加气灌溉对温室小型西瓜生长、产量和品质的影响

论文摘要

加气灌溉(Aeration irrigation)是在地下滴灌系统(subsurface drip irrigation (SDI) system)基础上,通过文丘里加气设备将水气混合液输送到作物根区土壤,来改善根区生长环境,促进植株生长发育以提高作物产量和改善作物品质的一种新型高产高效的节水灌溉方法。加气灌溉是在地下滴灌基础上发展起来的,在产量的提高和品质的改善上更有其优越性,并且技术经济切实可行。澳大利亚等国通过文丘里加气设备研究了加气灌溉对棉花、辣椒、西红柿、甜瓜等农作物生长、产量和品质的影响,并取得了丰硕成果;但就加气频率、根区需氧量和水中溶氧量等一些技术参数的报道较少。国内关于大田加气灌溉的研究还比较少,改变根区生长环境的研究大多是向生长在营养液里的作物根区通气。针对上述问题,本研究通过理论分析与试验相结合的方法,研究了加气灌溉条件下温室小型西瓜的生长发育状况、产量和品质的变化规律。得出如下结论:(1)通过盆栽试验,研究了在根区加气条件下,日光温室小型西瓜形态指标和产量与传统地下滴灌条件下的差异;研究了相同灌水量和相同加气量条件下,不同加气频率(1次/d;1次/2d;1次/4d)对温室小型西瓜生长变化规律的影响。试验结果表明,处理一(1次/d)、处理二(1次/2d)、处理三(1次/4d)在产量上与对照组相比分别提高了7.3%、18.6%、4.5%;而且,根区加气条件下温室小型西瓜的平均株高生长速率变大、单叶叶面积扩展更明显、叶绿素含量上升和干物质积累量变大,采用加气频率1次/2d处理效果更明显。(2)采用E601蒸发皿的水面蒸发量控制灌溉,研究了不同蒸发皿系数(Kcp=1.0,1.25)对相同加气频率条件下日光温室小型西瓜生长发育的影响。结果表明:水分亏缺和水分过多都对作物生长不利,水分过多可能造成地上部分的徒长,根区水分过多还有可能阻碍根系呼吸,影响作物生理、新陈代谢等,T5(Kcp=1.25)处理和T2(Kcp=1.0)处理都是在相同加气频率条件下,但是T2处理下的产量、品质等指标优于T5,而且还能节水,因此采用蒸发皿系数1.0对于加气灌溉来说更加合理。(3)采用文丘里加气设备,研究了加气灌溉对温室小型西瓜根区生长环境的影响,进一步探究了加气灌溉促进作物生长的机理。加气灌溉主要是将水气混合液输送到作物根区,所以,根区状况之间的差异一定程度上反映了作物的生长状况。试验结果表明,在相同灌水量条件下,加气灌溉处理的根区土壤体积含水率要比传统地下滴灌条件下的低,但都在土壤含水率下限以上,这说明加气灌溉促进了根系吸水能力,提高了水分利用率。而且,加气灌溉条件下的根系活力明显高于对照组,根系活力增强,促进了根系有氧呼吸,在增强了根系吸水能力的同时,还促进了根系对营养物质的吸收。(4)研究了不同加气频率对温室小型西瓜产量和品质的影响。根区需要一定的氧气浓度,过高或过低都不利于根系生长,进而影响到植株发育和果实的形成。本试验研究了三个加气频率:1次/d、1次/2d和1次/4d,与CK相比,T1、T2和T3处理的产量分别提高了29.16%、41.01%和20.16%,其中T2处理的增产效果最显著,T1、T2和T3处理在可溶性总糖、VC含量、有机酸和蛋白质含量上与CK形成了显著性差异,其中T2处理的糖酸比最大,品质最好。说明T2(Kcp=1.0)处理所加气量是根系所适合的。(5)研究了在地下滴灌条件下,用空气压缩机向根区通气对作物生长和产量的影响,并与文丘里加气设备作了对比,试验结果表明:向根区通气在一定程度上提高了土壤通气性,增加了根区土壤含氧量,促进了根系的生长和增强了根系活力,三个通气频率都在不同程度上提高了温室小型西瓜的产量和品质,其中,以1次/2d的通气频率效果最佳。但与文丘里加气设备相比,用空气压缩机向根区加气在生理等指标、产量和品质上没有明显优势,而且在人力物力上耗费也较大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 蒸发皿系数控制灌水量的研究进展
• 1.4 国内外研究存在的问题
• 1.5 本文研究的内容
• 第二章 材料与方法
• 2.1 试验材料与试验地概况
• 2.1.1 供试品种
• 2.1.2 实验地概况
• 2.2 试验设计与方法
• 2.2.1 盆栽试验
• 2.2.2 温室小区试验
• 2.3 试验观测
• 2.3.1 土壤物理性质的测定
• 2.3.2 环境因子的测定
• 2.3.3 形态指标的测定
• 2.3.4 生理指标的测定
• 2.3.5 西瓜品质的测定
• 2.3.6 产量的测定
• 第三章 根区加气对盆栽小型西瓜形态指标和产量的影响
• 3.1 不同根区加气频率对温室小型西瓜生长发育的影响
• 3.1.1 不同加气处理对株高的影响
• 3.1.2 不同加气处理对单叶叶面积的影响
• 3.1.3 不同加气处理对叶绿素含量的影响
• 3.2 不同根区加气频率对温室小型西瓜根区土壤水分的影响
• 3.3 不同加气频率对温室小型西瓜干物质积累和产量及品质的影响
• 3.4 小结
• 第四章 加气灌溉促进温室小型西瓜生长的作用机理
• 4.1 文丘里加气设备的技术参数研究
• 4.1.1 不同压力下滴头出水量的研究
• 4.1.2 不同压力下滴头出气量的研究
• 4.2 文丘里加气对温室小型西瓜根区状况的影响
• 4.2.1 不同加气频率对根区土壤水分状况的影响
• 4.2.2 不同加气频率对根系活力的影响
• 4.2.3 不同加气频率对主根长的影响
• 4.2.4 不同加气频率对根区平均地温的影响
• 4.3 文丘里加气对温室小型西瓜光合作用的影响
• 4.3.1 加气灌溉对温室小型西瓜净光合速率的影响
• 4.3.2 加气灌溉对温室小型西瓜蒸腾速率的影响
• 4.3.3 加气灌溉对温室小型西瓜气孔导度的影响
• 4.3.4 加气灌溉对温室小型西瓜水分利用效率的影响
• 4.3.5 不同处理之间光合性能的比较
• 4.4 小结
• 第五章 加气灌溉对温室小型西瓜生长和生理特性的影响
• 5.1 不同加气处理对温室小型西瓜形态指标的影响差异
• 5.1.1 不同处理对温室小型西瓜株高的影响
• 5.1.2 不同处理对温室小型西瓜茎粗的影响
• 5.1.3 不同处理对温室小型西瓜单叶叶面积的影响
• 5.2 不同处理条件下干物质积累量的差异
• 5.3 不同处理条件下各阶段叶片叶绿素相对含量的差异
• 5.4 小结
• 第六章 加气灌溉对温室小型西瓜产量和品质影响
• 6.1 对单株产量的影响
• 6.2 不同处理对温室小型西瓜品质的影响
• 6.2.1 可溶性总糖含量
• 6.2.2 有机酸含量
• 6.2.3 糖酸比
• 6.2.4 维生素C 含量
• 6.2.5 可溶性蛋白含量
• 6.3 小结
• 第七章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 主要创新点
• 7.3 建议
• 7.4 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介