西北旱区温室特色经济作物节水调质灌水模式研究

论文摘要

本试验于2010年-2011年，在甘肃省武威市凉州区清源镇发展村沙产业暨循环农业示范园区进行，以温室番茄与西瓜为研究对象，探求节水、丰产、优质和高效的灌水模式。对温室与西瓜番茄水分生理指标、耗水量、产量和品质等进行观测分析，取得如下主要成果：（1）2010年温室番茄结果期亏缺灌溉试验结果表明，水分亏缺在一定程度上可以降低番茄的光合速率和蒸腾速率，主要表现在中午12：00-14:00，14：00之后不同处理之间的差异逐渐减小。番茄收获后主根干物质量表现为CK与2/3CK极显著差异，茎的干物质呈现2/3CK>CK>1/2CK，叶的干物质呈现CK>2/3CK>1/2CK，其中2/3CK与1/2CK之间差异显著。通过对番茄产量、水分利用效率及经济净效益综合分析得出，当灌溉定额为3457M3/hM2时，可以得到最大经济净效益30.9067万元/hM2，此时产量为189.161t/hM2，灌溉水分利用效率为55.78kg/M3。这说明如果将该地区农民目前所采用的灌溉水量CK减少10%左右，可获得最大经济净效益，且水分利用效率较高。营养品质结果表明随着灌水量的减少，番茄果实中的可溶性固形物，可溶性蛋白，VC以及有机酸含量均有所增加，其中果实中VC含量和可溶性固形物处理之间有极显著差异。（2）温室番茄亏缺-复水交替灌溉试验结果表明，耗水量与产量大体上呈二次曲线关系，灌水量与水分利用效率呈线性关系；不同灌水处理前期产量差异较大，中期结束产量相差不大，后期结束总产量表现出了较大的差异。总体来说处理奇数次灌水定额为常规水量的1/2，偶数次灌水定额为常规水量的处理T4产量最高；结果期前期品质表明，表征温室番茄色泽的3个指标亮度、饱和度和色彩角均随着灌水量的减小而增大。结果期中期色泽的3个指标：亮度、饱和度和色彩角呈现不规则变化，果形标准度T4、T5处理较好；番茄硬度和可溶性固形物前期较小，到中期有所增大，后期又有所减小，总体来说番茄果实的硬度和可溶性固形物随着采摘时间的推移，具有先增大后减小的变化趋势；不同灌水处理果实硬度随着亏缺-复水总体亏缺程度的增大而增大；亏缺-复水交替灌溉可以提高番茄果实中的可溶性蛋白含量；番茄果实中有机酸的含量和VC含量随着采摘时间的推移呈递增趋势；随着亏缺-复水交替灌溉总体亏缺程度的增加，有机酸含量也呈增加趋势。糖酸比呈现先减小后增大的趋势。结果期前期、中期和后期，温室番茄果实中糖酸比含量随土壤水分的增大均表现出先增大后减小的变化规律。通过商品等级比较发现，前期阶段一级果和二级果产量占总产量比例较大的处理为T1和T6，均占到该阶段总产量的70%以上，中期阶段一级果和二级果产量占总产量比例较大的处理为T3，产量占该阶段总产量的70.27%，后期阶段一级果和二级果产量占总产量比例较大的处理为T3和T1、T2，产量分别占该阶段总产量的82.57%、71.61%和78.59%。（3）温室西瓜亏缺-复水交替灌溉试验结果表明，株高的生长量，奇数次灌水亏缺程度越大，经过偶数次灌水补偿过后，株高增长越快；水分总体较少会抑制茎粗的生长，而水分适当的话可能会促进茎粗的生长，并且避免不必要的水资源浪费。叶片数和叶面积在坐果期到膨大期出现了明显的补偿效应，其中处理T1，T4，T5，T6叶面积增长迅速，处理T2，T4，T5，T6叶片数增长迅速，表现出了较好的补偿效应。通过亏缺-复水交替灌水处理鲜物质量研究结果表明经过两次循环亏缺-复水交替灌溉，奇数次灌水定额为常规灌水定额的2/3，偶数次灌水定额为常规灌水定额3/4的处理T3和奇数次灌水定额为常规灌水定额的1/2，偶数次灌水定为常规灌水定额的处理T4有利于作物地上部与地下部分的生长，有利于产量的形成。耗水量与产量大体上上成二次曲线关系，灌水量与水分利用效率呈线性关系。除T1处理以外其余处理相比对照（CK）均实现增产效应，且各处理之间产量差异显著。产量结果表明，处理T4、T3、T6较对照产量分别提高11.37%、9.43%、8.26%。经济净效益较好的处理分别为处理T3、T4，单方水效益较好的处理分别为处理T5和T6；温室西瓜的硬度及可溶性固形物均随灌溉定额的增加而减少，说明亏缺-复水交替灌溉与亏缺灌溉一样可以改善品质，且灌水量越少品质越好；亏缺-复水交替灌溉条件下，温室西瓜的Vc含量随灌水的不同呈现不规则变化，西瓜T3处理Vc含量最高。（4）利用层次分析法进行灌水模式综合评价，考虑灌溉水分利用效率、生长量、产量、经济净效益及品质5方面因素，确定温室番茄结果期亏缺灌溉最佳灌水模式为当灌水定额为常规水量的2/3倍时的处理2/3CK；番茄亏缺-复水交替灌溉最佳灌水模式为奇数次灌水定额为2/3倍的常规水量，偶数次灌水定额为3/4倍的常规水量的处理T3；西瓜亏缺-复水交替灌溉最佳灌水模式为奇数次灌水定额为2/3倍的常规水量，偶数次灌水定额为3/4倍的常规水量的处理T3。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 节水调质灌水模式研究进展
• 1.2.1 作物全生育期持续进行不同水分胁迫对品质影响研究进展
• 1.2.2 作物某一生育期进行不同程度水分胁迫对品质影响研究进展
• 1.2.3 作物不同生育期不同水分胁迫组合对品质影响的研究进展
• 1.2.4 交替灌溉对品质影响的研究进展
• 1.3 温室节水灌溉技术研究进展
• 1.4 存在的问题及进一步需要解决的问题
• 1.5 研究内容
• 第二章 试验方案
• 2.1 试验区概况
• 2.2 研究方法及技术路线
• 2.3 试验设计及测定项目
• 2.3.1 试验设计
• 2.3.2 试验测定项目及方法
• 第三章 日光温室小气候环境条件与参考作物蒸发蒸腾量
• 3.1 日光温室小气候变化规律
• 3.1.1 全生育期内日光温室小气候的变化规律
• 3.1.2 典型天气温室气候日变化
• 3.2 温室参考作物蒸发蒸腾量变化规律
• 3.2.1 温室大棚内蒸发蒸腾量的计算
• 3.2.2 温室番茄作参考作物蒸发蒸腾量计算结果
• 第四章 不同灌水模式对番茄与西瓜生长、生理指标的影响
• 4.1 不同灌溉模式对番茄生长指标、生理指标的影响
• 4.1.1 结果期亏缺灌溉对番茄光合速率的影响
• 4.1.2 结果期亏缺灌溉对温室番茄蒸腾速率的影响
• 4.1.3 亏缺灌溉对番茄干物质量的影响
• 4.2 不同灌溉模式对西瓜生长、生理指标的影响
• 4.2.1 亏缺-复水交替灌溉对西瓜株高、茎粗的影响
• 4.2.2 亏缺-复水交替灌溉对温室西瓜叶面积和叶片数的影响
• 4.2.3 亏缺-复水交替灌溉对西瓜鲜物质量的影响
• 4.3 小结
• 第五章 不同灌水模式对番茄与西瓜产量、水分利用效率及经济效益的影响
• 5.1 不同灌溉模式对番茄耗水量、产量及水分利用效率的影响
• 5.1.1 亏缺灌溉对番茄浅层土壤含水量的影响
• 5.1.2 亏缺灌溉对番茄耗水规律和作物系数 Kc 的影响
• 5.1.3 亏缺-复水交替灌溉对番茄土壤含水率的影响
• 5.1.4 亏缺灌溉对番茄产量、水分利用效率及经济效益的影响
• 5.1.5 亏缺-复水交替灌溉对番茄产量、水分利用效率及经济效益的影响
• 5.2 不同灌水模式对西瓜耗水量、产量及水分利用效率及经济效益的影响
• 5.2.1 亏缺-复水交替灌溉对西瓜单株产量及单株水分利用效率的影响
• 5.2.2 亏缺-复水交替灌溉条件下西瓜产量与耗水量的关系
• 5.2.3 亏缺-复水交替灌溉对经济效益的影响
• 5.3 小结
• 第六章 温室番茄与西瓜品质对不同灌水模式的响应
• 6.1 番茄的营养品质对亏缺灌溉的响应
• 6.2 番茄品质对亏缺-复水交替灌溉的响应
• 6.2.1 番茄的外观品质对亏缺-复水交替灌溉的响应
• 6.2.2 番茄的储运品质和营养品质对亏缺-复水交替灌溉的响应
• 6.2.3 亏缺-复水条件下温室番茄商品等级比较
• 6.3 西瓜的营养品质对亏缺-复水交替灌溉的响应
• 6.4 小结
• 第七章 温室特色经济作物节水调质灌水模式综合评价
• 7.1 层次分析法简介
• 7.1.1 层次分析法的基本原理
• 7.1.2 层次分析法的基本步骤
• 7.2 层次分析法在灌水模式综合评价中的应用
• 7.2.1 温室番茄结果期亏缺灌溉灌水模式综合评价
• 7.2.2 温室番茄亏缺-复水交替灌溉灌水模式综合评价
• 7.2.3 温室西瓜亏缺-复水交替灌溉灌水模式综合评价
• 7.3 小结
• 第八章 主要结论与不足
• 8.1 主要结论
• 8.2 不足之处
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介