤(rùn)體的邊緣累積,常規(guī)施肥處理上層土壤中含量大,F2處理硝態(tài)氮含量最小。有效磷含量最少,在生育期內(nèi)的變化較小,40 cm以下很少,速效鉀含量大于氮和磷,0~40 cm內(nèi)迅速下降。有效磷和速效鉀含量在滴頭下始終最大,向水平和垂直方向迅速降低,F2和F3處理之間的差異很小。定植后59 d,常規(guī)施肥處理土壤中速效鉀含量小于滴灌施肥,生育初期常規(guī)施肥處理土壤中養(yǎng)分含量大于滴灌施肥,土層之間的差異隨生育時(shí)期下移,收獲期低于滴灌施肥處理。兩種施肥方式之間的差異不斷減小。滴灌施肥合理控制灌水和施肥(高水、中肥)能最大限度的提高植株養(yǎng)分吸收量和降低土壤養(yǎng)分殘留量,維持溫室土壤環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。(7)基于主成分分析法和灰色關(guān)聯(lián)度分析法綜合評(píng)價(jià)番茄植株生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)和水肥利用效率,得出的結(jié)果一致,均為滴灌施肥W1F1(270.8 mm、N240-P2O5120-K2O150 kg/hm2)處理各項(xiàng)指標(biāo)最好,常規(guī)施肥W2F1(213.1 mm、N240-P2O5120-K2O150 kg/hm2)處理各項(xiàng)指標(biāo)最好。兩種施肥方式下,低肥(F3:N120-P2O560-K2O75 kg/hm2)處理應(yīng)該被淘汰。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S641.2;S626
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
        1.1.3 選題依據(jù)
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 滴灌施肥技術(shù)的發(fā)展
        1.2.2 滴灌施肥對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響
        1.2.3 滴灌施肥對(duì)作物生理性狀的影響
        1.2.4 滴灌施肥對(duì)土壤水分分布及利用的影響
        1.2.5 滴灌施肥對(duì)作物品質(zhì)的影響
        1.2.6 滴灌施肥對(duì)作物養(yǎng)分吸收及肥料利用效率的影響
        1.2.7 滴灌施肥對(duì)養(yǎng)分遷移利用的影響
    1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
第二章 材料與方法
    2.1 試驗(yàn)地點(diǎn)概況
    2.2 試驗(yàn)材料
    2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    2.4 主要測(cè)定項(xiàng)目
        2.4.1 樣品采集
        2.4.2 測(cè)定指標(biāo)及方法
    2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
第三章 滴灌施肥水肥耦合對(duì)番茄生長(zhǎng)和生理特性的影響
    3.1 滴灌施肥水肥耦合對(duì)番茄植株生長(zhǎng)的影響
        3.1.1 滴灌施肥水肥耦合對(duì)番茄株高和莖粗的影響
        3.1.2 滴灌施肥水肥耦合對(duì)番茄葉片數(shù)和葉片擴(kuò)展速率的影響
        3.1.3 滴灌施肥水肥耦合對(duì)番茄干物質(zhì)的影響
    3.2 滴灌施肥水肥耦合對(duì)番茄根系特性的影響
    3.3 滴灌施肥水肥耦合對(duì)番茄葉綠素和類胡蘿卜素含量的影響
        3.3.1 滴灌施肥水肥耦合對(duì)番茄葉綠素含量的影響
        3.3.2 不同水肥處理對(duì)番茄類胡蘿卜素的影響
    3.4 各指標(biāo)的相關(guān)性分析
    3.5 討論與小結(jié)
        3.5.1 討論
        3.5.2 小結(jié)
第四章 番茄產(chǎn)量、品質(zhì)及水肥利用效率的水肥耦合效應(yīng)
    4.1 滴灌施肥水肥耦合對(duì)番茄產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響
        4.1.1 滴灌施肥水肥耦合對(duì)產(chǎn)量及構(gòu)成要素的影響
    4.2 番茄產(chǎn)量與灌水量和施肥量及其構(gòu)成要素之間的關(guān)系
        4.2.1 番茄產(chǎn)量與灌水量和施肥量的關(guān)系
        4.2.2 果數(shù)和單果重與產(chǎn)量的關(guān)系
    4.3 不同水肥處理對(duì)番茄品質(zhì)的影響
    4.4 滴灌施肥水肥耦合對(duì)番茄水肥利用效率的影響
        4.4.1 耗水量
        4.4.2 水分利用效率
        4.4.3 肥料偏生產(chǎn)力
    4.5 討論與小結(jié)
        4.5.1 討論
        4.5.2 小結(jié)
第五章 滴灌施肥水肥耦合對(duì)溫室番茄養(yǎng)分吸收的影響
    5.1 滴灌施肥水肥耦合對(duì)番茄各器官養(yǎng)分吸收量及分配的影響
        5.1.1 N吸收量及分配
        5.1.2 P吸收量及分配
        5.1.3 K吸收量及分配
    5.2 肥料利用效率
    5.3 肥料吸收效率
    5.4 討論與小結(jié)
        5.4.1 討論
        5.4.2 小結(jié)
第六章 滴灌施肥水肥耦合對(duì)土壤中養(yǎng)分分布的影響
    6.1 硝態(tài)氮分布狀況
        6.1.1 根區(qū)土壤硝態(tài)氮在生育期內(nèi)的變化
        6.1.2 根區(qū)土壤硝態(tài)氮的空間分布特征
    6.2 有效磷的分布狀況
        6.2.1 根區(qū)土壤中有效磷在生育期內(nèi)的變化
        6.2.2 根區(qū)土壤中有效磷的空間分布特征
    6.3 速效鉀的分布狀況
        6.3.1 根區(qū)土壤中速效鉀在生育期內(nèi)的變化
        6.3.2 根區(qū)土壤中速效鉀的空間分布特征
    6.4 不同水肥處理對(duì)根區(qū)土壤養(yǎng)分的影響
    6.5 討論與小結(jié)
        6.5.1 討論
        6.5.2 小結(jié)
第七章 溫室番茄水肥耦合效應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)
    7.1 研究方法及原理
        7.1.1 主成分分析法
        7.1.2 灰色關(guān)聯(lián)法
        7.1.3 多元回歸分析法
        7.1.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定
    7.2 結(jié)果與分析
        7.2.1 基于主成分分析法的番茄水肥耦合效應(yīng)綜合評(píng)價(jià)
        7.2.2 基于灰色關(guān)聯(lián)度分析法的番茄水肥耦合效應(yīng)綜合評(píng)價(jià)
        7.2.3 基于多元回歸分析法的番茄水肥耦合效應(yīng)綜合評(píng)價(jià)
    7.3 討論與小結(jié)
        7.3.1 討論
        7.3.2 小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    8.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介

【參考文獻(xiàn)】

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