負(fù)壓灌溉供水特征及其對(duì)黃瓜水氮利用效率的影響.pdf

1、我國是一個(gè)水資源約束性國家，水資源短缺嚴(yán)重制約著我國農(nóng)業(yè)發(fā)展。如何提高我國灌溉技術(shù)的自動(dòng)化、機(jī)械化水平，推廣低壓節(jié)能輸水是發(fā)展我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)首要考慮的問題。我國節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展，除了技術(shù)借鑒，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)自我技術(shù)的改進(jìn)與創(chuàng)新，充分利用高新技術(shù)，從本質(zhì)上推動(dòng)我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。負(fù)壓灌溉是一種將灌水器埋于地下的新型自動(dòng)補(bǔ)給節(jié)水灌溉技術(shù)，該系統(tǒng)無需動(dòng)力加壓設(shè)備，通過控制系統(tǒng)的供水負(fù)壓，在作物整個(gè)生長(zhǎng)期間，土壤水勢(shì)可以保持與供水負(fù)壓相平衡，

2、可以實(shí)現(xiàn)作物對(duì)水分的連續(xù)自動(dòng)獲取，有效降低了水分棵間蒸發(fā)和滲漏，水分利用效率得到極大的提高，節(jié)水又高效。目前關(guān)于國內(nèi)外負(fù)壓灌溉技術(shù)的研究仍處于初步的探討階段，有關(guān)負(fù)壓灌溉技術(shù)的應(yīng)用理論、水肥管理參數(shù)以及不同供水負(fù)壓條件對(duì)作物生理節(jié)水的影響都有待進(jìn)一步探討和研究。本試驗(yàn)采用新型負(fù)壓灌溉水肥一體化系統(tǒng)，研究了不同水氮處理對(duì)土壤硝態(tài)氮分布、黃瓜葉片碳同化和蒸騰耗水協(xié)同作用、品質(zhì)和水氮利用效率的影響，初步揭示了新型負(fù)壓灌溉系統(tǒng)自動(dòng)平穩(wěn)供水機(jī)制，

3、明確了協(xié)同黃瓜葉片凈光合速率和水分利用效率的適宜土壤含水量范圍，同時(shí)建立了基于水氮協(xié)同機(jī)制的黃瓜果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)方法。以期為負(fù)壓灌溉水肥一體化系統(tǒng)的應(yīng)用和管理提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。主要研究結(jié)論如下:
　　(1)探明了系統(tǒng)供水負(fù)壓與土壤含水量和黃瓜累計(jì)耗水量之間的關(guān)系。負(fù)壓灌溉條件下供水負(fù)壓與土壤質(zhì)量含水量呈極顯著的指數(shù)相關(guān)(P＜0.01)，隨著系統(tǒng)供水負(fù)壓的減小，土壤含水量降低，而施氮量對(duì)土壤含水量無顯著影響(P＞0.05);系統(tǒng)供

4、水負(fù)壓和黃瓜耗水量在同一施氮水平下呈極顯著的二次拋物線型關(guān)系(P＜0.01)，隨著系統(tǒng)供水負(fù)壓的減小，耗水量先增加后降低。
　　（2)負(fù)壓灌溉可以保持0-25 cm層土壤含水量的穩(wěn)定性。同一負(fù)壓供水，在黃瓜整個(gè)生育期土壤含水量可以保持相對(duì)恒定，不同負(fù)壓控制處理下土壤含水量有顯著的差異，當(dāng)供水負(fù)壓設(shè)定在0、-5、-10和-15 Kpa時(shí)，土壤平均質(zhì)量含水量分別為28.7％、22.7％、20.0％和15.6％，并且整個(gè)黃瓜生育期土壤含

5、水量的變化屬于弱變異（變異系數(shù)Cv≤0.1）。
　　(3)負(fù)壓灌溉水肥一體化能顯著提高0-25 cm層土壤水和硝態(tài)氮分布的均勻性。負(fù)壓灌溉的負(fù)壓值設(shè)置-15-0 Kpa時(shí)，土壤含水量在整個(gè)盆中的最大值與最小值的差值為3.05％-6.15％，均勻系數(shù)均大于0.95，變差系數(shù)均小于0.1，水分在盆中土體內(nèi)空間變異較小;當(dāng)負(fù)壓灌溉的負(fù)壓值設(shè)置-15-0 Kpa時(shí)，在整個(gè)黃瓜生育期土壤硝態(tài)氮沿垂直方向的平均變差系數(shù)分別比常規(guī)灌溉處理降低了

6、58.6％-71.2％。
　　(4)探討了黃瓜光合特性對(duì)土壤水分的響應(yīng)特征。負(fù)壓灌溉條件下土壤相對(duì)含水量(RSWC)在77.4％-88.7％的范圍內(nèi)，隨著RSWC的降低，黃瓜葉片凈光合速率(Pn)降低的原因主要為氣孔限制因素;當(dāng)RSWC＜77.4％時(shí)，隨著RSWC的降低，黃瓜葉片Pn下降的主要原因轉(zhuǎn)變?yōu)榉菤饪滓蛩?，即本試?yàn)條件下避免黃瓜生長(zhǎng)遭受非氣孔限制因素影響的RSWC下限值為77.4％; RSWC在61.8％-88.7％范圍，

7、黃瓜葉片氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率日均值均隨著土壤含水量降低而下降;黃瓜葉片凈光合速率和水分利用效率日均值與土壤相對(duì)含水量(RSWC)均呈極顯著拋物線型關(guān)系(P＜0.01)，且不同生育時(shí)期Pn和LWUE的最高值對(duì)應(yīng)的RSWC不相同。
　　(5)明確了協(xié)同黃瓜葉片凈光合速率和水分利用效率的適宜土壤含水量范圍。本試驗(yàn)條件下，保持黃瓜正常生長(zhǎng)的適宜土壤相對(duì)含水量為:開花期土壤相對(duì)含水量為77.4％-88.7％、盛瓜期和末瓜期88.7％-103.

8、8％，在此范圍內(nèi)，黃瓜葉片碳同化和蒸騰耗水之間保持協(xié)同平衡關(guān)系，能夠獲得較大的黃瓜葉片蒸騰速率、光合速率和水分利用效率。
　　(6)建立了一種負(fù)壓灌溉條件下的黃瓜果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)方法。由因子分析方法和綜合評(píng)價(jià)得出，影響黃瓜果實(shí)品質(zhì)的關(guān)鍵因子依次為內(nèi)質(zhì)因子（方差貢獻(xiàn)率為45.38％）、果實(shí)數(shù)量因子（方差貢獻(xiàn)率為36.32％）、商品瓜率因子(方差貢獻(xiàn)率為21.10％)，說明黃瓜果實(shí)的營養(yǎng)成份是影響果實(shí)品質(zhì)最主要的因子，再次為果實(shí)數(shù)量和商品

9、瓜率因子;通過對(duì)黃瓜果實(shí)品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)得出，W3N1處理為最優(yōu)水氮組合方案，W2N1其次。
　　(7)適宜的供水負(fù)壓下，負(fù)壓灌溉水肥一體化能顯著提高黃瓜的產(chǎn)量和水氮利用效率。同一施氮條件，供水負(fù)壓為-5 Kpa的黃瓜平均水分利用效率和氮肥表觀利用率分別比常規(guī)灌溉提高了136.8％和52.32％，并且黃瓜植株平均干重和產(chǎn)量均在供水水頭為-5 Kpa時(shí)為最高，分別為153g和1406 g。
　　綜合分析，不同水氮處理對(duì)黃瓜產(chǎn)量、