負壓灌溉供水特征及其對黃瓜水氮利用效率的影響.pdf

1、我國是一個水資源約束性國家，水資源短缺嚴重制約著我國農業(yè)發(fā)展。如何提高我國灌溉技術的自動化、機械化水平，推廣低壓節(jié)能輸水是發(fā)展我國現(xiàn)代農業(yè)首要考慮的問題。我國節(jié)水灌溉技術的發(fā)展，除了技術借鑒，還應實現(xiàn)自我技術的改進與創(chuàng)新，充分利用高新技術，從本質上推動我國現(xiàn)代化農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。負壓灌溉是一種將灌水器埋于地下的新型自動補給節(jié)水灌溉技術，該系統(tǒng)無需動力加壓設備，通過控制系統(tǒng)的供水負壓，在作物整個生長期間，土壤水勢可以保持與供水負壓相平衡，

2、可以實現(xiàn)作物對水分的連續(xù)自動獲取，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。目前關于國內外負壓灌溉技術的研究仍處于初步的探討階段，有關負壓灌溉技術的應用理論、水肥管理參數(shù)以及不同供水負壓條件對作物生理節(jié)水的影響都有待進一步探討和研究。本試驗采用新型負壓灌溉水肥一體化系統(tǒng)，研究了不同水氮處理對土壤硝態(tài)氮分布、黃瓜葉片碳同化和蒸騰耗水協(xié)同作用、品質和水氮利用效率的影響，初步揭示了新型負壓灌溉系統(tǒng)自動平穩(wěn)供水機制，

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，同時建立了基于水氮協(xié)同機制的黃瓜果實品質評價方法。以期為負壓灌溉水肥一體化系統(tǒng)的應用和管理提供理論依據和技術參考。主要研究結論如下:
　　(1)探明了系統(tǒng)供水負壓與土壤含水量和黃瓜累計耗水量之間的關系。負壓灌溉條件下供水負壓與土壤質量含水量呈極顯著的指數(shù)相關(P＜0.01)，隨著系統(tǒng)供水負壓的減小，土壤含水量降低，而施氮量對土壤含水量無顯著影響(P＞0.05);系統(tǒng)供

4、水負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系(P＜0.01)，隨著系統(tǒng)供水負壓的減小，耗水量先增加后降低。
　?。?)負壓灌溉可以保持0-25 cm層土壤含水量的穩(wěn)定性。同一負壓供水，在黃瓜整個生育期土壤含水量可以保持相對恒定，不同負壓控制處理下土壤含水量有顯著的差異，當供水負壓設定在0、-5、-10和-15 Kpa時，土壤平均質量含水量分別為28.7％、22.7％、20.0％和15.6％，并且整個黃瓜生育期土壤含

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。負壓灌溉的負壓值設置-15-0 Kpa時，土壤含水量在整個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，水分在盆中土體內空間變異較小;當負壓灌溉的負壓值設置-15-0 Kpa時，在整個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土壤水分的響應特征。負壓灌溉條件下土壤相對含水量(RSWC)在77.4％-88.7％的范圍內，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RSWC＜77.4％時，隨著RSWC的降低，黃瓜葉片Pn下降的主要原因轉變?yōu)榉菤饪滓蛩?，即本試驗條件下避免黃瓜生長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含水量(RSWC)均呈極顯著拋物線型關系(P＜0.01)，且不同生育時期Pn和LWUE的最高值對應的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。本試驗條件下，保持黃瓜正常生長的適宜土壤相對含水量為:開花期土壤相對含水量為77.4％-88.7％、盛瓜期和末瓜期88.7％-103.

8、8％，在此范圍內，黃瓜葉片碳同化和蒸騰耗水之間保持協(xié)同平衡關系，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)建立了一種負壓灌溉條件下的黃瓜果實品質評價方法。由因子分析方法和綜合評價得出，影響黃瓜果實品質的關鍵因子依次為內質因子（方差貢獻率為45.38％）、果實數(shù)量因子（方差貢獻率為36.32％）、商品瓜率因子(方差貢獻率為21.10％)，說明黃瓜果實的營養(yǎng)成份是影響果實品質最主要的因子，再次為果實數(shù)量和商品

9、瓜率因子;通過對黃瓜果實品質的綜合評價得出，W3N1處理為最優(yōu)水氮組合方案，W2N1其次。
　　(7)適宜的供水負壓下，負壓灌溉水肥一體化能顯著提高黃瓜的產量和水氮利用效率。同一施氮條件，供水負壓為-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量均在供水水頭為-5 Kpa時為最高，分別為153g和1406 g。
　　綜合分析，不同水氮處理對黃瓜產量、