垄作和覆膜下盐碱地水盐运移和大豆产量的变化

选择河北省黄骅市中度盐碱土区布置夏播大豆[Glycine max(L.)Merr.]田间试验,共设平播(对照)、平播覆膜、垄作及垄作覆膜4个处理,研究垄作和覆膜对土壤水盐运移和大豆产量的影响。结果表明,与传统平播方式相比,平播覆膜处理对土壤水盐运移和大豆产量的影响不显著;垄作处理能显著改变土壤水盐分布,特别是大豆生长中后期降雨量开始减少后,垄作定植沟会产生叠加集雨效果,显著提高大豆生长中期0~20 cm和20~40 cm土壤含水量,减缓作物生长后期向表层返盐进程,有效降低土壤表层盐分含量,对保障大豆植株生长和产量均有一定的促进效果,可增产27.2%;垄作覆膜处理效果与垄作处理类似,覆膜措施影响不显著。垄作技术可以作为滨海盐碱地夏播大豆种植的农耕措施。

聚谷氨酸肥料增效剂对设施黄瓜生长、产量、品质的影响

为验证聚谷氨酸肥料增效剂在黄瓜上的应用效果,采用田间试验的方法,研究了聚谷氨酸肥料增效剂不同施用量对设施黄瓜生长、产量、品质的影响。结果表明:设施黄瓜施用不同剂量的聚谷氨酸肥料增效剂,株高、节间距、叶片数和根干质量明显提高。与对照相比,T2、T3、T4处理开花期株高增幅23.5%~39.6%,盛瓜期株高增幅11.3%~12.1%;开花期节间距分别比对照提高21.64%、8.38%、31.58%,盛瓜期节间距分别比对照提高3.03%、6.74%、7.98%;开花期叶片数分别比对照提高20.24%、19.05%、14.29%,盛瓜期分别比对照提高5.12%、5.12%、3.15%;根干质量分别比对照提高28.57%、92.86%、32.14%。施用聚谷氨酸肥料增效剂后,黄瓜增产效果明显,单瓜质量较对照增幅为4.01%~25.84%,产量增幅为1.31%~9.12%。施用聚谷氨酸肥料增效剂能够明显提高果实中VC含量和可溶性总糖含量,改善蔬菜品质。综上,聚谷氨酸肥料增效剂用量为9.375 kg·hm^(-2)时,设施黄瓜产量高,品质优,可作为推荐施用量。

基于蒸发皿蒸发量的设施番茄灌溉优化研究

[目的]针对日光温室番茄栽培的高效节水灌溉需求,进行基于蒸发皿水面蒸发量(E_(p))的日光温室番茄灌溉量优化研究。[方法]根据直径为20 cm的标准蒸发皿水面蒸发量(E_(p))设置3个灌溉量处理:1.0 E_(p)(CK)、0.8 E_(p)(T1)、0.6 E_(p)(T2),通过深入探讨番茄根系主要分布土壤层(0~40 cm)土壤含水量响应特征,结合对植株生长指标、果实产量和灌溉水利用效率的分析,进一步优化日光温室番茄栽培的灌溉量。[结果]灌溉量处理影响了土壤含水量的时空分布特征。CK、T1和T2处理0~40 cm土壤层平均土壤含水量为田间持水量的77.7%~103.4%、65.4%~98.9%、60.9%~91.1%,灌溉量越高土壤含水量越高;3个处理平均土壤含水量呈逐渐下降的趋势,且T1、T2处理下降幅度大于CK。随生育期推进,CK各土壤层土壤含水量的差异增加,T1和T2处理呈相反变化趋势。CK和T1处理0~10 cm土壤层土壤含水量波动幅度最大,T2处理为10~20 cm土壤层;整体上看,T1和T2处理处理各土壤层的土壤含水量波动幅度大于CK,但是转色期后T1处理30~40 cm和T2处理20~40 cm土壤层土壤含水变化不明显。番茄株高、茎粗、叶面积及地下、地上部鲜干重在不同处理之间的差异不显著(P>0.05)。与CK相比,T1和T2处理单果重和总产量分别降低了3.41%、4.07%和3.25%、3.97%,但番茄总产量的差异未达到显著水平(P>0.05)。3个处理灌溉水利用效率分别为30.1 kg·m^(-3)、35.1 kg·m^(-3)和43.9 kg·m^(-3),T1和T2处理相比CK分别提高了16.77%和46.15%。[结论]灌溉量为0.6 E_(p)的T2处理,0~40 cm土壤层平均土壤含水量维持在田间持水量60%以上,植株生长和果实总产量未受影响,灌溉水利用效率明显高于其它2个处理。因此,认为水面蒸发皿灌溉系数Kp0.6时为日光温室番茄提供了适宜灌溉量,有利于实现日光温室番茄节水高效栽培。

日光温室黄瓜优化肥灌高效管理技术

以日光温室早春茬和秋冬茬黄瓜为例,采用优化肥灌技术,与传统间隔施肥方式相比,不仅减少施肥量,改善黄瓜品质,且黄瓜的经济产量和水分利用效率均分别提高了6.1%和8.4%,氮肥偏生产力分别提高了103%和233%。肥灌技术也称肥水一体化滴灌施肥技术，通过自动灌溉系统为植物提供水分和营养物质的过程称之为肥灌（Fertigation），或称滴灌施肥。即采用自动微灌系统在灌水的同时，按照作物生长各个阶段对养分的需要、土壤供肥长期状况和气候条件等准确地将肥料补加和均匀地施在根系附近，供植物根系直接吸收利用。

基于土壤水分的自动滴灌模式对温室黄瓜产量及水肥利用效率的影响

以日光温室黄瓜为研究对象,以传统滴灌模式为对照,研究基于土壤水分的自动滴灌模式(启动灌溉施肥的土壤水分含量下限为75%田间持水量,灌水定额为5 mm,肥料氮浓度为120 g/m 3)对黄瓜生长、水肥利用效率及土壤理化性质的影响。结果显示,与传统滴灌模式相比,采用基于土壤水分的自动滴灌模式进行黄瓜水肥管理可使土壤根层水分含量保持在75%~100%田间持水量,可维持黄瓜植株正常生长,黄瓜产量提高8.9%。该模式在整个生长季可有效节水52.2%,节肥49.0%,使灌溉水利用效率提高127.7%,肥料偏生产力提高113.5%。另外,该模式还可降低0~20 cm土层土壤养分和盐分的累积及40~60 cm土层含水量,避免水分的深层渗漏。研究结果表明,黄瓜基于土壤水分的自动滴灌模式是温室黄瓜丰产高效的重要水肥管理方式之一。

温室番茄水肥一体化自动灌溉参数的优化

以日光温室秋冬茬和冬春茬番茄为试材,在结果期共设5个灌溉下限,对应的土壤相对含水量分别为95%FC(田间持水量)、90%FC、80%FC、70%FC及60%FC,系统研究了对产量、果实品质、水肥利用率及土壤理化性质的影响,以期为番茄实现自动水肥一体化模式提供参考依据。结果表明:当土壤含水量灌溉下限为95%FC时,会导致灌水施肥频次增加,水肥投入量增加并不会引起番茄增产,而会导致灌溉水利用率和肥料偏生产力的下降,土壤养分和盐分的富集;当土壤含水量灌溉下限为60%FC时,虽然灌溉频次和水肥投入量均下降,灌溉水利用率和肥料偏生产力会显著提高,并改善果实品质,但可能会造成番茄一定量的减产,施肥量不足不利于土壤肥力的保持;80%FC和70%FC 2个处理水肥投入相对合理,既可保证番茄较高产量、灌溉水利用率和肥料偏生产力,还可一定程度上改善果实品质,但70%FC处理在冬春茬造成了一定程度的产量下降;综上所述,当土壤含水量灌溉下限为80%FC时,番茄全生育期灌水总量秋冬茬为147mm,冬春茬为291mm,可作为秋冬茬和冬春茬番茄自动水肥管理的合理灌溉参数。

基于自动灌溉模式的日光温室黄瓜土壤水分参数设定

为研究日光温室黄瓜土壤水分自动灌溉参数,以日光温室秋冬茬3个黄瓜品种(‘W9’,‘津优35’,‘德瑞特721’)为研究对象,在结果期共设95%FC(田间持水量)、90%FC、80%FC、70%FC及60%FC 5个土壤灌溉下限处理,研究不同土壤水分下限自动灌溉处理对土壤水分、黄瓜产量及水肥利用率的影响。结果表明:从3个黄瓜品种表现看,‘W9’对水分处理响应不敏感,产量无显著差异,而‘津优35’和‘德瑞特721’黄瓜处理间的表现相对一致。当灌溉下限为95%FC和90%FC时,灌溉频次增加,高土壤含水量并不会显著提高黄瓜产量,但灌溉水利用率和肥料偏生产力都显著下降;当灌溉下限为60%FC时,灌溉频次下降,灌溉水利用率和肥料偏生产力会显著提高,但土壤相对缺水使‘津优35’和‘德瑞特721’黄瓜造成了一定减产;当土壤含水量灌溉下限为70%FC及80%FC时,土壤水分基本维持在70%FC~100%FC范围内,能保证较高的黄瓜产量和水肥利用率,可作为秋冬茬黄瓜自动水肥管理的合理灌溉参数。

灌水时期和灌水量对盆栽制种黄瓜种子产量及水分利用效率影响

为了确定制种黄瓜合理的灌溉制度,通过盆栽试验研究了制种黄瓜生长及种子产量对不同灌水时期和灌水量的响应。试验共设2个控水时期(5~6片叶到黄瓜授粉前,授粉后到拉秧),每个控水期分4个灌溉水平,结果表明,制种黄瓜不同生育期对水分供应变化的响应存在差异,授粉前是响应水分亏缺的敏感期,本试验中,与对照处理相比,在授粉前灌溉总量减少6.5%~12.9%,但会导致种子产量减少82.0%~95.7%,灌溉水利用率减少80.8%~95.1%;授粉后对水分亏缺的敏感性减弱;无论在授粉前还是授粉后增加灌水量均没有显著提高种子产量影响,而使灌溉水利用率有一定的降低。试验得出,当制种黄瓜长至5~6片叶时,在授粉前适宜的灌水量为每株2~3 L,灌水间隔4 d,在授粉后适宜的灌水量为每株3 L,灌水间隔2 d,如此可实现制种黄瓜节水丰产。

实用型滴灌模式在温室番茄生产上的应用效果分析

采用田间试验,以传统滴灌模式为对照,系统研究了以张力计读数制定的实用型滴灌模式对番茄生长、产量、水肥利用率及土壤环境的影响。结果表明,与传统滴灌模式相比,采用实用型滴灌模式(当埋深15 cm的张力计读数大于35 k Pa时进行灌溉施肥,灌水定额为5 mm,每次施纯氮浓度为120 mg/L,氮磷钾比例为1∶0.3∶1.5)可维持番茄植株正常生长,实现节水40.4%,节肥45.6%,产量提高8.6%,灌溉水利用率提高82.1%,肥料偏生产力提高99.5%。并且该模式可显著降低0~20 cm土层的碱解氮、速效磷、速效钾含量及全盐含量,避免表层养分及盐分累积,显著降低深层土壤20~40 cm的土壤含水量,避免土壤根层水分向下运移造成水分浪费。

天津市滨海地区制种黄瓜适宜滴灌灌溉指标的研究

为了研究天津滨海地区制种黄瓜合理的滴灌制度,通过田间试验研究了5种灌溉制度(常规畦灌ck_1处理、常规滴灌ck_2处理、节水滴灌T_1处理、节水滴灌T_2处理及节水滴灌T_3处理)对制种黄瓜种子产量及水分利用效率影响。结果表明,相比于传统畦灌(ck_1),采用滴灌方式,灌水量控制在288～630 mm,可以实现节水13.9%～54.4%,种子产量增加15.8%～57.9%,灌溉水利用率提高61.9%～153.7%,增收12.0万～52.0万元/hm^2;采用滴灌方式,灌水量减少(T_2和T_3处理)虽然会提高水分利用率,但会在一定程度上抑制植株生长,造成黄瓜种子减产,不利于增产增收;灌水量增加(ck_2处理)也会造成黄瓜种子一定程度减产,不利于水分利用率的提高,也不利于经济效益的最大化。综合来看,采用节水滴灌T_1处理,采用滴灌方式,待黄瓜长至5～6片叶时,在授粉之前每次适宜灌溉量12 mm,授粉之后每次适宜灌溉量18 mm,灌水间隔为3 d,整个生育期灌溉总量为438 mm,可实现制种黄瓜节水增效增收的效果。

养分供应浓度对温室黄瓜生长、产量及矿质元素含量的影响

设施土壤养分富集且不平衡,不合理的施用配方肥会影响作物生长发育进而导致产量降低.以黄瓜为研究对象,采用土壤盆栽的方式系统研究了黄瓜配方肥(N、P2O5、K2O质量比为1:0.3:1.5,原料为尿素、硝酸钾及磷酸二氢钾)在7种不同供肥质量浓度(0、0.5、1、2、4、6及8 g·L-1)下对黄瓜生长、产量及矿质元素含量的影响.试验结果表明,当供肥浓度为0时,土壤供应养分能力不足,容易造成黄瓜植株缺氮现象明显,植株生长及产量明显受抑制;当供肥浓度范围在0.5~2 g·L-1时,能保证黄瓜植株正常生长的前提下持续增产,当供肥浓度达到2 g·L-1时,黄瓜产量最高,但此时土壤中全盐、碱解氮及速效钾含量有明显增加趋势,说明土壤已出现一定的养分累积;当供肥浓度范围在4~8 g·L-1时,由于养分浓度高,黄瓜植株遭受盐胁迫抑制,植株生长受阻,黄瓜新生叶片的镁含量下降,出现叶脉间失绿现象,产量显著下降,并且土壤中盐分及养分累积严重,不利于黄瓜可持续种植.综上所述,黄瓜结果期合适的配方肥供应浓度为1 g·L-1.

亏缺灌溉下异根嫁接提高黄瓜产量和水分利用效率

为了研究异根嫁接黄瓜对适度亏缺灌溉的响应,该试验以中农26号黄瓜(Cucumis sativas L.)为材料,以自根嫁接黄瓜适宜水分管理(每次20m3/667m2)为对照,研究异根嫁接黄瓜的根系、产量、品质和水分利用效率等指标对适度亏缺灌溉(每次12m3/667m2)的响应。结果表明:与对照比较,亏缺灌溉条件下,异根嫁接可明显促进根系生长,提高了水分利用效率,果实品质也有所改善,根系表面积、根干质量和水分利用效率分别提高8.0%、14.2%、和42.1%～53.9%。这一结果明确了通过异根嫁接可以提高黄瓜水分利用效率,同时也证明异根嫁接可以作为设施黄瓜农艺节水的最重要措施之一。

控水灌溉对口感型番茄产量营养品质及感官评价的影响

为了提高番茄品质和口感,满足消费者的市场需求,采用田间小区试验的方法,对3个口感型番茄品种的产量、营养品质和口感进行测定分析。结果表明:不同控水条件下,不同品种响应不同,控水灌溉对"高糖200"产量降低尤为明显,灌水60%W和40%W时,产量分别降低24.22%、28.07%。控水灌溉对"高糖200"和"Kg1606"的可溶性固形物含量、Vc含量、可溶性糖、糖酸比、感官评价都有所提高,番茄营养品质和口感改善明显。口感型番茄糖酸比与果实感官评价的相关系数达显著水平。综合来看,灌水40%W时,3个品种中"Kg1606"减产15.17%,减产量最少,糖酸比较高,口感评价显著优于其他处理,适合设施节水高品质番茄栽培。

设施蔬菜水肥一体化智能灌溉控制系统的设计及试验

设计了设施蔬菜水肥一体化智能灌溉控制系统,该系统通过环境传感器实现对环境对象感测,精准获取设施蔬菜的全生育期的环境参数;设计了"土壤含水量下限+小额灌溉"的灌溉策略模式,结合设施蔬菜全生育期的环境参数形成闭环回路,驱动文丘里比例施肥机进行有效水肥灌溉完成对设施蔬菜的精细化耕作。结果表明,该系统能够按照预设间隔时间有效监控设施蔬菜的环境参数,并能在设定的土壤湿度参数范围内启动或者浇灌,实现智能浇灌,比传统的自动浇灌系统更加高效。

不同水肥管理模式对日光温室番茄产量、品质及经济效益的影响

为探索设施蔬菜水肥高效利用模式,在日光温室条件下研究了不同水肥管理方式对番茄生长、产量、品质及经济效益的影响。结果表明:推荐滴灌模式处理的番茄植株粗壮,茎粗比常规畦灌模式、常规滴灌模式分别增加14.71%、2.24%;果实品质明显改善,VC含量比常规畦灌模式、常规滴灌模式分别增加22.76%、13.60%,可溶性总糖含量分别增加7.29%、5.10%,糖酸比分别提高25.16%、20.03%;节水节肥效果显著,比常规畦灌模式、常规滴灌模式分别节水52.38%、25.00%,节肥46.67%、31.03%;产量与常规滴灌模式相近,比常规畦灌模式增产5.38%;经济效益明显,比常规畦灌模式、常规滴灌模式分别增收28.87%、9.98%。

不同施肥水平对设施番茄中微量元素吸收的影响

通过田间小区试验的方法,研究不同施肥水平对设施番茄中微量元素吸收的影响,结果表明,不同处理中微量元素的吸收量总体表现为叶>茎>果,叶片的中微量元素的吸收量表现为Ca>Mg>Fe>Mn>Zn>Cu,茎和果实的Ca、Mg吸收量较高,其次为Zn、Fe吸收量,Mn、Cu吸收量较低。高肥力土壤,氮磷钾施用量低的处理T1茎、叶的中微量元素含量和吸收量大多明显高于施肥量高的处理T2、处理T3,不施肥处理T4的植株中微量元素含量较高,但由于干物质积累量较低,元素吸收量也低,因此施肥量过高或不施肥都会影响植株对中微量元素的吸收,应根据番茄吸肥特性和土壤肥力条件确定氮、磷、钾施用量。

不同肥料配方对日光温室春茬番茄产量品质和养分吸收的影响

以番茄品种"朝研299"为试材,研究日光温室滴灌条件下不同肥料配方对春茬番茄产量、品质和养分吸收的影响,从而确定适宜该区的最佳肥料配比。结果表明:氮磷钾追施比例(N∶P_2O_5∶K_2O)为1.0∶0.4∶1.8时,能够明显提高番茄产量,并增加番茄果实中维生素C、可溶性总糖含量,提高糖酸比,改善果实品质;且明显提高拉秧期植株干物质总积累量,干物质含量为果实>茎>叶>根,该配比养分吸收总量最高,K2O>N>P_2O_5,根据产量和养分吸收含量计算,每生产1 000kg番茄需N 1.73kg,P_2O_50.89kg,K_2O 3.51kg,天津地区最适宜的春茬番茄种植追肥配方为1.0∶0.5∶2.0。

自动灌溉施肥模式对温室黄瓜产量及水肥利用的影响

为了探寻日光温室天津地区适宜的自动化灌溉施肥制度,以秋冬茬黄瓜为试材,以传统手动简易灌溉施肥模式为对照,研究了基于黄瓜需水需肥规律的自动灌溉施肥模式对黄瓜产量及水肥利用率的影响。结果表明:与手动灌溉施肥相比,自动灌溉施肥可节水22.4%,节肥30.4%;在保证黄瓜正常生长的基础上,显著提高黄瓜单果重以及产量,商品瓜的产量提高11.1%,灌溉水利用率和肥料偏生产力分别提高43.6%和60.0%。因此,自动化灌溉施肥设备依据温室黄瓜需水需肥规律进行水肥管理可以作为黄瓜产量改善及水肥资源高效利用的有效途径之一。

滨海地区日光温室黄瓜滴灌灌溉指标研究

为了探寻天津滨海地区日光温室黄瓜合理的滴灌灌溉制度,在春茬黄瓜结果期共设置6个处理(灌水定额+灌水时间间隔的不同组合:T1:6 mm+3 d;T2:12 mm+3 d;T3:18 mm+3 d;T4:12 mm+6 d;T5:18 mm+6 d;T6:24 mm+6 d)进行了比较研究。研究结果表明:6个处理下的产量分别为75 056,79 352,80 042,73 023,76 398,78 891 kg/hm2,灌溉水利用效率分别为397,257,187,386,307,255 kg/mm。总体来说,灌水量越大和灌水越频繁越有利于提高黄瓜产量,但随着黄瓜灌水量的增加黄瓜的品质和水分利用效率呈下降趋势。所以,综合考虑提高黄瓜产量、品质和节水几方面因素,认为T2处理即灌水定额12 mm,每隔3天浇1次水,可作为日光温室春茬黄瓜推荐的最佳滴灌灌水制度。

基于容灾备份的设施温室环境监控系统关键技术的研究

目前大部分设施温室环境监控系统在系统的安全性、稳定性方面考虑较少,为了提高环境采集数据传输的稳定性,防止因为协调器故障而导致系统瘫痪,提出了并联模式的基于IEEE 802.15.4标准的低功耗局域网协议(Zig Bee)的多协调器备份工作机制来降低由于单协调器出现故障而导致系统瘫痪的概率,起到负载均衡及失败转移的目的,以保证农业数据的安全;最后进行系统测试和分析。结果表明,该系统能有效保证采集到的环境数据无故障传输。